JP5960489B2 - ケミカルメカニカルポリッシング組成物及び相変化合金を研磨する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ケミカルメカニカルポリッシング組成物及びそれを使用する方法に関する。より詳細には、本発明は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を有する基板を研磨するためのケミカルメカニカルポリッシング組成物に関する。
一般に非晶質状態である絶縁と、一般に結晶状態である導電との間の電気的転移が可能な相変化材料を用いる相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ）デバイスが、次世代メモリデバイスの主導的な候補となった。これらの次世代ＰＲＡＭデバイスは、各メモリビットごとに超小型電子回路素子を用いる従来の固体状態メモリデバイス、例えばダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）デバイス；スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）デバイス、イレイザブルプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）デバイス及び電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）デバイスに取って代わる可能性がある。これらの従来の固体状態メモリデバイスは、多量のチップスペースを消費して情報を保存するため、チップ密度が限定され、プログラミングするのも比較的遅い。
ＰＲＡＭデバイスに有用な相変化材料としては、カルコゲナイド材料、例えばゲルマニウム−テルル（Ｇｅ−Ｔｅ）及びゲルマニウム−アンチモン−テルル（Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ）相変化合金が挙げられる。ＰＲＡＭデバイスの製造は、カルコゲナイド相変化材料を選択的に除去してデバイス表面を平坦化する、ケミカルメカニカルポリッシング工程を含む。
テルルは、カルコゲナイド相変化合金膜において比較的可動性となる傾向がある。ＣＭＰ条件下で、テルルは平坦化の間に、ウェーハの表面に移動して塊になる傾向がありうる。これは、非均質の組成及びウェーハのある位置から別の位置で異なる表面特性を有する膜につながる。
カルコゲナイド相変化物質を有する基板を研磨するための一つのポリッシング組成物は、Dysardらの米国特許出願公開第２００７０１７８７００号に開示されている。Dysardらは、相変化合金を含有する基板を研磨するためのケミカルメカニカルポリッシング組成物を開示し、該組成物は：（ａ）約３重量パーセント以下の量の、粒子状の砥粒材料；（ｂ）相変化合金、その成分又はケミカルメカニカルポリッシングの間に相変化合金材料から生じた物質をキレート化することができる、少なくとも一種のキレート化剤；及び（ｃ）それらのための水性担体を含む。
高い除去速度で選択的に相変化物質の除去ができ、その一方でまた、総欠陥及びＴｅ残渣欠陥の減少をもたらす、新規なケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）組成物を開発することの必要性が継続して存在したままである。
本発明は、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％の砥粒；０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；０．００１〜５重量％のキレート化剤；０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％の酸化剤を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する）；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去される方法を提供する。
本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％の砥粒；０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；０．００１〜５重量％のキレート化剤；０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％の酸化剤を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する）；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ここで、砥粒が、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であり；ここで、酸化剤が、過酸化水素であり；ここで、キレート化剤が、エチレンジアミン四酢酸及びその塩より選択され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース（nominal down force）８．２７kPa（１．２psi）で、１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む、方法を提供する。
本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％の砥粒；０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；０．００１〜５重量％のキレート化剤；０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％の酸化剤を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する）；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ここで、砥粒が、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であり；ここで、酸化剤が、過酸化水素であり；ここで、キレート化剤が、エチレンジアミン四酢酸及びその塩より選択され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース８．２７kPa（１．２psi）で、１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含み；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、研磨後のＳＰ１欠陥（＞０．１６μm）数２００以下と同時に１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を促進する、方法を提供する。
