KR20120002931A - 칼코게나이드 합금 연마방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 화학 기계적 연마방법을 제공한다. 본 발명은 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 물, 0.1 내지 30 중량%의 연마재, 0.05 내지 5 중량%의 할로겐 화합물, 0.05 내지 5 중량%의 프탈산, 0.05 내지 5 중량%의 프탈산 무수물, 및 이들의 염, 유도체 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 연마제를 포함하며, 2 내지 7 미만의 pH를 갖는 화학 기계적 연마 조성물을 제공하는 단계를 포함한다. 화학 기계적 연마 패드는 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 조성물로 기판을 연마하여 기판으로부터 칼코게나이드 상변화 합금을 선택적으로 또는 비-선택적으로 제거한다.
Description
본 발명은 화학 기계적 연마 조성물 및 그 사용방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 상변화 합금 (예를 들어, 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금)을 갖는 기판을 연마하기 위한 화학 기계적 연마 조성물에 관한 것이다.
절연성, 일반적으로 비정질 상태 및 전도성, 일반적으로 결정질 상태 사이에서 전기적으로 전이될 수 있는 상변화 물질을 사용하는 상변화 랜덤 액세스 메모리(phase change random access memory, PRAM) 장치는 차세대 메모리 장치에 대한 선도적 후보가 되었다. 이 차세대 PRAM 장치는 통상적인 고체 상태 메모리 장치, 예컨대 각 메모리 비트에 대해 마이크로전자 회로 요소를 이용하는 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random access memory, DRAM) 장치, 정적 랜덤 액세스 메모리(static random access memory, SRAM) 장치, 소거 및 프로그램이 가능한 읽기전용 메모리(erasable programmable read only memory, EPROM) 장치, 및 전기적으로 소거 및 프로그램이 가능한 읽기전용 메모리(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM) 장치를 대체할 수 있다. 이들 통상적인 고체 상태 메모리 장치는 정보 저장을 위해 많은 칩 공간을 소비하는 바 칩 밀도를 제한하고, 또한 프로그램이 상대적으로 느리다.
PRAM 장치에 유용한 상변화 물질은 칼코게나이드 물질, 예컨대 게르마늄-텔루륨 (Ge-Te) 및 게르마늄-안티몬-텔루륨 (Ge-Sb-Te) 상변화 합금을 포함한다. PRAM 장치의 제조는 칼코게나이드 상변화 물질이 선택적으로 제거되고 장치 표면이 평탄화되는 화학 기계적 연마 단계를 포함한다.
선택적 칼코게나이드 상변화 물질 슬러리에 대한 초기의 일 예는 김종영(Jong-Young Kim)의 미국특허 제7,682,976호이다. 이 슬러리는 게르마늄-안티몬-텔루륨 (GST) 및 TEOS 유전체 제거율을 조절하도록 성분들을 변화시킨다. 이 문헌의 제제에서, 연마재 농도가 증가하면 TEOS 제거율이 증가한다. 아졸 방지제(azole inhibitor)가 없을 경우, 하이드로겐 퍼옥사이드가 증가하면 GST 제거율이 증가한다. 이 슬러리는 TEOS 제거율에 관하여 GST 선택도를 조절하지만, 실리콘 니트라이드 제거율에 관하여 GST 제거율을 조절하는 것에 대해서는 개시가 부족하다.
PRAM 장치 제조용 실리콘 니트라이드 및 유전체에 관하여 칼코게나이드 상변화 합금을 선택적으로 또는 비-선택적으로 제거할 수 있는 화학 기계적 연마(CMP) 조성물이 요구된다. 선택적 슬러리는 실리콘 니트라이드 및 유전체 제거율을 최소화하면서 허용가능한 상변화 합금 제거율을 제공하여야 한다. 비-선택적 슬러리에 대해, 조성물은 특별한 통합 설계(integration scheme)를 만족하는 실리콘 니트라이드 및 유전체 제거율과 상변화 합금 제거율의 균형잡힌 조합을 제공하여야 한다.
본 발명의 일 측면은, 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 물, 0.1 내지 30 중량%의 연마재(abrasive), 0.05 내지 5 중량%의 할로겐 화합물, 0.05 내지 5 중량%의 프탈산, 0.05 내지 5 중량%의 프탈산 무수물, 및 이들의 염, 유도체 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 연마제(polishing agent)를 포함하며, 2 내지 7 미만의 pH를 갖는 화학 기계적 연마 조성물을 제공하는 단계; 화학 기계적 연마 패드를 제공하는 단계; 및 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 조성물로 기판을 연마하여 기판으로부터 칼코게나이드 상변화 합금을 선택적으로 또는 비-선택적으로 제거하는 단계를 포함하는, 기판의 화학 기계적 연마방법을 포함한다.
