(57)【要約】  本発明は、相変化合金（ＰＣＡ）、例えばゲルマニウム・アンチモン・テルル（ＧＳＴ）合金を含む基材を研磨するのに適当な化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物を提供する。この組成物は、６重量％以下の粒状研磨材料を、任意の酸化剤、少なくとも１種類のキレート化剤、そして該組成物のための水性キャリヤと組み合わせて含んでいる。キレート化剤は、基材中に存在している、相変化合金又はその成分（例えば、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン及び／又はテルル種）をキレート化することができるか、さもなければ、基材をＣＭＰ組成物で研磨する間にＰＣＡから形成される物質をキレート化することができる１種類の化合物あるいは複数種類の化合物の組み合わせを含んでいる。また、この組成物を使用して、相変化合金を含有する基材を研磨するためのＣＭＰ方法も開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化合金を含有する基材を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物であって、
（ａ）３重量％以下の量の粒状研磨材料、
（ｂ）前記相変化合金、その成分、あるいは化学機械研磨中に前記ＰＣＡ材料から形成される物質をキレート化することのできる少なくとも１種類のキレート化剤、及び
（ｃ）該組成物のための水性キャリヤ
を含んでなるＣＭＰ組成物。
【請求項２】
前記粒状研磨材料が１重量％以下の量で存在している、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項３】
前記粒状研磨材料が０．００１〜６重量％の量で存在している、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項４】
前記粒状研磨材料が、コロイド状シリカ、フュームドシリカ及びα−アルミナからなる群から選ばれる、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項５】
酸化剤をさらに含む、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項６】
前記酸化剤が、過酸化水素、過硫酸塩、過ヨウ素酸塩及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化剤を含む、請求項５に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項７】
前記酸化剤が過酸化水素を含む、請求項５に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項８】
前記酸化剤が０．１〜６重量％の量で存在している、請求項５に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項９】
前記キレート化剤が、ジカルボン酸、ポリカルボン酸、アミノカルボン酸、リン酸塩、ポリリン酸塩、アミノリン酸塩及びホスホノカルボン酸、高分子キレート化剤ならびにその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１０】
前記キレート化剤が、蓚酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１１】
相変化合金を含有する基材を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）方法であって、下記の工程：
（ａ）相変化合金を含有する基材の表面に、研磨パッドと、水性ＣＭＰ組成物であって、水性キャリヤ、粒状研磨材料、任意の酸化剤及び前記相変化合金、その成分、あるいは化学機械研磨中に該組成物から形成される物質をキレート化することのできるキレート化剤を含み、かつ前記粒状研磨材料が６重量％以下の量で存在しているＣＭＰ組成物とを接触させること、及び
（ｂ）前記ＣＭＰ組成物の一部と、前記研磨パッドと前記基材の間の表面との接触を前記基材から前記相変化合金の少なくとも一部を研磨するのに十分な時間にわたって継続する一方で、前記研磨パッドと前記基材との間で相対運動を引き起こすこと
を含んでなるＣＭＰ方法。
【請求項１２】
前記粒状研磨材料を０．０１〜５重量％の量で存在させる、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１３】
