Brevet FR3094376A1 — publié le 20201002

Description Titre de l'invention : Procédé de polissage mécano-chimique du cobalt ayant des taux élevés de retrait du cobalt et une corrosion réduite du cobalt Domaine de l'invention 100011 La présente invention concerne un procédé pour le polissage mécano-chimique du cobalt ayant des taux élevés de retrait du cobalt et une corrosion réduite du cobalt. De façon plus spécifique, la présente invention concerne un procédé pour le polissage mécano-chimique du cobalt avec des taux élevés de retrait du cobalt et une corrosion réduite du cobalt, utilisant une composition de polissage mécano-chimique contenant de l'acide aspartique et des acides phosphoniques, dans laquelle les acides phosphoniques ont un groupe alkyle de plus de dix atomes de carbone et les acides phosphoniques sont à des concentrations pour permettre les taux élevés de retrait du cobalt et la corrosion réduite du cobalt ; et mettant à disposition un tampon de polissage mécano-chimique, ayant une surface de polissage ; créant un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage et le substrat ; et distribuant la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage et le substrat où une partie du cobalt est éliminée du substrat par polissage. Arrière-plan de l'invention 100021 Dans la fabrication de 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 de semi-conducteur. Des couches minces de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques peuvent être déposées par de nombreuses techniques de déposition. Les techniques courantes de déposition dans les traitements modernes comprennent le dépôt physique en phase vapeur (PVD), également appelée pulvérisation cathodique, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD), et le placage électrochimique (ECP). [0003] Lorsque les couches de matériaux sont successivement déposées et retirées, la surface la plus supérieure de la galette devient non plane. Comme un traitement de semi-conducteur subséquent (par exemple une métallisation) requiert que la galette présente unc surface plate, la galette doit être planariséc. La planarisation est utile pour retirer les topographies de surface et les défauts de surface non souhaités, tels que les rugosités de surface, les matériaux agglomérés, les réseaux cristallins endommagés, les rayures, et les couches ou matériaux contaminés. 2 100041 La planarisation chimique mécanique, ou le polissage mécano-chimique (CMP), est une technique couramment utilisée pour planariser les substrats tels que des galettes de semi-conducteur. Dans un CMP conventionnel, une galette est montée sur un assemblage de support et positionnée en contact avec un tampon de polissage dans un dispositif de CMP. L'assemblage de support offre une pression contrôlable à la galette, en la pressant contre le tampon de polissage. Le tampon est déplacé (par exemple mis en rotation) par rapport. à la galette au moyen d'une force d'entraînement externe. Simultanément, une composition de polissage (« suspension ») ou une autre solution de polissage est fournie 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. 11 y a toutefois beaucoup de complexité impliquée dans un CMP. Chaque type de matériau requiert une composition de polissage unique, un tampon de polissage convenablement conçu, des réglages de procédé optimisés tant pour le polissage que pour le nettoyage post-CMP, et d'autres facteurs qui doivent être individuellement ajustés à l'application de polissage dc matériaux spécifiques. [0005] Pour les noeuds techniques avancés, dc 10 nm et moins, le cobalt est en cours d'adoption pour remplacer les plots de tungstène connectant des grilles de transistor à des interconnexions métalliques en extrémité arrière dc ligne (back end of line, BEOL) et remplacer le cuivre dans les trous d'interconnexion et les lignes métalliques pour les quelques premières couches métalliques en BEOL. Tous ces nouveaux procédés requièrent un CMP pour réaliser une planarité jusqu'à l'épaisseur et la sélectivité souhaitées des matériaux. Toutefois, le cobalt est enclin à une corrosion importante dans les solutions aqueuses, et son potentiel redox plus faible en fait une cible de corrosion galvanique aisée lorsqu'il est en contact avec d'autres métaux plus nobles. Les suspensions CMP pour cobalt du commerce présentent très souvent de graves défauts de corrosion tels qu'une piqûre, une surface rugueuse et une ligne de cobalt manquante. Par conséquent, les suspensions de CMP pour cobalt doivent contenir des inhibiteurs efficaces de corrosion du cobalt pouvant éliminer les défauts de corrosion tout en assurant toujours des taux de retrait acceptables de 2000 A/min ou plus. [0006] On a donc besoin d'une composition et d'un procédé de polissage CMP pour le cobalt permettant à la fois des taux de retrait de cobalt de 2000 Â/min ou plus et une