FR3041813B1 - Procede de polissage d'un substrat semi-conducteur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour le polissage mécanochimique d'un substrat ayant un élément en dioxyde de silicium exposé comprenant: la fourniture d'une composition de polissage mécanochimique contenant, comme composants initiaux: de l'eau, un abrasif de type silice colloïdale et un composé de zirconyle; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est ≤ 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; et la création d'un contact dynamique à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; où le substrat est poli.
Description
ARRIERE-PLAN
[0001] La présente invention concerne le domaine du polissage mécano-chimique. En particulier, ia présente invention concerne un procédé pour le polissage mécano-chimique d'un substrat ayant un élément en dioxyde de silicium exposé comprenant: la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique contenant, comme composants initiaux: de l'eau, un abrasif de type silice colloïdale et un composé de zirconyle; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est < 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; et la création d'un contact dynamique à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; où le substrat est poli.
[0002] Dans la fabrication des circuits intégrés et d'autres dispositifs électroniques, de multiples couches de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques sont déposées sur ou retirées d'une surface d'une galette (« wafer » en anglais) semi-conductrice. Des couches minces de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques peuvent être déposées par un certain nombre de techniques de dépôt. Les techniques de dépôt courantes dans les traitements modernes incluent le dépôt physique en phase vapeur (PVD), connu aussi comme étant la pulvérisation cathodique, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) et le plaquage électrochimique (ECP).
[0003] Quand des couches de matériaux sont successivement déposées et retirées, la surface supérieure de la galette devient non plane. Du fait que le traitement subséquent des semi-conducteurs (par exemple la métallisation) exige que la galette ait une surface plane, la galette doit être planarisée. La planarisation est utile pour retirer une topographie de surface indésirable et les défauts de surface, comme les surfaces rugueuses, les matériaux agglomérés, les détériorations du réseau cristallin, les éraflures et les couches contaminées ou les matériaux contaminés.
[0004] La planarisation mécano-chimique, ou polissage mécano-chimique (CMP), est une technique courante utilisée pour planariser des substrats, comme les galettes semi-conductrices. Dans la CMP conventionnelle, une galette est montée sur un ensemble formant support et positionnée en contact avec un tampon de polissage dans un appareil de CMP. L'ensemble formant support applique une pression réglable sur la galette, en la pressant contre le tampon de polissage. Le tampon est déplacé (par exemple entraîné en rotation) par rapport à la galette par une force d'entraînement externe. En même temps, une composition chimique ("suspension" ou "slurry") ou une autre solution de polissage est introduite entre la galette et le tampon de polissage. Ainsi, la surface de la galette est polie et rendue plane par l'action chimique et mécanique de la surface du tampon et de la suspension.
[0005] Une composition et un procédé pour polir des éléments métalliques sont décrits par Puppe et al. Spécifiquement, dans la demande de brevet U.S. publiée No. 20030157804, Puppe et al. décrivent une composition contenant 2,5 à 75% en volume d'un sol de silice modifiée cationiquement à 30% en poids dont les particules de SiO2 modifiées cationiquement ont une dimension moyenne de particule de 12 à 300 nm, et 0,5 à 22 % en poids d'au moins un agent oxydant, avec un pH de 2,5 à 6.
[0006] Néanmoins, il existe un besoin continu de procédés améliorés de polissage mécano-chimique de substrats ayant un élément en dioxyde de silicium exposé.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0007] (1) La présente invention fournit un procédé de polissage d'un substrat comprenant: la fourniture du substrat, où le substrat a un élément en dioxyde de silicium, de préférence exposé; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, comme composants initiaux: de l'eau, 0,01 à 40 % en poids d'un abrasif de type silice colloïdale, un composé de zirconyle et 0 % en poids d'un oxydant; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est < 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; et la création d'un contact dynamique à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat avec une force d'appui de 0,69 à 34,5 kPa; où le substrat est poli; où une certaine partie de l'élément en dioxyde de silicium exposé est retirée du substrat. (2) La présente invention fournit également un procédé selon (1) caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle. (3) La présente invention fournit également un procédé selon (2) caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique est sans inhibiteur de corrosion. (4) La présente invention fournit également un procédé selon (3) caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10'1θ m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. (5) La présente invention fournit également un procédé selon (3) caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10‘10 m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. (6) La présente invention fournit également un procédé selon (1) caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique fournie consiste en, comme composants initiaux: de l'eau, 0,1 à 40 % en poids de l'abrasif de type silice colloïdale; le composé de zirconyle; et un acide inorganique. (7) La présente invention fournit également un procédé selon (6) caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle. (8) La présente invention fournit également un procédé selon (7) caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10~1θ m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. (9) La présente invention fournit également un procédé selon (6) caractérisé en ce que le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle et l'acide inorganique est l'acide chlorhydrique. (10) La présente invention fournit également un procédé selon (9) caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle; et la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10"1Q m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
[0008] La présente invention fournit un procédé de polissage d'un substrat comprenant: la fourniture du substrat, où le substrat a un élément en dioxyde de silicium exposé; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique consistant en, comme composants initiaux: de l'eau, 0,01 à 40 % en poids d'un abrasif de type silice colloïdale, un composé de zirconyle et 0 % en poids d'un oxydant; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est < 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; et la création d'un contact dynamique à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat avec une force d'appui de 0,69 à 34,5 kPa; où le substrat est poli; où une certaine partie de l'élément en dioxyde de silicium exposé est retirée du substrat.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0009] Le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention utilise une composition de polissage mécano-chimique contenant un abrasif de type oxyde de silicium en combinaison avec un composé de zirconyle, où la composition de polissage mécano-chimique a de manière surprenante une vitesse de retrait du dioxyde de silicium qui est sensiblement supérieure (de préférence > 500%) à la vitesse de retrait présentée par une composition pour le reste identique ne contenant pas le composé de zirconyle.