前記粒状研磨材料を０．１〜１重量％の量で存在させる、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１４】
前記粒状研磨材料を、コロイド状シリカ、フュームドシリカ及びα−アルミナからなる群から選択する、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１５】
前記組成物が、過酸化水素、過硫酸塩、過ヨウ素酸塩及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化剤を含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１６】
前記組成物が過酸化水素を含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１７】
前記酸化剤を０．１〜６重量％の量で存在させる、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１８】
前記酸化剤を２〜４重量％の量で存在させる、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項１９】
前記キレート化剤が、ジカルボン酸、ポリカルボン酸、アミノカルボン酸、リン酸塩、ポリリン酸塩、アミノリン酸塩及びホスホノカルボン酸、高分子キレート化剤ならびにその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２０】
前記キレート化剤が、蓚酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２１】
前記基材がゲルマニウム・アンチモン・テルル（ＧＳＴ）合金を含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２２】
前記基材が線形材料をさらに含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２３】
前記線形材料が、Ｔｉ、ＴｉＮ及びその組み合わせからなる群から選ばれる、請求項２２に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２４】
前記基材が、前記ＧＳＴ合金及び前記線形材料の下に二酸化ケイ素の層をさらに含む、請求項２２に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２５】
前記ＧＳＴ合金及び前記線形材料がそれぞれ研磨され、前記二酸化ケイ素の層のところで研磨が停止される、請求項２４に記載のＣＭＰ方法。
【請求項２６】
前記基材がインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）を含む、請求項１１に記載のＣＭＰ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨組成物とその組成物を使用して基材を研磨する方法に関する。さらに詳しく述べると、本発明は、相変化合金、例えばゲルマニウム・アンチモン・テルル合金を含む基材を研磨するのに好適な化学機械研磨組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な固相メモリーデバイスであるダイナミックランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリー（ＳＲＡＭ）、消去及びプログラム可能な読み取り専用メモリー（ＥＰＲＯＭ）、そして電気的に消去及びプログラム可能な読み取り専用メモリー（ＦＥＰＲＯＭ）は、メモリーの用途において、それぞれのメモリービットについて微細電子回路素子を使用している。これらのデバイスにおいては、それぞれのメモリービットでは１個もしくはそれ以上の電子回路素子が必要とされるため、情報の蓄積のためにかなり大きなチップスペースを消費することとなり、チップ密度が制限されてしまう。典型的な不揮発メモリー素子（例えば、ＦＥＰＲＯＭ、すなわち、「フラッシュ」メモリー）の場合、フローティングゲート電界効果トランジスタがデータ蓄積デバイスとして使用されている。これらのデバイスは、電界効果トランジスタのゲートで電荷を保持してそれぞれのメモリービットを蓄積するものであり、有限の再プログラム可能性を有している。また、これらのデバイスは、プログラムの作成が低速である。
【０００３】
