Brevet FR2964974A1 — publié le 20120323

Composition sous forme de suspension ayant une sélectivité de polissage de diélectrique ajustable et procédé de polissage d'un substrat l'utilisant La présente invention concerne généralement le domaine du polissage mécano-chimique. En particulier, la présente invention concerne une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension et un procédé pour le polissage mécano-chimique de matériaux semi-conducteurs et, plus particulièrement, une composition de polissage mécano-chimique sous forme de lo suspension qui présente une vitesse de retrait et une sélectivité des vitesses de retrait ajustables pour les films diélectriques comme l'oxyde de silicium et Si3N4 pour le polissage mécano-chimique de couches diélectriques de structures semi-conductrices, par exemple clans des procédés de grilles métalliques à grande constante diélectrique, de barrières au cuivre, de diélectriques d'interniveaux 15 (ILD) et d'isolation par tranchées peu profondes (STI). 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 plaquette de semi-conducteur. Des couches minces de matériaux conducteurs, semi- 20 conducteurs et diélectriques peuvent être déposées par un certain nombre de techniques de dépôt. Les techniques courantes de dépôt dans le traitement moderne 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 25 électrochimique (ECP). Quand des couches de matériaux sont successivement déposées et retirées, la surface supérieure de la plaquette devient non plane. Du fait que le traitement subséquent des semi-conducteurs (par exemple métallisation) exige que la plaquette ait une surface plate, il est nécessaire que la plaquette soit planarisée. 30 La planarisation est utile pour retirer une topographie superficielle indésirable et les défauts superficiels, comme les surfaces rugueuses, les matériaux agglomérés, les détériorations du réseau cristallin, les rayures et les couches ou matériaux contaminés. La planarisation mécano-chimique, ou polissage mécano-chimique 35 (CMP), est une technique courante utilisée pour planariser les substrats, comme les plaquettes de semi-conducteurs. Dans le CMP conventionnel, une plaquette est montée sur un ensemble support et placée en contact avec un feutre de polissage dans un appareil de CMP. L'ensemble support applique une pression régulable sur la plaquette, en la pressant contre le feutre de polissage. Le feutre est déplacé (par exemple entraîné en rotation) par rapport à la plaquette par une force d'entraînement externe. En même temps, une composition de polissage (« suspension ») ou une autre solution de polissage est apportée entre la plaquette est le feutre de polissage. Ainsi, la surface de la plaquette est polie et rendue plane par l'action chimique et mécanique de la surface du feutre et de la suspension. Un procédé utilisé pour isoler les éléments d'un dispositif semi-conducteur, appelé procédé d'isolation par tranchées peu profondes (STI), comprenait conventionnellement l'utilisation d'une couche de nitrure de silicium (Si3N4) formée sur un substrat en silicium, des tranchées peu profondes formées dans la couche de nitrure de silicium et un matériau diélectrique (par exemple un oxyde) est déposé pour remplir les tranchées. Typiquement, un excès de matériau diélectrique est déposé au sommet du substrat pour garantir le remplissage total des tranchées. La couche de matériau diélectrique en excès est ensuite retirée pour exposer la couche de nitrure de silicium au moyen de techniques de planarisation mécano-chimique. Les conceptions de dispositifs antérieures mettaient l'accent sur la sélectivité de planarisation mécano-chimique pour l'oxyde de silicium par rapport au nitrure de silicium (c'est-à-dire vitesse de retrait plus élevée pour l'oxyde de silicium que pour le nitrure de silicium). Dans ces conceptions de dispositifs, la couche de nitrure de silicium servait de couche d'arrêt pour le procédé de planarisation mécano-chimique. Certaines conceptions de dispositifs récentes exigent des compositions de polissage qui procurent une sélectivité pour l'oxyde de silicium par rapport au polysilicium (c'est-à-dire que la vitesse de retrait est plus élevée pour l'oxyde de silicium que pour le polysilicium) en vue d'une utilisation dans des procédés de planarisation mécano-chimique. Une formulation de polissage destinée à être utilisée dans un procédé de planarisation