INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon l’exemple illustré de l’invention, la machine de soudage 1 comprend une première roue de soudage 26a et une deuxième roue de soudage 26b conformes aux caractéristiques de l’au moins une roue de soudage 26 décrites ci-dessus. La première roue de soudage 26a et la deuxième roue de soudage 26b sont opposées l’une à l’autre selon la direction transversale T de la machine de soudage 1. En d’autres termes, la première roue de soudage 26a et la deuxième roue de soudage 26b sont opposées l’une à l’autre de telle sorte qu’elles enserrent les pièces à souder, et notamment les deux bords relevés des deux pièces à souder. De manière plus précise, la première roue de soudage 26a est disposée en regard du premier bord relevé de la première pièce à souder et la deuxième roue de soudage 26b est disposée en regard du deuxième bord relevé de la deuxième pièce à souder.
On comprend alors que le troisième organe de mise en pression 24c de la machine de soudage 1 est disposé entre la première roue de soudage 26a et la deuxième roue de soudage 26b de telle sorte qu’il assure le plaquage desdites roues de soudage 26a, 26b contre les bords relevés des pièces à souder. On assure ainsi une soudure étanche entre les deux pièces à souder, et notamment de leurs bords relevés, indépendamment de la perte de matière desdites roues de soudage 26a, 26b au cours de leur utilisation.
Selon une caractéristique de l’invention non illustrée, la machine de soudage comprend un système de refroidissement au moins d’une des roues de soudage. De manière plus précise, chacune de la première roue de soudage et de la deuxième roue de soudage est refroidie par le système de refroidissement de la machine de soudage consistant en un refroidissement actif par circulation d’un fluide au sein desdites roues de soudage. On permet ainsi de limiter l’échauffement des roues de soudage lors du soudage des pièces à souder. De manière additionnelle, les roues d’entrainement de la deuxième paire de roues d’entrainement peuvent être refroidies par le système de refroidissement de manière similaire aux roues de soudage, ladite deuxième paire de roues d’entrainement étant positionnée en aval des roues de soudage selon la direction d’avancement de la machine de soudage, c’est-à-dire au contact du cordon de soudure formé par lesdites roues de soudage.
Selon un exemple de l’invention visible à la , la machine de soudage 1 comprend au moins un organe de synchronisation 30 de la rotation de la première roue de soudage 26a avec la rotation de la deuxième roue de soudage 26b. Dit autrement, la machine de soudage 1 comprend un organe de synchronisation 30 permettant à la première roue de soudage 26a et la deuxième roue de soudage 26b d’être entrainées en rotation simultanément et à une vitesse de rotation identique, lors du déplacement de la machine de soudage 1. Dit autrement, l’organe de synchronisation lie en rotation la première roue de soudage 26a et la deuxième roue de soudage 26b, la rotation initiale étant imprimée par le déplacement de la machine et le contact d’au moins une des deux roues de soudage 26a, 26b.
L’invention telle qu’elle vient d’être décrite ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations.
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.
En particulier, cette partie de montage 2 et le générateur de faisceau 3 peuvent être agencés pour qu’au montage, le faisceau émis par le générateur de faisceau 3 ait une direction globale donnée par rapport audit générateur de caustique 10. Ainsi, il n’y a pas besoin à l’assemblage de régler cette orientation pour qu’elle corresponde à l’agencement permettant de générer le motif cible.
Il est à noter que ces surfaces génératrices de caustique ne nécessitent pas une grande précision quant au positionnement du générateur de faisceau 3. L’assemblage est donc simplifié.
Dans l’exemple illustré en figure 1, le générateur de faisceau 3 est monté sur la partie de montage 2.
Le générateur de faisceau 3 peut comme ici être formé par une diode électroluminescente ou DEL. En figure 1, est schématisé un élément photoémetteur 4 de la DEL avec, accolé dessus, un dôme de protection 5 transparent.
La surface cible est une surface extérieure au véhicule, telle que la route.
