Mise au point et caracterisation de procedes plasma intervenant lors de l'elaboration des interconnexions pour les filieres cmos

par Pascal Czyprynski

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Pierre Ranson.

Soutenue en 1999

à Orléans .

mots clés

Résumé

Cette etude vise a une meilleure comprehension des mecanismes de gravure par plasma des materiaux pour realiser les interconnexions en microelectronique silicium (al et sio 2). Les principales techniques de caracterisation employees sont la spectroscopie de photo-electrons x (xps) in-situ et l'analyse par fluorescence x (wdxrf) permettant de realiser des analyses de surface. L'emission optique a ete utilise pour caracteriser la phase gazeuse du plasma. Dans le cas de la gravure de lignes d'aluminium en plasma cl 2/bcl 3, l'analyse par xps montre que l'anisotropie de gravure est obtenue grace a la formation d'une couche de passivation constituee de carbone de la resine redeposee sur les flancs des motifs. Le chlore residuel present dans le film de passivation est quantifie par xps et wdxrf apres traitements anticorrosion. Ces techniques permettent de quantifier et de localiser le chlore residuel sur les lignes apres traitements anticorrosion. Parallelement a ces etudes, un procede de gravure permettant de reduire la consommation resine a ete developpe. L'actinometrie et les mesures de sonde electrostatique ont permis de caracteriser la phase gazeuse du plasma fonctionnant dans un regime basse densite et, un modele base sur ces mesures est presente expliquant la diminution de la consommation resine. La deuxieme partie de ce travail presente les resultats des analyses xps realisees dans des trous de contact a fort facteur d'aspect graves dans deux sources industrielles. Cette etude permet de caracteriser les polymeres fluorocarbones deposes au fond des motifs en fonction du facteur d'aspect. L'analyse topographique chimique par xps permet d'analyser la composition et l'epaisseur du film fluorocarbone en fonction des plasmas de gravure. A l'issu de ces analyses, un modele base sur l'influence des effets de charge locaux est presente permettant d'expliquer les mecanismes de gravure de l'oxyde dans les diverses sources plasma utilisees dans cette etude.

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