Thèse soutenue

Etude des phenomenes physiques associes a l'ouverture des contacts dans l'oxyde de silicium par gravure plasma

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Auteur / Autrice : CYRIL LE GOFF
Direction : Guy Turban
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Nantes

Résumé

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Le present travail est consacre a l'etude d'une importante etape technologique de la fabrication des circuits integres cmos ulsi, a savoir : l'operation d'ouverture des trous de contact. La gravure de l'oxyde de silicium est realisee dans un reacteur industriel de type diode radiofrequence, en plasma chf#3-cf#4-ar. L'influence des parametres du reacteur sur la gravure de l'oxyde, du masque de resine et du substrat de silicium sous-jacent est examinee suivant la methode des plans d'experiences. En outre, un reticule permettant de reproduire sur le masque de resine des reseaux de lignes et de contacts de dimensions 1 et 0,6 m est utilise pour etudier les effets de topographie. La caracterisation du procede est effectuee par la mesure des vitesses d'attaque, de l'uniformite, des selectivites, du profil et des dimensions des motifs graves, et des resistances de contact metal/si. L'analyse par spectrometrie de photoelectrons xps des surfaces traitees permet de comprendre les tendances observees, notamment en terme de selectivite oxyde/silicium. Une etude plus detaillee des modifications de surface du substrat de silicium expose au plasma chf#3-cf#4-ar est aussi entreprise. Nous nous focalisons sur la couche d'interface film (f, c)/substrat et sur l'etat cristallin du silicium. Enfin, la caracterisation des surfaces apres traitements post-gravure en plasma cf#4 ou cf#4-o#2 permet de s'assurer de l'elimination des defauts induits par l'etape de gravure. L'objectif est de restaurer la surface du silicium afin d'ameliorer les performances electriques des circuits cmos. Les effets de la chimie du plasma, du temps de traitement, de la taille et de la geometrie des motifs sur l'etat de surface du silicium sont etudies au moyen de la spectrometrie xps.