本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％の砥粒；０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；０．００１〜５重量％のキレート化剤；０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％の酸化剤を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する）；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ここで、砥粒が、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であり；ここで、酸化剤が、過酸化水素であり；ここで、キレート化剤が、エチレンジアミン四酢酸及びその塩より選択され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース８．２７kPa（１．２psi）で、１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含み；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、研磨後のＳＰ１欠陥（＞０．１６μm）数２００以下と同時に１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を促進し；そしてここで、研磨後のＳＰ１欠陥の１７５以下がテルル残渣欠陥である、方法を提供する。
本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％の砥粒；０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；０．００１〜５重量％のキレート化剤；０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％の酸化剤を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する）；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ここで、砥粒が、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であり；ここで、酸化剤が、過酸化水素であり；ここで、キレート化剤が、エチレンジアミン四酢酸及びその塩より選択され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース８．２７kPa（１．２psi）で、１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含み；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、研磨後のＳＰ１欠陥（＞０．１６μm）数２００以下と同時に１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を促進し；ここで、研磨後のＳＰ１欠陥の１７５以下がテルル残渣欠陥であり；ここで、基板がさらにＳｉ３Ｎ４を含み；ここで、少なくとも幾らかのＳｉ３Ｎ４が基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：Ｓｉ３Ｎ４除去速度選択比が≧１５：１を示す、方法を提供する。
本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％の砥粒；０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；０．００１〜５重量％のキレート化剤；０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％の酸化剤を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する）；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ここで、砥粒が、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であり；ここで、酸化剤が、過酸化水素であり；ここで、キレート化剤が、エチレンジアミン四酢酸及びその塩より選択され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース８．２７kPa（１．２psi）で、１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含み；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、研磨後のＳＰ１欠陥（＞０．１６μm）数２００以下と同時に１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を促進し；ここで、研磨後のＳＰ１欠陥の１７５以下がテルル残渣欠陥であり；ここで、基板がさらにオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含み；ここで、少なくとも幾らかのＴＥＯＳが基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：ＴＥＯＳ除去速度選択比が≧１５：１を示す、方法を提供する。
詳細な説明
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板の研磨に有用である。本発明の方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、基板上の追加の材料に対して有利な選択性で、かつ低総欠陥及び低Ｔｅ残渣欠陥にて、カルコゲナイド相変化合金の高い除去速度を提供する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板の研磨に有用である。本発明の方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、基板上の追加の材料に対して有利な選択性で、かつ低総欠陥及び低Ｔｅ残渣欠陥にて、カルコゲナイド相変化合金の高い除去速度を提供する。
ケミカルメカニカルポリッシングのための本発明の方法に使用するために適切な基板は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル（ＧＳＴ）相変化合金を含む。
ケミカルメカニカルポリッシングのための本発明の方法に使用するために適切な基板は、場合により、さらにリンケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）、ホウリンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）、非ドープのケイ酸塩ガラス（ＵＳＧ）、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）、プラズマ強化ＴＥＯＳ（ＰＥＴＥＯＳ）、流動性酸化物（ＦＯｘ）、高密度プラズマ化学蒸着（ＨＤＰ−ＣＶＤ）酸化物及び窒化ケイ素（例えばＳｉ３Ｎ４）より選択される追加の材料を含む。好ましくは、基板は、さらにＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳより選択される追加の材料を含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法に使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物において使用するのに適切な砥粒は、例えば、無機酸化物、無機水酸化物、無機水酸化物酸化物、金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、ポリマー粒子及び前述の少なくとも一種を含む混合物を含む。適切な無機酸化物は、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は前述の酸化物の少なくとも一種を含む組み合わせを含む。これらの無機酸化物の改質形、例えば有機ポリマーで被覆した無機酸化物粒子及び無機被覆粒子もまた、所望であれば利用することができる。