FR2979071A1 - Procede de polissage chimico-mecanique du cuivre - Google Patents

Procede de polissage chimico-mecanique du cuivre Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de polissage chimico-mécanique d'un substrat comprenant du cuivre à l'aide d'une composition de polissage chimico-mécanique non sélective et présentant peu de défauts. Cette composition comprend essentiellement, de l'eau, un abrasif, un agent de complexation, un inhibiteur, un composé contenant du phosphore, une polyvinylpyrrolidone, de l'histidine, une guanidine et éventuellement un agent d'oxydation, un agent égalisant, un biocide et un agent d'ajustement de pH dans les proportions mentionnées dans la revendication 1,

Description

e ou le trou d'interconnexion ; puis la masse de cuivre est dépos 15 aytidue. Le cuivre déposé remplit la zone souhaitée voir, d'interconnexion) et se répand sur les zones 'ronnantes de la chimico-mécanique (PCM) est alors utilise pour e!iminer le de cuivre indésirable (morts-terrains) et pour aplanir la su lace de la Le PCM conventionnel du cuivre e 'liement un procédé en plusieurs cuivre. Dans Dans strurture iuns CI En d SCi LI i 10 .:C,(771P= DE POLTS5AGE CH Im E DU C111`,/-?!-: erne L2C;c1r11Cill',.2 C; pour produire -ligue, de damas- u:nacie sel (typiquement Ta, TaN) et un germa cuivre Iw étape consiste il nt à uLTH,n1 ur1C iant, -.., sélectivité eie,,e dtHt.est.ii...2 d barri,J i afi osition tran. atai (I)FS) la formu!~;~~i ncue une e du I i-Jrc: est un défi t' L'an )n utile en rais° des pertes ncL Olt' Ge. CIL Une proposée pour améliorer la défectivité dans e PCM du cuivre est Siddiqui, et al. dans la demande de brevet U.S. N° 2008/0 148 652. al. décrivent une composition et un procédé de polissage chimicoanncié d'un substrat contenant du cuivre qui produiraient de faibles c,t..iurctivité sur le cuivre lors du traitement par PCM du cuivre, la ira couilnenant une silice colloïdale substantiellement exempte de silicates polyni r-knnio il persiste un besoin de développer de nouvelles compositions dP cliiinico-mécanique et de nouveaux procédés offrant une performance dérectivité du cuivre, invention fournit un proci fourn t d'un substra CRI d'un mprenant j,01 à I 0,01 ciras t ioi i la gu,.. Li i u I I d'un ; un agent d'ajustement :onnel ; dans usuel rani on cL flOiS5fl5 chimico ntsict dynarn:guc n. niveau d'un: '''Aniuue a i'DOn de nolis_,acie chimico-mecanigue ntre Ci It.u'3:trM ne ,s1,5 ,ans I sLinstrat est psi ut dans n vo r un :anique fournie suicje dr-11'4 compo four!' q;SSaCP,2 chim:co-n tle 10 cuivre est i MI née du substrat. sensu invention fournit egaleinent un procéde de poli d'un substrat, comprenant : la fourniture d'un substrat, chimicosubstrat Hnant du cuivre ; la fourniture d'une composition de pâte de polissage chimicoUS: comprenant, en tant que composants initiaux : de l'eau ; 0,5 à 15 % en 15 poids cl dn abrasif, l'abrasif étant un abrasif à base de silice colloïdale ayant une griHaiumétrie moyenne de 25 à 75 nm ; 0,1 à 1 % en poids d'un agent de l'agent de complexation étant de l'acide citrique ; 0,05 à 2 % en poids d'un inhibiteur, l'inhibiteur étant du benzotriazole ; 0,05 à 3 % en poids d'un composé cont:énant du phosphore, le composé contenant du phosphore étant de 20 l'acide phosphorique ; 0,05 à 1,5 % en poids d'une polyvinylpyrrclidone, la polyvrnvipyrrolicone ayant un poids moléculaire moyen en poids de 2 500 à 50 000 ; 0,,I fl poids d'histidine ; 0,25 à % en poids cL cuanidrne, la guanidine cludrudinc, les dérivés dc. guanidine, roisie 10 en poids ci _ i(yit à 0,1 c',/,-; en pd.i(1,:, 0,00 hrmco ;)05 chin: 50- L substrat ; et la crea on d'un contact cmique eu niveau d'une inti entre u surface po1is Cil mico- substra avec une force vers ka clans couel certu n. ai Cc ce -mécanique permet 100 Â/mir avec un nonhre dc leure à (>) 0,1 pm cvi 200 ou main,: minute, une vites Hedu StippOrt 0 stique particdi. - csr emInL e ivre su n un up.2 200) 87 tours par r 25 10 cL r va a composition de polissage chimico-mécanique de 300 mi/min ut une force rionirinie vers bris cie 11,7 kPa sur une machine à polir de 200 0m à l'aide d'un tampon c peLasuce chimico-mécanique qui comprend une couche de polissage en poiyuréwano contenant des microparticules polymères à coeur creux et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. 