Gravure à température cryogénique

Christophe Cardinaud, Aurélie Girard, Cédric Mannequin [2022, ->], Ahmed Rhallabi  Chercheur Contractuel : Felipe Cemin [2022-2023], Ahmad Mortada [2022-2022], Doctorant Jack Nos [2021-2024]

En plus du champ usuel d’application en gravure profonde du silicium, les procédés cryogéniques apparaissent prometteurs aujourd’hui pour la gravure de matériaux divers (semi-conducteurs, leurs oxydes et nitrures, matériaux de faible permittivité…) à des dimensions de motifs nanométriques et avec le besoin de contrôler la profondeur gravée à la couche atomique près (ALE - atomic layer etching).
L’un des intérêts de la cryo-ALE réside dans le fait que les espèces qui participent à la gravure sont, dans le premier temps, physisorbées sur la surface du substrat froid et réagissent ensuite chimiquement avec celle-ci lors d’un plasma d’argon initié dans le second temps. Ces étapes sont ensuite répétées jusqu’à atteindre la profondeur de gravure souhaitée.
Atteindre ces objectifs applicatifs requiert de progresser dans la compréhension des mécanismes physiques et chimiques impliqués dans le procédé.
Pour ce faire, cette étude est menée pour des composés silicium (Si3N4 et SiO2) pour différents gaz fluorés sur la plateforme Optimist connectée par un transfert sous ultra vide à un ensemble XPS possible entre -180 °C et +100 °C.

Mots-clés                 Gravure plasma cyclique, cryo-ALE, physisorption, sélectivité,
Expertises               Plasmas fluorés SF6, CF4, C4F8, Caractérisation de surface in situ : XPS.
Collaborations        GREMI Orléans, TEL Tokyo et Albany, LTM Grenoble