본 발명의 다른 측면은, 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 물, 0.2 내지 20 중량%의 연마재, 0.1 내지 5 중량%의 할로겐 화합물, 0.1 내지 4 중량%의 프탈산, 0.1 내지 4 중량%의 프탈산 무수물, 및 이들의 염, 유도체 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 연마제를 포함하며, 2.5 내지 6의 pH를 갖는 화학 기계적 연마 조성물을 제공하는 단계; 화학 기계적 연마 패드를 제공하는 단계; 및 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 조성물로 기판을 연마하여 기판으로부터 칼코게나이드 상변화 합금을 선택적으로 또는 비-선택적으로 제거하는 단계를 포함하는, 기판의 화학 기계적 연마방법을 포함한다.
본 발명은 기판의 화학 기계적 연마방법을 제공한다.
본 발명의 화학 기계적 연마 방법은 칼코게나이드 상변화 합금을 함유한 기판을 연마하는데 적합하다. 본 발명의 방법에 사용된 화학 기계적 연마 방법은 패턴화된 반도체 웨이퍼에 함유된 것과 같은 기판상 추가의 물질에 대해서 선택적 또는 비선택적으로 높은 칼코게나이드 상변화 합금 제거율을 나타낸다.
화학 기계적 연마를 위해 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 기판은 칼코게나이드 상변화 합금을 포함한다. 바람직하게, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-텔루륨 상변화 합금 및 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금중에서 선택된다. 가장 바람직하게, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이다.
화학 기계적 연마를 위해 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 기판은 임의로 인광 실리케이트 유리 (PSG), 보로-인광 실리케이트 유리 (BPSG), 비도핑 실리케이트 유리 (USG), 스핀온(spin-on)-유리 (SOG), 테트라에틸 오르토실리케이트 (TEOS)로부터 제조된 유전체, 플라즈마-증강 TEOS (PETEOS), 유동성 옥사이드 (FOx), 고밀도 플라즈마 화학 증착 (HDP-CVD) 옥사이드 및 실리콘 니트라이드 (예: Si3N-4) 중에서 선택되는 추가의 물질을 더 포함한다. 바람직하게, 기판은 Si3N4 및 TEOS 중에서 선택되는 추가의 물질을 추가로 포함한다.
연마 슬러리는 할로겐 화합물, 프탈산 및 이들의 혼합물중 적어도 하나와 함께 칼코게나이드 상변화 합금에 대한 비율을 얻는다. 존재할 경우, 슬러리는 0.05 내지 5 중량%의 할로겐 화합물을 함유한다. 달리 언급이 없으면, 조성물의 모든 양은 중량%이다. 존재할 경우, 슬러리는 바람직하게는 0.1 내지 4 중량%의 할로겐 화합물을 함유한다. 존재할 경우, 슬러리는 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%의 할로겐 화합물을 함유한다. 할로겐 화합물은 바람직하게는 브로메이트, 클로레이트, 요오데이트 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 적어도 하나를 함유한다. 이들 화합물로는 암모늄 브로메이트, 포타슘 브로메이트, 암모늄 클로레이트, 포타슘 클로레이트, 암모늄 요오데이트, 포타슘 요오데이트 및 이들의 염, 유도체 및 혼합물을 예로 들 수 있다. 칼코게나이드 상변화 합금에서, 바람직한 화합물은 포타슘 염이며, 바람직한 할로겐은 요오데이트이다. 또한, 연마 슬러리는 프탈산, 프탈산 무수물 염, 유도체 및 이들의 혼합물, 예컨대 0.05 내지 5 중량%의 프탈산 또는 0.05 내지 5 중량%의 프탈산 무수물을 함유할 수 있다. 프탈산-함유 또는 프탈산 무수물-함유 슬러리는 산화제를 함유하지 않을 수 있다. 바람직하게, 존재할 경우, 슬러리는 0.1 내지 4 중량%의 프탈산 또는 0.1 내지 4 중량%의 프탈산 무수물을 함유한다. 가장 바람직하게, 존재할 경우, 슬러리는 0.2 내지 2 중량%의 프탈산 또는 0.2 내지 2 중량%의 프탈산 무수물을 함유한다. 실제로, 프탈레이트 화합물, 예컨대 수소-포타슘 프탈레이트 분해를 통해 프탈산이 첨가될 수 있다. 프탈산 화합물 및 프탈산 유도체의 또 다른 특정 예는 암모늄 하이드로젠 프탈레이트이다. 유리하게, 슬러리는 할로겐 화합물 및 프탈산 또는 프탈산 무수물을 모두 함유한다.
