Cinetiques et dommages associes a la gravure selective sio#2/si sous faisceau d'ions fluorocarbones; apport de l'ellipsometrie a la caracterisation des surfaces gravees

Kinetics and damages associated to sio#2/si selective etching using fluorocarbon ion beams. Contribution of ellipsometry to the characterization of the etched surfaces

• Auteur / Autrice : Pascal Scheiblin
• Direction : Claude Lejeune
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La gravure selective sio#2/si a ete obtenue a l'aide d'un faisceau d'ions fluorocarbones issu d'un canon a ions original operant avec cf#4, chf#3 et c#3f#8: la source d'ions reflex electrostatique (sure-maxi). Afin d'etudier les surfaces gravees, des techniques de caracterisation complementaires: (ellipsometrie, spectrometrie d'electrons auger, et spectrometrie de photoelectrons x), ont ete mises en uvre pour determiner les correlations entre les parametres caracteristiques du faisceau d'ions (composition en masses, densite de courant, energie et incidence), et la cinetique d'attaque de si et sio#2 d'une part; et d'autre part la cinetique de croissance et les caracteristiques physico-chimiques de la couche fluorocarbonee qui se developpe preferentiellement sur les substrats de silicium, ainsi que les degats electriques causes a ces substrats. Enfin, les conditions de guerison in situ de ces dommages ont ete etudiees selon les conditions d'irradiation. L'interpretation des mesures ellipsometriques a ete etablie a partir d'un modele a deux ou trois couches. Il permet une analyse qualitative des consequences d'une irradiation sur l'etat de surface du substrat et rend compte de l'efficacite d'un nettoyage de celles-ci. Une simulation numerique qui decrit la croissance de la couche fluorocarbonee responsable de l'attenuation de la gravure du si ainsi que les variations de la vitesse d'attaque du si sous-jacent est proposee. Elle prend en compte les phenomenes d'incorporation-combinaison chimique-pulverisation, qui interviennent pendant le procede de gravure reactive. Un accord qualitatif satisfaisant est obtenu avec les variations experimentales des etats de surface, en fonction des parametres determinants que sont la composition en masses du faisceau d'ions et son energie