inhibition substantielle de la corrosion du cobalt. Résumé de l'invention [0007] La présente invention concerne un procédé de polissage mécano-chimique du cobalt, incluant la fourniture d'un substrat comprenant du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, en tant 3 que composants initiaux : de l'eau ; un agent oxydant, de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; des particules abrasives de silice colloïdale ; et un acide phosphoniquc ayant un groupe alkyle de plus de dix atomes de carbone, lequel acide phosphoniquc est en des quantités inférieures à 0,002 % en poids mais su- périeures à 0 ; et éventuellement un biocide ; éventuellement un agent d'ajustement du pH ; éventuellement un tensioactif ; et la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat pour retirer au moins une partie du cobalt. [0008] La présente invention concerne aussi un procédé de polissage mécano-chimique du cobalt, incluant : la fourniture d'un substrat comprenant du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, en tant que composants initiaux : de l'eau ; un agent oxydant, lequel agent oxydant est le peroxyde d'hydrogène ; 0,1 % en poids ou plus d'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; des particules abrasives de silice colloïdale, lesquelles particules abrasives de silice colloïdale ont un potentiel zêta négatif ; et de l'acide phosphonique ou son sel ayant une chaîne alkyle de douze atomes de carbone ou plus, lequel acide phosphonique ou sel de celui-ci est en des quantités de 0,0001 % en poids à 0,001 % en poids ; éventuellement le biocide ; éventuellement le tensioactif ; éventuellement l'agent d'ajustement du pH ; et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 ou plus et la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat pour retirer au moins une partie du cobalt. [0009] La présente invention concerne aussi un procédé de polissage mécano-chimique du cobalt, incluant : la fourniture d'un substrat comprenant du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, en tant que composants initiaux : de l'eau ; du peroxyde d'hydrogène ; 0,1 % en poids ou plus d'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; des particules abrasives de silice colloïdale, lesquelles particules abrasives de silice colloïdale ont un potentiel zêta négatif ; et un acide phosphonique ayant un groupe alkyle de plus de dix atomes de carbone, lequel acide phosphonique est en des quantités de 0,0001 % en poids à 0,001 % en poids ; éventuellement un biocide ; éventuellement un tensioactif ; éventuellement un agent d'ajustement du pH ; et dans lequel la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 ou plus ; et la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat pour retirer au moins une partie du cobalt. [0010] La présente invention concerne en outre un procédé de polissage mécano-chimique du cobalt comprenant la fourniture d'un substrat comprenant du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, en tant que composants initiaux : de l'eau ; 0,1 % en poids à 2 % en poids de peroxyde d'hydrogène ; 0,1 % en poids à 5 % en poids d'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; 0,01 % en poids à 5 % en poids de particules abrasives de silice colloïdale ayant un potentiel zêta négatif ; et un acide phosphonique ayant un groupe alkyle de douze à vingt atomes de carbone, lequel acide phosphoniquc est en des quantités de 0,00025 % en poids à 0,001 % en poids ; un biocide ; éventuellement un agent d'ajustement du pH ; éventuellement un tensioactif ; et dans lequel la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 à 11 ; et la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat pour retirer au moins une partie du cobalt. [0011] La présente invention concerne un procédé de polissage mécano-chimique du cobalt, comprenant : la fourniture d'un substrat comprenant du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, en tant que composants initiaux : de l'eau ; 0,1 % en poids à 1 % en poids de peroxyde d'hydrogène ; 0,1 % en poids à 3 % en poids d'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; 0,01 % en poids à 3 % en poids de particules abrasives de silice colloïdale, ayant un potentiel zêta négatif ; et un acide phosphonique choisi dans le groupe constitué par l'acide undécylphos- phonique, l'acide dodécylphosphonique, l'acide tétradécylphosphonique, l'acide hexa- décylphosphonique et l'acide octadécylphosphonique, lequel acide phosphonique est en des quantités de 0,0005 % en poids à 0,001 % en poids ; 0,001 % en poids à 0,1 % en poids d'un biocide ; éventuellement un tensioactif ; éventuellement un agent d'ajustement du pH, lequel agent d'ajustement du pH est le KOH ; et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7,5 à 8,5 ; et la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de 6 