ＰＲＡＭ（相変化アクセスメモリー）デバイス（オボニックメモリーデバイスとしても知られている）は、電子メモリー用途において絶縁性の無定形状態と導電性の結晶状態との間を電気的に切り替え得る相変化材料（ＰＣＭ）を使用している。これらの用途に適当な典型的な材料は、周期律表のいろいろなカルコゲナイド（VIＢ族）及びVＢ族元素（例えば、Ｔｅ、Ｐｏ及びＳｂ）を、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ又はＡｇの１つもしくはそれ以上と組み合わせて利用している（本明細書では、しばしば「相変化合金」と呼ぶ）。特に有用な相変化合金は、ゲルマニウム（Ｇｅ）・アンチモン（Ｓｂ）・テルル（Ｔｅ）合金（ＧＳＴ合金）、例えば式Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５により表される合金である。これらの材料は、加熱／冷却速度、温度及び時間に応じて、物理的な状態を可逆的に変化させることができる。その他の有用な合金は、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）を包含する。ＰＲＡＭにおけるメモリー情報は、異なる物理的な状態の導電性を介して、最小のロスを伴って保存される。
【０００４】
基材の表面を化学機械研磨（ＣＭＰ）するための組成物及び方法はこの技術分野において公知である。半導体基材の金属含有表面（例えば、集積回路）をＣＭＰするための研磨組成物（研磨スラリー、ＣＭＰスラリー、ＣＭＰ組成物としても知られている）は、典型的には、酸化剤、種々の添加剤化合物、研磨材などを含有している。
【０００５】
従来のＣＭＰ技術では、基材キャリヤ又は研磨ヘッドがキャリヤアセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置内の研磨パッドとの接触位置に位置決めされる。キャリヤアセンブリは、制御可能な圧力を基材に対して付与し、その基材を研磨パッドに押し付ける。パッド及びキャリヤは、それが取り付けられた基材とともに、相互に相対的に移動せしめられる。パッドと基材が相対的に移動する結果、基材の表面が研磨せしめられ、基材の表面からその材料の一部が除去せしめられ、よって基材の研磨が行われる。典型的には、基材の表面の研磨は、研磨組成物の化学的活性によって（例えば、ＣＭＰ組成物中に存在する酸化剤によって）及び／又は研磨組成物中に懸濁せしめられた研磨材の機械的活性によってさらに補助せしめられる。典型的な研磨材料は、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム及び酸化スズを包含する。
【０００６】
例えば、Nevilleらの米国特許第５，５２７，４２３号は、金属層の表面に水性媒体中に分散させた高純度の微細な金属酸化物粒子を含む研磨スラリーを接触させることによってその金属層を化学機械研磨する方法を記載している。別法によれば、研磨材料を研磨パッド中に混入してもよい。Cookらの米国特許第５，４８９，２３３号は、表面特徴又はパターンを保有した研磨パッドを使用することを開示し、Bruxvoortらの米国特許第５，９５８，７９４号は、研磨材固定の研磨パッドを開示している。
【０００７】
ＣＭＰ技法は、相変化材料を使用したメモリーデバイスの製造に利用することができる。しかしながら、現行のＣＭＰ組成物では、比較的に軟質の相変化材料、例えばＧＳＴ又はＩｎＳｂ合金を含む基材の研磨に利用したとき、平坦化を提供するに十分ではない。特に、多くの相変化合金（例えば、ＧＳＴ又はＩｎＳｂ）の物理的性質が、ＰＣＭチップに利用されているその他の材料に比較して、それらの材料を「軟質(soft)」なものとなしている。例えば、比較的に高濃度の固体濃度（＞３％）を含有している典型的なＣＭＰ研磨スラリーは、研磨材粒子の機械的な作用を通じて相変化合金（例えば、ＧＳＴ合金）を除去し、その結果、相変化合金の表面において耐え難いかき傷（スクラッチング）を引き起こす。このような高固形分のＣＭＰ組成物を使用するとき、研磨の完了後、下地である誘電体薄膜の上に相変化合金の残渣がしばしば残留する。なぜなら、ＣＭＰスラリーでは相変化合金材料のすべてを除去しきれないからである。さらに、相変化合金の残渣が存在していると、引き続いて行われるデバイス製造工程において堆積の問題が引き起こされる。
【０００８】
かき傷や残留欠陥の低減を図る一方で、従来のＣＭＰ組成物と比較して相変化合金の許容し得る迅速な除去速度をもまた提供しうるような新規なＣＭＰ組成物を開発することに関する要求が依然として継続している。本発明は、このような改良されたＣＭＰ組成物を提供するものである。本発明のこれらやその他の利点ならびに本発明の追加的な特徴は、本明細書に記載する本発明の説明から容易に明らかとなるであろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、相変化合金（ＰＣＡ）を含有する基材を研磨するのに好適な化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物を提供する。本発明のＣＭＰ組成物は、少なくとも１種類のキレート化剤、任意の酸化剤、そして該組成物のための水性キャリヤと組み合わせて粒状研磨材料を含んでいる。研磨材料は、６重量％以下の量で存在している。キレート化剤は、研磨されるべき基材中に存在している、ＰＣＡ材料又はその成分（例えば、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン及び／又はテルル種）をキレート化することができるか、さもなければ、基材をＣＭＰ組成物で研磨する間にそのＰＣＡ材料から形成される物質（例えば、酸化生成物）をキレート化することができる１種類の化合物あるいは複数種類の化合物の組み合わせを含んでいる。
【００１０】
本発明はまた、ＰＣＡを含む基材の表面を本発明のＣＭＰ組成物で研磨する方法も提供する。本発明の方法は、ＰＣＡを含有する基材の表面に、研磨パッドと水性ＣＭＰ組成物とを接触させる工程と、ＣＭＰ組成物の一部と、研磨パッドと基材の間の表面との接触を継続するとともに、研磨パッドと基材との間で相対運動を引き起こす工程とを含んでいる。相対運動は、基材からＰＣＡの少なくとも一部を研磨するのに十分な時間にわたって維持する。ＣＭＰ組成物は、少なくともキレート化剤、任意の酸化剤及び該組成物のための水性キャリヤと組み合わせて、６重量％以下の粒状研磨材料を含んでいる。キレート化剤は、基材中に存在している、相変化合金あるいはその成分（例えば、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン及び／又はテルル種）をキレート化することができるか、さもなければ、基材をＣＭＰ組成物で研磨する間にそのＰＣＡ材料から形成される物質をキレート化することができる１種類の化合物あるいは複数種類の化合物の組み合わせを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、相変化合金（ＰＣＡ）を含有する基材を研磨するのに有用なＣＭＰ組成物を提供する。本発明のＣＭＰ組成物は、従来のＣＭＰ組成物に比較して欠陥を低減するとともに、ＰＣＡの均等な除去をもたらすものである。ＣＭＰ組成物は、粒状研磨材料と、研磨されるべき基材中に存在するところのＰＣＡ材料又はその成分（例えば、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン及び／又はテルル種）あるいは研磨プロセスの間にＰＣＡ材料から形成される物質（例えば、ＰＣＡ材料から形成される酸化生成物）をキレート化することができるキレート化剤とを含んでいる。ある好ましい態様において、この組成物はまた、酸化剤を含んでいてもよい。
【００１２】
本発明のＣＭＰ組成物において有用な粒状研磨材料は、半導体材料のＣＭＰで使用するのに適当な任意の研磨材料を包含する。適当な研磨材料の例は、以下のものに限定されるわけではないが、ＣＭＰ分野でよく知られているところの、シリカ、アルミナ、チタン、セリア、ジルコニア、あるいはこれらの研磨材料の２つ以上の組み合わせを包含する。好ましい金属酸化物研磨材料は、コロイド状シリカ、フュームドシリカ、そしてα−アルミナを包含する。研磨材料は、組成物中に６重量％以下の量で存在している。好ましくは、研磨材料は、ＣＭＰ組成物中に０．００１〜６重量％の範囲、さらに好ましくは０．０１〜５重量％の範囲、最も好ましくは０．１〜１重量％の範囲の量で存在している。研磨材粒子は、好ましくは、この技術分野でよく知られているレーザー光散乱法に従って測定したとき、５〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは７０〜１１０ｎｍの範囲の平均粒径を有している。
【００１３】
研磨材は、望ましくは、ＣＭＰ組成物中、さらに詳細にはＣＭＰ組成物の水性成分中に懸濁せしめられる。研磨材をＣＭＰ組成物中に懸濁させるとき、研磨材は、好ましくは、コロイド的に安定である。ここで、「コロイド」なる語は、液体キャリヤ中における研磨材粒子の懸濁液（サスペンション）を指している。「コロイド的に安定」とは、懸濁液が長期間にわたって維持されることを指している。本発明の関連から、研磨材は、１００ｍＬのメスシリンダーに研磨材を入れ、攪拌することなく２時間にわたって放置したときに、メスシリンダーの底部５０ｍＬにおける粒子の濃度（〔Ｂ〕、ｇ／ｍＬで）とメスシリンダーの頂部５０ｍＬにおける粒子の濃度（〔Ｔ〕、ｇ／ｍＬで）との差を研磨材組成物中の粒子の初期濃度（〔Ｃ〕、ｇ／ｍＬで）で割った値が０．５よりも小さいかもしくはそれと同じである（すなわち、（〔Ｂ〕−〔Ｔ〕）／〔Ｃ〕≦０．５）ならば、コロイド的に安定であるとみなされる。（〔Ｂ〕−〔Ｔ〕）／〔Ｃ〕の値は、望ましくは、０．３よりも少ないかもしくは０．３に等しく、好ましくは、０．１よりも少ないかもしくは０．１に等しい。
【００１４】
本発明のＣＭＰ組成物及び方法で使用するのに適当な酸化剤は、以下のものに限定されるわけではないが、過酸化水素、過硫酸塩（例えば、一過硫酸アンモニウム、二過硫酸アンモニウム、一過硫酸カリウム及び二過硫酸カリウム）、過ヨウ素酸塩（例えば、過ヨウ素酸カリウム）、その塩、そしてこれらのものの２つもしくはそれ以上の組み合わせを包含する。好ましくは、酸化剤は、組成物中に０．１〜６重量％、さらに好ましくは２〜４重量％の範囲の量で存在している。
【００１５】
本発明のＣＭＰ組成物は、好ましくは、２〜１１、さらに好ましくは２〜５、最も好ましくは２〜４のｐＨを有している。このＣＭＰ組成物は、任意であるけれども、１種類もしくはそれ以上のｐＨ緩衝材料、例えば酢酸アンモニウム、クエン酸二ナトリウム等を含むことができる。このようなｐＨ緩衝材料の多くはこの技術分野でよく知られている。
【００１６】
また、本発明のＣＭＰ組成物は、研磨されるべき基材中に存在しているＰＣＡ材料あるいはその成分（例えば、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン及び／又はテルル種）又はＣＭＰプロセス中にＰＣＡ材料から形成される物質をキレート化することができる少なくとも１種類のキレート化剤も含んでいる。適当なキレート化剤の例は、以下のものに限定されるわけではないけれども、ジカルボン酸（例えば、蓚酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、酒石酸、アスパラギン酸、グルタミン酸等）、ポリカルボン酸（例えば、クエン酸、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸等）、アミノカルボン酸（例えば、アルファアミノ酸、ベータアミノ酸、オメガアミノ酸等）、リン酸塩、ポリリン酸塩、アミノリン酸塩、ホスホノカルボン酸、相変化合金材料又は粒子をキレート化することのできる高分子キレート化剤、その塩、２種もしくはそれ以上のこれらのものの組み合わせ、その他を包含する。好ましいキレート化剤は、蓚酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸、その塩、そして２種もしくはそれ以上のこれらのものの組み合わせを包含する。さらに好ましくは、キレート化剤は、蓚酸、マロン酸、その塩、そしてその組み合わせからなる群から選択される。
【００１７】
本発明のＣＭＰ組成物は、その多くが当業者に知られている任意の適当な技法によって調製することができる。一般的に、ＣＭＰ組成物は、その複数の成分を任意の順序で合することによって調製することができる。「成分」なる語は、それを本明細書で使用した場合、個々の成分（例えば、研磨材、キレート化剤、酸、塩基、酸化剤等）ならびに複数の成分の任意の組み合わせを包含する。例えば、研磨材は水に分散させることができ、キレート化剤は、ＣＭＰ組成物中に成分を混入することのできる任意の方法によって添加し、混合することができる。酸化剤は、もしも存在するならば、任意の適当な時間で組成物に添加することができる。いくつかの態様では、組成物をＣＭＰ組成物中で使用する用意ができるまで、酸化剤をそのＣＭＰ組成物に添加しない。例えば、研磨を開始する直前で酸化剤を添加する。ｐＨは、任意の適当な時間で調整することができる。
【００１８】
また、本発明のＣＭＰ組成物は、使用に先がけて適当な量の水で希釈することが意図される濃縮物として提供することもできる。このような態様において、ＣＭＰ組成物の濃縮物は、適当量の水性溶媒で濃縮物を希釈したときに研磨組成物のそれぞれの成分がＣＭＰ組成物中に適当な使用範囲内の量で存在するような量で水性溶媒中に分散もしくは溶解せしめられたいろいろな成分を包含することができる。
【００１９】
