Dépôt de cuivre par voie chimique : analyse électrochimique et application à la connectique en microélectronique

par Aziza Khalil

Thèse de doctorat en Électrochimie

Sous la direction de Bernadette Nguyen.

Soutenue en 1995

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences et techniques
• Electronique
• Fabrication microelectronique
• Interconnexion
• Depot par oxydoreduction
• Vitesse depot
• Optimisation
• Caracteristique electrochimique

Résumé

Le depot chimique de cuivre par le methanal en milieu basique est etudie en comparant l'influence de deux complexants : l'edta et les ions tartrate. Les diagrammes d'equilibres tension-ph correspondant aux milieux etudies ont ete etablis sur la base des donnees thermodynamiques ; le vieillissement des solutions de methanal a ete suivi par spectrometrie infra-rouge. En couplant mesures electrochimiques et microgravimetriques in situ, on analyse individuellement la cinetique des deux reactions mises en jeu dans le processus global : oxydation du methanal et reduction du cuivre sur electrode cuivre. On montre que cette reduction passe par une espece soluble du cuivre monovalent. En outre, en bain tartrate comme en bain edta contenant des especes chlorure ou cyanure, il apparait un autre intermediaire reactionnel, de type cux, en phase solide ou adsorbee. Cette derniere espece est responsable de la vitesse de reduction elevee caracteristique de ces bains comparativement au bain edta sans additif. La validite du modele d'evans, qui permet en principe de prevoir la vitesse de depot chimique de cuivre a partir des donnees cinetiques des reactions individuelles, est alors discutee. Enfin, on determine les conditions optimales d'obtention de pistes de cuivre localisees, de dimensions microniques, sur plaquettes de silicium ; elles portent notamment sur le choix du bain, puis de la preparation des substrats par caracterisation electrochimique de leur activite catalytique. Cette etude a ete realisee sans traitement prealable d'activation au palladium.

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