l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat pour retirer au moins une partie du cobalt. [0012] Le procédé de la présente invention permet un taux de retrait du cobalt > 2000 Â/min et une corrosion du cobalt sensiblement réduite. [0013] Le procédé de la présente invention permet aussi un taux de retrait du cobalt > 2000 A/min avec une vitesse de platine de 93 tours par minute, une vitesse de support de 87 tours par minute, un débit de la composition de polissage mécano-chimique de 200 ml/min, une force descendante nominale de 13,8 kPa sur une machine de polissage de 200 mm ; et où le tampon de polissage mécano-chimique comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules polymères à coeur creux et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane. Description détaillée de l'invention [0014] Telles qu'utilisées ici, les abréviations suivantes ont les significations suivantes, sauf indication contraire liée au contexte : °C = degrés Celsius ; g = grammes ; L = litres ; mL = millilitres ; p = pin = micromètres ; kPa = kilopascals ; Â = angstrôms ; mV = millivolts ; DI = désionisée ; mm = millimètres ; cm = centimètres ; min = minutes ; s = secondes ; tr/min = tours par minute ; lhs = livres ; kg = kilogrammes ; Co = cobalt ; H,02= peroxyde d'hydrogène ; KOH = hydroxyde de potassium ; P = phosphore ; % pds = pourcents en poids ; PVD = déposé par dépôt physique en phase vapeur ; RR = taux de retrait ; SER = taux de gravure statique ; PS = suspension de polissage de l'invention ; et CS = suspension comparative. [0015] L'expression « polissage mécano-chimique » ou « CMP » se réfère à un procédé dans lequel un substrat est poli au moyen de seules forces chimiques et mécaniques, et se distingue du polissage mécano-électrochimique(ECMP) dans lequel une polarisation électrique est appliquée au substrat. L'expression « acide aspartique » signifie l'acide a-aminé et peut englober l'acide L-aspartique, l'acide D-aspartique, ou leurs mélanges racémiques. L'expression « groupe alkyle », dans le cadre de la présente invention, signifie un groupe fonctionnel organique ayant uniquement des atomes de carbone et des atomes d'hydrogène présents dans sa structure, la formule générale du groupe alkyle étant C n H 2,y où n est un entier. Les termes « composition » et « suspension » sont ici utilisés de façon interchangeable. Les termes « un » et « une » se réfèrent tant au singulier qu'au pluriel. Tous les pourcentages sont en poids, sauf indication contraire. Toutes les plages numériques sont bornes comprises et combinables dans n'importe quel ordre, sauf lorsqu'il est logique que ces plages numériques soient limitées pour s'additionner jusqu'à concurrence de 100 %. [0016] Le procédé de polissage du cobalt sur un substrat de la présente invention utilise une composition de polissage mécano-chimique qui contient, en tant que composants 7 initiaux, de l'eau ; un agent oxydant ; de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; des particules abrasives de silice colloïdale ; et un acide phosphonique ayant un groupe alkyle de plus de dix atomes de carbone, lequel acide phosphonique est en une quantité inférieure à 0,002 % en poids mais supérieure à 0 ; éventuellement un tensioactif ; éventuellement un biocide ; et éventuellement un agent d'ajustement du pH pour planariscr le cobalt et le substrat et retirer au moins une partie du cobalt dc la surface du substrat avec un taux de retrait élevé, de préférence > 2000 À/min, et en même temps inhiber une corrosion substantielle du cobalt. [0017] De préférence, le procédé de polissage du cobalt de la présente invention inclut : la fourniture d'un substrat, lequel substrat comprend du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant (dc préférence constitué dc), en tant que composants initiaux ; de l'eau ; un agent oxydant, de préférence en des quantités de 0,01 % en poids à 2 % en poids, de préférence encore en des quantités de 0,1 % en poids à 1 % en poids, de préférence encore dc 0,1 % en poids à 0,5 % en poids ; de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ou leurs mélanges en des quantités égales ou supérieures à 0,1 % en poids, de préférence dc 0,1 % en poids à 5 % en poids, dc préférence encore de 0,1 % en poids à 3 % en poids, de préférence encore de 0,3 % en poids à 1 % en poids, de préférence encore dc 0,3 % en poids à 0,9 % en poids ; et de préférence encore de 0,5 % en poids à 0,9 % en poids ; des particules abrasives de silice colloïdale, de préférence en des quantités de 0,01 % en poids à 5 % en poids, de préférence encore de 0,01 % en poids à 3 % en poids ; de préférence encore en des quantités de 0,3 % en poids à 3 % en poids ; et un acide phosphonique ayant un groupe alkyle de plus de dix atomes de carbone, lequel acide phosphonique est en des quantités inférieures à 0,002 % en poids mais supérieures à 0, de préférence