Gravure en plasma dense fluorocarboné de matériaux organosiliciés à faible constante diélectrique (SiOCH, SiOCH poreux) : étude d'un procédé de polarisation pulsée

par Vanessa Raballand

Thèse de doctorat en Science des matériaux. Plasmas et couches minces

Sous la direction de Christophe Cardinaud et de Gilles Cartry.


  • Résumé

    L'objet de ce travail est la gravure en plasma ICP fluorocarboné de matériaux à faible constante diélectrique que sont les méthylsilsesquioxanes SiOCH et SiOCH poreux, utilisés comme isolant intermétallique dans la réalisation de circuits intégrés en microélectronique. La gravure de matériaux utilisés comme masque dur ou couche d'arrêt, SiO2, SiCH, est aussi étudiée. Une vitesse de gravure élevée pour le low- SiOCH poreux, associée à une forte sélectivité de gravure vis à vis de SiO2 et SiCH, sont recherchées. Dans cet objectif, le procédé de gravure est modifié : la tension de polarisation, et donc l'énergie des ions, est pulsée. Pour comprendre les mécanismes de gravure de Si, SiCH, SiO2, SiOCH, et SiOCH poreux en polarisation continue et pulsée, les analyses de surface (XPS, ellipsométrie) sont couplées aux analyses plasma (spectrométrie de masse, spectroscopie d'émission optique, sonde plane). Un modèle est développé pour décrire la vitesse de gravure en polarisation pulsée.


  • Résumé

    This study concerns the etching of low permittivity methylsilsesquioxane materials, SiOCH and porous SiOCH, used as intermetal dielectric in microelectronics devices, with fluorocarbon inductively coupled plasma. Etching of SiO2 and SiCH, used as hard mask or etch stop layer is also studied. The aim is to obtain a high porous SiOCH etch rate with a high selectivity versus SiCH and SiO2. To reach this goal, the etching process has been modified : the bias voltage, and so the ion energy, is pulsed. This process provides excellent results concerning both etch rate and selectivity. To understand etch mechanisms of Si, SiCH, SiO2, SiOCH, and porous SiOCH in continuous and pulsed modes, surface analyses (XPS, ellipsometry) are coupled to plasma analyses (mass spectrometry, optical emission spectroscopy, planar probe). A model describing etch rates when a pulsed bias voltage is applied has been developed.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2006 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Gravure en plasma dense fluorocarboné de matériaux organosiliciés à faible constante diélectrique (SiOCH, SiOCH poreux) : étude d'un procédé de polarisation pulsée

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Informations

  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p.203-216

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