Gravure et traitement par plasma de matériaux organosiliciés SiOC(H) pour des applications en lithographie avancée et comme isolant d'interconnexion en microélectronique

Abstract

L'objet de cette étude est la gravure par plasma de nouveaux matériaux, SiOC(H). Leurs propriétés ajustables entre organiques et inorganiques leurs donnent de grandes potentialités en microélectronique. Premièrement, l'étude se porte sur des applications en lithographie optique avec de nouveaux polymères développés dans un projet européen, contenant un nanocomposé, la molécule POSS (Si8O12). Ces polymères faiblement absorbants à 157 nm pourraient être utilisés dans un procédé bicouche. Des analyses XPS et ellipsométriques sont effectuées pour caractériser ces matériaux avant et après traitement en plasma d'oxygène. Ensuite, le SiOC(H) est utilisé comme isolant d'interconnexion à faible permittivité électrique. Les plasmas de C2F6 avec des additifs (O2, Ar, et H2) sont utilisés pour obtenir une vitesse de gravure élevée et une grande sélectivité avec la couche d'arrêt SiC(H). Des analyses de surfaces et du plasma sont utilisées pour comprendre les mécanismes de gravures des matériaux.This study concerns the plasma etching of new materials SiOC(H). Their adjustable properties between organic and inorganic lead to great potentialities in microelectronics. This work is dedicated to two particular applications in microelectronics. First, the study is focused on their applications in optical lithography with new polymers developing in a european project, containing one nanocompound, the POSS molecule. These polymers that exhibit a low absorbance at 157 nm could be used in a bilayer process. XPS and ellipsometric analysis are performed to characterize these materials before and after oxygen plasma treatment. Then, the SiOC(H) are used as interconnection dielectric with a low electric permittivity. C2F6 plasma with various additives (O2, Ar, and H2) was studied in order to obtain a high eth rate, and a significant selectivity with respect to the etch stop layer SiC(H). Surface and plasma analysis are carried out to enhanced understanding of the material etch mechanisms.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF