[发明专利]用来对锗-锑-碲合金进行抛光的化学机械抛光组合物和方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学机械抛光组合物及其使用方法。更具体来说，本发明涉及用来对包含锗-锑-碲相变合金的基片进行抛光的化学机械抛光组合物。

背景技术

使用相变材料的相变随机存取存储器(PRAM)设备已经成为下一代存储器设备的首选，其中的相变材料可以在通常为非晶态的绝缘材料和通常为晶态的导电材料之间发生电转变。所述下一代PRAM设备可以代替常规的固态存储设备，例如动态随机存取存储器-DRAM-设备；静态随机存取存储器--SRAM-设备，可擦可编程只读存储器--EPROM-设备，以及电可擦可编程只读存储器--EEPROM-设备，它们为每个存储位使用微电子电路元件。这些常规的固态存储器设备占用了大量的芯片空间来存储信息，从而限制了芯片密度；而且编程也相对较慢。

可用于PRAM设备的相变材料包括硫属化物材料，例如锗-碲(Ge-Te)和锗-锑-碲(Ge-Sb-Te)相变合金。PRAM设备的制造包括化学机械抛光步骤，在此步骤中，选择性地除去硫属化物相变材料，并使设备表面平面化。

在硫属化物相变合金膜中，碲倾向于具有较高的移动性。在CMP条件下，碲可能在平面化过程中倾向于迁移并聚集在晶片表面上。这会导致在晶片上不同的位置，膜具有不均匀的组成和表面特性。

Dysard等在美国专利申请公开第20070178700号中揭示了一种用来对包含硫属化物相变材料的基片进行抛光的抛光组合物。Dysard等揭示了一种用来对包含相变合金的基片进行抛光的化学机械抛光组合物，该组合物包含：(a)含量不大于约3重量％的颗粒磨料；(b)能够与所述相变合金、相变合金的组分、或者由所述相变合金在化学机械抛光过程中形成的物质螯合的至少一种螯合剂；(c)用于该组合物的水性载剂。

人们仍然一直需要开发具有以下性质的新的化学机械抛光(CMP)组合物：该组合物能够以高去除速率选择性除去相变材料，同时还能够提供减少的总缺陷和Te残余缺陷。

发明内容

本发明提供了一种用来对基片进行化学机械抛光的方法，该方法包括：提供基片，所述基片包含锗-锑-碲相变合金；提供化学机械抛光组合物，所述化学机械抛光组合物主要由以下作为初始组分的物质组成：水；0.1-5重量％的磨料；0.001-5重量％的选自乙二胺四乙酸及其盐的材料；0.001-3重量％的氧化剂，所述氧化剂是过氧化氢；其中，所述化学机械抛光组合物的pH值为7.1-12；提供化学机械抛光垫；在所述化学机械抛光垫和基片之间的界面处形成动态接触；在化学机械抛光垫和基片之间的界面处或者界面附近，将所述化学机械抛光组合物分配到所述化学机械抛光垫上；将至少一部分所述锗-锑-碲相变合金从所述基片除去。

本发明还提供了一种用来对基片进行化学机械抛光的方法，该方法包括：提供基片，所述基片包含锗-锑-碲相变合金；提供化学机械抛光组合物，所述化学机械抛光组合物主要由以下作为初始组分的物质组成：水；0.1-5重量％的磨料；0.001-5重量％的乙二胺四乙酸或其盐；0.001-3重量％的氧化剂，所述氧化剂是过氧化氢；其中，所述化学机械抛光组合物的pH值为7.1-12；提供化学机械抛光垫；在所述化学机械抛光垫和所述基片之间的界面处形成动态接触；在所述化学机械抛光垫和基片的界面处或者界面附近，将所述化学机械抛光组合物分配到所述化学机械抛光垫上；将至少一部分所述锗-锑-碲相变合金从所述基片除去；所述磨料是平均粒度为110-130纳米的胶态二氧化硅磨料；在200毫米的抛光机上在以下条件下，所述化学机械抛光组合物显示出锗-锑-碲相变合金去除台板转速60转/分钟，支架转速55转/分钟，化学机械抛光组合物的流速为200毫升/分钟，标称向下压力为8.27千帕(1.2磅/平方英寸)，所述化学机械抛光垫包括含有聚合空心微粒的聚氨酯抛光层以及聚氨酯浸渍的无纺织物子垫。