Contrôle de la forme de plaquettes. Etude des contraintes lors de la réaction à l'état solide de bicouches Ti/Al

Wafer shape control. Study of the reactivity in Ti/Al dual layers and its effect on the stress

• Auteur / Autrice : Ola Bostrom
• Direction : Olivier Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plaquettes à gravure en semiconducteurs

Titane

Silicium -- Substrats

Aluminium -- Couches minces

Courbes contrainte-déformation

Contraintes (mécanique)

Résumé

L'objectif de cette thèse est de maîtriser la forme des plaquettes de silicium à la fin du procédé de fabrication. La forme d'une plaquette est déterminée par l'équilibre mécanique entre la contrainte moyenne dans la multicouche constituant le produit et le substrat de silicium. Nous avons identifié des couches clés dans le procédé de fabrication qui peuvent être utilisées afin de donner aux plaquettes une forme finale acceptable du point de vue de la manipulation automatique sur les équipements de fabrication. En particulier, la contrainte dans les couches diélectriques ainsi que dans les couches de passivation a été ajustée afin de diminuer le WARP des plaquettes. Les propriétés mécaniques de couches minces d'aluminium ont été étudiées en fonction de la température par des expériences de mesure de courbure in-situ. Nous avons montré que le durcissement des couches d'Al(Si,Cu) observé lors du premier cyclage en température est due à un vieillissement à température ambiante et ne peut être expliquée par à une croissance de grains ou par une recristallisation. . .

This Ph. D was aimed at the control of the shape of processed silicon wafers. Indeed, their shape is determined by mechanical equilibrium between the average stress in the patterned multipl layer system that constitutes the IC circuit and the silicon substrate. We have identified key layers in the BEOL processing of IC circuits that may be used to tune the average stress to acceptable (machine/robot compatible) levels. The stress in layers such as the intermetal dielectrics and the different passivations are now under control with targets chosen to decrease the WARP. The mechanical properties of thin aluminium films have been investigated as a function of temperature by curvature measurements. We have shown that the decrease in the strength of the Al(Si,Cu) film observed during heating in the first thermal cycle is an effect of age hardening at RT and not linked to grain growth or recrystallisation. . .