KR101655790B1 - 화학 기계 연마 조성물 및 관련 방법 - Google Patents

화학 기계 연마 조성물 및 관련 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물; 평균 입경이 ≤50 nm인 콜로이드상 실리카 연마 입자 1 내지 40 wt%; 및 사차 암모늄 화합물 0 내지 5 wt%를 포함하고, 산화제 및 킬레이트제를 함유하지 않으며, pH가 ＞6 내지 12인 화학 기계 연마 조성물을 사용하여, 게르마늄-안티몬-텔루르 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 화학 기계 연마하는 방법을 제공한다.

Description

화학 기계 연마 조성물 및 관련 방법 {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING COMPOSITION AND METHODS RELATING THERETO}
본 발명은 화학 기계 연마 조성물 및 이를 사용하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상변화 합금 (예를 들면, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금)을 갖는 기판을 연마하기 위한 화학 기계 연마 조성물에 관한 것이다.
절연성, 통상 비결정 상태와 전도성, 통상 결정 상태 사이에 전기적으로 전이될 수 있는 상변화 물질을 사용하는 상변화 랜덤 액세스 메모리 (PRAM) 디바이스는 가장 유력한 차세대 메모리 디바이스 후보가 되었다. 이러한 차세대 PRAM 디바이스는 각 메모리 비트에 초소형 전자회로소자를 사용하는 통상적인 고체 메모리 디바이스, 예컨대 다이내믹 랜덤 액세스 메모리--DRAM--디바이스; 스태틱 랜덤 액세스 메모리--SRAM--디바이스, 소거 및 프로그램 가능 읽기용 메모리--EPROM--디바이스, 및 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기용 메모리--EEPROM--디바이스에 대체될 수 있다. 이러한 통상적인 고체 메모리 디바이스는 정보를 저장하는데 많은 칩 스페이스를 소모하므로, 칩 밀도가 제한되며, 또한 프로그램을 작성하는 것이 비교적 더디다.
PRAM 디바이스에 유용한 상변화 물질로는 칼코게나이드 물질, 예컨대 게르마늄-텔루르 (GeTe) 및 게르마늄-안티몬-텔루르 (Ge-Sb-Te) 상변화 합금을 들 수 있다. PRAM 디바이스의 제조는 칼코게나이드 상변화 물질이 선택적으로 제거되고, 디바이스 표면이 평탄화되는 화학 기계 연마 단계를 포함한다.
칼코게나이드 상변화 물질을 갖는 기판을 연마하는 하나의 연마 조성물은 미국 특허공개 제20070178700호 (Dysard 등)에 개시되어 있다. Dysard 등은 (a) 약 3 중량% 이하의 양의 미립자상 연마재; (b) 화학 기계 연마시에, 상변화 합금, 상변화 합금 성분, 또는 상변화 합금 재료로 된 물질을 킬레이트할 수 있는 적어도 하나의 킬레이트제; 및 (c) 이의 수성 캐리어를 포함하는, 기판을 포함하는 상변화 합금을 연마하기 위한 화학 기계 연마 조성물을 개시하고 있다.
높은 제거속도 및 낮은 디싱 (dishing)을 부여하면서, PRAM 디바이스의 제조시에 상변화 물질을 선택적으로 제거할 수 있는 화학 기계 연마 (CMP) 조성물이 필요하다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하고; 물, 평균 입경이 ≤50 nm인 연마제 1 내지 40 wt%, 및 사차 암모늄 화합물 0 내지 2 wt%를 포함하고, 산화제 및 킬레이트제를 함유하지 않으며, pH가 ＞6 내지 12인 화학 기계 연마 조성물을 제공하며; 화학 기계 연마 패드를 제공하고; 화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면에 동적 접촉을 일으키고; 화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면 또는 그 가까이에서 화학 기계 연마 조성물을 화학 기계 연마 패드에 분배하는 것을 포함하며; 적어도 일부의 칼코게나이드 상변화 합금이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학 기계 연마 방법이 제공된다.