본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 연마재는, 예를 들어, 무기 옥사이드, 무기 하이드록사이드, 무기 하이드록사이드 옥사이드, 금속 보라이드, 금속 카바이드, 금속 니트라이드, 폴리머 입자 및 이들 적어도 하나를 포함하는 혼합물을 포함한다. 적합한 무기 옥사이드는, 예를 들어, 실리카 (SiO2), 알루미나 (Al2O3), 지르코니아 (ZrO2), 세리아 (CeO2), 망간 옥사이드 (MnO2), 티타늄 옥사이드 (TiO2) 또는이들 옥사이드의 적어도 하나를 포함하는 조합물을 포함한다. 이들 무기 옥사이드의 개질 형태, 예컨대, 유기 폴리머-코팅 무기 옥사이드 입자 및 무기 코팅 입자가 또한 필요에 따라서 사용될 수도 있다. 적합한 금속 카바이드, 보라이드 및 니트라이드는, 예를 들어, 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 카보니트라이드 (SiCN), 보론 카바이드, 텅스텐 카바이드, 지르코늄 카바이드, 알루미늄 보라이드, 탄탈룸 카바이드, 티타늄 카바이드, 또는 이들 금속 카바이드, 보라이드 및 니트라이드의 적어도 하나를 포함하는 조합물을 포함한다. 비-선택적 또는 저 선택적 슬러리의 경우, 바람직하게, 연마재는 침전 또는 응집 콜로이드성 실리카 연마재이다. 선택적 슬러리의 경우, 바람직하게 연마재는 알루미나 또는 세리아이다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 연마재는 평균 입자 크기가 400 nm 이하인 콜로이드성 실리카이다. 이들 구체예의 일부 측면에서, 콜로이드성 실리카의 평균 입자 크기는 2 내지 300 nm이다. 이들 구체예의 일부 측면에서, 콜로이드성 실리카의 평균 입자 크기는 5 내지 250 nm이다. 이들 구체예의 일부 측면에서, 콜로이드성 실리카의 평균 입자 크기는 5 내지 100 nm이다. 이들 구체예의 일부 측면에서, 콜로이드성 실리카의 평균 입자 크기는 100 내지 250 nm이다. 알루미나 또는 세리아를 함유하는 본 발명의 일부 측면에서, 평균 입자 크기는 5 내지 500 nm 및 바람직하게 10 내지 300 nm이다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 사용된 화학 기계적 연마 조성물은 0.1 내지 30 중량%의 연마재를 함유한다. 바람직하게, 조성물은 0.2 내지 20 중량%의 연마재를 함유한다. 가장 바람직하게, 조성물은 0.5 내지 10 중량%의 연마재를 함유한다.
본 발명의 화학 기계적 연마 방법에 사용된 화학 기계적 연마 조성물에 함유된 물은 바람직하게는 우발적인 불순물을 제한하기 위하여 탈이온수 및 증류수중 적어도 하나이다. 전형적인 제제는 잔량수를 포함한다.
본 발명의 화학 기계적 연마 방법에 사용된 화학 기계적 연마 조성물은 임의로 pH 적정제, 분산제, 계면활성제, 완충제 및 살생물제중에서 선택되는 추가의 첨가제를 더 포함한다.
