Gravure ionique reactive des couches minces de tungstene et de tantale dans un plasma radiofrequence de sf::(6) : analyse du plasma et des surfaces gravees

par Philippe Briaud

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Guy Turban.

Soutenue en 1988

à Nantes .

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  • Résumé

    La presente etude porte sur la gravure seche de differents materiaux utilises pour la microelectronique. Nous avons etudie l'interaction entre un plasma rf de sf, a basse pression, et les couches minces de tantale et de tungstene. Pour cela nous avons effectue une analyse du plasma de sf::(6) avec une sonde de langmuir et un analyseur d'energie, et une analyse des surfaces apres gravure par spectrometrie de photoelectrons (esca ou xps), spectrometrie auger (aes) et spectrometrie de masse des ions secondaires emis par la surface (sims). Pour les deux regimes de frequences d'excitation utilises au cours de cette etude (25-125 khz) a basse frequence, et 13,56 mhz a haute frequence, on a trouve que le plasma de sf::(6) etait tres electronegatif (n>0,9 n::(+), n::(e) equiv. A 0,02 a 0,07 n::(+)). A basse frequence, l'energie des ions positifs est distribuee entre 0 et qv::(rf). La composante de basse energie (0-600 ev) a basse pression (10 mtorr) depend de la nature des electrodes. Une comparaison avec les distributions obtenues dans ar et cf, pour lesquelles l'influence des parametres "pression" et "puissance" est interpretee en considerant la decharge comme quasi continue, nous permet d'attribuer cette composante de basse energie aux ions crees dans la gaine par les electrons secondaires emis par les electrodes lorsqu'elles sont soumises au flux d'ions. A haute frequence, l'energie des ions positifs qui atteignent l'electrode-masse du reacteur est distribuee entre 0 et 50 ev. A basse pression, l'energie moyenne de la distribution est determinee par le potentiel plasma moyen v::(p). L'analyse in-situ des surfaces de ta et w, effectuee par spectrometrie auger et sims, apres gravure dans sf::(6), indique la presence d'une quantite notable de soufre sur la surface, quantite qui diminue lorsque l'echantillon est au contact de l'atmosphere ambiant. L'analyse de ces surfaces par spectrometrie de photoelectrons montre que les especes wf::(m)(m <ou= 6) et taf::(n)(n<5) sont chimisorbees. Le seuil de desorption de wf::(m), induit par les ions, est proche de 25 ev. Des contaminations dues a la pulverisation de l'electrode en aluminium, lorsque l'echantillon est place directement dessus, ont aussi ete detectees


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Informations

  • Détails : 246 P.
  • Annexes : 131 REF

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 88 NANT 2001
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