Brevet FR3041813A1 — publié le 20170331

ARRIERE-PLAN [0001] La présente invention concerne le domaine du polissage mécano-chimique. En particulier, la 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 5_ 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, semiconducteurs 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 3041813 2 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 5 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 10 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 15 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 20 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 Si02 modifiées cationiquement ont une dimension moyenne de particule de 12 à 300 nm, 25 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. 30 3041813 3 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 5 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 5_ 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une 10 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 15 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 20 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) 25 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 30 de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique 3041813 4 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) 5 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium 1000 Â (104° 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 10 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) 15 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 20 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) 25 caractérisé en ce que la composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium > 1000 Â (104° 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 30 de polissage de 300 mm; et le tampon de polissage mécano-chimique 304 1 8 1 3 5 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) 5 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- 10 chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium 1000 Â (1040 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 15 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. 20 [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 25 composé de zirconyle et 0 % en poids d'un oxydant; où le pH de la composition de polissage mécano-chimique est 5_ 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 30 proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique 3 0 4 1 8 1 3 6 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. 5 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 10 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. 15 [0 0 10] 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 20 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 25 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 5 6; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comportant une surface de 30 polissage; la distribution de la composition de polissage mécano-chimique 3041813 7 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 5 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. 10 [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 15 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 20 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 25 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 30 polissage mécano-chimique quand elle est mesurée dans l'eau en 304 1 8 1 3 8 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 5 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 10 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, 15 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 20 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 25 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, 30 où le composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle. 304 1 8 1 3 9 [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 5 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 10 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 15 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 20 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 25 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 30 encore 1 à 15 % en poids, de manière particulièrement préférable 3 à 7 % 3041813 10 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 5 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 10 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: 15 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 20 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 25 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 k 30 mV et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH 5. 3041813 11 [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 5 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 5 6. De préférence encore, dans le procédé de polissage 10 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). 15 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, HCI. [0020] De préférence, dans le procédé de polissage d'un substrat de 20 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 25 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 30 polyuréthane. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de 3041813 12 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 5 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 10 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 15 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 (104° 20 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 25 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 30 vitesse de retrait du dioxyde de silicium ? 1000 Â (1040 m)/min avec une 3041813 13 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 5 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. 10 Exemples comparatifs ZC1-ZC2 et exemples Z1-9 [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, 15 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. 20 304 1 8 1 3 14 TABLEAU 1 Ex Abrasif Abrasif II" ZrOCl2 pH ZP I* (% en (mV) (% en (PPCA) en poids n° poids) poids) 1 ''''-` ZC1 6 -- -- -- 3,5 -15,7 ZC2 -- 4 -- -- 5 -21,2 Z1 6 -- 0,010 0,17 3,22 -6,6 Z2 6 -- 0,050 0,83 2,7 23,8 Z3 6 -- 0,100 1,67 2,46 35,8 Z4 6 -- 0,200 3,33 2,24 43,2 Z5 -- 4 0,005 0,13 4,42 -7,3 Z6 -- 4 0,010 0,25 3,43 15,5 Z7 -- 4 0,050 1,25 2,75 36,2 Z8 -- 4 0,100 2,50 2,59 40,4 Z9 -- 4 0,200 5,00 2,3 52,3 par AZ pureté d'Abrasif * Abrasif I--KlebosolTM II 1598-B25 suspension fabriquée Electronic Materials, disponible auprès de The Dow Chemical Company. de ultra-haute ** Abrasif II--Quartron® PL-3 Silice colloïdale Ltd. disponible auprès de Fuso Chemical Co., *** Parties de ZrOCl2 ajoutées pour 100 parties d'Abrasif I ou mécano-chimique. II présentes dans la composition de polissage Exemples comparatifs C1-C3 et exemples 1-10 5 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 10 compositions au pH final indiqué dans le tableau 2 avec de l'acide chlorhydrique. 304 1 8 1 3 15 TABLEAU 2 Ex Abrasif I* Abrasif ZrOCl2 pH (% en II** (% en (% en (PPCA)** n° poids) poids) poids) Cl 6 -- -- -- 4,0 C2 -- 4 -- -- 4,0 C3 -- 2 -- -- 4,0 1 6 -- 0,025 0,025 4,0 2 6 -- 0,050 0,050 4,0 3 6 -- 0,100 0,100 4,0 4 6 -- 0,050 0,050 5,0 5 -- 4 0,010 0,025 4,0 6 -- 4 0,025 0,005 4,0 7 -- 4 0,050 0,0025 4,0 8 2 0,005 0,00125 4,0 9 -- 2 0,125 0,000875 4,0 10 -- 2 0,025 0,0005 4,0 * Abrasif I--KlebosolTM II 1598-B25 suspension fabriquée par AZ Electronic Materials, disponible auprès de The Dow Chemical Company. ** Abrasif II--Quartron® PL-3 Silice colloïdale de ultra-haute pureté disponible auprès de Fuso Chemical Co., Ltd. *** Parties de ZrOCl2 ajoutées pour 100 parties d'Abrasif I ou d'Abrasif II présentes dans la composition de polissage mécano-chimique. Exemples comparatifs PC1-PC3 et exemples P1-P10 5 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- 10 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 15 tampon de polissage en polyuréthane IC1000TM (disponible dans le 3041813 16 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. 5 Un conditionneur de tampon diamanté Saesol® AMO2BSL8031-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 lbs) pendant 30 minutes. Le tampon de polissage a été 10 conditionné encore ex situ avant le polissage au moyen d'une force d'appui de 3,18 kg (7 lbs) 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 lbs). Les 15 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. 20 3041813 17 TABLEAU 3 1054 P10 Ex. 10 Ex Composition de la n° suspension PC1 Ex. comparatif Cl Si02 (Â (10-1° m)/min) 179 PC2 Ex. comparatif C2 92 PC3 Ex. comparatif C3 68 P1 Ex. 1 312 P2 Ex. 2 1362 P3 Ex. 3 1490 P4 Ex. 4 554 P5 Ex. 5 359 P6 Ex. 6 1376 P7 Ex. 7 1202 P8 Ex. 8 690 P9 Ex. 9 1219 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; 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. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle. 3041813 19 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 5 composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium _?. 1000 Â (1010 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 10 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 15 composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium . -k 1000 Â (1040 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 20 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 la 25 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. 3041813 20 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'élément en dioxyde de silicium exposé est dérivé d'un orthosilicate de tétraéthyle. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la 5 composition de polissage mécano-chimique a une vitesse de retrait du dioxyde de silicium ?., 1000 Â (10-1° 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 10 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. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que le 15 composé de zirconyle est le chlorure de zirconyle et l'acide inorganique est l'acide chlorhydrique. 10. Procédé selon la revendication 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 20 de retrait du dioxyde de silicium ? 1000 Â (1040 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 25 comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules à noyau creux polymériques et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.