Les méthodes de calcul de cette surface génératrice 12 peuvent suivre le procédé suivant, dont un exemple est illustré aux figures 9a à 9f:
- dans une étape, dite étape amont E1, illustrée en figure 9a, établir la relation définissant l’angle d’incidence des rayons r 1 , r 2 , r 3, r 4 , r 5 et leur répartition en chaque point de la forme globale 13 donnée, en tenant compte de la répartition donnée des rayons r 1 , r 2 , r 3 , permettant autrement dit de définir également la luminosité de chaque point au niveau de la forme globale donnée 13 sur ledit générateur de caustique 10, dit point objet p 1 , p 2 , p 3 , p 4, p 5 ,
- dans une étape, dite étape aval E2, qui peut être réalisée avant, après ou en même temps que ladite étape amont E1, définir la répartition lumineuse sur la surface cible permettant d’obtenir le motif cible, et donc définir la luminosité de chaque point de la surface cible 19, dit point cible p’ 1 , p’ 2 , p’ 3 , p' 4 ,
- ensuite, dans une étape de corrélation E3, illustrée en figure 9b, établir une relation entre chaque point objet p 1 , p 2 , p 3 , p 4, p 5 et chaque point cible p’ 1 , p’ 2 , p’ 3 , p' 4 , notamment de manière à ce que chaque point cible p’ 1 , p’ 2 , p’ 3 , p' 4 recevant de la lumière soit associé à un seul ou à un ensemble de points objet p 1 , p 2 , p 3 , p 4, p 5 permettant d’obtenir la luminosité requise en ces points pour la formation du motif,
- ensuite, dans une étape d’orientation E4/E5 des variations locales, illustrée en figures 9c à 9f, en fonction des points cibles et des points objets associés par la relation établie dans l’étape de corrélation E3, déterminer l’orientation des variations locales à appliquer à la forme globale de manière à ce que les rayons r 1 , r 2 , r 3, r 4 , r 5 incidents sur les points objets p 1 , p 2 , p 3 , p 4, p 5 soient déviés de manière à avoir l’orientation leur permettant d’atteindre les points cibles p’ 1 , p’ 2 , p’ 3 , p' 4 associé par cette relation.
L’étape amont E1 tient compte de la répartition des rayons à leur arrivée au niveau de la forme globale donnée 13. Le cas le plus simple, non représenté, est celui d’un élément optique 10, tel que celui illustré en figures 1 et 9a, formé d’une plaque transparente dont la face d’entrée 11 et la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12 sont planes, et avec un générateur de faisceau 3, tel que celui de la figure 3, émettant des rayons parallèles.
Dans ce cas simple, le générateur de faisceau 3 et ledit générateur de caustique 10 sont agencés de manière à ce que les rayons soient perpendiculaires à la face d’entrée 11. Ces rayons ne sont donc pas déviés avant de rencontrer la surface de sortie sur laquelle est formée la surface génératrice.
Le mode de réalisation des figures 1 et 2 et des figures 9a à 9f est un cas intermédiaire où les rayons sont répartis dans un cône initial 14 à la sortie du générateur de faisceau 3, puis réfractés par la face d’entrée plane, restant ainsi inscrit dans un cône, permettant une détermination aisée de l’angle d’incidence des rayons r 1 , r 2 , r 3, r 4 , r 5 avec la forme globale 13, et donc une détermination aisée de l’angle d’incidence des rayons r 1 , r 2 , r 3, r 4 , r 5 avec la surface génératrice 12.
Le mode de réalisation de la figure 3 est un autre cas intermédiaire où la répartition des rayons r 1 , r 2 , r 3 est initialement plus simple, puisqu’ils sont parallèles en sortie du générateur de faisceau 3. En revanche, ils sont ensuite réfractés différemment par la face d’entrée 11 car celle-ci est courbe, par exemple cylindrique de section circulaire ou elliptique. Cependant, cette courbure étant définie, elle permet de déterminer l’orientation des rayons r 1 , r 2 , r 3 à leur arrivée au niveau de la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12, qui elle aussi est courbe.
Dans l’exemple illustré en figure 3, l’élément optique est une plaque transparente courbée, dont la face d’entrée 11 et la forme globale 13 de la surface génératrice 12 sont cylindriques.
De manière à avoir des rayons parallèles, le générateur de faisceau 3 peut comprendre une source de lumière 6, telle qu’une diode électroluminescente, et une lentille de collimation 7 dont les dioptres permettent d’orienter les rayons parallèlement.
La couche de polissage peut avoir une épaisseur moyenne de 20 à 150 mils, de 30 à 125 mils, de 40 à 120 mils ou de 50 à 100 mils (0,5 à 4 mm, 0,7 à 3 mm, 1 à 3 mm ou 1,3 à 2,5 mm).
La couche de polissage est exempte de chlore. L'ensemble du tampon de polissage peut être exempt de chlore.
Le tampon de polissage de la présente invention comprend éventuellement en outre au moins une couche supplémentaire mise en interface avec la couche de polissage. Par exemple, le tampon de polissage peut en outre comprendre une couche de base compressible collée à la couche de polissage. La couche de base compressible peut améliorer la conformité de la couche de polissage à la surface du substrat à polir. Le tampon de base (également appelé sous-couche ou couche de base) peut être utilisé sous la partie de polissage. Le tampon de base peut être une seule couche ou peut comprendre plus d'une couche. Par exemple, la couche de polissage peut être fixée à un tampon de base via des attaches mécaniques ou par un adhésif. La couche de base peut avoir une épaisseur d'au moins 0,5 ou d'au moins 1 mm. La couche de base peut avoir une épaisseur d'au plus 5, d'au plus 3 ou d'au plus 2 mm.