適切な金属炭化物、ホウ化物及び窒化物は、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、ホウ化アルミニウム、炭化タンタル、炭化チタン又は前述の金属炭化物、ホウ化物及び窒化物の少なくとも一種の組み合わせを含む。好ましくは、使用される砥粒は、コロイダルシリカ砥粒である。より好ましくは、使用される砥粒は、周知のレーザー光散乱技術によって測定される、１〜２００nm（より好ましくは１００〜１５０nm、最も好ましくは１１０〜１３０nm）の平均粒径を有するコロイダルシリカである。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、好ましくは初期成分として、０．１〜５重量％、より好ましくは０．５〜３重量％、さらにより好ましくは１〜３重量％、なおさらにより好ましくは１．５〜２．５重量％の砥粒を含む。好ましくは、砥粒は、コロイダルシリカ砥粒である。最も好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒を１．５〜２．５重量％含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．００１〜５重量％（より好ましくは０．０５〜５重量％、さらにより好ましくは０．１〜４重量％、最も好ましくは０．２〜０．４重量％）の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種を含む。好ましくは、フタル酸は、フタラート化合物、例えばフタル酸水素カリウムの添加により；又はフタル酸誘導体、例えばフタル酸水素アンモニウムの添加により、使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物に組み込まれる。最も好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法に使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．２〜０．４重量％のフタル酸水素アンモニウムを含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．００１〜５重量％（より好ましくは０．０１〜５重量％、さらにより好ましくは０．１５〜０．２５重量％）のキレート化剤を含む。好ましくは、ここで、キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、その類似体及び塩から選択される。好ましいＥＤＴＡの類似体は、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）；エチレングリコール四酢酸（ＥＧＴＡ）；１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）；ヘキサメチレンジアミン四酢酸（ＨＤＴＡ）；１，２−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸（メチル−ＥＤＴＡ）；１，３−ジアミノ−２−プロパノール−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸（ＤＰＴＡ−ＯＨ）；ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）；Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−三酢酸（ＨＥＤＴＡ）；トリエチレンテトラミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ'''，Ｎ'''−六酢酸（ＴＴＨＡ）；及びそれらの塩を含む。より好ましくは、ここで、キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸及びその塩から選択される。最も好ましくは、ここで、使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．１５〜０．２５重量％のキレート化剤を含み、ここで、キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸及びその塩（例えばエチレンジアミン四酢酸二カリウム塩二水和物）より選択される。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．００１〜０．１重量％（より好ましくは０．０１〜０．１重量％、より好ましくは０．０４〜０．０６重量％）のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）を含む。さらにより好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．００１〜０．１重量％（さらにより好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０４〜０．０６重量％）のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）を含み、ここで、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）は、２，５００〜１０，０００（好ましくは２，５００〜５，０００；最も好ましくは２，５００〜３，５００）の重量平均分子量を有する。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．００１〜３重量％（より好ましくは０．０１〜３重量％、さらにより好ましくは０．０５〜０．１５重量％）の酸化剤を含む。好ましくは、酸化剤は、過酸化水素である。最も好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、０．０５〜０．１５重量％の過酸化水素を含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物において使用する水は、付随する不純物を制限するため、脱イオン化及び蒸留の少なくとも一方を施されている。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、場合により、更にｐＨ調整剤、分散剤、界面活性剤、緩衝剤及び殺生物剤から選択される追加の添加剤を含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で使用するケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２（好ましくは７．５〜１０、より好ましくは７．５〜９、最も好ましくは７．５〜８．５）のｐＨを有する。ケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨの調整に適切な酸は、例えば、硝酸、硫酸及び塩酸を含む。ケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨの調整に適切な塩基は、例えば、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム及び重炭酸塩；好ましくは、水酸化テトラメチルアンモニウムを含む。
場合により、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法において、基板はさらにＳｉ３Ｎ４を含み；ここで、少なくとも幾らかのＳｉ３Ｎ４が基板から除去され；ここで、使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：Ｓｉ３Ｎ４除去速度選択比が≧１０：１（より好ましくは≧１５：１；最も好ましくは≧１８：１）を示す。
