Étude et caractérisation du matériau CuAl1% utilisé en tant que

No d’ordre : 2008ISAL0033 Année 2008
THÈSE.
Étude et caractérisation du matériau CuAl1%
utilisé en tant que couche de germination
pour améliorer les performances de fiabilité des interconnexions
des technologies 45 nm et ultérieures
Présentée pour l’obtention du grade de
Docteur de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
École Doctorale : Électronique, Électrotechnique et Automatique
Spécialité : Dispositifs de l’Électronique Intégrée
par
Thomas VANYPRE
Soutenue publiquement le 09 Juin 2008
Composition du Jury :
Rapporteurs : O. Thomas, Professeur, TECSEN, Marseille
E. Blanquet, Chargé de recherche, LTPCM, Grenoble
Examinateurs : R. Madar, Directeur de Recherche, LMGP, Grenoble
J.C. Dupuy, Professeur, INL, INSA de Lyon
B. Gautier, Chargé de recherche, INL, INSA de Lyon
P. Normandon, Ingénieur-Docteur, STMicroelectronics, Crolles
Invité : T. Mourier, Ingénieur, CEA-LETI, Grenoble.
Thèse CIFRE préparée conjointement au
INL - site INSA de Lyon -
Bâtiment Blaise Pascal - 7 avenue Jean Capelle - 69621 Villeurbanne CEDEX
et au sein de la société
NXP Semiconductors - Alliance Crolles2 -
860 rue Jean Monnet - 38920 Crolles
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REMERCIEMENTS
Merci à Joaquin Torrès, responsable des modules avancés dans l'Alliance Crolles 2, qui a su être
à l'écoute, me conseiller et me faire confiance. Merci pour la relecture de ce travail et merci pour ces 3
années passées dans ton équipe. Bonne retraite à toi, tu l'as bien méritée!
Merci à Jean Claude Dupuy et Brice Gautier, qui ont encadré cette thèse depuis la lointaine ville
de Lyon, pour toutes leurs suggestions lors de l'écriture de ce manuscrit. Merci de m'avoir accueilli
comme si je travaillais tous les jours au LPM.
Merci Thierry Mourier, toi qui as pris en main la tâche de me suivre au jour le jour. Tu m'as
aidé à orienter mon travail, à voir qu'une expérience, même ratée, a toujours un intérêt. Grâce à toi, j'ai
appris à trouver l'or au milieu de l'argile qui l'enveloppe, j'ai aussi appris à avoir foi dans mes idées, à
chercher à les réaliser et à les appliquer.
Merci à monsieur Roland Madar qui me fait l'honneur de présider le jury de cette thèse. Merci
madame Elisabeth Blanquet et monsieur Olivier Thomas, rapporteurs pour ce travail, pour tout le
temps que vous avez consacré à ce manuscrit. Merci enfin à monsieur Philippe Normandon d'avoir
accepté d'être présent dans le jury le jour de la soutenance.
Je tiens encore à remercier Wim Besling qui a encadré le début de cette thèse, me poussant dans
les bras du CuAl et de son complice le TaN ALD. Merci à Nicolas qui a repris le travail sur la barrière
ALD après lui.
Merci Alexis, avec ou sans « s », toi qui sais écouter, te moquer et conseiller sans jamais
offusquer ; toi qui as si bien su proposer ton aide, toi qui as relu et corrigé de nombreux articles en
devenir.
Merci Pascal, merci Olivier pour toutes les discussions et les moments de complicités, merci
pour toutes les fois où vous m'avez écouté théoriser et émettre des hypothèses, merci pour vos
critiques constructives. Merci Pascal pour ton humour.
Merci à Katia, Maryline et Remi-Xavier qui complètent la team métal... J'ai beaucoup apprécié
les temps de détente et d'échange que nous avons pu avoir.
Merci au reste de l'équipe, Julie, Laurent, Laurent-Luc, Vincent et Srdjan. Merci d'avoir partagé
avec moi votre connaissance des procédés, mais surtout ... merci pour vos droits de super-user IUI !!
Merci à tous les thèsards de l'équipe qui apportent bonne humeur, aide, questionnements et
« idées qu'il faut absolument breveter ». Je nomme ici Maryline, Thierry, Anna, Arno, Sonarith et
Julien, déjà docteurs, Mohammed qui blague caustiquement mais qui peut quand même discuter de lui,
Hamed et Karim, Raphaël, Michel et Lionel. Merci à toute l'équipe pour les soirées, les pots, les cocas,
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les blagues et votre énergie !
Merci Evelyne, sans toi pour répondre à nos multiples interrogations nous serions bien perdus,
sans ordinateur ni idée de la personne à joindre. Merci pour les gâteaux !!
Je tiens maintenant à remercier l'équipe R&D, tout particulièrement Philippe et Régis qui ont pu
m'offrir du soutien lors des réunions salle blanche et des dépôts du CuAl. Bernard et Thierry arrivent
juste derrière pour toute leur aide sur les machines d'ECD. Merci Michaël d'avoir repris l'étude du
CuAl et de m'avoir tenu au courant des dernières évolutions.
Merci aux équipes de production et de maintenance qui ont facilité mon travail : Alban,
Frédéric, Christophe, Shivan de chez AMAT et tous les autres.
Merci enfin à ceux qui ont permis que les études de caractérisations, sans lesquelles ce travail ne
pourrait exister, puissent se réaliser. Merci Xavier, Guillaume et Lise de l'équipe électromigration et
Marco pour les analyses SIMS. Merci Solène et Jean Pierre, Nadine et XXX pour les caractérisations
des grains. Et surtout, merci encore Maryline pour toutes les images MEB que tu as faites pour
m'aider.
Merci Camille, tu sais bien pourquoi.
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SOMMAIRE
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