Le tampon de base ou la couche de base peut comprendre n'importe quel matériau connu pour être utilisé comme couches de base pour les tampons de polissage. Par exemple, il peut comprendre un polymère, un mélange de polymères ou un composite d'un matériau polymère avec d'autres matériaux, tels que la céramique, le verre, le métal ou la pierre. Des polymères et des composites polymères peuvent être utilisés comme tampon de base, en particulier pour la couche supérieure s'il y a plus d'une couche, en raison de la compatibilité avec le matériau qui peut former la partie de polissage. Des exemples de tels composites incluent des polymères chargés de charges carbonées ou inorganiques et des mats fibreux, par exemple de fibres de verre ou de carbone, imprégnées d'un polymère. La base du tampon peut être faite d'un matériau ayant une ou plusieurs des propriétés suivantes : un module d'Young tel que déterminé, par exemple, par la norme ASTM D412-16 dans la gamme d'au moins 2, au moins 2,5, au moins 5, au moins 10, ou au moins 50 MPa jusqu'à 900, jusqu'à 700, jusqu'à 600, jusqu'à 500, jusqu'à 400, jusqu'à 300, ou jusqu'à 200 MPa ; un coefficient de Poisson tel que déterminé, par exemple, par la norme ASTM E132 d'au moins 0,05, d'au moins 0,08 ou d'au moins 0,1 jusqu'à 0,6 ou jusqu'à 0,5 ; une masse volumique d'au moins 0,4 ou d'au moins 0,5 jusqu'à 1,7, jusqu'à 1,5 ou jusqu'à 1,3 gramme par centimètre cube (g/cm 3 ).
Des exemples de tels matériaux polymères qui peuvent être utilisés dans le tampon de base ou la partie de polissage incluent les polycarbonates, les polysulfones, les nylons, les résines époxy, les polyéthers, les polyesters, les polystyrènes, les polymères acryliques, les polyméthacrylates de méthyle, les chlorures de polyvinyle, les fluorures de polyvinyle, les polyéthylènes, les polypropylènes, les polybutadiènes, les polyéthylène imines, les polyuréthanes, les polyéther sulfones, les polyamides, les polyéther imides, les polycétones, les époxy, les silicones, leurs copolymères (tels que les copolymères polyéther-polyester), ou leurs combinaisons ou mélanges. Le polymère peut être un polyuréthanne. Le polyuréthanne peut être utilisé seul ou peut être une matrice pour charges carbonées ou inorganiques et mats fibreux de, par exemple, fibres de verre ou de carbone.
Le tampon de polissage de la présente invention dans sa forme finale peut en outre comprendre l'incorporation de texture(s) d'une ou plusieurs dimensions sur sa surface supérieure. Celles-ci peuvent être classées selon leur taille en macrotexture ou microtexture. Les types courants de macrotextures utilisées pour le CMP pour contrôler la réponse hydrodynamique et/ou le transport de la suspension incluent, sans s'y limiter, des rainures de nombreuses configurations et configurations, telles que des hachures annulaires, radiales et croisées. Ceux-ci peuvent être formés via des processus d'usinage en une feuille uniforme mince ou peuvent être formés directement sur la surface du tampon via un processus de moulage en forme de filet. Les types courants de microtexture sont des caractéristiques à échelle plus fine qui créent une population d'aspérités de surface qui sont les points de contact avec le substrat galette où le polissage se produit. Les types courants de microtexture comprennent, sans s'y limiter, la texture formée par abrasion avec un ensemble de particules dures, telles que le diamant (souvent appelé conditionnement du tampon), avant, pendant ou après l'utilisation, et la microtexture formée pendant le processus de fabrication du tampon.
Le tampon de polissage de la présente invention peut convenir pour être mis en interface avec une platine d'une machine de polissage mécano-chimique. Le tampon de polissage peut être fixé à la platine d'une machine à polir. Le tampon de polissage peut être fixé à la platine à l'aide d'au moins un adhésif sensible à la pression et du vide.
Les tampons de polissage de la présente invention peuvent être fabriqués par une variété de procédés qui sont compatibles avec les propriétés du polymère de tampon utilisé. Ceux-ci incluent le mélange des ingrédients comme décrit ci-dessus et le coulage dans un moule, recuit et tranché en feuilles de l'épaisseur souhaitée. En variante, ils peuvent être réalisés avec une mise en forme plus précise. Les méthodes de fabrication incluent : 1. Le moulage par injection thermodurcissable (souvent appelé « moulage par injection et réaction » ou « RIM de l’anglais Reaction Injection Molding »), 2. Le moulage par injection-soufflage thermoplastique ou thermodurcissable, 3. Le moulage par compression ou 4. Toute méthode de type similaire dans laquelle un matériau fluide est positionné et solidifié, créant ainsi au moins une partie de la macrotexture ou de la microtexture d'un tampon. Dans un exemple de moulage du tampon de polissage : 1. Le matériau fluide est forcé dans ou sur une structure ou un substrat ; 2. La structure ou le substrat peut conférer une texture de surface au matériau lorsqu'il se solidifie, et 3. La structure ou le substrat est ensuite séparé du matériau solidifié.