場合により、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法において、基板はさらにオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含み；ここで、少なくとも幾らかのＴＥＯＳが基板から除去され、ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：ＴＥＯＳ除去速度選択比が≧１０：１（好ましくは≧１５：１；より好ましくは≧１６：１）を示す。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、以下：基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること［ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：水；０．１〜５重量％（好ましくは０．５〜３重量％、より好ましくは１〜３重量％、最も好ましくは１．５〜２．５重量％）の砥粒（好ましくは、ここで、砥粒は、コロイダルシリカ砥粒であり、より好ましくは、１〜２００nm、さらにより好ましくは１００〜１５０nm、最も好ましくは１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒である）；０．００１〜５重量％（好ましくは０．０５〜５重量％、より好ましくは０．１〜４重量％、最も好ましくは０．２〜０．４重量％）の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種（好ましくはフタル酸水素アンモニウム）；０．００１〜５重量％（好ましくは０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１５〜０．２５重量％）のキレート化剤（好ましくは、ここで、キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸及びその塩から選択される）；０．００１〜０．１重量％（好ましくは０．０１〜０．１重量％、より好ましくは０．０４〜０．０６重量％）のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；０．００１〜３重量％（好ましくは０．０１〜３重量％、より好ましくは０．０５〜０．１５重量％）の酸化剤（好ましくは、ここで、酸化剤は、過酸化水素である）を含み（から実質的になり）；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２（好ましくは７．５〜１０、より好ましくは７．５〜９、最も好ましくは７．５〜８．５）のｐＨを有する］；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに、ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入することを含み；ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース８．２７kPa（１．２psi）で、１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含み；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、研磨後のＳＰ１欠陥（＞０．１６μm）数２００以下（より好ましくは０〜２００；最も好ましくは０〜１９０）と同時に１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を促進し；ここで、研磨後のＳＰ１欠陥の１７５以下（より好ましくは０〜１７０；最も好ましくは０〜１６５）が、テルル残渣欠陥であり；場合により、ここで、基板がさらにＳｉ３Ｎ４を含み、ここで、少なくとも幾らかのＳｉ３Ｎ４が基板から除去され、ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：Ｓｉ３Ｎ４除去速度選択比が≧１５：１（好ましくは≧１８：１）を示し；そして場合により、ここで、基板がさらにオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含み、ここで、少なくとも幾らかのＴＥＯＳが基板から除去され、ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：ＴＥＯＳ除去速度選択比が≧１５：１（好ましくは≧１６：１）を示す。
本発明の幾つかの実施態様は、以下の実施例において詳細に説明されるであろう。
実施例
ケミカルメカニカルポリッシング組成物
試験されるケミカルメカニカルポリッシング組成物（ＣＭＰＣ）は、表１に記載されている。ケミカルメカニカルポリッシング組成物Ａ〜Ｄは、比較の配合物であり、これらは請求する発明の範囲内に含まれない。
ケミカルメカニカルポリッシング組成物
試験されるケミカルメカニカルポリッシング組成物（ＣＭＰＣ）は、表１に記載されている。ケミカルメカニカルポリッシング組成物Ａ〜Ｄは、比較の配合物であり、これらは請求する発明の範囲内に含まれない。
研磨試験
研磨実験は、SKW Associates Inc.製ゲルマニウム−アンチモン−テルル（ＧＳＴ）ブランケットウェーハ（Ｓｉ／１kÅ熱酸化物／２００Å ＴｉＮ／１５００Å ＧＳＴ膜）上で、表１に記載したケミカルメカニカルポリッシング組成物を使用して実施した。研磨実験は、ＩＳＲＭ検出器を備えたApplied Materials, Inc.のMirra（商標）２００mm研磨機を使用し、IC1010（登録商標）ポリウレタンポリッシングパッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.より市販されている）を使用して、ダウンフォース１．２psi（８．２７kPa）、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、プラテン速度６０rpm及びキャリア速度５５rpm下で実施した。Diagrid（商標）AD3BG-150855ダイアモンドパッド調節器（Kinik社から市販されている）を、ポリッシングパッドの調整に用いた。ポリッシングパッドは研磨の前に、調整器を用いて、ダウンフォース１４．０lbs（６．３５kg）で２０分間、次にダウンフォース９．０lbs（４．０８kg）で１０分間、慣らし運転を行った。ポリッシングパッドは、ウェーハを研磨する間にダウンフォース９．０lbs（４．０８kg）を使用してインサイチューでさらに調整した。表２に報告したＧＳＴ除去速度のデータは、Jordan Valley JVX-5200T計測用具を使用して測定した。Ｓｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳブランケットウェーハ（それぞれSVTC及びAdvantivより）はまた、周知の（noted）条件下で研磨した。表２に報告したＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳの除去速度は、KLA-Tencor FX200計測用具を使用して、研磨前後の膜の厚さを計測することにより測定した。０．１６μmをこえる欠陥についての欠陥数分析は、KLA-Tencor製ＳＰ１計測用具を使用して実施した。無作為に選択した所定の数の欠陥（表２に注記している）を、KLA-Tencor製SEM EDR5200計測用具を使用して検査して、Ｔｅ残渣欠陥を特定した。次に結果を欠陥の残りに対して外挿して、Ｔｅ残渣欠陥の総数を見積もった。研磨試験の結果は、表２に示されている。
