Caractérisation par la méthode Corona de diélectriques à faible et très faible permittivité

In-line characterization of ultra low-k and low-k materials with Corona charge method

• Auteur / Autrice : Delphine Fossati
• Direction : Yves Bréchet, Fabien Volpi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microélectronique

Mots clés libres

Metrologie en ligne

Méthode corona

Résumé

La thèse porte sur l’utilisation de la méthode Corona pour la caractérisation électrique de matériaux à basse permittivité utilisés en microélectronique (technologies 65nm et 45nm). Ces matériaux sont des silices dopées (du type SiOCH) et présentent différentes porosités. Les caractérisations ont été effectuées en ligne de production. Des mécanismes d’injection et de conduction ont été proposés pour expliquer le comportement fuiteux de ces matériaux vis-à-vis des charges Corona. La comparaison avec d’autres méthodes de caractérisation (sonde à mercure, XRR, FTIR, ellipsométrie spectroscopique), a montré que la méthode Corona est la métrologie la plus sensible aux variations de procédé d’élaboration du SiOCH. Enfin, la dégradation des propriétés électriques du SiOCH après des traitements agressifs (polissage, traitements plasma) a été montrée et attribuée à une absorption d’humidité durant le procédé.

The use of Corona charge method has been studied for the electrical characterization of low-permittivity materials (integrated in 65 nm and 45nm nodes). These materials are carbon-doped silicon dioxides (SiOCH) with various porosities. The characterizations have been realized in production line. Injection and conduction mechanisms have been suggested to explain Corona charge leakage on low-k materials. A comparison with other metrologies been suggested to explain Corona charge leakage on low-k materaisl. A comparison with other metrologies (mercury probe, XRR, FTIR, spectroscopy ellipsometry) has shown that Corona charge method is the most sensitive metrology for porous SiOCH process monitoring. Electrical degradation of damaged SiOCH (after CMP or plasma treatments) has also been performed : moisture absorption during the process has then been highlighted.