Etude et modelisation d'un procede de gravure plasma de l'aluminium

• Auteur / Autrice : MARIE-JOSEPHE VIGNES
• Direction : Jean-Noël Baléo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

Un procede de gravure de l'al implique dans la fabrication des circuits integres et utilisant des plasmas de cl2/bcl3/n2, a ete etudie experimentalement puis modelise. Realisees sur un reacteur industriel de type merie, les experimentations ont permis d'evaluer les effets des conditions operatoires (debit, pression, composition des gaz) sur des grandeurs mesurables (vitesse et uniformite de gravure, aspect des profils graves). Ensuite, trois modeles separes ont ete elabores. Tout d'abord, un modele de transport des especes chargees a permis de realiser des simulations monodimensionnelles instationnaires de plasmas de cl2, predisant le champ electrique, le potentiel, la densite des especes chargees et la temperature electronique dans l'espace inter-electrode. Ensuite, une modelisation hydrodynamique du transport des especes neutres dans le reacteur a permis de simuler l'ecoulement reactif (2d et 3d), de produire notamment les champs de vitesse et la repartition des differentes especes neutres et de predire la vitesse macroscopique de gravure a la surface de l'echantillon. Finalement, une modelisation de la gravure microscopique des motifs a permis de simuler l'evolution temporelle et topologique des profils pendant la gravure (2d). Cette simulation utilisant des parametres issus des deux precedentes realise un couplage. Les apports principaux de ce travail ont ete : de comparer les caracteristiques de la gravure avec et sans plasma (influence preponderante de la decharge sur l'uniformite et l'anisotropie de la gravure), de mettre en evidence l'existence d'une zone de diffusion des especes reactives au-dessus de l'echantillon en cours de reaction (influence sur l'uniformite de la gravure) et d'etablir un modele complet multi-couche de gravure de l'al par cl2. Une modification de la geometrie du reacteur industriel a ete proposee afin d'ameliorer l'uniformite de gravure et reduire la contamination particulaire.