mécano-chimique qui procure une sélectivité pour au moins l'un de l'oxyde de silicium et du nitrure de silicium par rapport au polysilicium est décrite dans la demande de brevet US publiée No. 2007/0077865 au nom de Dysard, et al. Dysard, et al. décrivent un procédé de polissage mécano-chimique d'un substrat, lequel procédé comprend : (i) la mise en contact d'un substrat comprenant du polysilicium et un matériau choisi parmi l'oxyde de silicium et le nitrure de silicium avec un système de polissage mécano-chimique comprenant : (a) un abrasif, (b) un vecteur liquide, (c) environ 1 ppm à environ 100 ppm, sur la base du poids du vecteur liquide et de tous les composants dissous ou en suspension dans celui-ci, d'un copolymère poly(oxyde d'éthylène)/poly(oxyde de propylène) ayant une HLB d'environ 15 ou moins, et (d) un feutre de polissage, (ii) le déplacement du feutre de polissage par rapport au substrat, et (iii) l'abrasion d'au moins une partie du substrat pour polir le substrat. Une autre formulation de polissage destinée à être utilisée dans un procédé de planarisation mécano-chimique qui procure une sélectivité pour au moins l'un de l'oxyde de silicium et le nitrure de silicium par rapport au polysilicium est décrite dans le brevet US No. 6 626 968 au nom de Park, et al. Park, et al. décrivent une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension ayant un pH de 7 à 11 pour polir simultanément une surface ayant une couche d'oxyde de silicium et une couche de polysilicium, ladite composition sous forme de suspension consistant essentiellement en eau, grains abrasifs choisis dans le groupe consistant en la silice (SiO2), l'alumine (Al203), l'oxyde de cérium (CeO2), l'oxyde de manganèse (Mn2O3), et leurs mélanges, et environ 0,001 % à environ 5 % en poids d'un additif polymère choisi dans le groupe consistant en polyvinylméthyléther (PVME), polyéthylèneglycol (PEG), polyoxyéthylène 23 lauryléther (POLE), poly(acide propanoïque) (PPA), poly(acide acrylique) (PAA), polyétherglycol biséther (PEGBE), et leurs mélanges où l'additif polymère améliore le rapport de sélectivités pour le retrait de la couche d'oxyde de silicium par rapport au retrait de la couche de polysilicium. Néanmoins, pour soutenir le domaine dynamique des conceptions de dispositifs destinées à être utilisées dans la fabrication de systèmes semi-conducteurs il existe un besoin continu de compositions de polissage mécano- chimique formulées pour conférer un équilibre souhaitable des propriétés de polissage pour répondre aux besoins changeants des conceptions. Par exemple, il subsiste un besoin de compositions de polissage mécano-chimique qui présentent des vitesses de retrait ajustables et des sélectivités de vitesses de retrait ajustables de films diélectriques comme l'oxyde de silicium et Si3N4. 5 La présente invention fournit une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension, comprenant, comme composants initiaux: de l'eau; un abrasif; un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I): R9 R10 N-R8-X1 1 R" où R8 est choisi parmi un groupe C1_10 alkyle et un groupe C,_,0 hydroxyalkyle ; où X' est un halogénure choisi parmi chlorure, bromure, iodure et fluorure; où R9, 10 R10 et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C,_,,, alkyle saturé ou insaturé, un groupe C,_,, haloalkyle, un groupe C6_15 aryle, un groupe C6_15 haloaryle, un groupe C6_15 arylalkyle et un groupe C6_15 haloarylalkyle; et où l'anion dans la formule (I) peut être tout anion qui compense la charge + sur le cation dans la formule (T); et, éventuellement, une substance diquaternaire selon la 15 formule (II): R' 2+ 2- R3 A R A R6 anion(s) R2 R7 où chaque A est choisi indépendamment parmi N et P; où R' est choisi parmi un groupe C,-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle et un groupe 20 C6-C15 aralkyle ; où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont choisis chacun indépendamment parmi un hydrogène, un groupe C,-C11 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle, un groupe C6-C15 aralkyle et un groupe C6-C15 alkaryle ; et où l'anion dans la formule (II) peut être tout anion ou combinaison d'anions qui compense la charge 2+ sur le cation dans la formule (II). 