15 La présente invention fournit également un procédé de polissage chimico- mécanique d'un substrat, comprenant : la fourniture d'un substrat, le substrat conipi..nant du cuivre ; la fourniture d'une composition de pâte de polissage chimicomecan.que comprenant, en tant que composants initiaux : oie l'eau ; 10 à 15 % en poicH, d'un abrasif, l'abrasif étant un abrasif à hase de silice colloïdale ayant une (=irai uinrétrie moyenne de 25 à 75 nn-ii ; 0,01 à 0,5 % en poids d'un agent de CCI L xatioi l'agent de complexation étant de l'acide citrique ; 0,05 à 1 L en poids d'an ii niibiteur, l'inhibiteu - étant du benzotriwe 0,05 à 0,2 en Lis d'un '..ronteria rit du Yphosphore, e crariivosé contenunt du oLor etant de 1. pci OS d ris tain po h ,r H O; 'orurie J Ci pl I, Ira ildu i.)H ara c., I VCc CC c, r!" °5Ç) à SOi l'histid c anidine-HCI incluses en tant nue cornpoiants initiaux dans C n ci Li n PO1: ChirP:C pre;,.,,1"71nt Urlu a poil méCanigt substrat - tLire COLIn taninon Contact d'un '.2 nterf ace située entre ,ade du tan-. con de ci.ue_ ete substr e forc>: vers bas dans equLi le substrat est dans lequel une certaine partie du cuivre 10 est ti rée nu substrat. Selon une caractéristique particuliere de ce procédé la comporruon de polissage chimico-mécanique permel une vitesse d'élimination du 1 100 Â/min avec un nombre de défauts post-polissage SP1 ayant une taille -7, 0,1 pm de 200 pour une vitesse du chariot de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de la composition de polissage 15 chimico-mécanique de 300 ml/min, et une force nominale vers le bas de 11,7 kPa sur unc: machine è polir de 200 mm à l'aide d'un tampon de polissage chimicomé(.ailique qui comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des micrup, ticules polymères à coeur creux et un sous-tampon non tissé imprégné de 20 DESCiuPTION DETAILLEE Le proc,..dé cie polissage chimico-m(..fcanique de Li présente invention est Litiie r un substrat contenant du cuivré_ cri particuli,..1- les tranche serni- :.::nant des intc:rconne::.ioms en cuivre LI compostera cie p01 issaqe ut: I c: chirnico-mecaniquct de cl presti D t.:.^ilS e rococo _al!nd',10:-: de ):) :Huon con, 100 A li -tes ln -1L-».-1Jt hi' DOL5Sj11]:.' '1 5 in\ r' f dij;Cri um 25 nncnt utile pour le polissncie chimco-rnéci igue d'une -.:(c)nducteur comportant des nt,»-connexicns c \ire. aide C flCeÇle D pre5cfltu rnv,eejofl CC;Mp't..2 rrnsit, un niu .pplcm.enture chc purm. e verre PS), L verre borco ispnos.1c- non (VSN), (TEI.) e TEOSesssté par plasnia (TE0Af Chimue en phase veneur c plasma de haute den V- de tantalu (-1-r De nréference, e sunstret uoH à l'aide du 10 orucede de la présente invention comprend en outre un matériau supplémentaire choisi parmi le -1--aN et le TEOS. De préférence, l'eau utilisée en tant que composant initia; dans la composition de pDissage chimico-mécanique utilisée dans le procédé de polissage chimicomecanique du D présente invention est une eau désionisée et/ou une eau distillée 15 afin de limiter es impuretés accidentelles. Les abrasifs adéquats pour l'utilisation dans la composition de polissage chimicu-mécanique utilisée dans le procédé de polissage chimico-mécanique de la présente invent:un comprennent, par exemple, les oxydes inorganiques, les hydruxycies inorganiques, les oxydes d'hydroxydes inorganiques, les borures de es carbures de métaux, les nitrures de metaux., les particules polymères et les in,:1:1 rige< comprenant au moins l'un des composés précédents. Les oxydes 1LiatS comprennent,par exemple la silice (SKI) , (Al .0 uoru (Zr ce r u ('oxyde de manganèse Mr10 l'oxydu COrnbrlDISCAS ce nprenant eu moins l'un ciesuxyoes Jrl.u.ire de tïunle, le carture de brune, i es ccnlicinaisons 25 tu!R.-2.S iuu CUI nitrures cL ru nitrure carbure de tundstui , le Ilcium 'n.N), le lUir, le borure compr,:nant au inoins des carbures, borures et nitrures de laiun-i- las u C ra1 CC» Inues. or sivo recrit du 100 ormi L.D t -oorasif utCisé est un :,ibrasf- ru .rion de polissage L'Ir-1'. -mécanique tilist!e dans ue de la irrec,ente sientien comprei préféra1rra, en tant cou composant initial, 0,I à 20 POidS, plus !préférablement 0,5 à 15 % en 10 poids, ra ianièr préférée entre toutes 10 â 15 en poids d'abrasif. De préférence, est un abrasif à base de silice colloïdale. De manière préférée entre toutes, la corn i-)sition de polissage chimico-mécanique de la présente invention comprend, en tant