de 0,0001 % en poids à 0,001 % en poids, de préférence encore de 0,00025 % en poids à 0,001 % en poids, de préférence encore de 0,0005 % en poids à 0,001 % en poids, de préférence encore de 0,00075 % en poids à 0,001 % en poids ; éventuellement un biocide ; éventuellement un tensioactif ; et éventuellement un agent d'ajustement du pH ; dans lequel la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 ou plus ; de préférence de 7 à 11 ; mieux encore de 7,5 à 10 ; plus particulièrement de 7,5 à 9 ; et tout spécialement de 7,5 à 8,5 (tel que de 7,5 à 8, ou de 8 à 8,5) ; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; où au moins une partie du cobalt est retirée par polissage du substrat avec un taux de retrait de préférence > 2000 Àlmin et la corrosion du cobalt est sensiblement réduite ou inhibée, comme cela 8 est mis en évidence par des taux de gravure statique faibles. [0018] De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, l'eau contenue, en tant que composant initial, dans la composition de polissage mécano-chimique fournie est au moins désionisée ou distillée pour limiter les impuretés accidentelles. [0019] De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, en tant que composant initial, un agent oxydant, lequel agent oxydant est choisi dans l'ensemble constitué par le peroxyde d'hydrogène (H2O,), les monopersulfatcs, les iodates, le perphtalate de magnésium, l'acide peracétique et d'autres peracides, le persulfatc, les bromates, le perhromate, le persulfate, l'acide peracétique, le periodate, les nitrates, les sels de fer, les sels de cérium, les sels de Mn(III), Mn(IV) et Mn(VT), les sels d'argent, les sels de cuivre, les sels de chrome, les sels de cobalt, les halogènes, les hypochlorites et leurs mélanges. De préférence encore, l'agent oxydant est choisi dans l'ensemble constitué par le peroxyde d'hydrogène, le perchlorate, le perhromate ; le periodate, le persulfate et l'acide peracétique. Tout spécialement, l'agent oxydant est le peroxyde d'hydrogène. [0020] De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, en tant que composant initial, 0,01 % en poids à 2 % en poids, de préférence encore 0,1 % en poids à 1 % en poids ; de préférence encore 0,1 % en poids à 0,5 % en poids ; de préférence encore 0,2 % en poids à 0,4 % en poids d'un agent oxydant. [0021] Dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, en tant que composant initial, de l'acide aspartique, d'un sel d'acide aspartique, ou leurs mélanges en des quantités d'au moins 0,1 % en poids. Les sels d'acide aspartique comprennent, mais sans s'y limiter, le sel sodique d'acide L-aspartique monohydraté, le sel potassique d'acide L-aspartique et le sel potassique d'acide DL-aspartique. De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, l'acide L-aspartique est inclus dans la composition de polissage mécano-chimique de la présente invention. Dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, en tant que composant initial, de préférence 0,1 % en poids à 5 % en poids, mieux encore 0,1 % en poids à 3 % en poids, plus particulièrement de 0,3 % en poids à 1 % en poids, encore plus particulièrement de 0,3 % en poids à 0,9 % en poids, et tout spécialement de 0,5 % en poids à 0,9 % en poids d'acide L-aspartique, d'acide D-aspartique, de leurs mélanges racémiques, de leurs sels, ou de leurs mélanges. [0022] Dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, en tant que composant initial, un acide phosphonique ayant un groupe alkyle de plus de dix (10) atomes de carbone, lequel 9 acide phosphonique est en des quantités inférieures à 0,002 % en poids niais supérieures à 0. De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, l'acide phosphonique répond à la formule générale : [Formule 1] (1) Ilo R-P-OH f 33 dans laquelle R est un groupe alkyle linéaire ou ramifié de plus de dix (10) atomes de carbone, de préférence R est un groupe alkyle linéaire ou ramifié de douze (12) à vingt (20) atomes de carbone, de préférence encore R est un groupe alkyle linéaire de douze (12) à dix-huit (18) atomes de carbone, de préférence encore R est un groupe alkyle linéaire de douze (12) à seize (16) atomes de carbone, de préférence encore R est un groupe alkyle linéaire de douze (12) ou quatorze (14) atomes de carbone. Des exemples d'acides phosphoniques de la présente invention sont l'acide undécylphosphonique, l'acide dodécylphosphonique, l'acide tétradécylphosphonique, l'acide hexadécylphosphonique et l'acide octadécylphosphonique, et on préfère tout spécialement l'acide dodécylphosphonique et l'acide tétradécylphosphonique. [0023] De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, les acides phosphoniques ou leurs sels ayant un groupe alkyle de plus de dix (10) atomes de carbone sont inclus dans les compositions de polissage mécano-chimique en des quantités de 0,0001 % en poids à 0,001 % en poids, mieux encore de 0,00025 % en poids à 0,001 % en poids, plus particulièrement de 0,0005 % en poids à 0,001 % en poids, tout spécialement de 0,00075 % en poids à 0,001 % en poids. 