Étude du dépot chimique de tungstène à partir d'une phase vapeur sur la base d'un nouveau concept de réacteur

Study of chemical vapour deposition of tungsten with a new concept of reactor

• Auteur / Autrice : Marc Plissonnier
• Direction : Michel Pons
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Genie chimique

Fabrication microelectronique

Tungstene

Sec

Nc

Silicium

Sub

Nc

Reacteur

Prototype

Depot chimique phase vapeur

Transfert chaleur

Transfert masse

Modelisation

Optimisation

W

Sec

Si

Sub

Microelectronic fabrication

Tungsten

Sec

Nc

Silicon

Sub

Nc

Reactor

Prototype

Chemical vapor deposition

Heat transfer

Mass transfer

Modeling

Optimization

Résumé

Depuis une quinzaine d'annees, le depot chimique en phase vapeur est etudie pour la metallisation des circuits integres. Neanmoins, les differents equipements industriels disponibles n'ont pas donne une entiere satisfaction car aucun d'entre eux n'est parvenu a eviter un depot de tungstene parasite sur la face arriere du substrat et sur le dispositif de chauffage. Pour resoudre ce probleme, le l. E. T. I a developpe un nouveau concept de reacteur. L'objet de cette etude porte sur la mise au point de ce reacteur prototype afin d'obtenir un depot de tungstene sur un substrat de silicium conforme aux exigences de l'industrie micro-electronique. Les transferts thermiques intervenant entre le dispositif de chauffage et le substrat ont ete etudies en fonction des conditions experimentales. La modelisation des phenomenes de transport a apporte des renseignements sur le comportement de la phase gazeuse au sein du reacteur. Apres une breve presentation du procede c. V. D, le reacteur ainsi que la procedure experimentale sont decrites. L'etude des transferts thermiques realisee a l'aide de modeles thermiques et de mesures experimentales a permis d'evaluer l'influence des differents echanges thermiques dans le reacteur et de proposer des conditions experimentales susceptibles de minimiser l'ecart de temperature existant entre la chaufferette et le substrat. L'uniformite de la temperature sur la surface du substrat a pu etre optimisee. Enfin, la simulation des phenomenes de transport a permis d'etudier le comportement de la phase gazeuse et d'expliquer son influence sur des caracteristiques telles que la vitesse de depot et son uniformite sur la surface du substrat et le taux de conversion pour deux modeles de reactivite (regime cinetique et diffusionnel). La geometrie du reacteur et les parametres experimentaux du procede de depot ont ete optimises a l'aide de la modelisation afin d'obtenir des specifications correspondant aux exigences de l'industrie micro-electronique pour les trois caracteristiques enoncees precedemment. Nos resultats demontrent la potentialite du reacteur prototype c. V. D dans le but d'une industrialisation du depot de tungstene