que composant initial, 10 à 15 % en poids d'un abrasif à base de silice colldidale ayant une granulométrie moyenne de 25 à 75 nm. La composition de polissage chimico-mécanique utilisée dans le procédé de polissage chimico-mécanique de la présente invention comprend, en tant que composant initial, un agent de complexation pour le cuivre. On pense que l'agent de complexation facilite l'élimination du cuivre du substrat. De préférence, la composition de polissage chimico-mécanique utilisée comprend, en tant que composant initial, 0,01 à 15 en poids (plus préférablement 0,1 à 1 % en poids, de eféree entre toutes 0,1 à 0, c;,/,, un poids) d'agent de compiesation. Les cation comprennent, par exemple, l'acide acétique, l'acide citrique, hyle, e glycolique, l'acide Iodle'acide rauque, Lucide salicylique le dithiocarbarnate de diethyle sodique, 'acide i le, l'alanii ' tartarique' t l'acide malon:due , acide OriLdu unris !",! 30 l'acide ..(..7.5que, l'acide malique, l'acide oaque et leurs cor.-ibinaisom-', De manière toutes c4ent de compleation citr compr:::-.;ition de polis:; -mécanique de i:sufltc in com.. 3ant initiai un inhibiteur. On pense le i-Hurfaice CL substrat du pol sacie ChCo-mécLm CjUC !.T'l:see compr:ou, kn tarit CernI j 0,02 c. 5 n pOidS (ni us nrC-C'atiemen, 0,05 a .r:tre toutes 0,05 à poids) L'inhibteur UtiliSE 10 compond opt:onnellement un mélange d'inhibiteurs. L'inhibiteur utilisé est de ronce un inhibiteur de type azole. Plus préférablement, l'inh.ibiteur utilisé est un inhibi:eur de type azole choisi parmi le benzotriazole (BTA), le mercaptobenzothiazole (MBT), le tolytriazole et l'imidazole. De manière préférée entre toutes, l'inhibiteur utilisé est le BTA. 15 La composition de polissage chimico-mécanique utilisée dans le procédé de poissa e de la présente invention comprend, en tant que composant initial, un composé contenant du phosphore. On pense que le composé conter ont du phosphore favorise l'augmentation de la vitesse d'élimination du cuivre. De préférence, la composition de polissage chimico-mécanique utilisée comprend 0,01. n uni poids (plus préférablement 0,05 à 3 % en poids ; encore plus prékiuniLlement 0,05 à 0,5 05 en poids ; de manière préférée entre toutes 0 0,2 5.5 en poids) de composé contenant du pho -tpi e. Le terme compose rhrr Y ru'util. ici ram I Hi t n d ti0Jt. choisi parmi osphona',:es pncsp ,nanes, -.)mpris leurs atOrrie de ber) no, 1m;-:;-di Lires losphr,, phosphonate de zinc, le pho sphate d'ammonium le pyro, spulte d'ammonium, le Craim mcnium, le phospho,.,att. ammOHu m, n nh ')phate de diani ii. le pyri,-)phosphate de diammonium polyphrpsw de clicn000nium, le ci:JfIlrnOrli um, e nhecpliate depOUSSiLlm, .nrIOSplate Cie ' Osp fi al C (JLlaflidifl c:nanicljne, le ) pho phite de f onate _ nvrop osnhate de cérium e polyphd5ph6t , de ce'it, :,:;phuriate cer ut n, L phosphate d eth e-camine. in phosphate ce Hperaz.in , le de pipérazne, e phosphonate de pipérazine, le phosphate de le phosphate de dimelamine, le pyrophosphate de mélamine, le phate de mélamine, le phosphonate de mélamine le phosphatede mélam, le pyrf.n.phosphatze de mélam, le polyphosphate de nélam, le phosphonate de mélam, le phosphate de mélem, le pyrophosphate de mélem, le polyphosphate de mélem, le phosphonate de mélem, le phosphate de dicyanodiamide, le phosphate d'urée, y compris leurs acides, sels, sels d'acides mixtes, esters, esters partiels, esters mixtes et leurs mélanges. De manière préférée entre toutes, le composé contenant du phos e utilisé est choisi parmi au moins l'un d'un phosphate de potassium (par exerni-lE phosphate de tripotassium, hydrogénophosphate de dipotassium, 20 ophosphate de potassium et leurs mélanges) ; un phosphate d'ammonium exemple, phosphate de triammonium, hydrogénophosphate de diammonium, dihdrogenophospliate d'ammonium et leurs meianoes et l'acide phosphorique. Une et:: ,fssi' de 'phosphate a arnmorilh. pe des: quantités p- former un sel ie nhosphar.k, .c ifti1C1;cHLlcc1ccL 30 n Une qw. avec les nieau C(.',1-11) c:-,itiOM C.C. :leca--jdue utilisée comprend, en t tic composant iniu,1' 0,001 T-91(pus préférablement 0,05 a 1. pods, d- manière Lites 0,1 1 0/. n poids) La p:- 0::Id0fle. 000 000. Dari, d désgi le poids I olècuiHr IOlUjOOS Fr": un poids me! cul c"--natodrap r.:OidS --iption, n. La pâte a plus ,: amatit un poids - dire [1.0'/en en 1 000 d 500 000 et ce muni r pr ft're en [ toutes n t[1L)e[.ulàire 1 (-1,:: 2 500 à 50 000. Par e;,:ump:e, o )OIvvinVtpvrrOiic.hn. ayant ids !ni.