FR3009989A1 - Procede de polissage chimique mecanique d'un substrat - Google Patents

Procede de polissage chimique mecanique d'un substrat Download PDF

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Abstract

Il est mis à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente une stabilité hydrolytique initiale ; couplée à une instabilité hydrolytique dans le temps ; une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat.

Description

PROCEDE DE POLISSAGE CHIMIQUE MECANIQUE D'UN SUBSTRAT La présente invention concerne un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de manière à présenter une stabilité hydrolytique initiale ; couplée à une instabilité hydrolytique dans le temps ; une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (ou plateau) ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; et à créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. La production de semi-conducteurs met typiquement en jeu plusieurs traitements de planarisation chimique mécanique (CMP). Dans chaque traitement CMP, un tampon de polissage, en combinaison avec une solution de polissage, telle qu'une bouillie de polissage contenant un abrasif ou un liquide réactif exempt d'abrasif, éliminent le matériau en excès d'une manière qui planarise ou qui maintient la planéité pour la réception d'une couche subséquente. L'empilement de ces couches se combine d'une manière qui forme un circuit intégré. La fabrication de ces dispositifs semi-conducteurs continue de devenir plus complexe du fait des exigences pour les dispositifs ayant des vitesses d'exploitation plus élevées, des courants de fuite réduits, et une moindre consommation d'énergie. En termes d'architecture des dispositifs, ceci se traduit par des géométries ayant des caractéristiques plus fines et une augmentation des niveaux de métallisation. Ces exigences de conception de dispositifs, de plus en plus sévères, entraînent l'adoption d'une métallisation au cuivre conjointement avec de nouveaux matériaux diélectriques ayant des constantes diélectriques plus faibles. L'un des défis les plus significatifs dans le polissage chimique mécanique est l'obtention d'un équilibre souhaitable entre la planarisation des caractéristiques de surface sur une galette (connu sous la dénomination de « wafer » en anglais) de semi-conducteur et la minimisation simultanée de la formation de défauts, en particulier de défauts de rayures qui conduisent à un moindre rendement du dispositif.
La croyance habituelle est que l'équilibre de la planarisation et des défauts est fonction de la dureté du matériau polymère utilisé dans la couche de polissage du tampon de polissage chimique mécanique. A savoir, la croyance habituelle est que des matériaux de couche de polissage plus durs réalisent une planarisation plus importante conjointement avec des comptes de défauts plus élevés, et vice versa. Il serait souhaitable d'identifier des procédés pour rompre ce compromis entre la planarisation et la formation de défauts dans le polissage chimique mécanique. Dans les procédés de polissage chimique mécanique, une solution de polissage aqueuse est typiquement interposée entre la surface de polissage d'une couche de polissage et la surface d'un substrat en cours de polissage. Par conséquent, la croyance habituelle est que les matériaux de couche de polissage utilisés pour le polissage chimique mécanique devraient rester hydrolytiquement stables lors d'une exposition prolongée à l'eau.
Une famille de couches de polissage en polyuréthane est divulguée par Kulp dans le brevet US N° 8 288 448. Kulp divulgue un tampon de polissage qui comprend un matériau polymère de polyuréthane coulé formé avec un produit réactionnel à terminaison isocyanate formé par réaction de prépolymérisation d'un polyol prépolymère et d'un isocyanate polyfonctionnel. Le produit réactionnel à terminaison isocyanate a 4,5 à 8,7 % en poids de NCO n'ayant pas réagi ; et le produit réactionnel à terminaison isocyanate est durci avec un agent durcisseur choisi dans le groupe comprenant les polyamines durcisseuses, les polyols durcisseurs, les alcool-amines durcisseuses, et leurs mélanges. On a nonobstant toujours besoin de procédés améliorés de polissage chimique mécanique réalisant un degré de planarisation plus élevé tout en minimisant la formation de défauts. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (I) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat semi-conducteur, le substrat semi-conducteur ayant une surface en cuivre exposée ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat, dans lequel au moins une partie de la surface en cuivre exposée est éliminée de la surface du substrat par polissage. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; la composition de la couche de polissage étant en polyuréthane coulé, le polyuréthane coulé étant un produit de la réaction d'ingrédients comprenant : (a) un prépolymère à terminaison isocyanate obtenu par réaction de : (i) un isocyanate polyfonctionnel ; et (ii) un polyol à base de polyéther ; dans lequel le prépolymère à terminaison isocyanate a de 8 à 9,5% en poids de groupes NCO n'ayant pas réagi; (b) un agent durcisseur, l'agent durcisseur étant choisi dans le groupe constitué par les polyamines durcisseuses, les polyols durcisseurs, les alcool-amines durcisseuses et leurs mélanges ; et (c) éventuellement une pluralité de micro-éléments ; la couche de polissage présentant une densité supérieure à 0,6 ; une dureté Shore D de 60 à 90 ; et un allongement à la rupture de 100 à 300 % ; et la surface de polissage étant adaptée pour polir le substrat ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible pour disque à la pression ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; la composition de la couche de polissage étant en polyuréthane coulé, le polyuréthane coulé étant un produit de la réaction d'ingrédients comprenant : (a) un prépolymère à terminaison isocyanate obtenu par réaction de : (i) un isocyanate polyfonctionnel ; et (ii) un polyol à base de polyéther ; dans lequel le prépolymère à terminaison isocyanate a de 8 à 9,5% en poids de groupes NCO n'ayant pas réagi; (b) un agent durcisseur, l'agent durcisseur étant choisi dans le groupe constitué par les polyamines durcisseuses, les polyols durcisseurs, les alcool-amines durcisseuses et leurs mélanges, le durcisseur et le prépolymère à terminaison isocyanate ayant un rapport stoechiométrique des groupes OH ou NH2 aux groupes NCO n'ayant pas réagi de 80 à 120 % ; et (c) éventuellement une pluralité de micro-éléments ; la couche de polissage présentant une densité supérieure à 0,6 ; une dureté Shore D de 60 à 90 ; et un allongement à la rupture de 100 à 300 % ; et la surface de polissage étant adaptée pour polir le substrat ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat.
La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; 5 disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 10 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface 15 inférieure, la surface supérieure de la couche rigide étant non rainurée et la surface inférieure de la couche rigide étant non rainurée ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une 20 couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche 25 d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la 30 surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat.
La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; 5 disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 10 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface 15 inférieure, la surface supérieure et la surface inférieure de la couche rigide ayant une rugosité Ra de 1 à 500 nm ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la 20 pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression 25 pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat 30 pour polir une surface du substrat.
La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; 5 disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 10 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface 15 inférieure, la couche rigide étant faite en un poly(téréphtalate d'éthylène) à orientation biaxiale, la couche rigide ayant une épaisseur moyenne de 6 à 15 mils, et la couche rigide présentant un module de Young de 3000 à 7000 MPa ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche 20 rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche 25 antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté 30 empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. La présente invention met à disposition un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat.
Brève description des dessins La Figure 1 est une représentation d'une vue en perspective d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé dans le procédé de la présente invention.