25 La présente invention fournit une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension, comprenant de préférence, comme composants initiaux: de l'eau; 0,1 à 40 % en poids d'un abrasif; 0,001 à 1 % en + anion poids d'un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I); où R8 est choisi parmi un groupe C,_io alkyle et un groupe C1_10 hydroxyalkyle ; où X' est un halogénure choisi parmi chlorure, bromure, iodure et fluorure; où R9, R10 et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C1_10 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C1_10 haloalkyle, un groupe C6_15 aryle, un groupe C6_,5 haloaryle, un groupe C6_15 arylalkyle et un groupe C6_15 haloarylalkyle; et où l'anion dans la formule (I) peut être tout anion qui compense la charge + sur le cation dans la formule (1); et 0 à 1 % en poids d'une substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est choisi indépendamment parmi N et P; où R1 est IO choisi parmi un groupe C,-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle et un groupe C6-C11 aralkyle ; où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont choisis chacun indépendamment parmi un hydrogène, un groupe C1-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle, un groupe C6-C15 aralkyle et un groupe C6-C,5 alkaryle ; et où l'anion dans la formule (II) peut être tout anion ou combinaison d'anions qui 15 compense la charge 2+ sur le cation dans la formule (II). La présente invention fournit une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension, comprenant de préférence, comme composants initiaux: de l'eau; 0,1 à 10 % en poids d'un abrasif; 0,002 à 0,5 % en poids du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I), où R8 20 est choisi parmi un groupe -(CH2)2-, un groupe -CH2CHOH, un groupe -(CH2)3- et un groupe -(CH2)2-CHOH; où X' est un halogénure choisi parmi chlorure et bromure; où R9, R1° et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe -CH3 et un groupe -CH2CH3 ; et où l'anion dans la formule (I) est choisi parmi un anion chlorure et un anion bromure; et 0,002 à 0,2 % en poids de la 25 substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est un N; R1 est un groupe CHI ( )4- ; et où R`, R3, R4, R5, R6 et R7 sont chacun un groupe -(CH2)3CH3. La présente invention fournit une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension, comprenant de préférence, comme 30 composants initiaux: de l'eau; 0,1 à 10 % en poids de l'abrasif, où l'abrasif est un abrasif silice colloïdale ayant une taille de particule moyenne de 20 à 50 nm; 0,01 à 0,2 % en poids du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I), où R8 est choisi parmi un groupe -(CH2)2-, un groupe -CH2CHOH, un groupe -(CH2)3- et un groupe -(CH2)2-CHOH; où X' est un halogénure choisi 35 parmi chlorure et bromure; où R9, R10 et RI I sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe -CH3 et un groupe -CH2CH3 ; et où l'anion dans la formule (I) est choisi parmi un anion chlorure et un anion bromure; et, 0,01 à 0,05 % en poids de la substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est un N; R1 est un groupe CHI ( )4- où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont chacun un groupe -(CH2)3CH3 ; et où le ou les anions qui compensent la charge 2+ sur le cation dans la formule (II) est ou sont choisis parmi un ou des anions halogénure et un ou des anions hydroxyde. La présente invention fournit un procédé de production de la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension, comprenant: la fourniture d'eau; la fourniture d'un abrasif; la fourniture d'un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (1); où R8 est choisi parmi un groupe C1_10 alkyle et un groupe C,_,, hydroxyalkyle; où X1 est un halogénure choisi parmi chlorure, bromure, iodure et fluorure; où R9, R1° et R' 1 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C1_10 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C,_,, haloalkyle, un groupe C6_15 aryle, un groupe C6_15 haloaryle, un groupe C66_11 arylalkyle et un groupe C6_11 haloarylalkyle; et où l'anion dans la formule (I) peut être tout anion qui compense la charge + sur le cation dans la formule (I); et, éventuellement, la fourniture d'une substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est choisi indépendamment parmi N et P; où R1 est choisi parmi un groupe C,-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle et un groupe C6-C15 aralkyle ; où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont choisis chacun indépendamment parmi un hydrogène, un groupe