-.)Lciunire moyen en poids de 12 000 à 20 000 s'est avérée particulièrement efficace. De préférence, la composition de polissage chimico-mécanique utilisée dans le procédé polissage chimico-mécanique a présente invention comprend, en tant que composant initial, de la guanidine ; la guanidine étant choisie parmi la guanidine, 15 les dérivés de guanidine, les sels de guanidine et leurs mélanges. Plus préférablement, la guanidine utilisée est choisie parmi le carbonate de guanidine et la guanidine-HCI. De manière préférée entre toutes, la guanidine utilisée est la guanicline-HCI. préférence, la composition de polissage chimico-mécanique utiltsée dans le 20 procédé polissage chimico-mécanique de la présente nvent[on cone[Duen en tant s initiaux, 0,1 à I en poids (plus préférablement 0,25 à 1 % en manier e préférée entre toutes 0,3 à 0 "1- en po ) d'histidine et > 0,1 à cf snibLmont 0,25 o poids e monts crcL entre OH poids) dçivanidnc, la cluanidiim rtarit choisie pi:irmi la Cill!UHCO-11 IICILP: eilte r'11tiOr': ;,OrltS L,s retei ,-)lement 0,2 ynLe toutes 0,3 0. US f5 en poid50 nier 0,25 à ; *c.-2.7"; 25 gLoni[-)[ne, I [ànicline nnnt le guilnH;, et HIll, 0,3 à 0,5 % CO poids) ue qua eine, c:usnicUne étant che pormi la quanidine, les dérivés .uanidine les se de cilia n : d : ne et leurs weianges (plus nn dine étant cO oi quand -HO) ; et clans ronce 'rDLIS- Lf ab-nent,..-2ntre CILJ:Os: en inSSiox CianS si compositionde(-,sage CdrneditiOn de )olissage himlco-rhécaniqu Ut s dans le pro. .(2, la présente invention eampreiu composant initia!, un agent oxydant. De nft.q-e.rence., la COfliOSitlOr him.Lo-mecanic oc utilisée comprend, en tant que composant initial, en poids (pU5 préférablement 0,1 à 10 % en poids ; dc manière préférée entre tout:,s 0,1 à 5 `)/u en poids) d'agent oxydant. De préférence, l'agent oxydant utilisé est choisi parmi le peroxyde d'hydrogène (H202), les monopersulfates, les iodates, le perphtalate de magnésium, l'acide peracétique et autres per-acides, les persulfates, 15 les bromates, les périodates, les nitrates, les sels de fer, les sels de cérium, les sels de Mn(III), de Mn(IV) et de Mn(VI), les sels d'argent, les sels de cuivre, les sels de chrome, les sels de cobalt, les halogènes, les hypochlorites et un mélange de ceux-ci. De manière préférée entre toutes, l'agent oxydant utilisé est le peroxyde d'hyorroène. Lorsque la composition de polissage chimico-mécanique contient un 20 agent 0,.ydation instable tel que le peroxyde d'hydrogène, il est préférable d'incorporer l'agent oxydant dans la composition de polissage chimico-mecanique au 111011.11.^t C!C rUtWSL3tiOrl. inc,,..-ition de polissage chimico-mécanicue utilsce dans lé, procédé .:)-i.itéc...anique présurire Invention comprend optiorilk2lienlent, ng 25 tant ou c..:ooposant initia!, un p q ,...o,atlon de chlorure d'ammonium en tant sont ccm p '..;(71 et n pc.icls, de fl11,:i:, On pense conTosant initiai dans la amnionLr - en diCIS :es 0,01. a 0,05 peuvent con), :.n.d des (Nor Tisse de l'histidine et de chimico-mécanique utiIisu pcut prce re une arné:ioration corinpc:slon cc, polissage chinlico-rica e util ration du cuivre dans le Or cia cuivre. ueiciel du substrat (i; -d en _iamentant la vitesse faciliter "' dc u arésenteifluent conir)reni tan', I ,77.mt intii, Un binci, p conposition cia pal surie chniico acanie n rie la présente invention tant que composant initiai, O 0,01 poids (plus préférablenkim. nid a 0,0 1 "'./0 en poids) d'un biocli: De prLérence, la composition de pohssas chimico-mécanique utilise° 10 comprenu, en tant que composant initial, un biocide tel qu'un dérivé de Les dérivés préférés de l'isothiazolinone comprennent, par exemple, la niét -isethiazolin-3-one ; et la 5-chloro-2-méthy1-4-isothiazolin-13-one (par exemple, Kordek MLX contenant 9,5 à 9,9 % en poids de méthy1-4-isothiazolin-3- one ; et Kathorr ICP III contenant un mélange de méthy1-4-isothiazolin-3-one et de 15 5-chloro-2-méthyl-4-isothiazolin-3-one, tous deux disponibles dans le commerce auprès de Rohm and Haas Company). La composition de polissage chimico-mécanique utilisée dans le procédé de polissage chimico-mécanique de la présente invention a de préférence un pH de 8 à 12 (plus préférablement de 9 à 11, de manière préférée entre toutes de 10 à 11). 