研磨実験は、SKW Associates Inc.製ゲルマニウム−アンチモン−テルル（ＧＳＴ）ブランケットウェーハ（Ｓｉ／１kÅ熱酸化物／２００Å ＴｉＮ／１５００Å ＧＳＴ膜）上で、表１に記載したケミカルメカニカルポリッシング組成物を使用して実施した。研磨実験は、ＩＳＲＭ検出器を備えたApplied Materials, Inc.のMirra（商標）２００mm研磨機を使用し、IC1010（登録商標）ポリウレタンポリッシングパッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.より市販されている）を使用して、ダウンフォース１．２psi（８．２７kPa）、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、プラテン速度６０rpm及びキャリア速度５５rpm下で実施した。Diagrid（商標）AD3BG-150855ダイアモンドパッド調節器（Kinik社から市販されている）を、ポリッシングパッドの調整に用いた。ポリッシングパッドは研磨の前に、調整器を用いて、ダウンフォース１４．０lbs（６．３５kg）で２０分間、次にダウンフォース９．０lbs（４．０８kg）で１０分間、慣らし運転を行った。ポリッシングパッドは、ウェーハを研磨する間にダウンフォース９．０lbs（４．０８kg）を使用してインサイチューでさらに調整した。表２に報告したＧＳＴ除去速度のデータは、Jordan Valley JVX-5200T計測用具を使用して測定した。Ｓｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳブランケットウェーハ（それぞれSVTC及びAdvantivより）はまた、周知の（noted）条件下で研磨した。表２に報告したＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳの除去速度は、KLA-Tencor FX200計測用具を使用して、研磨前後の膜の厚さを計測することにより測定した。０．１６μmをこえる欠陥についての欠陥数分析は、KLA-Tencor製ＳＰ１計測用具を使用して実施した。無作為に選択した所定の数の欠陥（表２に注記している）を、KLA-Tencor製SEM EDR5200計測用具を使用して検査して、Ｔｅ残渣欠陥を特定した。次に結果を欠陥の残りに対して外挿して、Ｔｅ残渣欠陥の総数を見積もった。研磨試験の結果は、表２に示されている。
Claims (8)
- 基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、以下：
基板を提供すること（ここで、基板はゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金を含む）；
ケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること［ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として：
水；
０．１〜５重量％の砥粒（ここで、砥粒は、１１０〜１３０nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒である）；
０．００１〜５重量％の、フタル酸、フタル酸無水物、フタラート化合物及びフタル酸誘導体の少なくとも一種；
０．００１〜５重量％のキレート化剤（ここで、キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸及びその塩より選択される）；
０．００１〜０．１重量％のポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）；
０．００１〜３重量％の酸化剤（ここで、酸化剤は、過酸化水素である）を含み；
ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、７．１〜１２のｐＨを有する］；
ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；
ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面に動的接触を作り出すこと；ならびに
ケミカルメカニカルポリッシング組成物を、ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の接触面又は近傍でケミカルメカニカルポリッシングパッド上に注入すること；を含み、
ここで、少なくとも幾らかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金が基板から除去され；ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度毎分６０回転、キャリア速度毎分５５回転、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース８．２７kPa（１．２psi）で、少なくとも１，０００Å/分のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含み；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、研磨後のＳＰ１欠陥（＞０．１６μm）数２００以下と同時に少なくとも１，０００Å/分のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度を促進する、方法。 - 基板がさらにＳｉ３Ｎ４を含み；少なくとも幾らかのＳｉ３Ｎ４が基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：Ｓｉ３Ｎ４除去速度選択比が≧１０：１を示す、請求項１に記載の方法。
- 基板がさらにオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含み；少なくとも幾らかのＴＥＯＳが基板から除去され、ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：ＴＥＯＳ除去速度選択比が≧１０：１を示す、請求項１記載の方法。
- 基板が、さらにＳｉ３Ｎ４を含み；少なくとも幾らかのＳｉ３Ｎ４が基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：Ｓｉ３Ｎ４除去速度選択比が≧１５：１を示す、請求項１に記載の方法。
- 基板が、さらにオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含み；少なくとも幾らかのＴＥＯＳが基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：ＴＥＯＳ除去速度選択比が≧１５：１を示す、請求項１に記載の方法。
- 研磨後のＳＰ１欠陥の１７５以下が、テルル残渣欠陥である、請求項１に記載の方法。
- 基板が、さらにＳｉ３Ｎ４を含み；少なくとも幾らかのＳｉ３Ｎ４が基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：Ｓｉ３Ｎ４除去速度選択比が≧１５：１を示す、請求項６に記載の方法。
- 基板が、さらにオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含み；少なくとも幾らかのＴＥＯＳが基板から除去され；ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金：ＴＥＯＳ除去速度選択比が≧１５：１を示す、請求項６に記載の方法。
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