100241 Dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient des particules abrasives de silice colloïdale. De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient des particules abrasives de silice colloïdale ayant une granulométrie moyenne de 25 nm ou moins et un potentiel zêta négatif permanent, laquelle composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 ou plus ; de préférence de 7 à 11 ; mieux encore de 7,5 à 10 ; plus particulièrement de 7,5 à 9 ; et tout spécialement de 7,5 à 8,5 (tel que de 7,5 à 8, ou de 8 à 8,5). De préférence encore, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient des particules abrasives de silice colloïdale ayant une granulométrie moyenne de 30 nm ou moins et un potentiel zêta négatif permanent, laquelle composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 ou plus ; de préférence de 7 à 11 ; de préférence encore de 7,5 à 10 ; de préférence encore de 7,5 à 9 ; et de préférence encore de 7,5 à 8,5 (tel que de 7,5 à 8, ou de 8 à 8,5) ; dans lequel le potentiel zêta est de -0,1 mV à -35 mV. [0025] Dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique fournie contient, en tant que composant initial, des particules abrasives de silice colloïdale ayant un diamètre moyen de particules de 30 nm ou moins, de préférence de 5 nm à 30 nm ; de préférence encore de 10 nm à moins de 30 nm ; de préférence encore de 10 nm à 28 nm, de préférence encore de 15 nm à 25 nm, de préférence encore de 15 nm à 23 nm, telle que mesurée par des techniques de diffusion dynamique de la lumière. Des instruments de mesure de granulométrie convenables sont disponibles par exemple auprès de CPS Instruments, Inc. (Prairicville, LA, USA) ou Malvern Instruments (Malvern, Royaume-Uni). [0026] De préférence, les abrasifs de silice colloïdale sont sphériques, en contraste avec les abrasifs de silice colloïdale en forme de cocon qui sont des sphères accolées ou combinées. Les particules de silice colloïdale sphériques ne sont pas des sphères accolées. La taille des particules de silice colloïdale sphériques est mesurée par le diamètre de la particule. Par contraste, la taille des particules en cocon, qui sont des sphères collées, est le diamètre de la sphère la plus petite qui englobe la particule et la longueur de la particule. Des exemples de particules de silice colloïdale sphériques avec des potentiels zêta négatifs sont les particules FusoTM PL-2L (diamètre moyen de particule de 23 nm) disponibles chez Fuso Chemical Co., LTD et K1598-B-12 (diamètre moyen de particule de 20 nm) disponibles chez EMD Performance Materials, Merck KGaA. [0027] De préférence, dans le procédé de polissage du cobalt de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique contient, en tant que composants initiaux, de préférence en des quantités de 0,01 % en poids à 5 % en poids, de préférence encore de 0,01 % en poids à 3 % en poids ; de préférence encore en des quantités de 0,3 % en poids à 3 % en poids, des particules abrasives de silice colloïdale ayant un diamètre de particule inférieur ou égal à 30 nm, de préférence de 5 nm à 30 nm ; de préférence encore de 10 nm à moins de 30 nm ; de préférence encore de 10 nm à 28 nm de préférence encore de 15 nm à 25 nm, de préférence encore de 15 nm à 23 nm, telle que mesurée par des techniques de diffusion dynamique de la lumière. De préférence, les particules abrasives de silice colloïdale ont un potentiel zêta négatif permanent. [0028] Eventuellement, la composition de polissage mécano-chimique contient un agent d'ajustement du pH. De préférence, l'agent d'ajustement du pH est choisi dans l'ensemble constitué par les agents d'ajustement du pH inorganiques et organiques. De préférence encore, l'agent d'ajustement du pH est choisi dans l'ensemble constitué par 11 les acides inorganiques et les bases inorganiques. De préférence encore, l'agent d'ajustement du pH est choisi dans l'ensemble constitué par l'acide nitrique et l'hydroxyde de potassium. De préférence encore, l'agent d'ajustement du pH est l'hydroxyde de potassium. Des quantités suffisantes de l'agent d'ajustement du pH sont ajoutées à la composition de polissage mécano-chimique pour maintenir un pH ou une plage de pH souhaité. [0029] Eventuellemcnt, dans le procédé de la présente invention, la composition de polissage mécano-chimique contient un (ou plusieurs) biocide(s), tels que KORDEKTM PLX (9,5 - 9,9 % de méthyl-4-isothiazolin-3-one, 89,1 - 89,5 % d'eau et 2000 À/min, de préférence encore > 2200 À/min ; de préférence encore > 2300 À/min ; de préférence encore > 2380 A/min, de préférence encore > 2390 À/min, de préférence encore > 2400 Â/rnin et, avec une vitesse de