20 Les acides adéquats pour ajuster le pH de la composition de polissage chimico- mécunique ccr4rennent, par exemple, l'acide nitrique, l'acide sulfurique et l'acide chbil bases adéquates pour ajusftr le pH de la composition 1 si(t in.co-mécanique comprennent, pur e;cr1plc, I hydroydu CfdrrIMOrUUM, 'hydre.' civ du potassium, l'hydroxyde te,rametn larliMOnUrri et iC bicarbonate de pc -mécanique deLirr cciiprcrci, ci tant qu comp... 1 en alds cil lissa q.. chie j drue n.c c u oréevuita nve en compnin nhei5is pà'-ni les gents > enc,ioactifs et los tanipons. procéue poiisseee chimico-mécanique pré5Cr invention féren: la fonrniture d'un substrat, e substrat comprenant du cuivre u.ouL., le substrat est un s;bsv-at semi-conducii.: Sfl ru;"r's en cuivre) la fourniture d'une coin séon de pat,'2 comprenant:, en tent eue composants éférence 0,5 à 15 en PO:C.s, n!LlS rOLérnbic en abrasr (de préférence, l'abrasif al3rasif Iranulométrie moyenne de 25 à 75 n 0,01 u 1 5 un pOiCIS à 1 en poids, p!us préférablement 0,01 à 0,5 % en poids) d'un agent de complexation (de préférence, l'agent de compiexation étant de l'acide 0,07 à 5 % en poids (de préférence 0'05 à 2 do un poids, plus prétér'aHemeré 0,05 à 1 °,4.) en poids) d'un inhibiteur (de préférence, inhibiteur étant benzotriale) ; 0,01 à 5 % en poids (de préférence 0,05 à 3 % en poids, plus préférablement 0,05 à 0,5 % en poids, de manière préférée entre toutes 0,05 à 15 0,21c en poids) d'un composé contenant du phosphore (de préférence, le composé contenant du phosphore étant de l'acide phosphorique ; 0,001 à 3 % en poids (de préférence 0,05 à 1,5 % en poids, plus préférablement 0,1 à 1 % en poids) d'une polyvinyipyrrolidone (de préférence, la polyvinylpyrrolidone ayant un poids moléculaire moyen en poids de 2 500 à 50 000 (plus préférablement 12 000 à 20 20 000)) ; > 0,1 à 1 /0 en poids (de préférence 0,25 à 1 9/ en poids, plus préfe r ahiemerr 0,25 à 0,6 % en poids) d'histidine ; > 0,1 à 1 ' en poids (de r.,férvncc 0,75 0 1 poids, plus préférablement 0,25 à 0,6 en pOid5) 30 poids tianidinu. étant Choisie parmi lacuaniciir Hurs mélancurs 25 L wrir 2reu entre tout-, chirrlco- 0 1 .L7 de cudn;dine quanicline étant plus On la plus pie nt férencu ent»,.., là masse de nu conino -.t d 0,1 . en poids, plus p ',Iur,:nt 0,01 à 0,05 en poids d'un o éqaisant op onnel (de--2,re agrit rricnium) ; O à 0,01 en r (de préférence 0,001 à 0,01 un agent d'ajuis, ,ment en nt d'ajusterren OUSSILJ m) ; dans .e comp issage chimico-niecandue laps uOcn de a Composition de pote de ,)lissage chimico-mécanique OU niveau Ou à DrOfldte de l'interface entre 10 lissage chimico-mécanique et le substrat ; et la création d'un contact dyndu H uc au niveau d'une interface situ(e entre la surface do polissage du tampon de polis 1(;e chimieo-mécanique et le substrat avec une force vers le bas de 0,69 à dons lequel le substrat est poli ; et dans lequel une certaine partie du cuivre est éliminée du substrat (de préférence, dans lequel la composition de 15 polissage chimico-mécanique présente une vitesse d'élimination du cuivre (telle que mesurée dans les conditions de polissage indiquées dans les Exemples) de 1 100 Â/min (plus préférablement 1 500 Â/min) et dans lequel la composition de polis _je chimico-mécanique permet un nombre de défauts SPI post-polissage ayant une taille > 0,1 pm (telle que mesurée clans les conditions de polissage indiquées 20 dans I s Exemples) de 200 ou moins (plu,: préférabiement O 100)). De préférence, le substrat comprend en outre du TEOS, au moins une certaine partie du TEOS étant éliminée du substr.t, et la composition de polissage chimico-mécanicue présentant delin-linat.ion du curv vitesse d (:::lin-undtbn du TECKS don s es conditions rie n015500 clip Ud s dons E 25 1 .1 slibSr;r3 '-c)rnrr-enc 1: uo cerL -Tdr\J du ' 30 IT-11C(' fr!Cf.MI-1'r du CLIi"! rr.'1U tLlit. Li fa% o p01 cil O ce polissage chinco-m,:.:1,c la proronto invention runce : ;a fourniture d substrat, iSlibS»"Îlt COM refla nt, d dans le Substratsu hsL rio rio L -rond u:71-,eu r avec .ris en cuivre) i comprenant, tant quc (--orrno,--,-: ,,, initiau..