Developpement et caracterisation des procedes de gravure de la grille en polysilicium dans une source plasma haute densite

par FERDINAND BELL

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de G. TURBAN.

Soutenue en 1996

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail montre que l'utilisation d'un masque dur d'oxyde plutot qu'un masque organique en resine augmente considerablement la robustesse des procedes de gravure de la grille en polysilicium et permet la gravure de la grille sur des oxydes minces de 45 a sans creation de defauts structuraux dans les zones actives. La generation de defauts structuraux observes dans le silicium massif du substrat sous l'oxyde de grille est attribuee au trenching induit en bord de grille par le pas de gravure principal du plasma et transfere dans l'oxyde de grille pendant la transition entre l'etape de gravure principal et l'etape de surgravure. Le masque oxyde permet d'eliminer la source de carbone qu'est la resine du masque organique qui diminue la selectivite polysilicium/oxyde de grille par un facteur 3 a 4 dans une zone ouverte. Le masque dur d'oxyde permet donc de diminuer la vitesse de transfert du trenching dans l'oxyde de grille par un facteur trois a quatre, d'ou l'amelioration de la robustesse du procede. Cette etude a egalement permis de montrer que le nettoyage et conditionnement de la chambre avant gravure permet d'eliminer toute contamination en carbone dans la chambre et donc de garder le benefice du masque dur. Une part importante de cette etude a ete consacree a l'etude de la gravure du polysilicium masque par de la resine en utilisant des chimies cl#2/he et hbr/cl#2/o#2. Une methode originale a ete developpee qui permet de mesurer par xps l'epaisseur d'oxyde de grille dans des structures reelles ou les techniques classiques sont inoperantes. Une correlation est clairement etablie entre la consommation d'oxyde de grille et la concentration de carbone sur l'oxyde de grille mesuree par xps. L'analyse de la composition des polymeres formes sur les flancs du polysilicium et du masque oxyde ou resine pendant la gravure de la grille avec une chimie polymerisante hbr/cl#2/o#2 a egalement ete entreprise par xps. Avec un masque en resine, ces analyses montrent que le polymere forme sur les flancs des motifs est un oxyde dont la composition est identique sur les flancs du polysilicium et de la resine. La faible concentration de carbone mesure dans le polymere montre que contrairement aux idees generalement admises, la pulverisation de la resine du masque n'intervient pas dans la formation du polymere. Sa composition suggere qu'il est forme a partir des produits de reaction de la gravure du polysilicium, ce qui permet de prevoir que son epaisseur decroit graduellement le long du flanc du polysilicium. Le mecanisme propose permet egalement d'expliquer le notching, defaut d'anisotropie qui apparait au bas de la grille ou le polymere est le plus mince. Un polymere de meme nature et d'epaisseur comparable est egalement observe sur les flancs de la grille avec un masque dur d'oxyde, ce qui montre qu'il est egalement forme a partir des produits de gravure du polysilicium et confirme que le masque n'intervient pas dans la formation du polymere


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  • Détails : 140 P.
  • Annexes : 100 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 96 NANT 2018
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  • Cote : 96 NANT 2018
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