본 발명의 또 하나의 측면에 있어서, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하고; 물, 평균 입경이 1 내지 50 nm인 콜로이드상 실리카 연마제 1 내지 5 wt%, 및 사차 암모늄 화합물 0.01 내지 5 wt%를 포함하며, 산화제 및 킬레이트제를 함유하지 않고, pH가 7 내지 12인 화학 기계 연마 조성물을 제공하며; 화학 기계 연마 패드를 제공하고; 화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면에 동적 접촉을 일으키며; 화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면 또는 그 가까 이에서 화학 기계 연마 조성물을 화학 기계 연마 패드에 분배하는 것을 포함하고; 적어도 일부의 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학 기계 연마 방법이 제공된다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법은 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 연마하는데 유용하다. 본 발명의 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물은 기판 상의 추가의 물질에 대하여 유리한 선택도와 함께, 높은 칼코게나이드 상변화 합금 제거 속도를 제공한다.
화학 기계 연마에 관한 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 기판은 칼코게나이드 상변화 합금을 포함한다. 바람직하게는, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-텔루르 상변화 합금 및 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 중에서 선택된다. 가장 바람직하게는, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금이다.
화학 기계 연마에 관한 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 기판은 임의로 추가로 포스포르 실리케이트 글래스 (PSG), 보로포스포르 실리케이트 글래스 (BPSG), 도핑되지 않은 실리케이트 글래스 (USG), 스핀온 글래스 (SOG), 오르토규산테트라에틸 (TEOS), 플라스마 인핸스트 TEOS (PETEOS), 유동성 산화물 (FOx), 고밀도 화학 증착 (HDP-CVD) 산화물, 및 질화규소 (예를 들면, Si3N4) 중에서 선택되는 추가의 물질을 포함한다. 바람직하게는, 기판은 추가로 Si3N4 및 TEOS 중에서 선택되는 추가의 물질을 포함한다.
본 발명에 사용하기에 적합한 연마제는 예를 들면, 무기 산화물, 무기 수산화물, 무기 수산화물 산화물, 금속 붕소화물, 금속 탄화물, 금속 질화물, 폴리머 입자 및 상술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물을 포함한다. 적절한 무기 산화물로는 예를 들면, 실리카 (SiO2), 알루미나 (Al2O3), 지르코니아 (ZrO2), 산화세륨 (CeO2), 산화망간 (MnO2), 산화티탄 (TiO2) 또는 상술한 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물을 들 수 있다. 이러한 무기 산화물의 변형 형태, 예컨대 유기 폴리머로 코팅된 무기 산화물 입자 및 무기 코팅된 입자도 필요에 따라 사용될 수도 있다. 적절한 금속 탄화물, 붕소화물 및 질화물로는 예를 들면, 탄화규소, 질화규소, 탄질화규소 (SiCN), 탄화붕소, 탄화텅스텐, 탄화지르코늄, 붕소화알루미늄, 탄화탄탈, 탄화티탄, 또는 상술한 금속 탄화물, 붕소화물 및 질화물 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 연마제는 콜로이드상 실리카 연마제이다. 화학 기계 연마에 관한 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 콜로이드상 실리카 연마제는 퓸드 실리카, 침강 실리카 및 응집된 실리카 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 연마제는 평균 입경이 ≤50 nm인 콜로이드상 실리카이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 50 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 40 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 30 nm이다. 이러한 실시형 태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 25 nm이다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 사용된 화학 기계 연마 조성물은 연마제 ≥ 12 내지 40 wt%를 함유하며, 연마제는 평균 입경이 ≤50 nm인 콜로이드상 실리카이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 50 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 40 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 30 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 25 nm이다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 사용된 화학 기계 연마 조성물은 연마제 ≥ 15 내지 35 wt%를 함유하며, 연마제는 평균 입경이 ≤50 nm인 콜로이드상 실리카이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 50 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 40 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 30 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 25 nm이다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 사용된 화학 기계 연마 조성물은 연마제 20 내지 30 wt%를 함유하며, 연마제는 평균 입경이 ≤50 nm인 콜로이드상 실리카이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 50 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 40 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 30 nm이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 콜로이드상 실리카는 평균 입경이 1 내지 25 nm이다.
