Etude de l'interaction entre des plasmas de sf#6 et la resine de masquage dans des procedes de gravure seche

Study of the interaction between sf#6 plasmas and the photoresist mask in dry etching processes

• Auteur / Autrice : JEAN-FRANCOIS COULON
• Direction : Guy Turban
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

Ce memoire presente une etude des interactions entre des plasmas radiofrequence a base d'hexafluorure de soufre (sf#6) utilises pour la gravure des materiaux de la microelectronique et une resine photosensible de masquage de type novolaque. L'etude a porte, a la fois, sur le diagnostic de la phase gazeuse par spectrometrie de masse et spectroscopie optique d'emission, et sur l'analyse du polymere avant et apres traitement plasma. La resine hpr 206, actuellement employee en lithographie optique dans la fabrication des circuits integres, a ete caracterisee par des analyses physico-chimiques (ftir, rmn, absorption uv-visible, chromatographie, xps). La reticulation et la degradation structurelle du polymere ont ete mises en evidence sous l'effet de l'elevation de la temperature et du bombardement ionique. Le diagnostic des plasmas de sf#6, de sf#6/o#2 et de sf#6/n#2 a permis de mieux comprendre les mecanismes de production et de consommation du fluor et de l'oxygene atomiques. L'interaction de ces plasmas avec la resine de masquage se traduit par une forte fluoration de la surface et ce, meme avec 80% d'oxygene ou d'azote ajoute dans sf#6. La gravure du polymere par plasma de sf#6 a ete mise en evidence et les principaux effluents de gravure (cf#4 et cof#2) ont ete identifies par spectrometrie de masse. Nous avons montre que la surface de la resine est tres reactive vis-a-vis des produits gazeux fluores et piege les produits d'interactions plasma-surface peu volatils (wof#4 et tif#4). La spectroscopie de photoelectrons x angulaire a ete appliquee avec effet d'ombrage a des cellules memoires statiques (sram) 256k partiellement gravees afin d'analyser localement les motifs. Un plan d'experiences a permis de correler le taux de fluoration de la resine avec les parametres de la gravure du tungstene. Les conditions d'obtention d'un profil de gravure controle ont ete etablies et l'optimisation de l'ensemble du procede de gravure des couches de tungstene sur titane a ete realisee