< : de l'eau ; 10 a foumitu,re d'une con-r,position ci p,):Issage l'abra-, l'abrasif étanun ribresif à base de s ce COI ) C'riCO ie moyenne de 25 e 75 nm ; 0,0! à 0,5 0 7.iids de jent de complexution étant de lacid ri citrique ) 05 a 1 52 n dids Ce inhibiteur étant du benzotriazole ; 0'05 à 0,2 on poids du compose enant du phosphore, le composé contenant du phosphore étant H l'acide en poids de la polyvinylpyrrolidone, la polyvinylpyrrolidone ayant un poids moléculaire moyen en poids de 12 000 à 20 000 ; 0,25 à 0,6 7 en poids ci'histidine ; 0,25 ri 0,6 % en poids de guanidine-HCI ; 0,1 à 5 ()/0 en poids l'agent d'oxydation, l'agent d'oxydation étant de l'H202 ; 0,01 à 0,05 % en poids 15 d'agent éç-Jalisant, l'agent égalisant étant du chlorure d'ammonium ; 0,001 à 0,01 % en poids du biocide ; et 0,1 à 1 % en poids de l'agent d'ajustement du pH, l'agent d'ajustement du pH étant de l'hydroxyde de potassium ; et dans lequel il existe 10 % ou moins (5 10 %) de différence entre la masse de l'histidine et de la guanidine-HCI incluse, en tant que composants initiaux dans la composition de poussage chimico- 20 mécanique ; la fourniture d'un tampon de polissage chimico-mécanique présentant une surface de polissage ; l'application de lîei composition de pâte ce polissage uico-m,,r .nique sur le tampon dc olissage chimico-mécanique au ni%/eau ou à rntetface entre ie tainpon de Chinico-rrts2caniciu et contact. cin nivaLIC clU niveau d'une int.,,..:rfac, 25 pc.:)issu(..c du tampon bas de. 259 dans, crin e riubstat est du CUVrO ct 011M CLI SUI)srra . De r roc CIL rIenoslucr imination du OU 30 _ment o 1 500 Ajm:ii` OVCC un nombr.,-' un le i-ietire à 0,1 Hm de 200 o; rroins Ot us ;;(11 c-)P1 o, ont lornent: 100) pour une vitesse du chariot de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par au, un débit de n composition c.-?, poissagé chimico 30) nY rHa, et ne torcL nominale vers e uc.is, de 11 7 kir)a su une machine à. d'un tampon de pol;ssacie prend acie en p iyu t contenant clos micropartic un sous-tandpon non tjssé in %sieurs modes de réalisation de la [présente invention vont 4re ans les Exemolos suivants, Exemples 10 Compositions de polissage chimico-mecaniqu(.. Toutes tes compositions de polissage chimico-mécanique (CPCM) testées con:enuerit, na tant que composants initiaux : 0,04 % en poids de chlorure d'ainri-)nium ; 0,06 % en poids de benzotriazole ; 0,4 % en poids de polyvinylpyrrolidone ayant un poids moléculaire moyen en poids de 15 000 ; 0,3 % 15 en poids d'acide citrique ; 0,1 % en poids d'acide phosphorique ; 0,005 % en poids de biocide (KordekTm MLX disponible auprès de Rohm and Haas Company contenant 9,5 à 9,9 % en poids de méthyl-4-isothiazolin-3-one) ; 0,4 % en poids d'hydroxyde de potassium ; 14 % en poids d'abrasif (silice colloïdale Klebosoi 11 1501-50 ayant une qronulometrie moyenne de 50 nm fabriquée par AZ Electronic Materials et 20 disponible dans le commerce auprès de Rohm and Halas Electronic MaterL-L CPM Inc.) ; et 0,4 % en poids de peroxyde d'hydrogène. Les CPCM contenaient les comnanants initiaux supplémentaires (le cas échéant) te Tableau 1. Les composition,-; four comparatives, 25 s que décrits dans le A-C sont des nt pas da de l'invention Tableau 1 CPCM histidine guanidine-HCI (% en poids) (% en poids) o 0 0,1 0,3 0,5 0 10,5 10,5 10,5 10,5 0 0,5 1 ri Tests de polissage Des expériences de polissage ont été réalisées sur des tranches de couverture en cuivre ; des tranches de couverture en TaN et des tranches de couverture en TEOS en utilisant les compositions de polissage chimico-mécanique décrites dans le Tableau 1. Les expériences de polissage ont été réalisées en utilisant une machine à polir Applied Materials, Inc. Mirra de 200 mm équipée d'un système de détection ISRM à l'aide d'un tampon de polissage en polyuréthane VisionPadTM 3100 (avec 1010 sillons et un sous-tampon SP2310) (disponible dans le commerce auprès de Rohm and Haas Electronic Materials CPM Inc.) avec une force vers le bas de 1,7 psi (11,7 kPa), un débit de la composition de polissagechimico-mécanique de 300 ml/min, une vitesse du chariot de 93 tr/min, une vitesse du support de 87 tr/min de Liciutb2 de la pâte à 4,4" du centre du tampon de polissage. Un )nditionnement de tampon (: n diamant Kinik AD3BG-1.50840 clan- L commerce auprès c Kinik Company) utilisé pou: et un cu,. indiqu, don néeS S VI dans Tableau H Va:1 JVX-5200T, --bleau 2 ont outil Cu JESPIt. Cie -1,.11(:)I-1 du TELS LO. du TF:r.,1 Ou I 1 To.ociiL FX200. du r ibre ce défauts pour OS défauts C cuivre de tale > 0,1 pu l'a ide H un ouLl de mutioloule SP1 de KLA---1-ericor.