C1-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C11 aryle, un groupe C6-C15 aralkyle et un groupe C6-C15 alkaryle ; et où l'anion dans la formule (II) peut être tout anion ou combinaison d'anions qui compense la charge 2+ sur le cation dans la formule (II); la fourniture d'un agent d'ajustement du pH; la combinaison de l'eau; de l'abrasif; du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I); et de la substance diquaternaire éventuelle selon la formule (II) pour former la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension; et l'addition de l'agent d'ajustement du pH à la suspension selon ce qui est nécessaire pour ajuster le pH de la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension à DESCRIPTION DETAILLEE Le choix de la formulation spécifique de la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention utilisée dans le procédé de polissage mécano-chimique de la présente invention est crucial pour fournir la vitesse de retrait cible pour au moins l'un de l'oxyde de silicium, Si3N4 et le polysilicium; et, de préférence pour fournir une sélectivité des vitesses de retrait cible entre au moins deux de l'oxyde de silicium, Si3N4 et le polysilicium (de préférence encore entre l'oxyde de silicium et Si3N4). Un substrat approprié pour être utilisé dans le procédé de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend un substrat semi-conducteur ayant au moins l'un de l'oxyde de silicium, Si3N4 et le polysilicium déposé sur lui. De préférence, le substrat utilisé comprendra au moins l'un de l'oxyde de silicium et Si3N4. De préférence encore, le substrat utilisé aura de l'oxyde de silicium déposé sur au moins l'un de SiC, SiCN, Si3N4, SiCO et le polysilicium (de manière particulièrement préférable Si3N4). Les abrasifs appropriés pour être utilisés dans la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention incluent, par exemple, les oxydes inorganiques, les hydroxydes inorganiques, les oxyhydroxydes inorganiques, les borures métalliques, les carbures métalliques, les nitrures métalliques, les particules polymères et les mélanges comprenant au moins l'un des précédents. Les oxydes inorganiques appropriés incluent, par exemple, la silice (SiO2), l'alumine (Al203), la zircone (ZrO2), l'oxyde de cérium (CeO2), l'oxyde de manganèse (MnOE), l'oxyde de titane (TiO2) ou les combinations comprenant au moins l'un des oxydes précédents. Des formes modifiées de ces oxydes inorganiques, comme les particules d'oxyde inorganique recouvertes de polymère et les particules recouvertes de substances inorganiques peuvent aussi être utilisées si on le souhaite. Les carbures, borures et nitrures métalliques appropriés incluent, par exemple, le carbure de silicium, le nitrure de silicium, le carbonitrure de silicium (SiCN), le carbure de bore, le carbure de tungstène, le carbure de zirconium, le borure d'aluminium, le carbure de tantale, le carbure de titane ou les combinations comprenant au moins l'un des carbures, borures et nitrures métalliques précédents. De préférence, l'abrasif utilisé est un abrasif silice colloïdale. L'abrasif utilisé dans la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention a de préférence une taille de particule moyenne de 5 à 200 nm; de préférence encore de 20 à 100 nm; de préférence encore de 20 à 60 nm; de manière particulièrement préférable de 20 à 50 nm. La composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention contient de préférence 0,1 à 40 % en poids, de préférence encore 0,1 à 20 % en poids, de préférence encore 1 à 20 % en poids, de manière particulièrement préférable 1 à 10 % en poids d'abrasif. La composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend de préférence un abrasif silice colloïdale ayant une taille de particule moyenne de 20 à 100 nm. De préférence encore, la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend: 1 à 10 % en poids d'un abrasif silice colloïdale ayant une taille de particule moyenne de 20 à 60 nm. De manière particulièrement 3o préférable, la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend 1 à 10 % en poids d'un abrasif silice colloïdale ayant une taille de particule moyenne de 20 à 50 nm. L'eau contenue dans la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention est de préférence au moins une 35 eau parmi l'eau désionisée et l'eau distillée pour limiter les impuretés éventuelles. La composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend, comme