Traitements plasmas Post Gravure pour l'intégration des matériaux SiOCH poreux dans les interconnexions en microélectronique

The decrease of the integrated circuits size lets to increase the performances and reduce the manufacture costs. However, this shrink causes the preponderance of interconnect delay compared to the transistor commutation time. Despite a high sensibility to plasma exposure, a porous SiOCH dielectric material with a lower k-value is implemented. This work focuses on the development of in situ plasma treatments performed after the etching of the imprint of metallic line into the dielectric material. These treatments, based on reductive, oxidizing and hydrocarbon chemistries, aim to 1) limit the residues formation in the case of a metallic hard mask which can cause yield losses and 2) limit the diffusion of the metallic barrier into the dielectric material. However, these treatments (NH3, O2, CH4, H2) have been optimized so as to not increase the modification induced by the etching step. The characterization of the dielectric material modification, induced by the treatments, at the bottom and the sidewalls of the trenches has been performed using new or optimized techniques. Thus, with all the plasma treatments, a modified layer is observed on both bottom and sidewalls of the trenches with different characteristics (thickness, permeation, surface composition...). The methane based plasma treatment limits the growth of metallic residues without increasing the modification induced by the etching step. This treatment has been implemented in production at STMicroelectronics.La miniaturisation des circuits intégrés permet à la fois d'augmenter les performances mais aussi de réduire leur coût. Cependant, cette réduction des dimensions provoque la prépondérance du temps de transit dans les interconnexions devant le temps de commutation des transistors. Ainsi, un matériau diélectrique de plus faible permittivité de type SiOCH poreux est intégré malgré une sensibilité plus élevée au plasma de gravure. Ce travail de recherche s'intéresse au développement de procédés plasmas in situ réalisés après la gravure de l'empreinte de la ligne métallique dans le diélectrique poreux. Ces traitements, utilisant des chimies réductrices, oxydantes et à base d'hydrocarbures, ont pour but de 1) limiter la croissance de résidus qui provoquent parfois des pertes de rendement dans le cas de l'utilisation d'un masque dur métallique et 2) limiter la diffusion de la barrière métallique en TaN/Ta. Cependant, ces traitements (NH3, O2, CH4, H2) ont été optimisés afin de ne pas augmenter la modification induite par l'étape de gravure seule. La caractérisation de la modification induite dans le diélectrique situé sur le fond et les flancs des lignes par les plasmas a été effectuée notamment en développant des techniques de caractérisation spécifiques. Ainsi, l'ensemble des traitements plasma induisent tous une couche modifiée dans le matériau avec des caractéristiques différentes sur le fond et les flancs (composition de surface, épaisseur, perméation...). Le traitement à base de méthane limite la croissance de résidus sans modifier le diélectrique plus que l'étape de gravure. Ce procédé a été implémenté en production par l'entreprise STMicroélectronics

Traitements plasmas post gravure pour l'intégration des matériaux SiOCH poreux dans les interconnexions en microélectronique

