Etude des interactions plasma–surface pendant la gravure du silicium dans des plasmas HBr/Cl2/O2 - FMNT - Fédération Micro- et Nano- Technologies Access content directly
Theses Year : 2004

Study of plasma-wall interactions during etching of silicon in HBr/Cl2/O2 plasmas

Etude des interactions plasma–surface pendant la gravure du silicium dans des plasmas HBr/Cl2/O2

Abstract

The aim of this work is to study the plasma-wall interactions during the etching of silicon gates in HBr/Cl2/O2 chemistries. In these processes a layer forms on the reactor walls and causes process drifts. The chemical nature and the deposition mechanisms of this layer have been studied by its afterward etching with an Ar/SF6 plasma and analysing the time resolved composition of the etch products by optical emission and mass spectrometry diagnostics. This allowed to demonstrate that this layer is a chlorine-rich SiOxCly layer. Also, the kinetics of SiClx radicals produced when etching silicon in HBr/Cl2/O2 plasmas, which are the precursors of the layer deposition, has been analysed by UV broad band absorption spectroscopy. It was concluded that the deposition precursors are Si, Si+, SiCl and SiCl+, but the reaction of these species with the deposited layer also leads to the formation of volatile SiCl2 radicals.
L'objectif de ce travail est de comprendre les interactions plasma-surface pendant la gravure du silicium dans des chimies HBr/Cl2/O2. Dans ces procédés, une couche se dépose sur les parois du réacteur et mène à la dérive du procédé. La nature chimique et les mécanismes de formation de cette couche ont été étudiés par sa gravure ultérieure avec un plasma Ar/SF6 et l'analyse résolue en temps des produits de gravure par les diagnostics d'émission optique et de spectrométrie de masse. Il a été montré que cette couche est du type SiOxCly très riche en chlore. Aussi, la cinétique des radicaux SiClx produits lors de la gravure du silicium par le plasma HBr/Cl2/O2, qui sont les précurseurs de ce dépôt, a été étudiée par la spectroscopie d'absorption large bande dans l'UV. Il a été conclu que les précurseurs du dépôt sont le Si, Si+, SiCl et SiCl+, mais la réaction de ces espèces avec les parois peut aussi mener à la formation de SiCl2 volatil.
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Dates and versions

tel-00009005 , version 1 (13-04-2005)

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  • HAL Id : tel-00009005 , version 1

Cite

Martin Kogelschatz. Etude des interactions plasma–surface pendant la gravure du silicium dans des plasmas HBr/Cl2/O2. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00009005⟩
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