La Figure 2 est une représentation d'une vue en élévation en coupe transversale d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé dans le procédé de la présente invention. La Figure 3 est une vue en plan de dessus d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé dans le procédé de la présente 10 invention. La Figure 4 est une vue en perspective latérale d'une couche de polissage utilisé dans le procédé de la présente invention. La Figure 5 est une représentation d'une vue en élévation en coupe transversale d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé 15 dans le procédé de la présente invention. La Figure 6 est une vue en élévation d'un bloc-fenêtre de détection de point limite encastré utilisé dans le procédé de la présente invention. La Figure 7 est une représentation d'une vue en élévation en 20 coupe transversale d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé dans le procédé de la présente invention avec un bloc-fenêtre de détection de point limite encastré. La Figure 8 est une représentation d'une vue en élévation en coupe transversale d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé 25 dans le procédé de la présente invention avec un bloc-fenêtre de détection de point limite encastré. La Figure 9 est une représentation d'une vue en élévation en coupe transversale d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé dans le procédé de la présente invention avec un bloc-fenêtre de détection 30 de point limite encastré.
La Figure 10 est une représentation d'une vue en élévation en coupe transversale d'un tampon de polissage chimique mécanique utilisé dans le procédé de la présente invention avec une fenêtre solidaire. Description détaillée Des compositions de couche de polissage conventionnelles ont été conçues avec des matériaux qui présentent à la fois une stabilité hydrolytique et une stabilité hydrolytique dans le temps. La croyance habituelle est que les matériaux doivent rester dimensionnellement stables suite à une immersion prolongée dans l'eau pour être utilisés dans des compositions de couche de polissage chimique mécanique. Le demandeur a trouvé de façon surprenante qu'un procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique ayant une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps ; offre des performances de planarisation améliorées tout en minimisant les défauts, en particulier les défauts de rayures pouvant conduire à de moindres rendements des dispositifs.
L'équilibre unique de propriétés que présente la couche de polissage mise à disposition dans le procédé de la présente invention permet par exemple une planarisation efficace de galettes de semi-conducteur ayant des caractéristiques en cuivre exposées, avec une formation minimale de défauts.
L'expression "épaisseur totale moyenne Tr_avg", telle qu'utilisée ici et dans les revendications annexées en référence à un tampon de polissage chimique mécanique (10) ayant une surface de polissage (14), signifie l'épaisseur moyenne, TT, du tampon de polissage chimique mécanique, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface de polissage (14) depuis la surface de polissage (14) en direction de la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) (voir les Figures 1, 2, 5 et 7 à 10). L'expression "stabilité hydrolytique initiale", telle qu'utilisée ici et dans les revendications annexées en référence à une couche de polissage, signifie qu'une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage change de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C, telle que mesurée conformément à la procédure indiquée dans les exemples. L'expression "stabilité hydrolytique dans le temps", telle qu'utilisée ici et dans les revendications annexées en référence à une couche de polissage, signifie qu'une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage change de moins de 1,75 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 7 jours à 25°C, telle que mesurée conformément à la procédure indiquée dans les exemples.
L'expression "instabilité hydrolytique dans le temps", telle qu'utilisée ici et dans les revendications annexées en référence à une couche de polissage, signifie qu'une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage change de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant 7 jours à 25°C, telle que mesurée conformément à la procédure indiquée dans les exemples. L'expression "section transversale pratiquement circulaire", telle qu'utilisée ici et dans les revendications annexées en référence à un tampon de polissage chimique mécanique (10) signifie que le rayon le plus long, r, de la section transversale depuis l'axe central (12) vers le périmètre extérieur (15) de la surface de polissage (14) de la couche de polissage (20) est < 20 % plus long que le rayon le plus court, r, de la section transversale depuis l'axe central (12) vers le périmètre extérieur (15) de la surface de polissage (14) (voir la Figure 1). Le procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat de la présente invention comprend les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique comprenant : (A) une couche de polissage ayant une composition et une surface de polissage, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; (B) une couche rigide ayant une surface supérieure et une surface inférieure ; (C) un adhésif thermofusible interposé entre la surface de base de la couche de polissage et la surface supérieure de la couche rigide ; l'adhésif thermofusible collant la couche de polissage à la couche rigide ; (D) une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque étant adjacent à la surface inférieure de la couche rigide ; (E) éventuellement une couche antiadhésive, la couche antiadhésive optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; (F) éventuellement une fenêtre de détection de point limite ; et (G) éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage et le substrat pour polir une surface du substrat. De préférence, le substrat concerné dans le procédé de la présente invention est un substrat semi-conducteur. Mieux encore, le substrat concerné est un substrat semi-conducteur ayant une surface avec des caractéristiques en cuivre exposées.
De préférence, Le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention comprend : une couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14), une surface de base (17) et une épaisseur moyenne, Tp-avg, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface de polissage (14) depuis la surface de polissage (14) vers la surface de base (17) ; une couche rigide (25) ayant une surface supérieure (26) et une surface inférieure (27) ; un adhésif thermofusible (23) interposé entre la surface de base (17) de la couche de polissage (20) et la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) ; l'adhésif thermofusible (23) collant la couche de polissage (20) à la couche rigide (25) ; éventuellement une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) ayant un côté empilement (72) et un côté disque (74) ; la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) étant disposé sur la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) (de préférence, l'adhésif sensible à la pression pour disque optionnel facilite le montage du tampon de polissage chimique mécanique sur une machine de polissage) ; éventuellement une couche antiadhésive (75) ; la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) étant interposé entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et la couche antiadhésive (75) optionnelle ; éventuellement une fenêtre de détection de point limite (30) (de préférence, la fenêtre de détection de point limite facilite la détection de point limite de polissage in situ) ; et éventuellement au moins une couche additionnelle (non représentée) interfacée avec et interposée entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et le côté empilement (72) de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) (voir les Figures 1 à 10). De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est adapté pour tourner autour d'un axe central (12) (voir la Figure 1).
