Etude la physico-chimie d'un magnetoplasma de chlore pour la gravure sous-micrometrique

• Auteur / Autrice : OLIVIER PAUNA
• Direction : Jean-Pierre Boeuf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

L'objectif de cette these est de mieux comprendre les phenomenes physiques et chimiques se produisant dans un plasma de haute densite concu pour la gravure sous-micrometrique de couches minces. Le plasma est produit dans le chlore par une onde electromagnetique de surface et peut etre confine par un champ magnetique statique uniforme. La flexibilite du reacteur en termes de conditions operatoires rend possible une etude parametrique de l'influence du confinement magnetique sur les caracteristiques du plasma. Pour cela, nous avons examine les proprietes du plasma au moyen de plusieurs methodes de diagnostics comme les sondes electrostatiques, le photodetachement des ions negatifs par laser, la propagation d'ondes acoustiques ioniques et la spectroscopie d'emission optique. Dans un premier temps, nous nous sommes interesses a l'influence des conditions operatoires sur les proprietes spatiales du plasma, en ce qui a trait aux caracteristiques electriques (electrons, ions positifs et negatifs) et chimiques (neutres reactifs). Dans un deuxieme temps, nous avons examine l'impact du rapport d'aspect du reacteur (i. E. Rapport de la longueur du reacteur sur son rayon) tant sur les caracteristiques electriques que chimiques du plasma. Parallelement a ces etudes experimentales, nous avons developpe un modele fluide bidimensionnel, resolvant de maniere auto coherente les deux premiers moments de l'equation de boltzmann et l'equation de poisson. En utilisant une approche semi-implicite, nous avons pu conserver un temps de calcul assez faible et ainsi utiliser ce modele pour l'etude d'un plasma de diffusion dans un gaz electropositif. Nous avons ainsi pu estimer la valeur du coefficient de diffusion perpendiculaire dans le cas d'un gaz electropositif soumis a un champ magnetique axial uniforme. Les resultats obtenus sont qualitativement en bon accord avec le coefficient de diffusion propose par liebermann et lichtenberg.