Vitesse Vitesse Vitesse Nombre total de défauts de cuivre' d'ami- d'élirni- d'élimi- CPCM nation du nation du nation du cuivre TEOS TaN (A/min (Â/minl 1 Â/min) Cu/TEOS Cu/TaN 653 1,04 641 2 937 1,02 616 1 104 1,113 1,64 5S0 207 1,87 2,64 438 ; 97 2,i9 3,45 6/7 914 1656 1 979 C 1 033 1 1 530 2 1 685 918 819 770 Nombre total de défauts sur la tranche de couverture polie en cuivre ayant une taille > 0,1 pm.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de ;polissage chin-iica-me--iinidue Cl un REVENDICATIONS1. Procédé de ;polissage chin-iica-me--iinidue Cl un SLJbStr61t, comprenant 161 fciurnitur n'un suLii, le substrat comprenant ii;rure COmOCu tien CC p ' ',Sant COrni:DOSJ dc ; 0,1 à 20 cy- ocu d'un abrasif ; 0,01 a 15 JI poids d'un adent de com i'iixation ; 0,02 à 5 % en poids d'un inhibiteur ; 10 0,01 à 5 % en poids d'un composé contenant du phosphore ; 0,001 à 3 % en poids d'une polyvinylpyrrolidone ; 0,1 à 1 % en poids d'histidine ; > 0,1 à 1 % en poids de guanidine, la guanidine étant choisie parmi la guanidine, les dérivés de guanidine, les sels de guanidine et leurs mélanges ; 15 0 à 25 % en poids d'un agent d'oxydation optionnel ; 0 à 0,1 % en poids d'un agent égalisant optionnel ; 0 à 0,01 % en poids d'un biocide optionnel ; et, un agent d'ajustement du pH optionnel ; dans lequel la composition de pâte de polissage chimico-mécanique fournie 20 a un pH de 9 à 11 ; ourniture d'un tampon de polissage chirnico-mécanique présentant une surface de polisuCIcle piicroon de la composition de pâte de polissage chimico-mécanique sur le oie cnimico-mécanique au niveau ou à pro/imite de interface entre 25 chimico-mecanique et Id i=iiubstiiai. don contact dynaniique au eCCU d'une interface située entre u tampon de pois f,us de 0,60 à 3-1,5 substrat est Jt..1UnC 30 at.Proc( selon a revendîeeeen 1, dans lequel chimico-rbeconiqL.e tournit une vitesse d'é:iminati n cuivre ou 100 A/min et dans equcd lu ccme sitie. -;olissagc, (tin-1km- et un nombre de ietauts SP1, ayant une tai:le _ pni de 200 ou mollis 200). s -,IonI re,..,L.-1c-'»cat.on cP en outre Lu t-tra ; dans I Liuei au moi nsn certane es hO du jedh,inits: est f'.,iminee du substrat ; et dans composition de SU ch:m'co-mécanique présente une select:vi la vitesse déHn]ination du 10 CURO. u u vites,.e d'élimination du tetraétnylorthosilicate de 1:1 à 5:1. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le substrat comprend en outre du TaN ; dans lequel au moins une certaine partie du TaN est éliminée du substrat ; et dans lequel la composition de polissage chimico-mécanique présente une sélectivité de la vitesse d'élimination du cuivre à la vitesse d'élimination du TaN 15 de 1:1 à 5:1. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la composition de polisc,:rade chimico-mécanique fournie comprend, en tant que composants initiaux : de l'eau ; 0,5 à 15 % en poids de l'abrasif, l'abrasif étant un abrasif à base de silice HO colloïdale ayant une granulométrie moyenne de 25 à 75 nm ; à 1 bd en poids de l'agent de complexation, l'agent de complexation étant du benzotriazole u phos:Dhore, 3mpOSU citrique ; 0,05 Joids de l'inhibiteur, i' ibiteur - en poids du composé 25 t dc I pho 1,5 en pacs de la rolyvinypyrrolidonL polyvinytevrrclidone ayant un pc.ids ecléculai ce movon en poids de. 2 500 a 50 00 Lii d'histidine pdFi1i la 1. 30 CU2Oii le, les gusmnics e H dc 1,1(_11`."