Nouveaux schémas d'intégration pour les interconnexions cuivre inférieures à 90 nm : apport des dépôts chimiques : dépôt de cuivre par CVD comme couche d'accroche

par Mickaël Joulaud

Thèse de doctorat en Physico-chimie des matériaux. Microélectronique

Sous la direction de Pascal Doppelt.


  • Résumé

    Des problèmes liés à l'intégration du cuivre sont attendus pour les interconnexions inférieures à 90 nm comme la conformité et la continuité de la couche d'accroche de cuivre ou encore la formation de cavités par électromigration à l'interface cuivre/barrière d'encapsulation. Cette thèse porte sur le développement de procédés de dépôts chimiques afin de résoudre ces problématiques. La faisabilité du dépôt industriel de couche d'accroche par CVD à partir de (hfac)Cu(MHY) a été démontrée. L'optimisation des conditions a permis d'obtenir un film continu et conforme de 50 ru-n d'épaisseur dans des interconnexions étroites. Un procédé de dépôt sélectif par voie chimique autocatalytique de NiMo-P comme couche d'encapsulation a été développé et transféré sur un équipement industriel. L'influence des paramètres réactionnels et la qualité de barrière à la diffusion du cuivre ont été établies. Un dépôt sélectif de NiMo-P a été obtenu avec un bain sans alcalin sur des motifs d'espacement 0,12 micron.

  • Titre traduit

    New integration schemes of advanced copper interconnects (below 90 nm) : advantages of chemical deposition techniques : copper deposited by CVD as a seed layer : NiMo-P selectively deposited by electroless reaction as a capping layer


  • Résumé

    By scaling down microchips, critical issues with copper integration are expected for the future interconnect generation (65 nm). First, the conforrnal deposition of a thin copper film (seedlayer), necessary to initiate the copper plating, could not be obtained using the current PVD techniques. Second, holes are generated at the copper/capping interface due to electromigration. This thesis is focused on new processes based on chemical deposition techniques as J solutions to the presented limitations. The feasibility of copper seedlayer CVD with an industriai tool using (hfac)Cu(MHY) was demonstrated. By developing a specific recipe, a 50 nm conformai seedlayer was deposited in narrow features. The selective electroless deposition ofNiMo-P as a capping layer to limit electromigration was investigated. The influence of experimental parameters and barrier efficiency ofNiMo-P were evaluated. A selective deposit was obtained on 0,12 micron spacing lines with an alkali free deposition bath.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : 150 réf

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