GRAVURE DE FILMS DE CUIVRE PAR FAISCEAU D’IONS CHLORES A TEMPERATURE QUASI-AMBIANTE

Hani F. YOUNES

Ce travail a eu un double objectif: l’étude de la gravure de couches minces de cuivre par faisceau d’ions chlorés à température ambiante, d’une part, et la compréhension des mécanismes physicochimiques de surface induits par la gravure, d’autre part. Dans un premier temps sont présentés les spécificités qu’implique la gravure du cuivre et les différents critères qui ont conduit au choix du procédé de gravure assistée d’ions (RIBE). Par la suite, les caractéristiques du réacteur de gravure et les différents moyens de caractérisation physico-chimiques et morphologiques mis  en œuvre au cours de l’étude (spectrométrie Auger,SIMS,RBS,MEB) sont présentés.Une étude comparative des perfomances et mécanismes de gravure à température ambiante relatifs à trois gaz chlorés (CCI ₂ F₂ ,  CI ₂  et SiCI₄ ) a été réalisée. Il a été démontré pour CCI ₂ F₂  et  CI ₂   qu’il existe une valeur minimale de l’énergie du faisceau d’ions pour laquelle un motif peut être gravé et que, pour des énergies supérieures, l’évolution de la vitesse de gravure semble tendre vers une variation semblable à celle obtenue sous flux d’argon. Une vitesse de 200 nm/min/mA/cm² a été obtenue avec une sélectivité, vis-à-vis du masque de résine photosensible, comprise entre 2 et 10 selon les conditions expérimentales. Pour SiCI₄, la vitesse de gravure varie quasi linéairement avec l’énergie des ions dans la gamme 200 à 1400 eV. Il a été également démontré que l’utilisation d’un masque de résine est compatible avec ce procédé de gravure. Dans tous les cas, une bonne anisotropie de la gravure pour des motifs de 10 à 50 microns est obtenue.l’ensemble des résultas a permis de proposer un modèle simple de la gravure sur la base de la pulvérisation physique d’une couche chlorée formée à la surface du film de cuivre.