また、本発明は、ＰＣＡ材料を包含する基材を化学機械研磨する方法も提供する。この方法は、（ｉ）基材の表面に、研磨パッドと、本明細書に記載する本発明のＣＭＰ組成物とを接触させること、及び（ii）研磨パッドを、それと基材の間に研磨組成物を存在させて、基材の表面と関連させて移動させ、基材からＰＣＡの少なくとも一部を研磨して基材の表面を研磨することを含んでいる。
【００２０】
本発明のＣＭＰ方法は、任意の適当な基材を研磨するために使用することができ、そしてＧＳＴ合金、ＩｎＳｂ等を含む基材を研磨するのに特に有用である。好ましくは、ＰＣＡは、ＧＳＴ合金（例えば、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５）又はＩｎＳｂである。また、好ましくは、基材は、線形材料、例えばＴｉ又はＴｉＮ、ならびにその下方の二酸化ケイ素の層を包含する。好ましい１方法において、ＰＣＡ材料と線形層が研磨せしめられ、二酸化ケイ素の層で研磨が停止せしめられる。
【００２１】
本発明のＣＭＰ方法は、化学機械研磨装置との関連において使用するのに特に適している。典型的には、ＣＭＰ装置は、使用時に動いておりかつ公転、線状及び／又は環状運動から生じる速度を有するプラテン、プラトンと接触しておりかつ移動時にプラテンとともに移動する研磨パッド、そして研磨パッドと接触しかつ研磨パッドの表面に関して移動する被研磨基材を保持するキャリヤを含んでいる。ＣＭＰ組成物は、典型的には、研磨プロセスを補助するため、ポンプを使用して研磨パッドに送り込まれる。基材の研磨は、移動中の研磨パッドの研磨作用と、研磨パッド上に存在する本発明のＣＭＰ組成物の研磨作用とが組み合わさることによって達成されるものであり、基材の表面の少なくとも一部が研磨されることで基材の表面が研磨せしめられる。
【００２２】
基材は、任意の適当な研磨パッド（例えば、研磨面）を使用して本発明のＣＭＰ組成物で平坦化するかもしくは研磨することができる。適当な研磨パッドは、例えば、織布及び不織布の研磨パッドを包含する。さらに、適当な研磨パッドは、いろいろな密度、硬さ、厚さ、圧縮性、圧縮反発力及び圧縮モジュラスをもった任意の適当なポリマーを含むことができる。適当なポリマーは、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フルオロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、その同時形成生成物、そしてその混合物を包含する。
【００２３】
望ましくは、ＣＭＰ装置は、その多くがこの技術分野において公知である現場研磨終点検知システムをさらに含んでいる。加工部材の表面から反射された光あるいはその他の放射線を分析することによって研磨プロセスを点検し、監視する技法は、この技術分野において公知である。このような方法は、例えば、Sandhuらの米国特許第５，１９６，３５３号、Lustigらの米国特許第５，４３３，６５１号、Tangの米国特許第５，９４９，９２７号、そしてBirangらの米国特許第５，９６４，６４３号に記載されている。望ましくは、研磨されている加工部材に関して研磨プロセスの進行を点検もしくは監視することで研磨の終点を決定すること、すなわち、特定の加工部材に関して研磨プロセスを終了すべき時点の決定、が可能となる。
【実施例】
【００２４】
下記の実施例は、本発明をさらに説明するものである。しかし、言うまでもないことであるが、これらの実施例の構成によって本発明の範囲が何らかの形で限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
本例では、基材からのＧＳＴ薄膜の除去についての従来のＣＭＰ組成物の挙動を本発明の組成物と比較して説明する。
【００２６】
ＧＳＴ薄膜表面を有するウエハ（２００ｍｍのＴＥＯＳウエハであって、その表面に２０００Å厚のＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜を有するもの）をＩＣ１０００研磨パッドを備えたＩＰＥＣ４７２研磨装置で、プラテン速度９０ｒｐｍ、キャリヤ速度８７ｒｐｍ、ダウン圧力３ｐｓｉ、そしてスラリー流量２００ｍＬ／分で研磨した。評価に供した従来のＣＭＰ組成物は、この組成物から得られるＧＳＴ除去速度とともに第１表に示した組成を有していた。従来のＣＭＰ組成物（０．５重量％のフュームドシリカ及び３重量％の過酸化水素）によるＧＳＴの除去は、クリアリング（すなわち、層全体の除去）に近いときに特に不均一であり、１０００Åの除去の後にかき傷の付いたＧＳＴ表面を生成した。これとは対照的に、本発明のＣＭＰ組成物（実施例１Ｄ）は、クリアリング時であっても、かき傷が比較的に存在せず、ＧＳＴの除去は均一であった。
【００２７】
【表１】