composant initial: un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I): R~ R10 N-R8-X1 R11 où R8 est choisi parmi un groupe C1_10 alkyle et un groupe C,_,0 hydroxyalkyle (de préférence où R8 est choisi parmi un groupe C1_5 alkyle et un groupe C,_5 hydroxyalkyle ; de préférence encore où R8 est choisi parmi un groupe C1_4 alkyle et un groupe C,_4 hydroxyalkyle, de manière particulièrement préférable où R8 est choisi parmi un groupe -(CH2)2-, un groupe -CH2CHOH, un groupe -(CH2)3- et un groupe -(CH2)2-CHOH); où X1 est un halogénure choisi parmi chlorure, bromure, iodure et fluorure (de préférence où X 1 est choisi parmi chlorure, bromure et iodure; de manière particulièrement préférable où X1 est choisi parmi chlorure et bromure); où R9, R10 et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C,_,0 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C,_,0 haloalkyle, un groupe C6_15 aryle, un groupe C6_15 haloaryle, un groupe C6_15 arylalkyle et un groupe C6_15 haloarylalkyle (de préférence où R9, R10 et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C,_; alkyle et un groupe C1_5 haloalkyle; de préférence encore où R9, R10 et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C1_0 alkyle ; de manière particulièrement préférable où R9, R10 et R11 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe -CH3 et un groupe -CH2CH3); et où l'anion dans la formule (I) peut être tout anion qui compense la charge + sur le cation dans la formule (T) (de préférence l'anion dans la formule (I) est choisi parmi un anion halogénure, un anion hydroxyde et un anion nitrite; de préférence encore un anion halogénure et un anion hydroxyde; de manière particulièrement préférable un anion halogénure choisi parmi un anion chlorure et un anion bromure). De préférence, la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention, comprend, comme composant initial: 0,001 à 1 % en poids (de préférence encore 0,002 à 0,5 % en poids, de préférence encore 0,005 à 0,2 %o en poids, de manière particulièrement préférable 0,01 à 0,2 % en poids) de composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la + anion formule (I). De manière particulièrement préférable, la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend, comme composant initial, 0,01 à 0,2 % en poids d'un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I) choisi parmi le bromure de (2-bromoéthyl)triméthyl-ammonium ; le chlorure de (2-chloroéthyl)triméthylammonium le bromure de (3 bromo propyl)triméthylammonium ; le chlorure de (3-chloroéthyl)triméthylammonium ; le bromure de (3-bromopropyl)triéthylammonium et le chlorure de (3-chloro-2-hydroxypropyl)triméthyl-ammonium. L'inclusion du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I), dans les conditions de polissage présentées dans les exemples, augmente la vitesse de retrait du polysilicium, de l'oxyde de silicium et de Si3N4; et a une sélectivité ajustable sur les vitesses de retrait de l'oxyde de silicium et de Si3N4. La composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend éventuellement, comme composant initial: une substance diquaternaire selon la formule (II): R4 R5 2+ 2- R3 A R A R6 anion(s) R2 R7 où chaque A est choisi indépendamment parmi N et P, de préférence chaque A est N; où R1 est choisi parmi un groupe C,-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle et un groupe C6-C15 aralkyle (de préférence un groupe C2-C10 alkyle ; de préférence encore un groupe C2-C6 alkyle ; de préférence encore un groupe -(CH2)6- et un groupe -(CH2)4- ; de manière particulièrement préférable un groupe -(CH2)4-); où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont choisis chacun indépendamment parmi un hydrogène, un groupe C1-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle, un groupe C6-C15 aralkyle et un groupe C6-C15 alkaryle (de préférence un hydrogène et un groupe C1-C6 alkyle ; de préférence encore un hydrogène et un groupe butyle ; de manière particulièrement préférable un groupe butyle); et où l'anion dans la formule (II) peut être tout anion ou combinaison d'anions qui compense la charge 2+ sur le cation dans la formule (H) (de préférence le ou les anions dans la formule (II) est ou sont choisis parmi les anions halogénure, les anions hydroxyde, les anions nitrate, les anions sulfate et les anions phosphate; de préférence encore les anions halogénure et les anions