La miniaturisation des circuits intégrés permet à la fois d'augmenter les performances mais aussi de réduire leur coût. Cependant, cette réduction des dimensions provoque la prépondérance du temps de transit dans les interconnexions devant le temps de commutation des transistors. Ainsi, un matériau diélectrique de plus faible permittivité de type SiOC poreux est intégré malgré une sensibilité plus élevée au plasma de gravure. Ce travail de recherche s'intéresse au développement de procédés plasmas in situ réalisés après la gravure de l'empreinte de la ligne métallique dans le diélectrique poreux. Ces traitements, utilisant des chimies réductrices, oxydantes et à base d'hydrocarbures, ont pour but de 1) limiter la croissance de résidus qui provoquent parfois des pertes de rendement dans! le cas de l'utilisation d'un masque dur métallique et 2) limiter la diffusion de la barrière métallique en TaN/Ta. Cependant, ces traitements (NH3, 02, CH4, H2) ont été optimisés afin de ne pas augmenter la modification induite par l'étape de gravure seule. La caractérisation de la modification induite dans le diélectrique situé sur le fond et les flancs des lignes par les plasmas, été effectuée notamment en développant des techniques de caractérisation spécifiques. Ainsi, l'ensemble des traitements plasma induisent tous une couche modifiée dans le matériau avec des caractéristiques différentes sur le fond et les flancs (composition de surface, épaisseur, perméation...). Le traitement à base de méthane limite la croissance de résidus sans modifier le diélectrique plus que l'étape de gravure. Ce procédé a été implémenté en production par l'entrepriseThe decrease of the integrated circuits size lets to increase the performances and reduce the manufacture costs. However, this shrink causes the preponderance of interconnect delay compared to the transistor commutation time. Despite a high sensibility to plasma exposure, a porous SiOCH dielectric material with a lower k-value is implemented. This work focuses on the development of in situ plasma treatments performed after the etching of the imprint of metallic line into the dielectric material. These treatments, based on reductive, oxidizing and hydrocarbon chemistries, aim to 1) limit the residues formation in the case of a metallic hard mask which can cause yield losses and 2) limit the diffusion of the metallic barrier into the dielectric material. However, these treatments (NH}, O2, CH4, H2) have been optimized so as to not increase the modification induced by the etching step. The characterization of the dielectric material modification, induced by the treatments, at the bottom and the sidewalls of the trenches has been performed using new or optimized te<..1miques. Thus, with ail the plasma treatments, a modified layer is observed on both bottom and sidewalls of the trenches with different characteristics (thickness, permeation, surface composition...). The methane based plasma treatment limits the growth of metallic residues without increasing the modification induced by the etching step. This treatment has been implemented in production at STMicroelectronics.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Plasma Damage of Porous Low-k Materials

International audienc

Contour based metrology: getting more from a SEM image

International audienc

Pattern placement and shape distortion control using contour-based metrology

International audienc

Porous SiOCH Integration: Etch Challenges With a Metallic Hard Mask Approach

International audienc

High Risk of Anal and Rectal Cancer in Patients With Anal and/or Perianal Crohn’s Disease

International audienceBackground & AimsLittle is known about the magnitude of the risk of anal and rectal cancer in patients with anal and/or perineal Crohn’s disease. We aimed to assess the risk of anal and rectal cancer in patients with Crohn’s perianal disease followed up in the Cancers Et Surrisque Associé aux Maladies Inflammatoires Intestinales En France (CESAME) cohort.MethodsWe collected data from 19,486 patients with inflammatory bowel disease (IBD) enrolled in the observational CESAME study in France, from May 2004 through June 2005; 14.9% of participants had past or current anal and/or perianal Crohn’s disease. Subjects were followed up for a median time of 35 months (interquartile range, 29–40 mo). To identify risk factors for anal cancer in the total CESAME population, we performed a case-control study in which participants were matched for age and sex.ResultsAmong the total IBD population, 8 patients developed anal cancer and 14 patients developed rectal cancer. In the subgroup of 2911 patients with past or current anal and/or perianal Crohn’s lesions at cohort entry, 2 developed anal squamous-cell carcinoma, 3 developed perianal fistula–related adenocarcinoma, and 6 developed rectal cancer. The corresponding incidence rates were 0.26 per 1000 patient-years for anal squamous-cell carcinoma, 0.38 per 1000 patient-years for perianal fistula–related adenocarcinoma, and 0.77 per 1000 patient-years for rectal cancer. Among the 16,575 patients with ulcerative colitis or Crohn’s disease without anal or perianal lesions, the incidence rate of anal cancer was 0.08 per 1000 patient-years and of rectal cancer was 0.21 per 1000 patient-years. Among factors tested by univariate conditional regression (IBD subtype, disease duration, exposure to immune-suppressive therapy, presence of past or current anal and/or perianal lesions), the presence of past or current anal and/or perianal lesions at cohort entry was the only factor significantly associated with development of anal cancer (odds ratio, 11.2; 95% CI, 1.18-551.51; P = .03).ConclusionsIn an analysis of data from the CESAME cohort in France, patients with anal and/or perianal Crohn’s disease have a high risk of anal cancer, including perianal fistula–related cancer, and a high risk of rectal cancer