Study of plasma/polymer interactions. Influence of physical and chemical properties of polymers. Application to dry anisotropic development

• Auteur / Autrice : Michel Pons
• Direction : Jacques Pelletier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Industrie des polymeres

Peintures

Bois

Polymere

Effet structure

Gravure plasma

Mecanisme action

Effet temperature

Amelioration procede

Lithographie

Anisotropie

Etude experimentale

Polymer

Structure effect

Plasma etching

Mechanism of action

Temperature effect

Process improvement

Lithography

Anisotropy

Experimental study

Résumé

Cette etude de l'interaction plasma/polymere prend en compte les mecanismes de surface faisant intervenir les proprietes physico-chimiques des polymeres: temperature de transition vitreuse, proprietes viscoelastiques, masse moleculaire, structure chimique et degre de reticulation. Nous montrons que la temperature de transition vitreuse est un parametre physique essentiel de l'interaction plasma/polymere. Dans les plasmas d'oxygene, lorsqu'on franchit cette temperature, on observe toujours quel que soit le type de polymere, une augmentation de la vitesse de gravure en echelon. Cette augmentation est correlee a la variation de capacite calorifique du polymere a la transition vitreuse. La degradation (graphitisation) en volume est egalement reliee a ce changement d'etat du polymere par le biais du phenomene d'autodiffusion des chaines. Nous montrons que la scission des chaines qui peut se produire sous l'effet du plasma, facilite la degradation. A l'inverse, ce phenomene peut etre evite par une reticulation (avant ou pendant le traitement plasma) qui inhibe la diffusion. La comprehension des mecanismes de gravure et de degradation des polymeres dans les plasmas a permis, en microelectronique, d'ameliorer de nouveaux procedes. Ainsi le developpement selectif des resines silylees en plasma d'oxygene a ete optimise. Pour cela, les conditions de formation d'un masque resistant ont ete etudiees en fonction de la temperature, de la pression d'oxygene et de l'energie des ions. Dans le cas des systemes tricouches, l'etude montre qu'une anisotropie parfaite peut etre obtenue, a temperature ambiante, par passivation laterale des flancs de gravure en utilisant un plasma so#2-o#2. Ce procede permet la realisation de motifs lithographiques de dimensions de l'ordre du quart de micron