Brevet FR3124754A1 — publié le 20230106

L’invention concerne un tampon de polissage utile dans le polissage mécano-chimique comprenant une matrice polymère produit de la réaction d'un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate et d’un agent de durcissement polyamine aromatique exempt de chlore et des microéléments exempts de chlore. Les microéléments peuvent avoir une densité de 0,01 à 0,2. les microéléments peuvent avoir une taille de particule moyenne en volume de 1 à 120 micromètres ou 15 à 30 micromètres. La couche de polissage est exempte de chlore. TAMPON DE POLISSAGE MECANO-CHIMIQUE DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne de manière générale le domaine des tampons de polissage pour le polissage mécano-chimique de substrats, en particulier le polissage de substrats contenant de l'oxyde de silicium dans la fabrication de dispositifs microélectroniques. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Dans la fabrication de circuits intégrés et d'autres dispositifs électroniques, de multiples couches de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques sont déposées sur et partiellement ou sélectivement retirées d'une surface d'une galette semi-conductrice. Des couches minces de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques peuvent être déposées à l'aide de nombreuses techniques de dépôt. De plus, dans les processus de damasquinage, un matériau est déposé pour combler des zones creuses créées par la gravure à motifs des tranchées et de trous d’interconnexion. Comme le remplissage est conforme, cela peut conduire à une topographie de surface irrégulière. De plus, pour éviter un sous-remplissage, du matériau supplémentaire peut être déposé. Ainsi, le matériau à l'extérieur des creux doit être enlevé. Les techniques de dépôt courantes dans les traitements modernes des galettes incluent le dépôt physique en phase vapeur (PVD), également appelé pulvérisation cathodique, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) et le dépôt électrochimique (ECD), entre autres. Les techniques d'élimination courantes comprennent la gravure par voie humide et par voie sèche; gravure isotrope et anisotrope, entre autres. Lorsque les matériaux sont successivement déposés et retirés, la topographie du substrat peut devenir non uniforme et non plane. Comme un traitement de semi–conducteur subséquent (par exemple une photolithographie, une métallisation) requiert que la galette présente une surface plate, la galette doit être planarisée. 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. La planarisation mécano-chimique, également appelée polissage mécano-chimique (CMP), est une technique couramment utilisée pour planariser ou polir des pièces telles que des galettes de semi-conducteur et pour retirer l'excès de matériau dans les procédés de damasquinage, les procédés extrémité avant de ligne (FEOL) ou les procédés extrémité arrière de ligne (BEOL). Dans un CMP conventionnel, un support de galette, ou tête de polissage, est monté sur un assemblage de support. La tête de polissage maintient la galette et la positionne en contact avec une surface de polissage d'un tampon de polissage qui est monté sur une table ou une platine dans un dispositif de CMP. L’assemblage de support fournit une pression contrôlable entre la galette et le tampon de polissage. Simultanément, une suspension ou autre solution de polissage est distribuée sur le tampon de polissage et est aspirée dans l'espace entre la galette et la couche de polissage. Pour effectuer le polissage, le tampon de polissage et la galette tournent typiquement l'un par rapport à l'autre. Lorsque le tampon de polissage tourne sous la galette, la galette suit un parcours de polissage typiquement annulaire, ou région de polissage, dans laquelle la surface de la galette fait directement face à la couche de polissage. La surface de la galette est polie et rendue plane par action chimique et mécanique de la surface de polissage et de la solution de polissage (par exemple, une suspension) sur la surface. L'invention concerne un tampon de polissage utile dans le polissage mécano-chimique ayant une couche de polissage comprenant une matrice polymère comprenant le produit de réaction d'un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate et d’un agent de durcissement polyamine aromatique exempt de chlore et des microéléments exempts de chlore répartis dans la matrice polymère. Les microéléments peuvent être des microéléments creux (par exemple des microéléments expansés). Les microéléments peuvent avoir une densité de 0,01 à 0,2. Les microéléments peuvent avoir une taille de particule moyenne en volume de 1 à 120 ou de 15 à 30 micromètres. Les microéléments creux peuvent avoir une épaisseur de paroi moyenne de 30 à 300 nanomètres. La couche de polissage est exempte de chlore. Tampon de polissage utile dans le polissage mécano-chimique ayant une couche de polissage comprenant une matrice polymère comprenant le produit de réaction d'un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate et d’un agent de durcissement polyamine aromatique exempt de chlore et des microéléments exempts de chlore ayant une densité de 0,01 à 0,2 et répartis dans la matrice polymère. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel la couche de polissage a une teneur en chlore inférieure à 0,1 % en masse sur la base de la masse totale de la couche de polissage, telle que déterminée par spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel l'agent de durcissement est une diamine aromatique. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel la diamine aromatique a la formule suivante : dans laquelle R 1 et R 3 ou R 1 et R 4 sont des groupes amine ou des groupes alkylamine ayant de 1 à 5 atomes de carbone et R 2 , R 5 , R 6 , et celui des R 3 ou R 4 qui n'est pas un groupe contenant une amine sont choisis indépendamment à chaque occurrence parmi un atome d’hydrogène, un groupe -L-alkyle de 1 à 4 atomes de carbone, où L est une liaison directe, ou un groupe de liaison choisi parmi O ou S. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel l'agent de durcissement comprend la diamine de diéthyltoluène (DETDA), la diamine de diméthyl thio-toluène (DMTDA) ou une combinaison de celles-ci. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel les microéléments possèdent une écorce comprenant un copolymère acrylonitrile. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel la couche de polissage comprend des microéléments en une teneur de 5 à 50 % en volume sur la base du volume total de la partie couche de polissage. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel les microéléments ont une taille de particule moyenne en volume de 1 à 120 micromètres. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel les microéléments ont une épaisseur de paroi moyenne de 30 à 300 nanomètres. Le tampon de polissage selon la revendication 1, dans lequel la couche de polissage a une teneur en chlore inférieure à 0,01 % en masse sur la base de la masse totale de la couche de polissage, comme déterminé par la chromatographie ionique à combustion (CIC) selon la norme ASTM D7359-18 et dans lequel les microéléments exempts de chlore ont une taille de particule moyenne en volume de 15 à 30 micromètres et une épaisseur moyenne de paroi d’écorce de 30 à 300 nanomètres.