Procédé qui forme les tranchées des lignes et les trous des vias dans l'isolant, les remplit simultanément de Cu et les finit par une seule CMP. Il réduit le nombre d'étapes.
Nom japonais: デュアルダマシン法
« Procédé double damascène » apparaît dans 3 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Procédés d'interconnexion.
Domaine: Procédés d'interconnexion
On dépose d'abord un empilement diélectrique, généralement un film low-k avec de fines couches d'arrêt de gravure ou de couverture. La lithographie et la gravure y ouvrent ensuite deux types de motifs : des trous de via descendant jusqu'au niveau d'interconnexion inférieur, et des tranchées ayant la forme des lignes du niveau courant. On pulvérise une fine barrière de diffusion, par exemple TaN/Ta, et une couche d'amorce (seed) en cuivre, puis on dépose le cuivre par électrolyse pour remplir ensemble vias et tranchées ; le polissage mécano-chimique (CMP) retire enfin l'excédent de cuivre et de barrière en surface, ne laissant le métal incrusté que là où des motifs ont été définis.
Les interconnexions en aluminium étaient réalisées en déposant un film métallique puis en le gravant en lignes. Le cuivre se prête mal à cette approche, car ses produits de réaction avec les chimies de gravure plasma courantes ne sont pas volatils aux températures de procédé habituelles. Le procédé damascène contourne le problème en gravant plutôt le diélectrique puis en le remplissant de métal, à la manière de l'art de l'incrustation de Damas qui a donné son nom à la méthode. La couche barrière est indispensable, car le cuivre diffuse facilement dans le silicium et les diélectriques, où il dégrade les composants et l'isolation.
Le simple damascène réalise vias et lignes en passes séparées, chacune avec sa propre structuration du diélectrique, son dépôt de barrière et d'amorce, son électrodéposition et sa CMP. Le double damascène définit les deux motifs avant une métallisation unique, économisant à chaque niveau d'interconnexion une séquence de dépôt, d'électrodéposition et de CMP. Comme le via et la ligne au-dessus forment une seule pièce de cuivre continue, il n'y a pas d'interface de barrière entre eux, ce qui abaisse la résistance du via et améliore la fiabilité vis-à-vis de l'électromigration. Les puces avancées répètent ce module pour chacun de leurs nombreux niveaux de cuivre.
Le double damascène existe en variantes qui diffèrent par le motif ouvert en premier : en via-first, les trous sont gravés avant les tranchées ; en trench-first, c'est l'inverse ; et des schémas à masque dur aident à aligner les vias sur la tranchée supérieure. Aux nœuds avancés, les vias ne font qu'environ 20 nm de diamètre et une puce en contient des milliards : un remplissage sans cavité, une CMP uniforme et l'absence de dommages aux fragiles diélectriques low-k pendant la gravure et le retrait de résine influent donc fortement sur les performances comme sur le rendement. Un seul via ouvert peut rendre un circuit inutilisable.
Réponse : B. Des tranchées sont formées dans l'isolant, remplies de Cu, et le Cu excédentaire est retiré par CMP
Dans le procédé damascène, on grave d'abord dans l'isolant des tranchées ayant la forme des interconnexions, on dépose par pulvérisation la couche barrière et la couche d'amorçage de Cu, puis on remplit de Cu par électrodéposition. Enfin, la CMP retire le Cu et la barrière excédentaires en surface, ne laissant les interconnexions que dans les tranchées. Le nom vient de l'art de la damasquinerie de l'ancienne Damas, qui consiste à incruster de l'or ou de l'argent dans des sillons gravés dans le métal. La méthode qui remplit en une fois tranchées et vias est appelée procédé double damascène.
Réponse : A. Un conducteur qui relie électriquement les couches d'interconnexion supérieure et inférieure
Un via est un conducteur vertical obtenu en remplissant de métal un trou percé dans l'isolant intercouche, qui relie les interconnexions de la couche supérieure et de la couche inférieure. Dans les produits avancés, il est extrêmement fin (environ 20 nm de diamètre) et une puce en compte plusieurs milliards ou plus. Celui qui relie le transistor à la couche d'interconnexion la plus basse est appelé contact. Dans le procédé double damascène, les tranchées et les vias sont remplis de Cu en une fois. La résistance des vias et les défauts d'ouverture influent fortement sur les performances et le rendement.
Le simple damascène forme les vias et les lignes au cours de séquences séparées de dépôt, d'électrodéposition et de CMP. Le double damascène ouvre d'abord les deux dans le diélectrique, puis les remplit de cuivre en une seule séquence, ce qui économise des étapes et évite une couche barrière entre via et ligne.
Le cuivre ne forme pas facilement de produits de gravure volatils avec les chimies plasma standard ; structurer un film de cuivre par gravure sèche est donc irréaliste. On structure plutôt le diélectrique, on le remplit de cuivre, puis on le polit à plat.
Il vient de l'art traditionnel de l'incrustation associé à Damas, où l'on sertissait de l'or ou de l'argent dans des rainures creusées dans une surface métallique, tout comme le cuivre est incrusté dans des rainures du diélectrique.
La méthode qui remplit en une fois tranchées et vias est appelée procédé double damascène.
Quelle description du procédé damascène, couramment utilisé…Dans le procédé double damascène, les tranchées et les vias sont remplis de Cu en une fois.
Quelle description d'un via dans une interconnexion multico…Dans le procédé double damascène, on forme dans l'isolant à la fois les trous de via et les tranchées par lithographie et gravure, puis on remplit l'ensemble par la couche barrière, la couche d'amorçage et l'électrodéposition de Cu, et on termine par une seule CMP.
Comment appelle-t-on la méthode qui remplit simultanément d…Couche d'amorçage (seed layer) CMP Via Procédé damascène Contact Rendement (yield) Alimentation par la face arrière (backside power delivery) Barrière métallique Chute IR (IR drop) Couche de passivation