본 발명의 화학 기계적 연마 방법에 사용된 화학 기계적 연마 조성물은 2 내지 7 미만의 pH에 걸쳐서 효과적이다. 바람직하게, pH는 2.5 내지 6이고; 가장 바람직하게, pH는 3 내지 5이다. 화학 기계적 연마 조성물의 pH를 조절하기 위해 사용하기에 적합한 산은, 예를 들어, 질산, 황산 및 염산을 포함한다. 바람직하게 pH 조절제는 염산이다. pH 조절에 적합한 염기는 포타슘 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드, 암모니아, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 및 바이카보네이트를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고, 연마재는 알루미나 또는 세리아이며, 기판은 Si3N4를 추가로 포함한다. 이들 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 그의 Si3N4 제거율을 초과하는 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율을 나타낸다. 예를 들어, 이들 선택적 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성이 10:1 이상이다. 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성이 15:1 이상이다. 가장 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성이 20:1 이상이다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고, 연마재는 알루미나 또는 세리아이며, 기판은 TEOS를 추가로 포함한다. 이들 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 그의 TEOS 제거율을 초과하는 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율을 나타낸다. 예를 들어, 이들 선택적 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성이 10:1 이상이다. 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성이 15:1 이상이다. 가장 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성이 20:1 이상이다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고, 연마재는 콜로이드성 실리카이며, 기판은 Si3N4를 추가로 포함한다. 이들 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 그의 Si3N4 제거율을 초과하거나 초과하지 않는 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율을 나타낸다. 예를 들어, 이들 비-선택적 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성이 0.1:1 내지 10:1이다. 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성이 0.2:1 내지 5:1이다. 가장 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성이 0.3:1 내지 3:1이다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고, 연마재는 콜로이드성 실리카이며, 기판은 TEOS를 추가로 포함한다. 이들 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 그의 TEOS 제거율을 초과하거나 초과하지 않는 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율을 나타낸다. 예를 들어, 이들 비-선택적 구체예에서, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성이 0.1:1 내지 10:1이다. 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성이 0.2:1 내지 5:1이다. 가장 바람직하게, 화학 기계적 연마 조성물은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성이 0.3:1 내지 3:1이다.
본 발명의 일부 구체예에 있어서, 칼코게나이드 상변화 합금은 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고, 연마재는 콜로이드성 실리카이며, 화학 기계적 연마 조성물은 200 mm 연마기 (예를 들면, Applied Materials Mirra 200 mm 연마기) 상에서 93 rpm(revolutions per minute, 분당 회전수)의 플래튼 속도, 87 rpm의 캐리어 속도, 200 ml/분의 화학 기계적 연마 조성물 유속, 및 2.5 psi (17.2 kPa)의 공칭 하향력(nominal down force)이 적용된 경우, 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율이 400 Å/분 이상; 바람직하게 500 Å/분 이상; 가장 바람직하게 1,000 Å/분이며, 상기 화학 기계적 연마 패드는 중합 중공 코어 마이크로입자를 함유한 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직 서브패드를 포함한다.
이하, 다음의 실시예에서 본 발명의 일부 구체예들이 상세히 설명될 것이다.
실시예
화학 기계적 연마 조성물
표 1에 기술된 화학 기계적 연마 슬러리 조성물을 시험하였다. 화학 기계적 연마 조성물 A는 비교 제제이며, 본 발명에서 청구한 영역에 들지 않는다.
실시예 1
모든 배합물은 잔량 탈이온수를 포함하고 pH 조절을 위해 HCl 또는 KOH를 사용하였다.
* 콜로이드성 실리카는 평균 입자 크기가 50 nm인 AZ Electronic Materials가 제조한 Klebosol® II 1501-50이다.
** 알루미나는 평균 입자 크기가 230 nm인 Saint-Gobain Inc.가 제조한 다결정성 A9225 알루미나이다.
*** 사용된 산화세륨은 평균 입자 크기가 130 nm인 Nanophase Technologies Corporation이 제조한 Nano Tek SG-3이다.
연마 시험
표 1에 기재된 화학 기계적 연마 조성물을 IC1010TM 폴리우레탄 연마 패드(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.로부터 상업적으로 입수가능)를 사용하는 ISRM 검출기 시스템이 구비된 Applied Materials, Inc. Mirra 200mm 연마기를 사용하여 2.5 psi(17.2 kPa) 하향력, 200 ml/분의 화학 기계적 연마 조성물 유속, 93 rpm의 플래튼 속도 및 87 rpm의 캐리어 속도 하에 시험하였다. SKW Associates Inc.의 게르마늄-안티몬-텔루륨(GST) 블랭킷 웨이퍼를 표시된 조건 하에서 연마하였다. 표 2에 보고한 GST 제거율 데이터를 중량 손실 측정 및, Jordan Valley JVX 5200T 계측 장비를 사용하는 XRR 측정에 의해 측정하였다. ATDF로부터의 Si3N4 및 TEOS 블랭킷 웨이퍼를 표시된 조건 하에서 연마하였다. 표 2에 보고한 Si3N4 및 TEOS 제거율을 KLA-Tencor FX200 두께 측정 시스템을 사용하여 측정하였다.
