Developpement, optimisation et industrialisation d'un instrument de controle, en temps reel et in-situ, des procedes de depot et de gravure en micro-electronique : un ellipsometre a modulation de polarisation

par PASCAL AMARY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de PIERRE DAVY.

Soutenue en 1991

à Orléans .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le travail a consiste a mettre au point et a industrialiser un ellipsometre in-situ et temps reel, destine a controler la gravure ou le depot dans le domaine des semi-conducteurs. Le principe optique retenu, un ellipsometre a modulation de polarisation, permet d'obtenir des performances compatibles avec les besoins du monde industriel d'aujourd'hui. La modulation est obtenue en faisant tourner une lame birefringente, quart d'onde a la longueur d'onde de travail, entre un polariseur lineaire fixe et l'echantillon a analyser. La source lumineuse utilisee est un laser he/ne a 632. 8 nm. Le faisceau optique, apres reflexion sur l'echantillon, est detecte par une photodiode placee derriere un analyseur constitue d'un polariseur lineaire fixe. L'analyse des coefficients de fourier, deux et quatre du signal echantillonne, permet de calculer les angles ellipsometriques psi et delta, puis l'epaisseur et l'indice de la couche superficielle traversee en utilisant un modele physique suppose representatif de la situation experimentale. Apres un rappel concernant la description d'un faisceau polarise, les bases theoriques necessaires a la comprehension de l'outil sont enoncees. La realisation du prototype et ses resultats sont presentes. Actuellement en salle blanche, il est destine a caracteriser les plaquettes de silicium. L'outil industriel final est ensuite decrit. Enfin, une derniere partie explicite un modele physique a n couches, analyse des simulations et interprete des mesures experimentales, obtenues sur des reacteurs rf


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  • Annexes : 16 REF

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