De préférence, la surface de polissage (14) de la couche de polissage (20) se trouve dans un plan (28) perpendiculaire à l'axe central (12). Le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est de préférence adapté pour tourner dans un plan (28) qui fait un angle y de 85 à 95° avec l'axe central (12), de préférence de 90° avec l'axe central (12). De préférence, la couche de polissage (20) a une surface de polissage (14) qui a une section transversale pratiquement circulaire perpendiculaire à l'axe central (12). De préférence, le rayon r de la section transversale de la surface de polissage (14) perpendiculaire à l'axe central (12) varie de 20 % ou moins en regard de la section transversale, mieux encore de 10 % ou moins en regard de la section transversale. De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est spécifiquement conçu pour faciliter le polissage d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur. De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique de la présente invention est conçu pour faciliter le polissage d'un substrat semi-conducteur. Mieux encore, le tampon de polissage chimique mécanique de la présente invention est conçu pour faciliter le polissage de caractéristiques en cuivre exposées sur la surface d'un substrat en galette de semi-conducteur. Le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention comprend : une couche de polissage ayant une composition, la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C. De préférence, la composition de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est choisie dans le groupe constitué par un polyuréthane, une polysulfone, une polyéthersulfone, un nylon, un polyéther, un polyester, un polystyrène, un polymère acrylique, une polyurée, un polyamide, un poly(chlorure de vinyle), un poly(fluorure de vinyle), un polyéthylène, un polypropylène, un polybutadiène, une polyéthylène-imine, un polyacrylonitrile, un poly(oxyde d'éthylène), une polyoléfine, un poly(acrylate d'alkyle), un poly(méthacrylate d'alkyle), un polyamide, un polyéther-imide, une polycétone, un époxy, une silicone, un polymère formé d'éthylène-propylène-diène monomère, une protéine, un polysaccharide, un polyacétate, et une combinaison d'au moins deux des précédents. De préférence, la composition de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention comprend un polyuréthane. Mieux encore, la composition de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est un polyuréthane. De préférence, la composition de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est le produit de la réaction d'un polyisocyanate (par exemple un diisocyanate) ; d'un matériau hydroxylé ; et éventuellement d'un agent durcisseur. De préférence, les polyisocyanates comprennent le bis-4,4'- cyclohexylisocyanate de méthylène ; le diisocyanate de cyclohexyle ; le diisocyanate d'isophorone ; le diisocyanate d'hexaméthylène ; le 1,2diisocyanate de propylène ; le 1,4-diisocyanate de tétraméthylène ; le diisocyanate de 1,6-hexaméthylène ; le 1,12-diisocyanate de dodécane ; le 1,3-diisocyanate de cyclobutane ; le 1,3-diisocyanate de cyclohexane ; le 1,4-diisocyanate de cyclohexane ; le 1-isocyanato-3,3,5-triméthy1-5- isocyanatométhylcyclohexane ; le diisocyanate de méthylcyclohexylène ; le triisocyanate de diisocyanate d'hexaméthylène ; le triisocyanate de diisocyanate de 2,4,4-triméthyl-1,6-hexane ; l'urétdione de diisocyanate d'hexaméthylène ; le diisocyanate d'éthylène ; le diisocyanate de 2,2,4- triméthylhexaméthylène ; le diisocyanate de 2,4,4-triméthylhexaméthylène ; le diisocyanate de dicyclohexylméthane ; et leurs combinaisons. Mieux encore, le polyisocyanate est aliphatique et a moins de 14 % de groupes isocyanate n'ayant pas réagi. Des matériaux hydroxylés préférables comprennent les polyols. Des exemples de polyols comprennent par exemple les polyéther-polyols, le polybutadiène à terminaison hydroxy (y compris les dérivés partiellement et entièrement hydrogénés), les polyester-polyols, les polycaprolactone-polyols, les polycarbonate-polyols, et leurs mélanges. Les polyols préférés comprennent les polyéther-polyols. Des exemples de polyéther-polyols comprennent le polytétraméthylène- étherglycol ("PTMEG"), le polyéthylène-propylèneglycol, le polyoxypropylèneglycol, et leurs mélanges. La chaîne hydrocarbonée peut avoir des liaisons saturées ou insaturées et des groupes cycliques et aromatiques substitués ou non substitués. De préférence, le polyol de la présente invention comprend du PTMEG. Des polyester-polyols préférés comprennent, mais sans s'y limiter, le poly(adipate d'éthylèneglycol) ; le poly(adipate de polybutylèneglycol) ; le poly(adipate d'éthylène- propylèneglycol) ; l'o-phtalato-1,6-hexanediol ; le poly(adipate d'hexaméthylèneglycol) ; et leurs mélanges. La chaîne hydrocarbonée peut avoir des liaisons saturées ou insaturées, ou des groupes cycliques et aromatiques substitués ou non substitués. Des polycaprolactone-polyols préférés comprennent, mais sans s'y limiter, la polycaprolactone amorcée par du 1,6-hexanediol ; la polycaprolactone amorcée par du diéthylèneglycol ; la polycaprolactone amorcée par du triméthylolpropane ; la polycaprolactone amorcée par du néopentylglycol ; la polycaprolactone amorcée par du 1,4-butanediol ; la polycaprolactone amorcée par du PTMEG ; et leurs mélanges. La chaîne hydrocarbonée peut avoir des liaisons saturées ou insaturées, ou des groupes cycliques et aromatiques substitués ou non substitués. Des polycarbonates préférés comprennent, mais sans s'y limiter, le polyphtalate-carbonate et le poly(carbonate d'hexaméthylèneglycol). Des agents durcisseurs préférés comprennent les diamines. Des polydiamines préférées comprennent les amines tant primaires que secondaires. Des polydiamines davantage préférées comprennent la diéthyltoluènediamine ("DETDA") ; la 3,5-diméthylthio-2,4-toluènediamine et ses isomères ; la 3,5-diéthyltoluène-2,4-diamine et ses isomères (par exemple la 3,5-diéthyltoluène-2,6-diamine) ; le 4,4'-bis-(sec-butylamino)- diphénylméthane ; le 1,4-bis-(sec-butylamino)-benzène ; la 4,4'- méthylène-bis-(2-chloroaniline) ; la 4,4'-méthylène-bis-(3-chloro-2,6- diéthylaniline) ("MCDEA") ; le di-p-aminobenzoate de poly(oxyde de tétraméthylène) ; un N,N'-dialkyldiaminodiphénylméthane ; la p,p'- méthylènedianiline ("MDA") ; la m-phénylènediamine ("MPDA") ; la méthylène-bis-2-chloroaniline ("MBOCA") ; la 4,4'-méthylène-bis-(2- chloroaniline) ("MOCA") ; la 4,4'-méthylène-bis-(2,6-diéthylaniline) ("MDEA") ; la 4,4'-méthylène-bis-(2,3-dichloroaniline) ("MDCA") ; le 4,4'- diamino-3,3'-diéthy1-5,5'-diméthyldiphénylméthane ; le 2,2',3,3'- tétrachlorodiaminodiphénylméthane ; le di-p-aminobenzoate de triméthylèneglycol ; et leurs mélanges. Les agents durcisseurs peuvent aussi comprendre des diols, des triols, des tétrols et des durcisseurs à terminaison hydroxy. Les groupes de diols, triols et tétrols préférés comprennent l'éthylèneglycol ; le diéthylèneglycol ; le polyéthylèneglycol ; le propylèneglycol ; le polypropylèneglycol ; un polytétraméthylène-étherglycol de plus faible masse moléculaire ; le 1,3-bis(2-hydroxyéthoxy)benzène ; le 1,3-bis-[2-(2- hydroxyéthoxy)éthoxy]-benzène le 1,3-bis{2-[2-(2- hydroxyéthoxy)éthoMéthoxy}benzène ; le 1,4-butanediol ; le 1,5- pentanediol ; le 1,6-hexanediol ; l'éther di(p-hydroxyéthylique) de résorcinol ; l'éther di(p-hydroxyéthylique) d'hydroquinone ; et leurs mélanges. Les durcisseurs à terminaison hydroxy préférés comprennent le 1,3-bis(2-hydroxyéthoxy)benzène ; le 1,3-bis[2-(2- hydroxyéthoxy)éthoxy]benzène ; le 1,3-bis{2-[2-(2-hydroxyéthoxy)- éthoxy]éthoxy}benzène ; le 1,4-butanediol ; et leurs mélanges. Les durcisseurs diamines et à terminaison hydroxy peuvent comprendre un ou plusieurs groupes saturés, insaturés, aromatiques, et cycliques. De plus, les durcisseurs diamines et à terminaison hydroxy peuvent comprendre un ou plusieurs groupes halogénés. De préférence, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention contient une pluralité de micro-éléments. De préférence, la pluralité de micro-éléments est uniformément dispersée dans