Brevet FR2888146A1 — publié le 20070112

Procédé et dispositif d'alimentation d'une machine de polissage mécano- chimique en un produit de polissage. La présente invention concerne le domaine des machines de polissage mécano-chimique. Lors de la réalisation de circuits intégrés sur des plaquettes de silicium, on est amené à effectuer des opérations intermédiaires de polissage de la surface de ces plaquettes, qui sont réalisées sur des machines de polissage. Les machines de polissage connues comprennent généralement un plateau rotatif portant un tissu de polissage et une tête rotative qui présente une face frontale portant la plaquette et appliquant cette dernière sur le tissu de polissage avec une pression contrôlée, tandis qu'un produit de polissage comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide réactif est déposé et étalé sur le plateau pour s'interposer entre le tissu de polissage et la surface à polir de la plaquette. Ce produit de polissage provient d'une source de produit et est amené par un conduit muni d'une vanne de régulation de débit. En particulier, les matériaux généralement polis peuvent être du nitrure de silicium, du nitrure de tantale, du nitrure de titane, du silicium monocristallin et d'autres matériaux utilisés en micro-électronique. Les particules abrasives généralement utilisées sont en oxyde de silicium. Le liquide réactif présente un pH dont la valeur dépend du matériau à polir et peut contenir des espèces supplémentaires telles que des tensio-actifs, des additifs organiques pour disperser les colloïdes, solubiliser les espèces issues du polissage ou empêcher la corrosion des matériaux. La présente invention a pour but d'améliorer le fonctionnement des machines de polissage mécano-chimique et les résultats obtenus. La présente invention a tout d'abord pour objet un procédé d'alimentation d'une machine de polissage mécano-chimique en un produit de polissage comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide réactif, en vue d'effectuer une opération de polissage d'une surface d'une pièce à traiter, au cours de laquelle le produit de polissage est interposé entre cette surface et un plateau de polissage recouvert d'un tissu de polissage. Selon l'invention, ce procédé consiste: à diviser l'opération de polissage en au moins une première étape et une deuxième étape et à alimenter, au cours de la seconde étape, la machine de polissage en un produit contenant des particules dont les tailles présentent une répartition différente de celle contenue dans le produit alimentant la machine de polissage lors de la première étape. Selon l'invention, le produit alimentant la machine de polissage au cours de la seconde étape est de préférence obtenu par une filtration du produit alimentant la machine de polissage au cours de la première étape, retenant les particules dont la taille est supérieure à une valeur déterminée. Selon l'invention, le procédé consiste de préférence à alimenter la machine de polissage en un produit de polissage soit directement au cours de la première étape soit, au cours de la seconde étape, en faisant passer ce produit au travers d'un filtre à particules retenant les particules de grandes dimensions. Selon l'invention, lesdites étapes correspondent à des épaisseurs prédéterminées de matière à enlever sur la surface de la pièce à traiter. La présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif d'alimentation d'une machine de polissage mécano-chimique en un produit de polissage comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide réactif. Selon l'invention, ce dispositif comprend, entre un premier conduit relié à une source de produit de polissage et un second conduit relié à la machine de polissage, au moins deux conduits parallèles secondaires sur au moins l'un desquels est disposé un filtre à particules retenant les particules de grandes dimensions. Il comprend en outre des moyens pour sélectivement obturer l'un desdits conduits secondaires afin d'alimenter la machine de polissage soit directement avec le produit issu de la source de produit soit avec le produit issu de la source de produit et filtré de façon à retenir les particules dont la taille est supérieure à une valeur déterminée. Un mode particulier de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel: - La figure 1 représente schématiquement une machine de polissage mécano-chimique d'une plaquette, selon l'invention; - La figure 2 représente une coupe agrandie partielle de cette machine et de la plaquette; - La figure 3 représente une répartition de particules abrasives; - Et le figure 4 représente une répartition réduite de particules abrasives. Sur la figure 1, on a représenté, à titre d'exemple, une machine 1 de polissage mécano-chimique qui comprend un plateau rotatif 2 à axe vertical dont la face supérieure est munie d'un tissu de polissage 3 et une tête rotative 4 à axe vertical dont la face frontale inférieure ne s'étend que sur une partie située entre l'axe du plateau 2 et le bord périphérique de ce dernier. La tête 4 porte, sur sa face frontale, une plaquette 5, par exemple une plaquette de circuits intégrés en cours de fabrication, et établit une pression de la surface à polir de cette plaquette 5 sur le tissu de polissage 3 du plateau 2. De façon connue en soi, le plateau 2 et la tête 4 sont respectivement entraînés en rotation et un produit de polissage 100 est amené, de façon contrôlée, sur le tissu de polissage 3 en un endroit éloigné de la tête 4 et est étalé par un dispositif non représenté, de telle sorte que s'établit une pellicule de produit de polissage, comme le montre plus précisément la figure 2, entre le tissu 3 et la face à polir de la plaquette 5, le produit de polissage étant par ailleurs évacué. Pour amener le produit de polissage sur le plateau 2, la machine de polissage 1 est équipée d'un dispositif d'alimentation 6 qui comprend une source 7 de produit de polissage, un premier conduit 8 relié à cette source, deux conduits secondaires parallèles 9 et 10 reliés à ce premier conduit 8 et un second conduit 11 relié à ces deux conduits 9 et 10 et débouchant sur le plateau 2 par des moyens non représentés. Les conduits secondaires parallèles 9 et 10 sont équipés de vannes 12 et 13 d'obturation et éventuellement de régulation, pilotées par des moyens non représentés connus en soi par l'homme du métier. Le conduit secondaire 10 est en outre équipé d'un filtre 14, par exemple en