바람직하게는, 본 발명의 화학 기계 연마 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물은 추가로 사차 암모늄 화합물 0.01 내지 5 wt%; 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3 wt%; 보다 바람직하게는 0.5 내지 2 wt%를 포함한다. 화학 기계 연마 조성물에 사용하기에 적합한 사차 암모늄 화합물로는 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라프로필암모늄, 수산화테트라이소프로필암모늄, 수산화테트라사이클로프로필암모늄, 수산화테트라부틸암모늄, 수산화테트라이소부틸암모늄, 수산화테트라tert-부틸암모늄, 수산화테트라sec-부틸암모늄, 수산화테트라사이클로부틸암모늄, 수산화테트라펜틸암모늄, 수산화테트라사이클로펜틸암모늄, 수산화테트라헥실암모늄, 수산화테트라사이클로헥실암모늄, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 바람직한 사차 암모늄 화합물로는 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH) 및 수산화테트라부틸암모늄 (TBAH)을 들 수 있다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH) 0.01 내지 5 wt%를 포함한다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH) 0.1 내지 3 wt%를 포함한다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH) 0.5 내지 2 wt%를 포함한다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 수산 화테트라부틸암모늄 (TBAH) 0.01 내지 5 wt%를 포함한다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 수산화테트라부틸암모늄 (TBAH) 0.1 내지 3 wt%를 포함한다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 수산화테트라부틸암모늄 (TBAH) 0.5 내지 2 wt%를 포함한다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물에 함유된 물은 바람직하게는 부수적인 불순물을 제한하도록 탈이온 및 증류된 물 중 적어도 하나이다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물은 임의로 추가로 분산제, 계면활성제, 완충제 및 살생물제 중에서 선택되는 추가의 첨가제를 포함한다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물은 산화제를 함유하지 않는다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 용어 "산화제를 함유하지 않는"은 화학 기계 연마 조성물이 산화제, 예컨대 과산화수소, 과황산염 (예를 들면, 암모늄 모노퍼술페이트, 및 칼륨 디퍼술페이트) 및 과요오드산염 (예를 들면, 과요오드산칼륨)을 함유하지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물은 킬레이트제를 함유하지 않는다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 용어 "킬레이트제를 함유하지 않는"은 화학 기계 연마 조성물이 칼코게나이드 상변화 합금 성분 (즉, 게르마늄, 안티몬 또는 텔루르)을 킬레이트할 수 있는 킬레이트제, 예컨 대 디카복실산 (예를 들면, 옥살산, 말론산, 숙신산, 말레산, 프탈산, 타르타르산, 아스파르트산, 글루탐산), 폴리카복실산 (예를 들면, 시트르산; 1,2,3,4-부탄 테트라카복실산; 폴리아크릴산; 폴리말레산), 아미노카복실산 (예를 들면, 알파-아미노산, 베타-아미노산, 오메가-아미노산), 포스페이트, 폴리포스페이트, 아미노 포스포네이트, 포스포노카복실산, 및 폴리머 킬레이트제를 함유하지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법에 사용되는 화학 기계 연마 조성물은 ＞6 내지 12의 pH에 대하여 유효성을 나타낸다. 바람직하게는, 사용된 화학 기계 연마 조성물은 7 내지 12의 pH에 대하여 유효성을 나타낸다. 화학 기계 연마 조성물의 pH를 조절하는데 사용하기에 적합한 산으로는 예를 들면, 질산, 황산 및 염산을 들 수 있다. 화학 기계 연마 조성물의 pH를 조절하는데 사용하기에 적합한 염기로는 예를 들면, 수산화암모늄 및 수산화칼륨을 들 수 있다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금이고, 연마제는 콜로이드상 실리카이며, 기판은 추가로 Si3N4를 포함한다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 이의 Si3N4 제거 속도를 초과하는 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 제거 속도를 나타낸다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/Si3N4 제거 속도 선택도가 ≥ 40:1이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티 몬-텔루르 상변화 합금/Si3N4 제거 속도 선택도가 ≥ 60:1이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/Si3N4 제거 속도 선택도가 ≥ 100:1이다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금이고, 연마제는 콜로이드상 실리카이며, 기판은 추가로 오르토규산테트라에틸 (TEOS)을 포함한다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 이의 TEOS 제거 속도를 초과하는 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 제거 속도를 나타낸다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/TEOS 제거 속도 선택도가 ≥ 40:1이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/TEOS 제거 속도 선택도가 ≥ 60:1이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/TEOS 제거 속도 선택도가 ≥ 100:1이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/TEOS 제거 속도 선택도가 ≥200:1이다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금이고, 연마제는 콜로이드상 실리카이며, 화학 기계 연마 조성물은 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기 (예를 들면, Applied Materials Mirra 200 mm 연마기)에서의 공칭 다운 포스 (nominal down force) 1.0 psi, 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 (platen) 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 제거 속도가 ≥ 200 Å/min, 바람직하게는 ≥ 400 Å/min; 더욱 바람직하게는 ≥ 800 Å/min; 가장 바람직하게는 ≥ 1,000 Å/min이다.