연마 시험의 결과를 표 2에 나타내었다.
비교 슬러리 A는 칼코게나이드 상변화 합금에 대한 허용가능한 제거율을 제공하였지만, 패턴화된 반도체 웨이퍼에 적합한 연마를 제공하지 못했다. 본 발명의 나머지 슬러리는 패턴화된 웨이퍼에 적합한 칼코게나이드 상변화 합금에 대한 선택적이거나 또는 비선택적 옵션을 제공한다. 특히, 콜로이드성 실리카를 포함하는 슬러리 1 내지 5는 약 0.7:1 내지 3.6:1의 Ge-Sb-Te 대 Si3N4 선택성과 약 1:1 내지 3.1:1의 Ge-Sb-Te 대 TEOS 선택성의 범위에 있는 비선택적 슬러리를 제공하였다. 또한, 알루미나를 함유하는 슬러리는 약 80:1의 Ge-Sb-Te 대 Si3N4 선택성과 약 38:1 의 Ge-Sb-Te 대 TEOS 선택성을 제공하였다. 마찬가지로, 산화세륨을 함유하는 슬러리는 약 48:1의 Ge-Sb-Te 대 Si3N4 선택성과 약 26:1의 Ge-Sb-Te 대 TEOS 선택성을 제공하였다.
실시예 2
모든 배합물은 잔량 탈이온수를 포함하고 pH 조절을 위해 HCl 또는 KOH를 사용하였다.
1 알루미나는 평균 입자 크기가 230 nm인 Saint-Gobain Inc.가 제조한 다결정성 A9225 알루미나이다.
2 콜로이드성 실리카는 평균 입자 크기가 172 nm인 AZ Electronic Materials가 제조한 Klebosol® 1686이다.
3 콜로이드성 실리카는 1차 평균 크기가 24 nm이고 2차 평균 크기가 48 nm인 Fuso Chemical Corporation이 제조한 FUSO PL-2이다.
4 콜로이드성 실리카는 1차 평균 크기가 35 nm이고 2차 평균 크기가 70 nm인 Fuso Chemical Corporation이 제조한 FUSO PL-3이다.
5 콜로이드성 실리카는 1차 평균 크기가 75 nm이고 2차 평균 크기가 125 nm인 Fuso Chemical Corporation이 제조한 FUSO PL-7이다.
표 3의 슬러리에 대한 연마 결과를 표 4에 나타내었다.
상기한 데이터는 본 발명의 연마 배합물이 다수의 거대 분자들과 효과적임을 나타내고 있다. 또한, 이 배합물은 무기 실리케이트와 3가지 크기의 코쿤 모양 콜로이드성 실리카로부터 제조된 일반적인 콜로이드성 실리카에 대하여 비선택적 결과를 제공하였다. 2개의 일차 입자가 포함된 코쿤 모양의 콜로이드성 실리카는 유기 화합물로부터 합성된 단일 이차 입자에 합해지며 Fuso Chemical Corporation에 의해 제조되었다.
상기한 배합물로부터, 다양한 통합방법으로 작동하는 칼코게나이드 상변화 합금 연마 슬러리를 제공할 수 있다. 예를 들면, 단일 단계로 칼코게나이드 상변화 합금을 연마하는 선택성 또는 비선택적 배합물을 제공할 수 있다. 선택적으로, 두 단계로 연마하는 칼코게나이드 상변화 합금을 제공할 수 있다. 예를 들면, 일부 통합방법은 제1 선택성 슬러리를 사용하여 칼코게나이드 상변화 합금을 제거하고 TEOS와 같은 유전체에서 멈출 수 있다. 이러한 통합방법에 있어서, 잔량되거나 또는 비선택적 슬러리는 칼코게나이드 상변화 합금과 유전체 층을 제거하여 연마를 마무리한다.
