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Apport du SIMS dans le domaine de la micro-électronique. F. Laugier , Ph. Holliger. Plan. Généralités sur la micro-électronique Analyses SIMS (qq exemples) Production R&D SIMS dédié (CAMECA Wf) Perspectives. Nombreuses étapes technologiques. SIMS : Atout 1. Techno 0,18µm.
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Apport du SIMS dans le domainede la micro-électronique F. Laugier, Ph. Holliger
Plan • Généralités sur la micro-électronique • Analyses SIMS (qq exemples) • Production • R&D • SIMS dédié (CAMECA Wf) • Perspectives
SIMS : Atout 1 Techno 0,18µm Profil en profondeur Historique sur 4 générations Prospective L (µm) : 0,5 ; 0,35 ; 0,25 ; 0,18 ; 0,13 ; 0,09 ; 0,065
SIMS : Atout 2 Dynamique, Sensibilité, Tous les éléments Oxygène Titane Cobalt Azote
SIMS : Atout 3 Analyses sur motifs
Domaines d’application Stabilité du process • Production • Contrôle qualité • Recherche de défauts • Contaminations • R&D • Simulation • Développement nouveaux procédés • Associé • FIB, Auger, MET • Caractérisations électriques Evolutions technologiques
Salle blanche Pas de poussières Contrôle température, hygrométrie
Contaminations organiques (1) TOF SIMS
R&D Front End Xj S/D=50-100nm Xj ext. =20-60nm Grille Contact S/D Lg Xj ext Xj SD Diélectrique Dopage caisson Dopage Canal Isolation Substrat
Profil B et As BF2 5keV, 21015at/cm2 As 3keV, 1014at/cm2 Recuit 1050°C Impl.
Interconnections Passivation Diélectrique Protection gravure Encapsulation du diélectrique Structure Damascene Cuivre + barrière Pre metal dielectrique Plot W
SiO2 SiC SiO2 Cu SiOC SiC Contamination par le Cuivre
Contamination du Cuivre Cu ECD 40 nm Cu PVD 20 nm Ta 15 nm TaN 10 nm SiO2 100 nm Å Si 725 µm
SIMS Dédié (CAMECA Wf) 300mm Salle blanche Automatisation
Récurrents Résolution en profondeur (<1nm) Sensibilité Zones d’analyse + particulièrement Transitoire (conc. Surf. ) Oxyde natif Préparation échantillons Quantification en profondeur Quantitatif Besoins
Conclusion • SIMS Particulièrement adapté à la micro-électronique • Technique de base en R&D • Evolution cte pour répondre aux besoins technologiques (micro nano)