본 발명의 일부의 실시형태에 있어서, 기판의 화학 기계 연마 방법은 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하고; 물, 평균 입경이 1 내지 50 nm인 콜로이드상 실리카 연마제 1 내지 5 wt%, 사차 암모늄 화합물 0.01 내지 5 wt%, 바람직하게는 0.1 내지 3 wt%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 wt%를 포함하고, 산화제 및 킬레이트제를 함유하지 않으며, pH가 7 내지 12인 화학 기계 연마 조성물을 제공하고; 화학 기계 연마 패드를 제공하며; 화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면에 동적 접촉을 일으키고; 화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면 또는 그 가까이에서 화학 기계 연마 조성물을 화학 기계 연마 패드에 분배하는 것을 포함하며; 적어도 일부의 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금이 기판으로부터 제거된다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 추가로 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기 (예를 들면, Applied Materials Mirra 200 mm 연마기)에서의 공칭 다운 포스 1.0 psi, 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 칼코게나이드 상변화 합금 제거 속도가 ≥ 200 Å /min; 바람직하게는 ≥ 400 Å/min; 더욱 바람직하게는 ≥ 800 Å/min; 가장 바람직하게는 1,000 Å/min이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 기판은 추가로 Si3N4를 포함하며, 화학 기계 연마 조성물은 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기 (예를 들면, Applied Materials Mirra 200 mm 연마기)에서의 공칭 다운 포스 1.0 psi, 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금/Si3N4 제거 속도 선택도가 ≥ 40:1; 바람직하게는 ≥ 50:1; 더욱 바람직하게는 ≥ 100:1이고, 게르마늄-안티몬-텔루르 제거 속도가 ≥ 200 Å/min; 바람직하게는 ≥ 400 Å/min; 더욱 바람직하게는 ≥ 800 Å/min; 가장 바람직하게는 ≥ 1,000 Å/min이다. 이러한 실시형태의 일부의 측면에 있어서, 기판은 추가로 오르토규산테트라에틸 (TEOS)을 포함하며, 화학 기계 연마 조성물은 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기 (예를 들면, Applied Materials Mirra 200 mm 연마기)에서의 공칭 다운 포스 1.0 psi, 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 칼코게나이드 상변화 합금/TEOS 제거 속도 선택도가 ≥ 40:1; 바람직하게는 ≥ 60:1; 더욱 바람직하게는 ≥ 100:1; 가장 바람직하게는 ≥ 200:1이며, 게르마늄-안티몬-텔루르 제거 속도가 ≥ 200 Å/min; 바람직하게는 ≥ 400 Å/min; 더욱 바람직하게는 ≥ 800 Å/min; 가장 바람직하게는 ≥ 1,000 Å이다.
본 발명의 일부의 실시형태는 이제부터 하기 실시예에 상세히 기재될 것이다.
높은 제거속도 및 낮은 디싱을 부여하면서, PRAM 디바이스의 제조시에 상변화 물질을 선택적으로 제거할 수 있는 화학 기계 연마 (CMP) 조성물이 제공된다.
실시예
화학 기계 연마 조성물
시험된 화학 기계 연마 조성물 (CMPC)을 표 1에 나타낸다. 화학 기계 연마 조성물 A는 본 발명의 범위 내에 포함되지 않는 비교 제제이다.