platine de 93 tours par minute, une vitesse de support de 87 tours par minute, un débit de composition de polissage mécano-chimique de 200 ml/min, une force descendante nominale de 13,8 kPa sur une machine de polissage de 200 mm ; et où le tampon de polissage mécano-chimique comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticules coeur creux polymères et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane ; et où la corrosion du cobalt est sensiblement réduite ou inhibée, comme cela est mis en évidence par le taux de gravure statique (SER). [0037] Les exemples qui suivent sont destinés à illustrer le taux de retrait élevé du cobalt et l'inhibition de la corrosion du cobalt pour un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention, mais ne sont pas destinés à limiter sa portée. Exemple 1 Formulations de suspensions [0038] Les suspensions de polissage mécano-chimique suivantes ont été préparées dans de l'eau DI à la température ambiante. Le pH de chaque suspension a été ajusté à 8 avec une solution aqueuse à 45 % en poids de KOH. 13 ITableauxl] mn .Atide e P c es. 1-1,0- (% en Biocide aspartique p 1oSp.cl de FUSOTm L-21.7 (% en poids) - KORDEKTm . G n..ii (% en poids MLX (% en poids) poids) PS-1 0, 0 001 nod b,OE2 PS-2 0,5 ,001 0,02 Tétraàkyle PS-3 0,5 L%adénie u. 3 0,02 4 1 5 0,001 0,02 Tétradécvl, 'Disponible chez Sigma-Aldrich Corporation. =Disponible chez Fuso Chemical Company LTD, Japon. Exemple 2 Formulations de suspension comparatives [0039] Les suspensions de polissage mécano-chimique comparatives suivantes ont été préparées dans de l'eau DI à la température ambiante. Le pH de chaque suspension a été ajusté à 8 avec une solution aqueuse à 45 % en poids de KOH. 14 [Tablcaux2] rt t... . è,. y:Cele ..:\ K:-. 55a , % ei '.§-,, r_ 0,5 0,1%. M 0,02' VA ..: ,,. 0,5 , ta.0. a Suspension Acide InFtafii: x de k.Lieos gattt 1le r, de. KOi NoE . i tq i i PL-2L po1ds Ki KORDEIC' e % oie/ en , -, CS-i0 0 5 , - - 0;-11 1 dde r'' 0,02 dézybhcaque ... CS-14 0 _ Q1002 de tï i,02 écy 'ce Exemple 3 [0040] Polissage mécano-chimique du cobalt et SER du cobalt Les procédures et le dispositif utilisés pour polir le cobalt et déterminer le taux de gravure statique (SER) pour les suspensions des Tableaux l-2 sont décrits immédiatement ci-dessous. Conditions de polissage CMP et de nettoyage 16 ITableaux3I )issage iliN1 , t i,txrnôrIsio, .A.D, $000-Ili? .Fe.fi.7110D de 7 .. e lé ê : i .? . i$ de 9F1 et 50 pat et i ani unes rein Erne tune pra & P de7r une pas respectiven de i?ti ^5150 3050 Corndflte nei8i S Sc CI - t. S - 0 if. t e .: Di 4 nt e nn 31 .t procédé , s7 ti n 2 ce sc s, de pl. zt=ttesse de s3, -,,_ st STe âergY AIME Phriareleannl \' Ia 10 :;" enpoi&.:)., te a .: ;i: 3.poids),, pH '> b Temps de e eiI o. prdissaee Galettes c tsait PVD de 200 obtenue Novati (épais :iron 1700 100411 Les galettes polies ont été passées dans un laveur de galettes double face DSS-200 SynergyTM (OnTrak) faisant passer une chimie ATMI PlanarClean, les taux de retrait du cobalt ont été mesurés avec un outil de mesure d'épaisseur de film métallique RS200 de KLA Tencor. Les résultats de RR du cobalt sont présentés dans le Tableau 4. Analyses de gravure statique (corrosion) [0042] Des galettes en Co Blanket de Novati Technologies (200 nm, épaisseur environ 1700 À, Co déposé par PVD sur un substrat en silicium) ont été utilisées telles que reçues. Des cellules de test de peinture Gamry PTCITM ont été utilisées pour l'analyse, toute la galette en Co de 200 mm a été serrée entre un tube en verre avec un joint torique et une base en TEFLONTM faite sur mesure. Une bande (le galvanoplaste 3M-470 avec 3,0 cm2 de surface ouverte a été utilisée entre la galette et le joint torique pour éviter toute corrosion locale de type crevasse ou contrainte. Pour une analyse à température élevée, 30 ml de suspension de gravure statique ont été maintenus dans un four à 55 °C pour simuler des températures locales plus élevées au niveau d'un contact aspérité de tampon/galette durant le polissage, et préchauffés pendant 60 minutes et ensuite la suspension a été immédiatement ajoutée à la cellule de gravure statique et maintenue en contact avec la galette pendant 3 minutes. Après le temps de maintien souhaité, la solution de gravure statique a été collectée et analysée pour les ions Co par analyse par spectrométrie à plasma à couplage inductif - spectromètrie à émission optique 17 (TCP-OES pour inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrotncter) après centrifugation et séparation des abrasifs en silice colloïdale quand ils étaient présents dans la formulation. Les abrasifs en silice colloïdale ont été exclus de certaines formulations dans des expériences de gravure statique pour faciliter l'analyse ICP-OES. Au moins deux points de données ont été collectés pour toutes les suspensions testées afin de vérifier la reproductibilité. [0043] Les taux de gravure statique du cobalt (SER) ont été calculés à partir de la concentration de cobalt dans l'analyse TCP par utilisation de la formule suivante : SER du cobalt (A/min) = {[C (g/1) * V (I)] / [A (cm2) * D (g/cmi) " T ' 102' C = concentration de Co d'après l'analyse TCP (g/1) V = volume de la solution de test utilisée ajoutée dans l'établissement de la gravure statique (I) A = surface du cobalt métallique exposée à la solution de test (cm2) D = masse volumique du cobalt (8,9 g/cm3) T = temps d'exposition (min) 10's = conversion des unités cm en Â RR du cobalt [Tableaux4] SLI Spension N. . P`>-E 2440: .23S .