- t0,1 à 10 % en poids de n d'oxydation, d'oxydation atant de H -0,1 O, ) !cs de l'agent égalisa 1 'Voen poids nu biocide ; un poids de cljLEtement du pH, potnssilitr 6. Pmcéde selon in rinondcation 5, dans lequel la composidun chimico-mécanique permet une vitesse élinlination du n'Ivre 10 1 iOo Â/min avec un nombre de défauts post-polissage SP1 ayant une taille > 0,1 pm de e 200 pour une vitesse du chariot de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de li composition de polissage chimicomécanique de 300 ml/min, et une force nominale vers le bas de 11,7 kPa sur une machine à polir de 200 mm à l'aide d'un tampon de polissage chimico-mécanique qui 15 comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules polymères à coeur creux et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le substrat comprend en outre un tétraéthylorthosilicate ; dans lequel au moins une certaine partie du tétraéthylorthosilicate est éliminée du substrat ; et dans lequel la composition de 20 polissage chimico-mécanique présente une sélectivité de la vitesse d'élimination du cuivre la vitesse d'élimination du tétraéthylorthosilicate de 1:1 u 5:1 pour une u chariot de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par n dédit d, :a cornpostion de palissade chimcumécanique de 300 rnlimin, forc t IIILlL vers fl d I kPa sur un(:: u() min n wonci pcmesgu c,-Junicirt COrnpr tenant des microparticules '1.3P, i1.i.)1 Oct,', 'none. c.lé selon.uvend:caftn h, da acruH " suhstrat cornpr, TuN .:!ans icqun , moins T;:if\sl est du 1,21 nconToston 'Hourrilt un tusse d'éUninaUon du cuivr, iiiultion TaN cie tu1:1 à 5:1pour une vitesse du chariot de 93 tours par minute, une vitesse du support i-s H u nuL, un débit nu Iù CiHrl:)0SitiCf 1cc ''')ii'l ' lirnICO '-' de -, icyce nonlin-,:-. d su:- unu ne ci MU Mir L: d'' i taru':n 3;71CJ',.2 Chi MiL.0-fr.',::C,1TI:C: C;Lii (7,Y I I.ssage en ;polyuréthane contenant dus rhicroparUcule-, COELI: poivuredia selon la reéunclicat.ion polissagié s u mico-rnEfcaniquu fournie comprenc eh tant cuu coiriii-:ants initiaux 10 1 0 à 15 3/0 en poids de l'abrasif, l'abrasif étant un abrasif à base de silice collcclaIe ayant une granulometrie moyenne 2e 75 a 75 nm ; 0,01 à 0,5 % en poids de l'agent de complexation, l'agent de complexation étant de l'acide citrique ; 0,05 à 1 % en poids de l'inhibiteur, l'inhibiteur étant du benzotriazole 15 0,05 à 0,2 % en poids du composé contenant du phosphore, le composé contenant du phosphore étant de l'acide phosphorique ; 0,1 à 1 % en poids de la polyvinylpyrrolidone, la polyvinylpyrrolidone ayant un poids moléculaire moyen en poids de 12 000 à 20 000 ; 0,25 à 0,6 % en poids d'histidine ; 20 0,25 à 0,6 % en poids de guanidine, la guanidine étant de la guanidine-HCI ; 0,1 à 5 % en poids de l'agent d'oxydation, l'agent d'oxydation étant de l'H202 ; 0,01 à 0,05 % en poids de égalisant, l'agent égalisant étant du (larnM1(1)1iLIM ; n poids du hioc 25 0,1 u IuM [...ocis de yr-a du pH, d'abictHuient du pH potassium ; et, 10 H. moins du ndHnunce entre la nya' Ch i1"iC,C)-nk:ca nique -)e-met une vitesse d'élimination ci s cuivre di nuHCl incluses en tant dur... composants mit au.. du us .`3t2.10:1 lu 0 301 no A..1m ec un nombre (-.4 défauts post-politari- SPI ayant un aiile ' " 200 -t'our une vitesse du chariot d,rt93 ours pa minute, vitesse par minute, un dén in la et..;n1pc nét 300 mi/min, et ure force none raie y Poiir t 200 mm é me cun tampon do nOHSSOCIC rniccmecjnicrue C L11 Ce r-r mcl une couche de pohssaci,..... en olyuréthane contenant ces r-i-crorDa,ii-icules ttur creut: t un sous-tampon non t
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