toute la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention. De préférence, la pluralité de micro-éléments est choisie parmi les bulles de gaz piégées, les matériaux polymères à coeur creux, les matériaux polymères à coeur creux rempli de liquide, les matériaux solubles dans l'eau et les matériaux à phase insoluble (par exemple l'huile minérale), ainsi que leurs combinaisons. Mieux encore, la pluralité de micro-éléments est choisie parmi les bulles de gaz piégées et les matériaux polymères à coeur creux uniformément distribués dans toute la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention. De préférence, la pluralité de micro-éléments a un diamètre moyen en masse inférieur à 150 pm (mieux encore inférieur à 50 pm ; tout spécialement de 10 à 50 pm). De préférence, la pluralité de micro-éléments comprend des microballons polymères avec des parois de coque soit en polyacrylonitrile soit en un copolymère de polyacrylonitrile (par exemple Expancel® Nobel). De préférence, la pluralité de micro-éléments est incorporée dans la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention à une porosité de 0 à 35 % en volume (mieux encore une porosité de 10 à 25 % en volume). La couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention peut être dotée d'une configuration poreuse ou d'une configuration non poreuse (c'est-à-dire non remplie). De préférence, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente une densité supérieure à 0,6, telle que mesurée conformément à la norme ASTM D1622. Mieux encore, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente une densité de 0,6 à 1,5 (plus particulièrement de 0,7 à 1,2 ; tout spécialement de 0,95 à 1,2), telle que mesurée conformément à la norme ASTM D1622. De préférence, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente une dureté Shore D de 60 à 90, telle que mesurée conformément à la norme ASTM D2240. Mieux encore, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente une dureté Shore D de plus de 60 à 75 (plus particulièrement de 61 à 75 ; tout spécialement de plus de 65 à 70), telle que mesurée conformément à la norme ASTM D2240.
De préférence, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente un allongement à la rupture de 100 à 300 %, tel que mesuré conformément à la norme ASTM D412. De préférence, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente un allongement à la rupture de 100 à 200 % (mieux encore de 125 à 175 % ; tout spécialement de 150 à 160 %), telle que mesurée conformément à la norme ASTM D412.
Les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique sauront comment sélectionner une couche de polissage (20) ayant une épaisseur, Tp, convenant pour une utilisation dans un tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention pour une opération de polissage donnée. De préférence, la couche de polissage (20) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente une épaisseur moyenne, Tp-avg, le long d'un axe (A) perpendiculaire à un plan (28) de la surface de polissage (14). Mieux encore, l'épaisseur moyenne Tp-avg est de 20 à 150 mils (mieux encore de 30 à 130 mils ; tout spécialement de 70 à 90 mils) (voir les Figures 2, 5 et 7 à 10). De préférence, la surface de polissage de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est adaptée pour le polissage d'au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur (mieux encore un substrat semiconducteur ; plus particulièrement une galette à semi-conducteur ; tout spécialement une galette à semi-conducteur ayant une surface avec des caractéristiques en cuivre exposées). La surface de polissage de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente au moins l'une parmi une macrotexture et une microtexture pour faciliter le polissage du substrat. De préférence, la surface de polissage présente une macrotexture, la macrotexture étant conçue pour accomplir au moins l'une des opérations suivantes : (i) réduire au moins l'hydroplanage ; (ii) influencer l'écoulement du milieu de polissage ; (iii) modifier la raideur de la couche de polissage ; (iv) réduire les effets de bords; et (y) faciliter le transfert de débris de polissage à distance de la zone entre la surface de polissage et le substrat qui est poli.
La surface de polissage présente de préférence une macrotexture qui est au moins l'une choisi parmi des perforations et des rainures. De préférence, les perforations peuvent s'étendre depuis la surface de polissage en traversant tout ou partie de l'épaisseur de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention. De préférence, les rainures sont agencées sur la surface de polissage de façon qu'à la suite d'une rotation du tampon durant le polissage, au moins une rainure balaye le substrat. De préférence, les rainures sont choisies parmi les rainures incurvées, les rainures linéaires et leurs combinaisons. Les rainures présentent une profondeur > 10 mils (de préférence de 10 à 120 mils). De préférence, les rainures forment un motif de rainures qui comprend au moins deux rainures ayant une combinaison d'une profondeur choisie parmi > 10 mils, > 15 mils, et 15 à 120 mils ; une largeur choisie parmi > 10 mils et 10 à 100 mils ; et un pas choisi parmi > 30 mils, > 50 mils, 50 à 200 mils, 70 à 200 mils, et 90 à 200 mils. De préférence, la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention contient < 1 ppm de particules abrasives incorporées dans celle-ci.
Une composition de couche de polissage préférée utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est un polyuréthane, le polyuréthane étant le produit de la réaction d'ingrédients comprenant : (a) un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate à base de polypropylèneglycol obtenu par la réaction de : (i) un diisocyanate de toluène (de préférence un diisocyanate de toluène choisi dans le groupe constitué par le diisocyanate de 2,4-toluène ; le diisocyanate de 2,6-toluène et leurs mélanges) ; et (ii) un polyol à base de polypropylène- glycol ; le prépolymère à terminaison isocyanate ayant de 8 à 9,5 % en poids (de préférence de 8,65 à 9,05 % en poids ; mieux encore de plus de 8,7 à 9 % en poids) de NCO n'ayant pas réagi ; (b) un agent durcisseur, l'agent durcisseur étant la 4,4'-méthylènebis(2-chloroaniline) ; et (c) éventuellement une pluralité de micro-éléments ; la couche de polissage présentant une densité supérieure à 0,6 ; une dureté Shore D de 60 à 90 (de préférence de plus de 60 à 75 ; mieux encore de 61 à 75 ; tout spécialement de plus de 65 à 70) ; et un allongement à la rupture de 100 à 300 % (de préférence de 100 à 200 c1/0 ; mieux encore de 125 à 175 % ; tout spécialement de 150 à 160 %) ; la couche de polissage présentant une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C (comme mesuré conformément au procédé décrit dans les exemples) ; la couche de polissage présentant une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus (de préférence de 1,75 à 5 % ; mieux encore de 1,75 à 3,5 % ; tout spécialement de 2 à 3 %) après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C (comme mesuré conformément au procédé décrit dans les exemples). De préférence, le rapport stoechiométrique des groupes hydrogène réactifs (c'est-à-dire la somme des groupes amino (NH2) et des groupes hydroxyle (OH)) dans l'agent durcisseur aux groupes isocyanate (NCO) n'ayant pas réagi dans le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate à base de polypropylèneglycol utilisé dans la formation de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est de 80 à moins de 95 % (mieux encore de 85 à moins de 95 % ; plus particulièrement de 87 à 94 °A) ; tout spécialement de 89 à 92 %). De préférence, le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate à base de polypropylèneglycol utilisé dans la formation de la couche de polissage utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique mis à disposition dans le procédé de la présente invention est un prépolymère d'uréthane à faible teneur en terminaison isocyanate, ayant une teneur en monomère de diisocyanate de toluène (TDI) libre inférieure à 0,1 % en poids.