hydroxyde; de manière particulièrement préférable les anions hydroxyde). La composition de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend éventuellement, comme composant initial, 0 à I % en poids (de préférence 0 à 0,5 % en poids; de préférence encore 0,001 à 0,5 % en poids, de préférence encore 0,002 à 0,2 % en poids, de préférence encore 0,005 à 0,1 % en poids, de manière particulièrement préférable 0,01 à 0,05 % en poids) d'une substance diquaternaire selon la formule (II). De manière particulièrement préférable, la composition de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend, comme composant initial, 0,01 à 0,05 % en poids d'une substance diquaternaire selon la formule (II), où chaque A est N; RI est un groupe -(CH2)4- ; et où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont chacun un groupe -(CH2)3CH3. L'inclusion de la substance diquaternaire éventuelle selon la formule (II) dans la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention fournit, clans les conditions de polissage présentées dans les exemples, une vitesse de retrait de l'oxyde de silicium accrue, une vitesse de retrait de Si3N4 réduite et une vitesse de retrait du polysilicium réduite. La composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention comprend éventuellement en outre des additifs supplémentaires choisis parmi les dispersants, les tensioactifs, les tampons et les biocides. La composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de la présente invention présente une efficacité sur un pH de 2 à Exemple comparatif C 1 et exemples A 1-A6 Préparation de Compositions de_polissage mécano-chimique sous forme de suspension 30 Les compositions de polissage mécano-chimique sous forme de suspension utilisées dans l'exemple de polissage comparatif PC1 et les exemples de polissage PA 1-PA6 (c'est-à-dire les compositions de polissage mécano-chimique sous forme de suspension C1 et Al-A6, respectivement) ont été préparées en combinant les composants en les quantités indiquées dans le tableau 5 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 nitrique. Tableau 1 Ex # Abrasif I- ti Composé de Composé de pH (% en Abrasif II formule (I) formule (II) poids) (% en poids) (% en poids) (% en poids) C l 5 1 3,0 Al 5 1 0,02 -- 3,0 A2 5 1 0,05 -- 3,0 A3 5 1 0,08 -- 3,0 A4 5 1 0,12 -- 3,0 A5 5 1 0,15 -- 3,0 A6 5 1 0,08 0,03 3,0 * Abrasif 1-- suspension KlebosolTM II 1598-B25 fabriquée par AZ Electronic Materials, disponible auprès de The Dow Chemical Company. £ Abrasif II-- suspension Klebosol'n'1 II 30HSOi fabriquée par AZ Electronic Materials, disponible auprès de The Dow Chemical Company. 10 ¥ chlorure de (3-chloro-2-hydroxypropyl)triméthylammonium chlorure disponible auprès de Sigma-Aldrich, Inc. E HBBAH: dihydroxyde de N,N,N,N',N',N'-hexabutyl-1,4-butanediammonium de Sachem, Inc.: CH3 i v N -^,f CH3 H C iN^CH2(GH2)2CH2 CH-3 H3C~ - 15 HO HO Exemple comparatif PCI et exemples PAl-PA6 Expériences sur la vitesse de retrait dans le polissage mécano-chimique ,,CH3 Des tests de polissage sur la vitesse de retrait de l'oxyde de silicium, de Si3N4 et du polysilicium ont été réalisés au moyen des compositions de polissage mécano-chimique sous forme de suspension préparées selon l'exemple comparatif Cl et les exemples A1-A6. Spécifiquement, la vitesse de retrait de l'oxyde de silicium, de Si3N4 et du polysilicium pour chacune des compositions de polissage mécano-chimique sous forme de suspension Cl et A1-A6 identifiées dans le tableau 1. Les expériences sur la vitesse de retrait ont été réalisées sur des plaquettes de couverture de huit pouces (20,32 cm). Une plateforme de polissage de type rotatif Strasbaugh nSpireTM CMP system modèle 6EC a été utilisée pour l'exemple PC1 et une machine de polissage Applied Materials Mirra® a été utilisée pour les exemples PA 1-PA6. Toutes les expériences de polissage ont été conduites avec un feutre de polissage en polyuréthane IC1010TM (disponible dans le commerce auprès de Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.) avec une force descendante de 20,7 kPa (3 psi), un débit de composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension de 200 ml/min, une vitesse de rotation de la table de 93 tr/min et une vitesse de rotation du support de 87 tr/min. Les vitesses de retrait ont été déterminées en mesurant l'épaisseur de film avant et après le polissage avec un outil de métrologie KLA-Tencor