[0010] De préférence, le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention comprend: la fourniture du substrat, où le substrat a un élément en dioxyde de silicium exposé; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, comme composants initiaux: de l'eau; 0,01 à 40 % en poids (de préférence encore 0,1 à 25 % en poids, de préférence encore 1 à 15 % en poids, de manière particulièrement préférable 3 à 7 % en poids) d'un abrasif de type silice colloïdale; un composé de zirconyle (de préférence, où le composé de zirconyle est choisi dans le groupe consistant en un halogénure de zirconyle, le nitrate de zirconyle et l'acétate de zirconyle; de préférence encore, où le composé de zirconyle est un halogénure de zirconyle; de manière particulièrement préférable, où le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle); et 0 % en poids d'un oxydant; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est < 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat; et la création d'un contact dynamique à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat avec une force d'appui de 0,69 à 34,5 kPa; où le substrat est poli; où une certaine partie de l'élément en dioxyde de silicium exposé est retirée du substrat. De préférence, la composition de polissage mécano-chimique fournie consiste en, comme composants initiaux, de l'eau, 0,1 à 40 % en poids d'abrasif à base de silice colloïdale, un composé de zirconyle et un acide inorganique. [0011] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, le substrat fourni a un élément en dioxyde de silicium exposé. De préférence encore, le substrat fourni est un substrat semi-conducteur ayant un élément en dioxyde de silicium exposé. De manière particulièrement préférable, le substrat fourni est un substrat semi-conducteur ayant un élément en dioxyde de silicium exposé dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle (TEOS).
[0012] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, l'eau contenue dans la composition de polissage mécano-chimique fournie est au moins une eau parmi l'eau désionisée et l'eau distillée pour limiter les impuretés accidentelles.
[0013] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, l'abrasif de type silice colloïdale contenu dans la composition de polissage mécano-chimique fournie a une dimension moyenne de particule < 100 nm (de préférence, de 5 à 100 nm; de préférence encore, de 10 à 60 nm; de manière particulièrement préférable, de 20 à 60 nm) telle qu'elle est mesurée par des techniques de diffusion dynamique de la lumière. De préférence, l'abrasif de type silice colloïdale contenu dans la composition de polissage mécano-chimique a une charge de surface native négative au pH de la composition de polissage mécano-chimique quand elle est mesurée dans l'eau en l'absence du composé de zirconyle. De préférence, la silice colloïdale contenue dans la composition de polissage mécano-chimique est à base de dioxyde de silicium et est sans aluminium. De préférence, la silice colloïdale contenue dans la composition de polissage mécano-chimique n'est pas un silicate d'aluminium.
[0014] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,01 à 40 % en poids (de préférence encore 0,1 à 25 % en poids, de préférence encore 1 à 15 % en poids, de manière particulièrement préférable 3 à 7 % en poids) d'un abrasif de type silice colloïdale.
[0015] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif (PPCA) (de préférence, 0,25 à 2 PPCA; de préférence encore, 0,5 à 1,5 PPCA; de manière particulièrement préférable, 0,75 à 1,1 PPCA) d'un composé de zirconyle, où le composé de zirconyle est choisi dans le groupe consistant en un halogénure de zirconyle, le nitrate de zirconyle et l'acétate de zirconyle. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif (PPCA) (de préférence, 0,25 à 2 PPCA; de préférence encore, 0,5 à 1,5 PPCA; de manière particulièrement préférable, 0,75 à 1,1 PPCA) d'un composé de zirconyle, où le composé de zirconyle est un halogénure de zirconyle. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif (PPCA) (de préférence, 0,25 à 2 PPCA; de préférence encore, 0,5 à 1,5 PPCA; de manière particulièrement préférable, 0,75 à 1,1 PPCA) d'un composé de zirconyle, où le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle.