2009525615.tif 000002
【００２８】
実施例２
本例では、ＧＳＴ薄膜の有効な除去に関して、キレート化剤を含有するＣＭＰ組成物の能力を説明する。
【００２９】
ＧＳＴ薄膜表面を有するウエハ（２００ｍｍのＴＥＯＳウエハであって、その表面に２０００Å厚のＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜を有するもの）をＩＣ１０１０研磨パッドを備えたミラ研磨装置で、プラテン速度９０ｒｐｍ、キャリヤ速度８７ｒｐｍ、ダウン圧力３ｐｓｉ、そしてスラリー流量２００ｍＬ／分で研磨した。評価に供したＣＭＰ組成物は、キレート化剤としての１重量％のマロン酸又は１重量％のコハク酸、３重量％の過酸化水素、７０ｎｍの平均粒径をもった１重量％又は３重量％のコロイド状シリカをｐＨ３の水中に包含していた。結果（ＧＳＴ除去速度）は、第２表に示されている。比較的に均一で、かき傷を有しないＧＳＴ除去をすべての組成物が呈示した。
【００３０】
【表２】
2009525615.tif 000003
【００３１】
実施例３
本例では、ＧＳＴ薄膜の有効な除去に関して、キレート化剤、酸化剤及び３重量％以下の量の研磨材を含有する本発明のＣＭＰ組成物の能力を説明する。
【００３２】
ＧＳＴ薄膜表面を有するウエハ（２００ｍｍのＴＥＯＳウエハであって、その表面に２０００Å厚のＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜を有するもの）をＩＣ１０００研磨パッドを備えたＩＰＥＣ４７２研磨装置で、プラテン速度９０ｒｐｍ、キャリヤ速度８７ｒｐｍ、ダウン圧力３ｐｓｉ、そしてスラリー流量２００ｍＬ／分で研磨した。評価に供したＣＭＰ組成物は、キレート化剤としての１重量％のマロン酸又は１重量％の蓚酸、３重量％の過酸化水素、２０ｎｍ又は８０ｎｍの平均粒径をもった１重量％又は０．２重量％のコロイド状シリカをｐＨ３の水中に包含していた。結果（ＧＳＴ除去速度）は、第３表に示されている。研磨後のウエハの検査は、キレート化剤を存在させた場合には、従来のＣＭＰ組成物の使用と組み合わさった傷付きや残渣の問題が解消されるということを示していた。第３表の結果は、キレート化剤がＧＳＴの除去に大きく貢献し、比較的に低い研磨レベルを利用してＧＳＴ表面の傷付きを低減する一方で、ＧＳＴ除去速度を約１０００Åもしくはそれ以上となすということを示している。
【００３３】
１重量％のマロン酸と８０ｎｍの、０．２重量％、０．６重量％及び１重量％のコロイド状シリカを含有する組成物から酸化剤を除去すると、ＧＳＴ除去速度の顕著な低下が結果として得られた。これらの結果は、本発明のＣＭＰ組成物中の酸化剤はその化学的活性によりＧＳＴの除去を著しく促進するということを示している。
【００３４】
【表３】
2009525615.tif 000004
【００３５】
実施例４
本例では、本発明のＣＭＰ組成物を使用したＧＳＴ除去の時間依存性を、キレート化剤を包含していない従来のＣＭＰスラリーと比較して説明する。
【００３６】
ＧＳＴ薄膜表面を有するウエハ（２００ｍｍのＴＥＯＳウエハであって、その表面に２０００Å厚のＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜を有するもの）をＩＣ１０１０研磨パッドを備えたミラ研磨装置で、プラテン速度９０ｒｐｍ、キャリヤ速度８７ｒｐｍ、ダウン圧力３ｐｓｉ、そしてスラリー流量２００ｍＬ／分で研磨した。評価に供したＣＭＰ組成物では、８０ｎｍの１重量％のコロイド状シリカ、３重量％の過酸化水素、そして１重量％のマロン酸をｐＨ３の水中に含有する本発明のＣＭＰ組成物に比較して、従来のＣＭＰスラリーでは、０．５重量％のフュームドシリカ及び３重量％の過酸化水素を含有させた。除去されたＧＳＴの量対研磨時間（秒）としてプロットした結果を図１に示すが、これらの結果は、従来のＣＭＰ組成物スラリーはＧＳＴの除去が始まる前に開始時間を呈示し、除去のメカニズムにおいて重要な機械的成分があるということを示している。これとは対照的に、本発明のＣＭＰ組成物は、「静的な」除去速度を呈示し、除去のメカニズムにおいて化学的効果における向上のあったことを示していた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のＣＭＰ組成物を従来のＣＭＰ組成物と比較して、ＧＳＴ除去速度と研磨時間との関係をプロットしたグラフである。
【図１】
2009525615.tif 000005
【国際調査報告】
2009525615.tif 000006
2009525615.tif 000007