Des exemples de prépolymères d'uréthane à terminaison isocyanate à base de propylèneglycol disponibles dans le commerce comprennent les prépolymères Imuthane® (disponibles chez COIM USA, Inc., tels que PPT-80A, PPT-90A, PPT-95A, PPT-65D, PPT-75D) ; les prépolymères Adiprene® (disponibles chez Chemtura, tels que LFG 963A, LFG 964A, LFG 740D) ; et les prépolymères Andur® (disponibles chez Anderson Development Company, tels que 8000APLF, 9500APLF, 6500DPLF, 7501DPLF). De préférence, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est faite en un matériau choisi dans le groupe constitué par un polymère, un métal, un polymère renforcé, et leurs combinaisons. Mieux encore, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est faite en un polymère. Tout spécialement, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est faite en un polymère choisi dans le groupe constitué par un polyester, un nylon, un époxy, un époxy renforcé de fibres de verre ; et un polycarbonate (mieux encore un polyester ; plus particulièrement un polyester de poly(téréphtalate d'éthylène) ; tout spécialement un polyester de poly(téréphtalate d'éthylène) à orientation biaxiale). De préférence, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention a une épaisseur moyenne TR_avg > 5 à 60 mils (mieux encore de 6 à 15 mils ; tout spécialement de 6 à 8 mils). De préférence, la surface supérieure (26) et la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention sont toutes deux non rainurées. Mieux encore, la surface supérieure (26) et la surface inférieure (27) sont toutes deux lisses. Tout spécialement, la surface supérieure (26) et la surface inférieure (27) ont une rugosité, Ra, de 1 à 500 nm (de préférence de 1 à 100 nm ; mieux encore de 10 à 50 nm ; tout spécialement de 20 à 40 nm) telle que déterminée au moyen d'un profilomètre optique.
De préférence, la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est traitée avec un promoteur d'adhérence destiné à améliorer l'adhérence entre la couche rigide (25) et l'adhésif thermofusible réactif (23). Les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique sauront comment sélectionner un promoteur d'adhérence approprié en fonction du matériau de construction de la couche rigide (25) et de la composition de l'adhésif thermofusible (23). De préférence, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente un module de Young, mesuré conformément à la norme ASTM D882-12, > 100 MPa (mieux encore de 1 000 à 10 000 MPa ; plus particulièrement de 2 500 à 7 500 MPa ; tout spécialement de 3 000 à 7 000 MPa).
De préférence, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention présente une fraction de vide < 0,1 % en volume (mieux encore < 0,01 % en volume). De préférence, la couche rigide (25) utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est faite en un poly(téréphtalate d'éthylène) à orientation biaxiale ayant une épaisseur moyenne de 6 à 15 mils ; et un module de Young, mesuré conformément à la norme ASTM D882-12, de 2 500 à 7 500 MPa (tout spécialement de 3 000 à 7 000 MPa).
Les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique sauront comment sélectionner un adhésif thermofusible (23) approprié pour une utilisation dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention. De préférence, l'adhésif thermofusible (23) est un adhésif thermofusible réactif durci.
Mieux encore, l'adhésif thermofusible (23) est un adhésif thermofusible réactif durci qui présente un point de fusion à l'état non durci de 50 à 150°C, de préférence de 115 à 135°C, et une durée de conservation < 90 minutes après fonte. De façon tout spécialement préférée, l'adhésif thermofusible (23) dans son état non durci comprend une résine de polyuréthane (par exemple Mor-MeItTm R5003 disponible chez Rohm and Haas). Le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est de préférence adapté pour être interfacé avec un disque d'une machine de polissage. De 30 préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est adapté pour être fixé au disque d'une machine de polissage. Le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention peut être fixé au disque par au moins l'un parmi un adhésif sensible à la pression et un vide. De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention comprend une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) appliquée à la surface inférieure (27) de la couche rigide (25). Les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique sauront comment sélectionner un adhésif sensible à la pression approprié pour une utilisation en tant que couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70). De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention va aussi comprendre une couche antiadhésive (75) appliquée au-dessus de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70), la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) étant interposée entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et la couche antiadhésive (75) (voir les Figures 2 et 7 à 10). Une étape importante dans les opérations de polissage de substrat est la détermination d'un point limite pour le procédé. Un procédé in situ populaire pour la détection de point limite met en jeu l'opération consistant à doter un tampon de polissage d'une fenêtre de détection de point limite, qui est transparente à des longueurs d'onde de lumière sélectionnées. Durant le polissage, un faisceau lumineux est dirigé à travers la fenêtre de détection de point limite en direction de la surface de la galette, où elle se reflète et retraverse la fenêtre de détection de point limite vers un détecteur (par exemple un spectrophotomètre). Sur la base du signal de retour, des propriétés de la surface du substrat (par exemple l'épaisseur des films sur celle-ci) peuvent être déterminées pour une détection de point limite. Pour faciliter ces procédés de point limite basés sur la lumière, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention comprend éventuellement en outre une fenêtre de détection de point limite (30). De préférence, la fenêtre de détection de point limite est choisie parmi une fenêtre solidaire (34) incorporée dans la couche de polissage (20) ; et un bloc-fenêtre encastré (32), incorporé dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) (voir les Figures 1 à 10). Les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique sauront sélectionner un matériau de construction approprié pour la fenêtre de détection de point limite pour une utilisation dans le procédé de polissage prévu. De préférence, la fenêtre de détection de point limite utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est une fenêtre solidaire (34) incorporée dans la couche de polissage (20). De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention contenant la fenêtre solidaire (34) comprend : une couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14), une surface de base (17) et une épaisseur moyenne, Tp-avg, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface de polissage (14) depuis la surface de polissage (14) vers la surface de base (17) ; une couche rigide (25) ayant une surface supérieure (26) et une surface inférieure (27) ; un adhésif thermofusible (23) interposé entre la surface de base (17) de la couche de polissage (20) et la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) ; l'adhésif thermofusible (23) collant la couche de polissage (20) à la couche rigide (25) ; un adhésif sensible à la pression pour disque (70) ; une couche antiadhésive (75) ; l'adhésif sensible à la pression pour disque (70) étant interposé entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et la couche antiadhésive (75) ; et la fenêtre solidaire (34) incorporée dans la couche de polissage (20) ; la couche de polissage (20) présentant une densité supérieure à 0,6 ; une dureté Shore D de 60 à 90 (de préférence de plus de 60 à 75 ; mieux encore de 61 à 75 ; tout spécialement de plus de 65 à 70) ; et un allongement à la rupture de 100 à 300 % (de préférence de 100 à 200 % ; mieux encore de 125 à 175 % ; tout spécialement de 150 à 160 %) ; la couche de polissage (20) présentant une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C (comme mesuré conformément au procédé décrit dans les exemples) ; la couche de polissage (20) présentant une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus (de préférence de 1,75 à 5 % ; mieux encore de 1,75 à 3,5 % ; tout spécialement de 2 à 3 %) après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C (comme mesuré conformément au procédé décrit dans les exemples) ; la couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14) adaptée pour polir un substrat. La fenêtre solidaire (34) a de préférence une épaisseur Tw, mesurée le long d'un axe B perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14) (voir la Figure 10). De préférence, la fenêtre solidaire (34) a une épaisseur moyenne Tw_avg, le long d'un axe (B) perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14), l'épaisseur de fenêtre moyenne Tw_avg étant égale à l'épaisseur moyenne Tp-avg de la couche de polissage (20) (voir la Figure 10). De préférence, la fenêtre de détection de point limite utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est un bloc-fenêtre encastré (32). De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention contenant le bloc-fenêtre encastré (32) comprend : une couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14), une surface de base (17) et une épaisseur moyenne, Tp-avg, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface de polissage (14) depuis la surface de polissage (14) vers la surface de base (17) ; une couche rigide (25) ayant une surface supérieure (26) et une surface inférieure (27) ; un adhésif thermofusible (23) interposé entre la surface de base (17) de la couche de polissage (20) et la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) ; l'adhésif thermofusible (23) collant la couche de polissage (20) à la couche rigide (25) ; un adhésif sensible à la pression pour disque (70) ; une couche antiadhésive (75) ; l'adhésif sensible à la pression pour disque (70) étant interposé entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et la couche antiadhésive (75) ; et un bloc-fenêtre encastré (32) incorporé dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) ; la couche de polissage (20) présentant une densité supérieure à 0,6 ; une dureté Shore D de 60 à 90 (de préférence de plus de 60 à 75 ; mieux encore de 61 à 75 ; tout spécialement de plus de 65 à 70) ; et un allongement à la rupture de 100 à 300 % (de préférence de 100 à 200 °A) ; mieux encore de 125 à 175 % ; tout spécialement de 150 à 160 %) ; la couche de polissage (20) présentant une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C (comme mesuré conformément au procédé décrit dans les exemples) ; la couche de polissage (20) présentant une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus (de préférence de 1,75 à 5 % ; mieux encore de 1,75 à 3,5 % ; tout spécialement de 2 à 3 °/c)) après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C (comme mesuré conformément au procédé décrit dans les exemples) ; la couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14) adaptée pour polir un substrat ; lequel tampon de polissage chimique mécanique (10) a une ouverture traversante (35) qui s'étend à travers le tampon de polissage chimique mécanique (10) depuis la surface de polissage (14) de la couche de polissage (20) en traversant la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) ; dans lequel le bloc-fenêtre encastré (30) est disposé à l'intérieur de l'ouverture traversante (35) ; et dans lequel le bloc-fenêtre encastré (30) est fixé à l'adhésif sensible à la pression pour disque (70). Le bloc-fenêtre encastré (30) a une épaisseur, Tw, mesurée le long d'un axe, B, perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14) (voir les Figures 5 à 7). De préférence, le bloc-fenêtre encastré (30) utilisé dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention a une épaisseur de fenêtre moyenne, Tw_avg, le long d'un axe (B) perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (25), l'épaisseur de fenêtre moyenne, Tw_avg, étant dans les 5 mils par rapport à l'épaisseur totale moyenne, T-r_avg, du tampon de polissage chimique mécanique (10) (voir la Figure 7). Mieux encore, le bloc-fenêtre encastré (30) utilisé dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention a une épaisseur de fenêtre moyenne, Tw_avg, de 5 mils à < TT-avg. Plus particulièrement, le bloc-fenêtre encastré (30) a une épaisseur de fenêtre moyenne, Tw_avg, de 5 mils à 75 mils (plus particulièrement de 15 à 50 mils ; tout spécialement de 20 à 40 mils) (voir les Figures 5 à 7).
De préférence, la fenêtre de détection de point limite utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est un bloc-fenêtre encastré (32). De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention contenant le bloc- fenêtre encastré (32) comprend : une couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14), une surface de base (17) et une épaisseur moyenne, Tp-avg, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface de polissage (14) depuis la surface de polissage (14) vers la surface de base (17) ; et une ouverture de contre-alésage (40) qui agrandit un passage traversant (35) qui s'étend à travers l'épaisseur Tp de la couche de polissage (20), l'ouverture de contre-alésage (40) s'ouvrant sur la surface de polissage (14) et formant un épaulement (45) à une interface entre l'ouverture de contre-alésage (40) et le passage traversant (35) à une profondeur Do le long d'un axe B parallèle à un axe A et perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14) (voir les Figures 1, 4, 6 et 8). De préférence, l'épaulement (45) est parallèle à la surface de polissage (14). De préférence, l'ouverture de contre-alésage définit un volume cylindrique avec un axe qui est parallèle à l'axe (A). De préférence, l'ouverture de contre-alésage définit un volume non cylindrique. De préférence, le bloc-fenêtre encastré (32) est disposé à l'intérieur de l'ouverture de contre-alésage (40). De préférence, le bloc-fenêtre encastré (32) est disposé à l'intérieur de l'ouverture de contre-alésage (40) et adhère à la couche de polissage (20). De préférence, le bloc-fenêtre encastré (32) adhère à la couche de polissage (20) au moyen d'au moins l'un parmi un soudage aux ultrasons et un adhésif. De préférence, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do-avg, le long d'un axe B parallèle à un axe A et perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14), est de 5 à 75 mils (de préférence de 10 à 60 mils ; mieux encore de 15 à 50 mils ; tout spécialement de 20 à 40 mils). De préférence, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do-avg, est inférieure ou égale à l'épaisseur moyenne, Tw-avg, du bloc-fenêtre encastré (32) (voir les Figures 6 et 8). Mieux encore, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do-avg, satisfait à l'expression suivante : 0,90*Tw_avg < Do-avg < Tw-avg- Mieux encore, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do-avg, satisfait à l'expression suivante : 0,95*Tw-avg < Do-avg < Tw-avg- De préférence, la fenêtre de détection de point limite utilisée dans le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention est un bloc-fenêtre encastré (32). De préférence, le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention contenant le bloc-fenêtre encastré (32) comprend : une couche de polissage (20) ayant une surface de polissage (14), une surface de base (17) et une épaisseur moyenne, Tp-avg, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface de polissage (14) depuis la surface de polissage (14) vers la surface de base (17), et une ouverture de couche de polissage (37) qui agrandit un passage traversant (35) qui s'étend à travers l'épaisseur totale TT du tampon de polissage chimique mécanique (10), l'ouverture de couche de polissage (37) s'ouvrant sur la surface de polissage (14) et formant un plateau (55) sur la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) à une interface entre l'ouverture de couche de polissage (37) et le passage traversant (35) à une profondeur Do le long d'un axe B parallèle à un axe A et perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14) (voir les Figures 1, 4, 6 et 9). De préférence, le seuil (55) est parallèle à la surface de polissage (14). De préférence, l'ouverture de couche de polissage (37) définit un volume cylindrique avec un axe qui est parallèle à l'axe (A). De préférence, l'ouverture de couche de polissage (37) définit un volume non cylindrique. De préférence, le bloc-fenêtre encastré (32) est disposé à l'intérieur de l'ouverture de couche de polissage (37). De préférence, le bloc-fenêtre encastré (32) est disposé à l'intérieur de l'ouverture de couche de polissage (37) et adhère à la surface supérieure (26) de la couche rigide (25). De préférence, le bloc-fenêtre encastré (32) adhère à la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) au moyen d'au moins l'un parmi un soudage aux ultrasons et un adhésif. De préférence, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do_avg, le long d'un axe B parallèle à un axe A et perpendiculaire au plan (28) de la surface de polissage (14), est de 5 à 75 mils (de préférence de 10 à 60 mils ; mieux encore de 15 à 50 mils ; tout spécialement de 20 à 40 mils). De préférence, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do_avg, est inférieure ou égale à l'épaisseur moyenne, Tw-avg, du bloc-fenêtre encastré (32) (voir les Figures 6 et 9). Mieux encore, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do-avg, satisfait à l'expression suivante : 0,90*Tw-avg < Do-avg < TW-avg. Mieux encore, la profondeur moyenne de l'ouverture de contre-alésage, Do-avg, satisfait à l'expression suivante : 0,95*Tw-avg < Do-avg < TW-avg.