-?..-.:s7 cs -2 2417 CS-3 7> i) ..3 CS-4 2432 CS-5 23 z',> - 239 -27 6&O SER du cobalt 18 ITableaux5I Sin :De -sil N' PS-1 8,5 P - PS-3. 5.0 PS-1 4 14,7 CS-:I. 14,7 CS-3 CS4 ç - S-5 13 4_ 1.0,2 10;:3 CS-10 11,0 511 _ -12 CS-14 100441 A l'exception de CS-6 et CS-7, pour lesquelles la formulation de suspension contenait 0,002 % en poids d'acide dodécylphosphonique et 0,002 % en poids d'acide tétradécylphosphonique, respectivement, les formulations de suspensions du Tableau 4 avaient un RR du Co > 2000 À/min Toutefois, comme le montre le Tableau 5, le SER de PS-3 (0,001 % en poids d'acide dodécylphosphonique) et de PS-4 (0,001 % en poids d'acide tétradécylphosphonique) avaient un SER de seulement 8,5 et 6,6 respectivement. Par contraste, les suspensions comparatives CS-8 à CS-12 avaient un SER du Co allant d'une valeur haute de 14,7 à une valeur basse de 12,9. L'inhibiteur de corrosion du Co de PS-3 et PS-4 était supérieur à celui des suspensions comparatives CS-8 et CS-12. Bien que CS-13 (0,002 % en poids d'acide dodécylphosphonique) et CS-14 (0,002 % en poids d'acide tétradécylphosphonique) aient un SER du Co 2000 Àlmin et en même temps avaient une inhibition supérieure de la corrosion du Co. Exemple 4 [0045] Compositions de suspensions d'acide phosphonique comparatives [0046] Les suspensions de polissage mécano-chimique à l'acide phosphonique comparatives 19 suivantes ont été préparées dans de l'eau DI à la température ambiante. Le pH de chaque suspension a été ajusté à 8 avec une solution aqueuse à 45 % en poids de KOH. [Tablcaux6] . AciS ..4,d7ts I- rdtp*_ -2:IL e.; :.. curap.a, , aipanirete L -..7 Poac.) ,. "... C- -A. .5 ', v..l ei 74. DS12 ie 'k.,., CS-e. ,Aa 3 tk152 ri . 1 C ..2 h en zni. -3 ' ,... 'Ti . :.,. EyX*2. _' rl -,-k cs-zo es .,,, 3 oeez _ t eJ - .. derykiSzieio ' , - ., ,tcletn,Sonlque: CS-74 Z5 43:.0 _ -ti ._ .A " : _g] 4% iza i], at m &usai mn e; s .z]].- na .&. . ne .- , . '.. cau c.:,7,.._, ',..> o G.7n .i. est, c 1,. ° de re,.5] tetwietkanke]]p S-27 Pi i.Q.P ..-...2: àer CS-Y1 - fk k:14,31 Z.,,.1 . 3: ,, - en &et?: xxcè.Y3â36: ripe) Exemple 5 [0047] Polissage mécano-chimique du cobalt avec des suspensions de polissage mécano- 21 chimique contenant des acides phosphoniques et inhibition de la corrosion du cobalt Un polissage mécano-chimique de muta été effectué conformément à la procédure, et utilisant les matériels, dispositifs ct conditions tels que décrits dans le Tableau 3 de l'Exemple 3 ci-dessus. Les résultats du polissage du cobalt sont divulgués dans le Tableau 7 ci-dessous. RR du cobalt [Tableaux7] Suspel c. N" Ahl -i 2440 - TiS7 cs-19 .._ - -ri' 117 CS-25 ç..5 CS-27 7R6 cobalt bleaux Ta8] S .sie W PS-1 PS-2 PS-3 PS-4 4, CS-D 15,4 CS2» 2ÿ CS-1.8 ' -,. _ CS-21 S-24 ©i,5 CS-25 CS-28 '-" CS-30 _ CS-31 4 [0048] Alors que la suspension comparative CS-19 avait un RR du Co > 2000 À/min comme PS-1 (0,001 % en poids d'acide dodécylphosphonique) et PS-2 (0,001 % en poids d'acide tétradécylphosphonique), les suspensions comparatives CS-2 CS-25 et CS-27 avaient des valeurs de RR du Co sensiblement inférieures à celles de PS-3 (0,001 % en poids d'acide dodécylphosphonique) et de PS-4 (0,001 % en poids d'acide tétradécylphosphonique). [0049] Alors que les suspensions comparatives CS-21, CS-23, CS-24 et CS-26 avaient des valeurs de SER du Co inférieures à celles des PS-1 à PS-4, le reste des suspensions comparatives du Tableau 8 avait des valeurs de SER du Co significativement supérieures à celles des PS-1 à PS-4. Les suspensions de polissage mécano-chimique de la présente invention avaient globalement à la fois un RR du Co > 2000 A/min et une inhibition significative de la corrosion du cobalt, contrairement aux suspensions comparatives. Exemple 6 [0050] Compositions de suspensions d'acide gras comparatives [0051] Les suspensions de polissage mécano-chimique avec acide gras comparatives suivantes ont été préparées dans de l'eau DI à la température ambiante. Le pH de chaque suspension a été ajusté à 8 avec une solution aqueuse à 45 % en poids de KOH. 23 Tableaux9I Stispsia.i compnadte ' Aciyla Aride mi En F3,0: e eià. ps,., %, - en pedn) ',' .., 7.tz= 9 ii:91 i ,fe lum.vique , CO c - D.3 û. L _ 15 Ce , cid ï CS--7,7 9,r, 0.191. 