[0016] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,1 à 5 % en poids (sur une base de solides) d'un composé de zirconyle. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,5 à 2 % en poids (sur une base de solides) d'un composé de zirconyle. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,75 à 1,1 % en poids (sur une base de solides) d'un composé de zirconyle.
[0017] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, comme composants initiaux: de l'eau; 0,01 à 40 % en poids (de préférence encore 0,1 à 25 % en poids, de préférence encore 1 à 15 % en poids, de manière particulièrement préférable 3 à 7 % en poids) d'un abrasif de type silice colloïdale; et 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif (PPCA) d'un composé de zirconyle (de préférence, où le composé de zirconyle est choisi dans le groupe consistant en un halogénure de zirconyle, le nitrate de zirconyle et l'acétate de zirconyle; de préférence encore, où le composé de zirconyle est un halogénure de zirconyle; de manière particulièrement préférable, où le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle); où l'abrasif de type silice colloïdale et le composé de zirconyle interagissent dans l'eau pour convertir une charge de surface native négative sur l'abrasif de type silice colloïdale en une charge de surface positive. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, comme composants initiaux: de l'eau, 0,01 à 40 % en poids (de préférence encore 0,1 à 25 % en poids, de préférence encore 1 à 15 % en poids, de manière particulièrement préférable 3 à 7 % en poids) d'un abrasif de type silice colloïdale; et 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif (PPCA) d'un composé de zirconyle (de préférence, où le composé de zirconyle est choisi dans le groupe consistant en un halogénure de zirconyle, le nitrate de zirconyle et l'acétate de zirconyle; de préférence encore, où le composé de zirconyle est un halogénure de zirconyle; de manière particulièrement préférable, où le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle); où l'abrasif de type silice colloïdale et le composé de zirconyle interagissent dans l'eau pour convertir une charge de surface native négative sur l'abrasif de type silice colloïdale en une charge de surface positive; où la composition de polissage mécano-chimique a un potentiel zêta > 25 mV et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH < 6. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, comme composants initiaux: de l'eau, 0,01 à 40 % en poids (de préférence encore 0,1 à 25 % en poids, de préférence encore 1 à 15 % en poids, de manière particulièrement préférable 3 à 7 % en poids) d'un abrasif de type silice colloïdale; et 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif (PPCA) d'un composé de zirconyle (de préférence, où le composé de zirconyle est choisi dans le groupe consistant en un halogénure de zirconyle, le nitrate de zirconyle et l'acétate de zirconyle; de préférence encore, où le composé de zirconyle est un halogénure de zirconyle; de manière particulièrement préférable, où le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle); où l'abrasif de type silice colloïdale et le composé de zirconyle interagissent dans l'eau pour convertir une charge de surface native négative sur l'abrasif de type silice colloïdale en une charge de surface positive; où la composition de polissage mécano-chimique a un potentiel zêta > 30 mV et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH < 5.
[0018] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique est sans oxydant (c'est à dire qu'elle contient 0 % en poids d'oxydant).
[0001] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique est sans inhibiteur de corrosion.
[0019] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie a un pH < 6. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie a un pH de 3 à 5. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie a un pH ajusté à 3 à 5 par addition d'un agent de titrage (de préférence, un acide inorganique). De manière particulièrement préférable, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie a un pH ajusté à 3 à 5 par addition d'acide chlorhydrique, HCl.
[0020] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, le tampon de polissage mécano-chimique fourni peut être tout tampon de polissage approprié connu dans la technique. L'homme du métier moyen saura choisir un tampon de polissage mécano-chimique approprié pour être utilisé dans le procédé de la présente invention. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, le tampon de polissage mécano-chimique fourni est choisi parmi les tampons de polissage tissés et les tampons de polissage non tissés. De préférence encore, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. De préférence, le tampon de polissage mécano-chimique fourni a au moins une rainure sur la surface de polissage.
[0021] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie est distribuée sur une surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique fourni à ou à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat.
[0022] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, un contact dynamique est créé à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique fourni et le substrat avec une force d'appui de 0,69 à 34,5 kPa perpendiculaire à la surface du substrat qui est poli.
[0023] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (1O~10 m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
[0024] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention, le substrat a un élément en dioxyde de silicium exposé; la composition de polissage mécano-chimique fournie a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10'1θ m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
[0025] Certains modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail dans les exemples suivants.