Le tampon de polissage chimique mécanique (10) mis à disposition dans le procédé de la présente invention comprend au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure de la couche rigide et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque. De préférence, l'au moins une couche additionnelle est interfacée avec la surface inférieure de la couche rigide au moyen d'un adhésif de tampon. L'adhésif de tampon peut être choisi parmi les adhésifs sensibles à la pression, les adhésifs thermofusibles, les adhésifs de contact et leurs combinaisons. De préférence, l'adhésif de tampon est un adhésif thermofusible ou un adhésif sensible à la pression.
Mieux encore, l'adhésif de tampon, est un adhésif thermofusible. De préférence, le procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat de la présente invention comprend en outre les opérations consistant à : disposer d'un milieu de polissage ; et distribuer le milieu de polissage à une interface entre la surface de polissage du tampon de polissage chimique mécanique et une surface du substrat. L'expression "milieu de polissage", telle qu'utilisée ici et dans les revendications annexées, englobe des solutions de polissage contenant des particules et des solutions ne contenant pas de particules, telles que des solutions de polissage liquides réactives et exemptes d'abrasif.
Certains modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail dans les exemples qui suivent. Exemple 1 : préparation de couche de polissage On prépare un gâteau de polyuréthane coulé en mélangeant de manière contrôlée (a) un prépolymère à terminaison isocyanate, à 51°C, obtenu par la réaction d'un isocyanate polyfonctionnel (c'est-à-dire du diisocyanate de toluène) et d'un polyol à base de polyéther (c'est-à-dire Adiprene® LFG740D disponible dans le commerce chez Chemtura Corporation); (b) un agent durcisseur à 116°C (c'est-à-dire la 4,4'- méthylènebis(2-chloroaniline)) ; et (c) 0,3 % en poids d'une charge à coeur creux (c'est-à-dire des microsphères Expancel® 551DE40d42 disponibles dans le commerce chez Akzo Nobel). Le rapport du prépolymère à terminaison isocyanate à l'agent durcisseur est établi de façon que la stoechiométrie, telle que définie par le rapport des groupes hydrogène actifs (c'est-à-dire la somme des groupes -OH et des groupes -NH2) dans l'agent durcisseur aux groupes isocyanate (NCO) n'ayant pas réagi dans le prépolymère à terminaison isocyanate soit de 91 %. On mélange la charge à coeur creux dans le prépolymère à terminaison isocyanate avant d'ajouter l'agent durcisseur. Puis on mélange ensemble le prépolymère à terminaison isocyanate avec la charge à coeur creux incorporée et l'agent durcisseur en utilisant une tête de mélange sous fort cisaillement. Après avoir retiré la tête de mélange, on délivre la combinaison, sur une période de 5 minutes, dans un moule circulaire ayant un diamètre de 86,4 cm (34 pouces) pour obtenir une épaisseur versée totale d'environ 8 cm (3 pouces). On laisse la combinaison délivrée gélifier pendant 15 minutes avant de placer le moule dans un four durcisseur. Puis on durcit le moule dans le four durcisseur en utilisant le cycle suivant : 30 minutes de montée en température du point de consigne du four, de la température ambiante à 104°C, puis maintien pendant 15,5 heures avec un point de consigne du four de 104°C, et enfin 2 heures de baisse de température du point de consigne du four de 104°C jusqu'à 21°C. On retire ensuite du four les gâteaux de polyuréthane durcis et on les forme (on les coupe en utilisant une lame mobile) à une température de 30 à 80°C en de multiples couches de polissage ayant une épaisseur moyenne Tp-avg de 2,0 mm (80 mils). On effectue le formage en commençant par le haut de chaque gâteau. Analyse des propriétés de la couche de polissage On analyse le matériau de couche de polissage non rainuré préparé conformément à l'Exemple 1 pour déterminer ses propriétés physiques comme rapporté dans le Tableau 1. On note que la densité rapportée est déterminée par rapport à l'eau pure, conformément à la norme ASTM D1622 ; la dureté Shore D rapportée est déterminée conformément à la norme ASTM D2240.