0,..:.: 0.:ela . _ Acide -aueàque ..-3.9 0.5 i@Vue--:' 1.3 0,002 ez a. Exemple 7 CER du cobalt [0052] Le SER du Co a été déterminé suivant la procédure et les paramètres tels que divulgués dans l'Exemple 3 ci-dessus. Les résultats sont divulgués dans le Tableau 10 ci-dessous. 24 [Tableaux10] Susp 411.N" ?S-3. PSH4 .44. .11:42 C.33S-34-3-.3. 9.,,7. C 1-0 - CS-3-5' ie.? LER 1-CO C53-37. ,..L (S-38 9 (3ST39. 1 - 1M CiS3,7,. - [0053] Les PS-3 et PS-4 présentaient une inhibition significative de la corrosion du cobalt, contrairement aux compositions de suspensions comparatives. [Revendication 1] [Revendication 2] REVENDICATIONSProcédé de polissage mécano-chimique du cobalt, comprenant : la fourniture d'un substrat comprenant du cobalt ; la fourniture d'une composition de polissage mécano-chimique comprenant, en tant que composants initiaux : de l'eau ; un agent oxydant ; de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; des particules abrasives de silice colloïdale ; et un acide phosphonique ou un sel de celui-ci ayant un groupe alkyle de plus de dix atomes de carbone, lequel acide phosphonique ou sel de celui-ci est en des quantités inférieures à 0,002 % en poids mais su- périeures à 0 ; et éventuellement un biocide ; éventuellement un agent d'ajustement du pH ; éventuellement un tensioactif ; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; la création d'un contact dynamique à une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; et la distribution de la composition de polissage mécano-chimique sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique au niveau ou à proximité de l'interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat pour retirer au moins une partie du cobalt. Procédé selon la revendication 1, où la composition de polissage mécano-chimique fournie comprend, en tant que composants initiaux l'eau ; l'agent oxydant, lequel agent oxydant est le peroxyde d'hydrogène ; 0,1 % en poids ou plus de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; les particules abrasives de silice colloïdale, lesquelles particules abrasives de silice colloïdale ont un potentiel zêta négatif ; et l'acide phosphonique ou son sel ayant une chaîne alkyle de douze atomes de carbone ou plus, lequel acide phosphonique ou sel de celui-ci est en des quantités de 0,0001 % en poids à 0,001 % en poids ; éventuellement le biocide ; éventuellement le tensioactif ; 26 [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] éventuellement l'agent d'ajustement du pH ; et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 ou plus. Procédé selon la revendication 1, où la composition de polissage mécano-chimique fournie comprend, en tant que composants initiaux : l'eau ; 0,1 % en poids à 2 % en poids dudit agent oxydant, lequel agent oxydant est le peroxyde d'hydrogène; 0,1 % en poids à 5 % en poids de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; 0,01 % en poids à 5 % en poids des particules abrasives de silice colloïdale ayant un potentiel zêta négatif ; et l'acide phosphonique ou son sel ayant une chaîne alkyle de douze à vingt atomes de carbone, lequel acide phosphonique ou sel de celui-ci est en des quantités de 0,00025 % en poids à 0,001 % en poids ; un biocide ; éventuellement l'agent d'ajustement du pH ; éventuellement le tensioactif ; et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7 à 11. Procédé selon la revendication 1, où la composition de polissage mécano-chimique fournie comprend, en tant que composants initiaux : l'eau ; 0,1 % en poids à 1 % en poids dudit agent oxydant, lequel agent oxydant est le peroxyde d'hydrogène ; 0,1 % en poids à 3 % en poids de l'acide aspartique ou d'un sel de celui-ci ; 0,01 % en poids à 3 % en poids de l'abrasif en silice colloïdale ayant des particules ayant un potentiel zêta négatif ; et l'acide phosphonique choisi dans l'ensemble constitué par l'acide dodécylphosphonique et l'acide tétradécylphosphonique, lequel acide phosphonique est en des quantités de 0,0005 % en poids à 0,001 % en poids ; 0,001 % en poids à 0,1 % en poids du biocide ; éventuellement le tensioactif ; éventuellement l'agent d'ajustement du pH, lequel agent d'ajustement du pH est KOH ; et où la composition de polissage mécano-chimique a un pH de 7,5 à 8,5. Procédé selon la revendication 1 à 4, où la composition de polissage mécano-chimique fournie a un taux de retrait du cobalt > 2000 Amin avec une vitesse de platine de 93 tours par minute, une vitesse de 27 support de 87 tours par minute, un débit de la composition de polissage mécano-chimique de 200 ml/min, une force descendante nominale de 13,8 kPa sur une machine de polissage de 200 mm ; et où le tampon de polissage mécano-chimique comprend une couche de polissage en polyuréthane contenant des microparticulcs à coeur creux polymères et un sous-tampon non tissé imprégné de polyuréthane.