FX200. Les résultats des expériences sur la vitesse de retrait sont présentés dans le tableau 2. Tableau 2 Ex # Composition sous Vitesse de Vitesse de Vitesse de retrait de SiO2 retrait de retrait du ~~ Si3N4 polysilicium (A (10 m)/ 10 ~o (A (10 m) (A (10 m) forme de suspension min) /min) /min) PC1 Cl 233 621 810 P1 Al 340 688 1248 P2 A2 540 768 1397 P3 A3 865 807 1362 P4 A4 1143 845 1303 P5 A5 1244 832 1268 P6 A6 2068 323 1088 REVENDICATIONS1. Composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension, caractérisée en ce qu'elle comprend, comme composants initiaux: 5 de l'eau; un abrasif; un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (1): R10 N-R8-X' + anion R" R9 10 où Rs est choisi parmi un groupe C,_io alkyle et un groupe C1_lo hydroxyalkyle ; où X' est un halogénure choisi parmi chlorure, bromure, iodure et fluorure; où R9, R10 et R' 1 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C1_10 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C,_io haloalkyle, un groupe C6_15 aryle, 15 un groupe C6_15 haloaryle, un groupe C6_15 arylalkyle et un groupe C6.15 haloarylalkyle; et où l'anion dans la formule (I) peut être tout anion qui compense la charge + sur le cation dans la formule (1); et, éventuellement, une substance diquaternaire selon la formule (II): 20 où chaque A est choisi indépendamment parmi N et P; où R' est choisi parmi un groupe C1-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C,5 aryle et un groupe C6-C15 aralkyle ; où R2, R3, R4, R', R6 et R' sont choisis chacun indépendamment 25 parmi un hydrogène, un groupe C1-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C11 aryle, un groupe C6-C15 aralkyle et un groupe C6-C15 alkaryle ; et où l'anion dans R4 R' R3 A R' A R6 R2 R7 2- 2+ anion(s)la formule (II) peut être tout anion ou combinaison d'anions qui compense la charge 2+ sur le cation dans la formule (TI). 2. Composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension comprend, comme composants initiaux: de l'eau; 0,1 à 40 % en poids de l'abrasif; 0,001 à 1 % en poids du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I); et 0 à 1 % en poids de la substance diquaternaire selon la formule (II). 3. Composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension comprend, comme composants initiaux: de l'eau; 0,1 à 10 % en poids de l'abrasif; 0,002 à 0,5 % en poids du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (T), où Rs est choisi parmi un groupe -(CH2)2-, un groupe -CH2CHOH, un groupe -(CH2)3- et un groupe -(CH2)2-CHOH; où X' est un halogénure choisi parmi chlorure et bromure; où R9, R10 et R" sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe -CH3 et un groupe -CH2CH3 ; et où l'anion dans la formule (I) est choisi parmi un anion chlorure et un anion bromure; et, 0,002 à 0,2 % en poids de la substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est un N; R' est un groupe -(CH2)4- ; et où R2, R', R4, R', RO et R7 sont chacun un groupe -(CH2)3CH3. 4. Composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension comprend, comme composants initiaux: de l'eau; 0,1 à 10 % en poids de l'abrasif, où l'abrasif est un abrasif silice colloïdale ayant une taille de particule moyenne de 20 à 50 nm; 2964974 21. 0,01 à 0,2 % en poids du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I), où R8 est choisi parmi un groupe -(CH2)2-, un groupe -CH2CHOH, un groupe -(CH2)3- et un groupe -(CH2)2-CHOH; où X1 est un halogénure choisi parmi chlorure et bromure; où R9, R1° et Ri 1 sont choisis 5 chacun indépendamment parmi un groupe -CH3 et un groupe -CH2CH3 ; et où l'anion dans la formule (I) est choisi parmi un anion chlorure et un anion bromure; et, 0,01 à 0,05 % en poids de la substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est un N; Ri est un groupe -(CH2)4- ; où R2, Ri', R4, R5, R6 et R' 10 sont chacun un groupe -(CH2)7CH7 ; et où le ou les anions qui compensent la charge 2+ sur le cation clans la formule (II) est ou sont choisis parmi un ou des anions halogénure et un ou des anions hydroxyde. 