Le tampon décrit ici peut être utilisé dans un procédé de polissage. Par exemple, le procédé peut inclure : la fourniture d'un appareil de polissage mécano-chimique ayant une platine ou un assemblage de support ; la fourniture d’au moins un substrat à polir ; la fourniture d’un tampon de polissage mécano-chimique tel que décrit ici ; l’installation sur la platine du tampon de polissage mécano-chimique; éventuellement, la fourniture d’une solution de polissage (par exemple, une suspension contenant un abrasif et/ou une composition liquide réactive contenant un non-abrasif) à une interface entre une partie de polissage du tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; la création d’un contact dynamique entre la partie de polissage du tampon de polissage et le substrat, dans lequel au moins une partie de matériau est retiré du substrat. L'assemblage de support peut fournir une pression contrôlable entre le substrat à polir (par exemple une galette) et le tampon de polissage. Une solution de polissage peut être distribuée sur le tampon de polissage et aspirée dans l'espace entre la galette et la couche de polissage. La solution de polissage peut comprendre de l'eau, un agent d'ajustement du pH et éventuellement un ou plusieurs des éléments suivants, mais sans s'y limiter : des particules abrasives, un agent oxydant, un inhibiteur, un biocide, des polymères solubles et des sels. La particule abrasive peut être un oxyde, un métal, une céramique ou un autre matériau d’une dureté convenable. Les particules abrasives typiques sont la silice colloïdale, la silice fumée, l'oxyde de cérium et l'alumine. Le tampon de polissage et le substrat peuvent tourner l'un par rapport à l'autre. Lorsque le tampon de polissage tourne sous le substrat, le substrat peut balayer une piste de polissage typiquement annulaire, ou région de polissage, dans laquelle la surface de la galette fait directement face à la partie de polissage du tampon de polissage. La surface de la galette est polie et rendue plane par l'action chimique et mécanique de la couche de polissage et de la solution de polissage sur la surface. De manière facultative, la surface de polissage du tampon de polissage peut être conditionnée avec un conditionneur abrasif avant de commencer le polissage.
De manière optionnelle, le tampon peut comprendre une fenêtre pour la détection du point limite. Dans ce cas, dans le procédé de la présente invention, l'appareil de polissage mécano-chimique fourni peut en outre inclure une source de signal (par exemple une source de lumière) et un détecteur de signal (par exemple un photodétecteur, de préférence un spectrographe multi-détecteur). Dans ce cas, le procédé peut en outre comprendre : la détermination d'un point limite de polissage en transmettant un signal (par exemple, la lumière provenant de la source lumineuse) à travers la fenêtre et en analysant le signal (par exemple, la lumière) réfléchi par la surface du substrat à travers la fenêtre de détection de point limite incident sur le détecteur (par exemple photodéteteur). Le substrat peut avoir une surface métallique ou métallisée, telle qu'une surface contenant du cuivre ou du tungstène. Le substrat peut être un substrat magnétique, un substrat optique ou un substrat semi-conducteur.
EXEMPLES Fabrication des tampons Les gâteaux de polyuréthane coulés sont préparés par le mélange contrôlé de (a) un prépolymère à terminaison isocyanate disponible dans le commerce (qui peut être préchauffé, par exemple à 51°C, et qui est le produit de réaction du diisocyanate de toluène (TDI) et d'un polyéther à base de polyol ; (b) un agent de durcissement et (c) des microsphères de polymère. Lorsque l'agent de durcissement est la 4,4'-méthylènebis(2-chlororaniline) (MbOCA), il peut être préchauffé à 116°C. Lorsque l'agent de durcissement est la diamine de diméthyl thio-toluène (DMTDA), il peut être préchauffé à 46°C. Après avoir quitté la tête de mélange, la combinaison est distribuée sur une période de 3 minutes dans un moule circulaire de 86,4 cm (34 pouces) de diamètre pour donner une épaisseur totale de coulée d'environ 8 cm (3 pouces). La combinaison distribuée est laissée gélifier pendant 15 minutes avant de placer le moule dans un four de durcissement. Le moule est ensuite durci dans le four de durcissement en utilisant le cycle suivant : 30 minutes de rampe de la température ambiante à la température de consigne du four de 104°C, cette température de consigne du four de 104°C étant ensuite maintenue pendant 15,5 heures.