cellulose. La machine de polissage 1 équipée du dispositif d'alimentation 6 fonctionne et peut être utilisée de la manière suivante. D'une manière générale, une opération de polissage consiste à enlever une épaisseur déterminée sur la surface à polir de la plaquette 5, résultant d'une durée fixe de polissage ou d'une détection de fin de polissage, par des moyens connus de l'homme du métier. On utilise un produit de polissage 100 comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide réactif, délivré par la source 7, dont la répartition en dimensions ou granulométrique est connue et prédéterminée. Cette opération de polissage est divisée en une première étape pendant laquelle la vanne 12 du conduit secondaire 9 est à l'état ouvert et la vanne 13 du conduit secondaire 10 est à l'état fermé et une deuxième étape pendant laquelle la vanne 12 du conduit secondaire 9 est à l'état fermé et la vanne 13 du conduit secondaire 10 est à l'état ouvert. Ainsi, au cours de la première étape, le produit de polissage provenant de la source 7 est directement dirigé vers le plateau 2, tandis qu'au cours de la deuxième étape, le produit de polissage passe au travers du filtre 14. Ce filtre 14 est conçu et calibré de façon à retenir les particules abrasives contenues dans le produit de polissage provenant de la source 7 dont la taille ou dimension est supérieure à une valeur déterminée. A titre d'exemple, l'opération de polissage ainsi menée peut être telle que l'épaisseur enlevée au cours de la première étape soit sensiblement comprise entre les deux tiers et les trois quarts de l'épaisseur totale à enlever et que l'épaisseur enlevée au cours de la deuxième étape corresponde au reste de l'épaisseur à enlever. En particulier, si l'épaisseur à enlever est sensiblement égale à 3000 Angstrôms, l'épaisseur enlevée au cours de la première étape pourrait être égale à environ 2000 Angstrôms. Aussi à titre d'exemple, les dimensions ou tailles des particules abrasives contenues dans le produit de polissage 100 délivré par la source 7 peuvent être comprises entre 40 nanomètres et 2 micromètres Elles sont par exemple réparties, comme le montre la figure 3, selon une courbe de Gauss ayant en abscisse les dimensions ou tailles et en ordonnées les pourcentages, dont le sommet est situé en abscisse sensiblement à 60 nanomètres. Le filtre 14 peut être calibré pour ne laisser passer que les particules abrasives présentant des dimensions ou tailles inférieures à 0,1 micromètres, retenant ainsi les particules abrasives de dimensions ou tailles supérieures à 0,1 micromètres. La répartition en dimensions ou granulométrique est alors établie comme le montre la figure 4, selon une partie de la courbe de Gauss de la figure 3. Par ailleurs, les épaisseurs enlevées sur la surface de la plaquette 5 peuvent être contrôlées par tous moyens connus couramment utilisés et connus de l'homme du métier et les vannes 12 et 13 peuvent être pilotées, par tous moyens connus couramment utilisés, en fonction du résultat des contrôles d'épaisseur pour passer de leur état fermé à leur état ouvert comme mentionné plus haut. La machine de polissage 1 permet d'atteindre l'épaisseur totale à enlever sur la surface de la plaquette 5 notamment de façon plus sécurisée et d'obtenir un état de surface de la surface polie finale de meilleure qualité, ce qui contribue à l'obtention de circuits intégrés de meilleure qualité. La présente invention ne se limite pas à l'exemple particulier de réalisation décrit ci-dessus. On pourrait en particulier prévoir plusieurs conduits secondaires munis de filtres différents et de vannes et sélectivement choisir d'alimenter le plateau en produit de polissage au travers de ces filtres au cours de différentes étapes d'une opération globale de polissage. Par ailleurs, la mise en oeuvre de la présente invention ne se limite pas à la machine décrite ci-dessus et peut être étendue à toutes 5 machines de polissage connues. D'autres variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé d'alimentation d'une machine de polissage mécano-chimique en un produit de polissage comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide réactif, en vue d'effectuer une opération de polissage d'une surface d'une pièce à traiter, au cours de laquelle le produit de polissage est interposé entre cette surface et un plateau de polissage recouvert d'un tissu de polissage, caractérisé par le fait qu'il consiste: à diviser l'opération de polissage en au moins une première étape et une deuxième étape et à alimenter, au cours de la seconde étape, la machine de polissage en un produit contenant des particules dont les tailles présentent une répartition différente de celle des particules contenues dans le produit alimentant la machine de polissage lors de la première étape. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le produit alimentant la machine de polissage au cours de la seconde étape est obtenu par une filtration du produit alimentant la machine de polissage au cours de la première étape, retenant les particules dont la taille est supérieure à une valeur déterminée. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste à alimenter la machine de polissage en un produit de polissage soit directement au cours de la première étape soit, au cours de la seconde étape, en faisant passer ce produit au travers d'un filtre à particules retenant les particules de grandes dimensions. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites étapes correspondent à des épaisseurs prédéterminées de matière à enlever sur la surface de la pièce à traiter. 5. Dispositif d'alimentation d'une machine de polissage mécano-chimique en un produit de polissage comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide réactif, caractérisé par le fait qu'il comprend, entre un premier conduit (8) relié à une source (7) de produit de polissage et un second conduit relié à la machine de polissage, au moins deux conduits parallèles secondaires (9, 10) sur au moins l'un desquels est disposé un filtre à particules ( 14) retenant les particules de grandes dimensions et qu'il comprend des moyens (12, 13) pour sélectivement obturer l'un desdits conduits secondaires afin d'alimenter la machine de polissage soit directement avec le produit issu de la source de produit soit avec le produit issu de la source de produit et filtré de façon à retenir les particules dont la taille est supérieure à une valeur déterminée.