5. Procédé de production de la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : la fourniture d'eau; la fourniture d'un abrasif; la fourniture d'un composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I): 20 R9 1 R10 N-R8-X' R" où R8 est choisi parmi un groupe C1_1, alkyle et un groupe C1_1° hydroxyalkyle ; où X' est un halogénure choisi parmi chlorure, bromure, iodure et fluorure; où R9, 25 R10 et R° sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe C1_1° alkyle saturé ou insaturé, un groupe C1_1° haloalkyle, un groupe C6_15 aryle, un groupe C6_15 haloaryle, un groupe C6_15 arylalkyle et un groupe C6_15 haloarylalkyle; et où l'anion dans la formule (I) peut être tout anion qui compense la charge + sur le cation dans la formule (I); et, 30 éventuellement, la fourniture d'une substance diquaternaire selon la formule (II): + anionR4 2+ 2- R3 A R1 -A R6 anion(s) R2 R7 où chaque A est choisi indépendamment parmi N et P; où RI est choisi parmi un groupe C,-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle et un groupe C6-C,5 aralkyle ; où R2, R3, R4, R5, R6 et R7 sont choisis chacun indépendamment parmi un hydrogène, un groupe C,-C15 alkyle saturé ou insaturé, un groupe C6-C15 aryle, un groupe C6-C15 aralkyle et un groupe C6-C15 alkaryle ; et où l'anion dans la formule (II) peut être tout anion ou combinaison d'anions qui compense la charge 2+ sur le cation dans la formule (II); la fourniture d'un agent d'ajustement du pH; la combinaison de l'eau; de l'abrasif; du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I); et de la substance diquaternaire éventuelle selon la formule (II) pour former la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension; et l'addition de l'agent d'ajustement du pH à la suspension selon ce qui est nécessaire pour ajuster le pH de la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension à 6. Procédé pour le polissage mécano-chimique d'un substrat, caractérisé en ce qu'il comprend: la fourniture d'un substrat, où le substrat comprend au moins l'un de l'oxyde de silicium et Si3N4; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où la concentration du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I) et la concentration de la substance diquaternaire éventuelle selon la formule (II) sont choisies pour ajuster une vitesse de retrait présentée par la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension pour au moins l'un de l'oxyde de silicium et Si3N4; la fourniture d'un feutre de polissage mécano-chimique avec une surface de polissage;la création d'un contact dynamique à une interface entre la surface de polissage du feutre de polissage mécano-chimique et le substrat avec une force descendante de 0,69 à 34,5 kPa; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension sur le feutre de polissage mécano-chimique à ou à proximité de l'interface entre le feutre de polissage mécano-chimique et le substrat; où la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension fournie a un pH de 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension fournie contient, comme composants initiaux: de l'eau; 15 0,1 à 10 % en poids de l'abrasif, où l'abrasif est un abrasif silice colloïdale ayant une taille de particule moyenne de 20 à 50 nm; 0,01 à 0,2 % en poids du composé d'ammonium quaternaire halogéné selon la formule (I), où R8 est choisi parmi un groupe -(CH2)2-, un groupe -CH2CHOH, un groupe -(CH2)3- ; où Xl est un halogénure choisi parmi 20 chlorure et bromure; où R9, R1° et R' 1 sont choisis chacun indépendamment parmi un groupe -CH3 et un groupe -CH2CH3 ; et où l'anion dans la formule (1) est choisi parmi un anion chlorure et un anion bromure; et, 0,01 à 0,05 % en poids de la substance diquaternaire selon la formule (II); où chaque A est un N; RI est un groupe -(CH2)4- ; et où R2, R3, R4, R5, R6 et 25 R7 sont chacun un groupe -(CH2)3CH3 ; et où la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension fournie a un pH de 2 à 4. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que le substrat comprend de l'oxyde de silicium et la 30 composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension est ajustée pour présenter une vitesse de retrait de l'oxyde de silicium de 200 à 3000 Â/min. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que le substrat comprend Si3N4 et la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension est ajustée pour présenter une vitesse 35 de retrait de Si3N4 de 300 à 2000 Â/min. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que le substrat comprend de l'oxyde de silicium et Si3N4 et la composition de polissage mécano-chimique sous forme de suspension est ajustée pour présenter une sélectivité des vitesses de retrait pour l'oxyde de silicium par rapport à Si3N4 de 1:2 à 10:1.