표 1
CMPC 사차 암모늄 화합물
(wt%)*		 콜로이드상 실리카 연마제 (wt%)** H2O2
(wt%)		 pH
A 0.05 4 1 10
1 0.05 4 0 10
2 0.05 4 0 7
* 사용된 사차 암모늄 화합물은 수산화테트라부틸암모늄 (TBAH)이고,
** AZ 일렉트로닉 머티어리얼즈 (Electronic Materials)제의 클레보솔 (Klebosol)? PL1598B25 콜로이드상 실리카이었다.
연마 시험
1 psi의 다운 포스, 200 ml/min의 화학 기계 연마 조성물 유량, 60 rpm의 플 래튼 속도 및 56 rpm의 캐리어 속도하에, IC1010TM 폴리우레탄 연마 패드 (Rohm and Haas Electronic Matrials CMP Inc. 제)를 사용하여 ISRM 디텍터 시스템을 갖춘 Applied Materials, Inc. Mirra 200 mm 연마기를 사용하여, 표 1에 기재된 화학 기계 연마 조성물을 시험하였다. 갈륨-안티몬-텔루르 (GST) 블랭킷 웨이퍼 (SKW Associates Inc. 제)를 상술한 조건하에 연마하였다. 표 2에 나타낸 GST 제거 속도 데이터를 단면 투과 전자 현미경 (TEM) 관찰에 의해 측정하였다. Si3N4 및 TEOS 블랭킷 웨이퍼 (ATDF 제)를 상술한 조건하에 연마하였다. 표 2에 나타낸 Si3N4 및 TEOS 제거 속도를 덤 웨이브 옵티프로브 (Therm Wave Optiprobe)? 2600 필름 두께 계측기를 사용하여 측정하였다.
연마 시험 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2
CMPC Ge-Sb-Te 칼코게나이드 상변화 합금 제거 속도 (Å/min) Si3N4 제거 속도
(Å/min)		 TEOS 제거 속도
(Å/min)
A 연마 전에 CMPC에 용해됨 - -
1 1716 14 1
2 844 31 3

Claims (10)

  1. 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금인 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하고;
    물, 평균 입경이 ≤50 nm인 콜로이드상 실리카 연마제 1 내지 40 wt%, 및 사차 암모늄 화합물 0.01 내지 5 wt%를 포함하고, 산화제 및 킬레이트제를 함유하지 않으며, 6을 초과하고 12 이하인 pH를 갖는, 화학 기계 연마 조성물을 제공하며;
    화학 기계 연마 패드를 제공하고;
    화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면에 동적 접촉을 일으키고;
    화학 기계 연마 패드와 기판 사이의 계면 또는 그 가까이에서 화학 기계 연마 조성물을 화학 기계 연마 패드에 분배하는 것을 포함하며;
    여기에서,
    적어도 일부의 칼코게나이드 상변화 합금이 기판으로부터 제거되고,
    기판이 추가로 Si3N4를 포함하고 화학 기계 연마 조성물의 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 대 Si3N4 제거 속도 선택도가 40:1 이상이거나, 또는
    기판이 추가로 오르토규산테트라에틸(TEOS)을 포함하고 화학 기계 연마 조성물의 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 대 TEOS 제거 속도 선택도가 40:1 이상인,
    기판의 화학 기계 연마 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기에서의 공칭 다운 포스 (nominal down force) 6.89 kPa(1.0 psi), 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 (platen) 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 제거 속도가 ≥ 200 Å/min인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 화학 기계 연마 조성물이 물, 평균 입경이 1 내지 50 nm인 콜로이드상 실리카 연마 입자 1 내지 5 wt%, 및 사차 암모늄 화합물 0.01 내지 2 wt%를 포함하고, 화학 기계 연마 조성물의 pH가 7 내지 12인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 기판이 오르토규산테트라에틸(TEOS)을 포함하고; 화학 기계 연마 조성물의 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 대 TEOS 제거 속도 선택도가 60:1 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기에서의 공칭 다운 포스 6.89 kPa(1.0 psi), 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 제거 속도가 ≥ 200 Å/min인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서, 화학 기계 연마 조성물은 화학 기계 연마 패드가 폴리머 중공 코어 미립자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는 200 mm 연마기에서의 공칭 다운 포스 6.89 kPa(1.0 psi), 화학 기계 연마 조성물 유량 200 ml/min, 캐리어 속도 56 rpm, 및 플래튼 속도 60 rpm 하에, 게르마늄-안티몬-텔루르 상변화 합금 제거 속도가 ≥ 200 Å/min인 것을 특징으로 하는 방법.
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