Claims (10)
- 칼코게나이드(chalcogenide) 상변화(phase change) 합금을 포함하는 기판을 제공하는 단계,
물; 0.1 내지 30 중량%의 연마재(abrasive); 및 0.05 내지 5 중량%의 할로겐 화합물, 0.05 내지 5 중량%의 프탈산, 0.05 내지 5 중량%의 프탈산 무수물 및 이들의 염, 유도체 및 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 연마제(polishing agent)를 포함하며, 2 내지 7 미만의 pH를 갖는 화학 기계적 연마 조성물을 제공하는 단계,
화학 기계적 연마 패드를 제공하는 단계, 및
기판을 상기 화학 기계적 연마 패드 및 상기 화학 기계적 연마 조성물로 연마하여 칼코게나이드 상변화 합금을 기판으로부터 선택적으로 또는 비선택적으로 제거하는 단계를 포함하는,
기판의 화학 기계적 연마 방법. - 제1항에 있어서,
칼코게나이드 상변화 합금이 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고;
연마재는 알루미나 또는 세리아(ceria)를 함유하며;
기판은 Si3N4 및 TEOS를 추가로 포함하고;
화학 기계적 연마 조성물은 ≥10:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성 및 ≥10:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성을 나타내는, 방법. - 제1항에 있어서,
칼코게나이드 상변화 합금이 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고;
연마재는 콜로이드성 실리카이며;
기판은 Si3N4 및 TEOS를 추가로 포함하고;
화학 기계적 연마 조성물은 0.1:1 내지 10:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성 및 0.1:1 내지 10:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성을 나타내는, 방법. - 제3항에 있어서, 화학 기계적 연마 조성물이 프탈산 또는 프탈산 무수물을 함유하고, 화학 기계적 연마 조성물이 산화제를 함유하지 않는(oxidizer-free), 방법.
- 제1항에 있어서,
칼코게나이드 상변화 합금이 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고;
연마재는 콜로이드성 실리카이며;
200mm 연마기 상에서, 93 rpm(revolutions per minute)의 플래튼(platen) 속도, 87 rpm의 캐리어 속도, 200 ml/분의 화학 기계적 연마 조성물 유속, 및 2.5 psi(17.2 kPa)의 공칭 하향력(nominal down force)에서 화학 기계적 연마 조성물이 ≥400Å/분의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율을 나타내며, 여기서 화학 기계적 연마 패드는 중합체성 중공(hollow) 코어 마이크로입자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침(impregnated) 부직포 서브패드를 포함하는, 방법. - 칼코게나이드 상변화 합금을 포함하는 기판을 제공하는 단계,
물; 0.1 내지 20 중량%의 연마재; 및 0.4 내지 4 중량%의 할로겐 화합물, 0.1 내지 4 중량%의 프탈산, 0.1 내지 4 중량%의 프탈산 무수물 및 이들의 염, 유도체 및 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 연마제를 포함하며, 2.5 내지 6의 pH를 갖는 화학 기계적 연마 조성물을 제공하는 단계,
화학 기계적 연마 패드를 제공하는 단계, 및
기판을 상기 화학 기계적 연마 패드 및 상기 화학 기계적 연마 조성물로 연마하여 칼코게나이드 상변화 합금을 기판으로부터 선택적으로 또는 비선택적으로 제거하는 단계를 포함하는,
기판의 화학 기계적 연마 방법. - 제6항에 있어서,
칼코게나이드 상변화 합금이 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고;
연마재는 알루미나 또는 세리아를 함유하며;
기판은 Si3N4 및 TEOS를 추가로 포함하고;
화학 기계적 연마 조성물은 ≥15:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성 및 ≥15:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성을 나타내는, 방법. - 제6항에 있어서,
칼코게나이드 상변화 합금이 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고;
연마재는 콜로이드성 실리카이며;
기판은 Si3N4 및 TEOS를 추가로 포함하고;
화학 기계적 연마 조성물은 0.2:1 내지 5:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 Si3N4 제거율 선택성 및 0.2:1 내지 5:1의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 대 TEOS 제거율 선택성을 나타내는, 방법. - 제8항에 있어서, 화학 기계적 연마 조성물이 프탈산 또는 프탈산 무수물을 함유하고, 화학 기계적 연마 조성물이 산화제를 함유하지 않는, 방법.
- 제6항에 있어서,
칼코게나이드 상변화 합금이 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금이고;
연마재는 콜로이드성 실리카이며;
200mm 연마기 상에서, 93 rpm의 플래튼 속도, 87 rpm의 캐리어 속도, 200 ml/분의 화학 기계적 연마 조성물 유속, 및 2.5 psi(17.2 kPa)의 공칭 하향력에서 화학 기계적 연마 조성물이 ≥500Å/분의 게르마늄-안티몬-텔루륨 상변화 합금 제거율을 나타내고, 여기서 화학 기계적 연마 패드가 중합체성 중공 코어 마이크로입자를 함유하는 폴리우레탄 연마층 및 폴리우레탄 함침 부직포 서브패드를 포함하는, 방법.
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