Exemples comparatifs ZC1-ZC2 et exemples Zl-9 [0026] Les compositions de polissage mécano-chimique des exemples comparatifs ZC1-ZC2 et des exemples Z1-Z9 ont été préparées en combinant les composants en les quantités indiquées dans le tableau 1, le complément étant de l'eau désionisée, et en ajustant le pH des compositions au pH final indiqué dans le tableau 1 avec de l'acide chlorhydrique. Le potentiel zêta des compositions de polissage mécano-chimique a ensuite été mesuré au moyen d'un appareil Zetasizer de Malvern. Les potentiels zêta mesurés sont présentés dans le tableau 1.
Tableau 1
Exemples comparatifs C1-C3 et exemples 1-10
Préparation de compositions de polissage mécano-chimique [0027] Les compositions de polissage mécano-chimique des exemples comparatifs C1-C3 et des exemples 1-10 ont été préparées en combinant les composants en les quantités indiquées dans le tableau 2, le complément étant de l'eau désionisée, et en ajustant le pH des compositions au pH final indiqué dans le tableau 2 avec de l'acide chlorhydrique.
Tableau 2
Exemples comparatifs PC1-PC3 et exemples P1-P10
Expériences sur la vitesse de retrait dans le polissage mécano-chimique [0028] Des tests de polissage sur la vitesse de retrait du dioxyde de silicium ont été réalisés dans les exemples comparatifs PC1-PC3 et les exemples P1-P10 au moyen des compositions de polissage mécano-chimique préparées selon les exemples comparatifs C1-C3 et les exemples 1-10, respectivement. Les expériences sur la vitesse de retrait dans le polissage ont été réalisées sur des galettes de 200 mm solante installées sur une machine de polissage Applied Materials Mirra® de 200 mm. Toutes les expériences de polissage ont été accomplies au moyen d'un tampon de polissage en polyuréthane IC1000™ (disponible dans le
commerce auprès de Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.) avec une force d'appui de 20,7 kPa (3 psi), un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une vitesse de rotation du plateau de 93 tr/min et une vitesse de rotation du support de 87 tr/min. Un conditionneur de tampon diamanté Saesol® AM02BSL8031-C1 (disponible dans le commerce auprès de Saesol Diamond Ind. Co. Ltd.) a été utilisé pour conditionner le tampon de polissage. Le tampon de polissage a été rodé avec le conditionneur au moyen d'une force d'appui de 4,08 kg (9 Ibs) pendant 30 minutes. Le tampon de polissage a été conditionné encore ex situ avant le polissage au moyen d'une force d'appui de 3,18 kg (7 Ibs) pendant 10 minutes. Le tampon de polissage a été conditionné encore in situ pendant le polissage à raison de 10 balayages/min de 4,3 à 23,4 cm (1,7 à 9,2 pouces) depuis le centre du tampon de polissage avec une force d'appui de 3,18 kg (7 Ibs). Les vitesses de retrait ont été déterminées en mesurant l'épaisseur de film avant et après le polissage au moyen d'un outil de métrologie KLA-Tencor FX200 en utilisant un balayage en spirale à 49 points avec une exclusion de bord de 3 mm. Les résultats des expériences sur la vitesse de retrait sont présentés dans le tableau 3.
Tableau 3
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé de polissage d'un substrat caractérisé en ce qu'il comprend: la fourniture du substrat, où le substrat a un élément en dioxyde de silicium exposé; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique, comprenant, comme composants initiaux: de l'eau, 0,01 à 40 % en poids d'un abrasif de type silice colloïdale; un composé de zirconyle; ledit composé zirconyle étant choisi dans le groupe consistant en un halogénure de zirconyle, le nitrate de zirconyle et l'acétate de zirconyle ; un acide inorganique ; et 0 % en poids d'un oxydant; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est < 6; la fourniture d’un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et ie substrat; et la création d'un contact dynamique à l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat avec une force d'appui de 0,69 à 34,5 kPa; où le substrat est poli; où une certaine partie de l'élément en dioxyde de silicium exposé est retirée du substrat.
- 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle.
- 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique est sans inhibiteur de corrosion.
- 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10'1θ m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
- 5. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10‘10 m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
- 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle.
- 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10‘10 m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
- 8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle et l'acide inorganique est l'acide chlorhydrique.
- 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle; et la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (10’1θ m)/min avec une vitesse du plateau de 93 tours par minute, une vitesse du support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 mL/min, une force d'appui nominale de 20,68 kPa sur une machine de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique fourni comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.
- 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique fournie a un pH de 3 à 5.
- 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,1 à 5 parties pour cent d'abrasif d'un composé de zirconyle.
- 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 0,25 à 2 parties pour cent d'abrasif d'un composé de zirconyle.
- 13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique fournie contient 3 à 7 % en poids de l'abrasif de type silice colloïdale.
- 14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la silice colloïdale contenue dans la composition de polissage mécano-chimique fournie n'est pas un silicate d'aluminium.
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