Abstract FR:

Les procédés de fabrication des interconnexions de cuivre génèrent de fortes contraintes mécaniques au sein de celles-ci, qui sont à l'origine de la formation de cavités lors du fonctionnement des circuits intégrés. Ces cavités peuvent induire l'ouverture des circuits, ce qui détériore fortement leurs fiabilités. L'objectif de notre étude est d'analyser la formation des cavités sous contrainte et de déterminer les paramètres influant sur ce phénomène. L'influence des recuits sur la microstructure du cuivre est tout d'abord démontrée. Le module de Young des couches de cuivre est relié à leurs textures grâce à un modèle polycristallin. La température de contrainte nulle et le coefficient de dilatation thermique des couches de cuivre sont aussi déduits. Ces paramètres sont utilisés pour estimer les contraintes résiduelles dans les interconnexions de cuivre. Dans les lignes de cuivre, deux modes de formation des cavités sont observés, respectivement au dessous et au dessus de la température de contrainte nulle. Un seul mode a pu être détecté pour les interconnexions multi-niveaux. La comparaison des simulations par éléments finis et des résultats expérimentaux nous permet de relier l'état de contrainte dans les interconnexions au taux de germination et de croissance des cavités. Les propriétés de l'interface Curra semblent jouer un rôle primordial dans la formation des cavités et les nouveaux procédés de dépôt permettent de limiter leur germination. Un nouveau formalisme, permettant de décrire la germination et la croissance des cavités dans les interconnexions de cuivre, est proposé. Les énergies d'activation relatives à la formation des cavités sont alors déduites.