On mesure les propriétés en traction de la couche de polissage (c'est-à-dire la résistance à la traction moyenne, l'allongement à la rupture moyen, le module moyen, la ténacité) conformément à la norme ASTM D412 en utilisant un testeur mécanique Alliance RT/5 disponible chez MTS Systems Corporation à une vitesse de tête d'équerre de 50,8 cm/min. Tous les tests sont effectués dans un laboratoire régulé en température et humidité, à 23°C et sous une humidité relative de 50 5/0. Tous les échantillons de test sont conditionnés dans les conditions de laboratoire indiquées pendant 5 jours avant que le test soit effectué. La résistance à la traction moyenne (MPa) et l'allongement à la rupture moyen (%) rapportés pour le matériau de couche de polissage sont déterminés d'après des courbes de contrainte-déformation de cinq échantillons répliqués. On mesure le module au stockage G' et le module de perte G" du matériau de couche de polissage conformément à la norme 30 ASTM D5279-08 en utilisant un rhéomètre TA Instruments ARES avec des fixations à torsion. Pour réguler la température sous la température ambiante, on utilise de l'azote liquide connecté à l'instrument. On mesure la réponse viscoélastique linéaire des échantillons à une fréquence de test de 10 rad/s (1,59 Hz) avec une vitesse de montée en température de 3°C/min de -100°C à 200°C. On découpe des échantillons de test par estampage dans la couche de polissage en utilisant une filière de 47,5 mm x 7 mm sur une machine de coupe à bras oscillant hydraulique Indusco, puis on les coupe à une longueur d'environ 35 mm avec des ciseaux.10 Tableau 1 Propriété de la couche de polissage Matériau de couche de polissage de l'Exemple 1 Dureté Shore D 15 s 66,0 G' à 30°C 241,0 MPa G' à 40°C 210,6 MPa G" à 40°C 15,9 MPa G' à 30°C/G' à 90°C 2,5 G' à 90°C 95,5 MPa Résistance à la traction moyenne 33,2 MPa Allongement à la rupture moyen 155,3 Module moyen 391,0 MPa Ténacité 44,5 MPa Densité 1,072 Analyse de stabilité hydrolytique On analyse ensuite le matériau de couche de polissage non rainuré préparé conformément à l'Exemple 1 pour déterminer s'il présente une stabilité hydrolytique initiale et une instabilité hydrolytique dans le temps. On analyse aussi trois matériaux de couche de polissage disponibles dans le commerce (c'est-à-dire le matériau de couche de polissage IC1000TM ; le matériau de couche de polissage VisionPadTM 3100, et le matériau de couche de polissage VisionPadTM, tous disponibles chez Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.). Les spécifications de tampons du commerce pour les matériaux de couche de polissage du commerce sont présentées dans le Tableau 2. De façon spécifique, on mesure initialement des échantillons de 1,5" x 1,5" de chacun des matériaux de couche de polissage épais de 2 mm le long des deux dimensions de 1,5" (c'est-à-dire les dimensions x et y) en utilisant un pied à coulisse. Puis on immerge les échantillons dans de l'eau désionisée à 25°C. On mesure de nouveau les échantillons le long des deux dimensions x et y en utilisant un pied à coulisse après 24 heures d'immersion et sept jours d'immersion. Les résultats de ces mesures sont présentés dans le Tableau 3. Tableau 2 Matériau de tampon Spécifications de tampons du commerce SG moyennes Dureté Shore D LSLfE USLE LSL/ USLE IC1000TM A2 0,74 0,85 52 62 VP3100TM 0,76 0,84 42,5 49,5 VP5200TM 0,64 0,70 44 60 ?) "SG" signifie densité "LSL" signifie limite de spécification inférieure £ "USL" signifie limite de spécification supérieure Tableau 3 Matériau Mesure linéaire (en pouces) 24 h 7 jours % A % A Initiale 24 h 7 jours Ex. 1 (x) 1,52 1,53 1,56 0,66 2,63 Ex. 1 (y) 1,51 1,52 1,55 0,66 2,65 IC1000TM A2 (x) 1,52 1,52 1,53 0 0,66 IC1000TM A2 (y) 1,51 1,52 1,52 0,66 0,66 VP3100TM (x) 1,51 1,52 1,52 0,66 0,66 VP3100TM (y) 1,52 1,52 1,52 0 0 VP5200TM (x) 1,52 1,52 1,53 0 0,66 VP5200TM (y) 1,52 1,52 1,53 0 0,6610

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de polissage chimique mécanique d'un substrat, comprenant les opérations consistant à : disposer d'un substrat qui est au moins un substrat choisi parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semiconducteur ; disposer d'un tampon de polissage chimique mécanique (10) comprenant : une couche de polissage (20) ayant une composition et une surface de polissage (14), la composition de la couche de polissage étant choisie de façon qu'elle présente (i) une stabilité hydrolytique initiale, une dimension linéaire d'un échantillon de la couche de polissage changeant de moins de 1 % après immersion dans de l'eau désionisée pendant 24 heures à 25°C ; couplée à (ii) une instabilité hydrolytique dans le temps, la dimension linéaire de l'échantillon de la couche de polissage changeant de 1,75 % ou plus après immersion dans de l'eau désionisée pendant sept jours à 25°C ; une couche rigide (25) ayant une surface supérieure (26) et une surface inférieure (27) ; un adhésif thermofusible (23) interposé entre la surface de base (17) de la couche de polissage (20) et la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) ; l'adhésif thermofusible (23) collant la couche de polissage (20) à la couche rigide (25) ; une couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) ayant un côté empilement et un côté disque ; le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) étant adjacent à la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) ;éventuellement une couche antiadhésive (75), la couche antiadhésive (75) optionnelle étant disposée sur le côté disque de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) ; éventuellement une fenêtre de détection de point limite (30) ; et éventuellement au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70) ; et créer un contact dynamique entre la surface de polissage (14) et le substrat pour polir une surface du substrat.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le substrat est un substrat semi-conducteur
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le substrat semi-conducteur a une surface de cuivre exposée ; et dans lequel au moins une partie de la surface de cuivre exposée est éliminée de la surface du substrat par polissage.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le tampon de polissage chimique mécanique (10) fourni a au moins une couche additionnelle interfacée avec et interposée entre la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) et le côté empilement de la couche d'adhésif sensible à la pression pour disque (70).
  5. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la couche de polissage (20) est un polyuréthane coulé, le polyuréthane coulé étant un produit de la réaction d'ingrédients comprenant : un prépolymère à terminaison isocyanate obtenu par réaction de : un isocyanate polyfonctionnel ; etun polyol à base de polyéther ; dans lequel le prépolymère à terminaison isocyanate a de 8 à 9,5% en poids de groupes NCO n'ayant pas réagi; un agent durcisseur, l'agent durcisseur étant choisi dans le groupe constitué par les polyamines durcisseuses, les polyols durcisseurs, les alcool-amines durcisseuses et leurs mélanges ; et éventuellement une pluralité de micro-éléments ; la couche de polissage (20) présentant une densité supérieure à 0,6 ; une dureté Shore D de 60 à 90 ; et un allongement à la rupture de 100 à 300 % ; et la surface de polissage étant adaptée pour polir le substrat.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le durcisseur et le prépolymère à terminaison isocyanate ont un rapport stoechiométrique 15 des groupes OH ou NH2 aux groupes NCO n'ayant pas réagi de 80 à 120 °/0.
  7. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la surface supérieure (26) de la couche rigide (25) est non rainurée ; et dans lequel 20 la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) est non rainurée.
  8. 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la surface supérieure (26) et la surface inférieure (27) de la couche rigide (25) ont une rugosité Ra de 1 à 500 nm. 25
  9. 9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la couche rigide (25) est faite d'un poly(téréphtalate d'éthylène) à orientation biaxiale ; dans lequel la couche rigide a une épaisseur moyenne de 6 à 15 mils ; et dans lequel la couche rigide présente un module de Young de 30 3000 à 7000 MPa.
  10. 10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le tampon de polissage chimique mécanique (10) fourni a une fenêtre de détection de point limite (30).
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