Mécanismes d'anisotropie dans la gravure du silicium en plasma SF6. Modèle de gravure

Abstract

Les mécanismes de gravure du silicium en plasma de SF6 sont étudiés aux basses pressions et aux faibles énergies ioniques dans un Plasma Multipolaire Micro-onde. L'analyse des profils obtenus sur des motifs gravés et celle des produits de réaction détectés par spectrométrie de masse montre comment la vitesse de gravure et l'anisotropie évoluent en fonction de la pression. En particulier, on observe une transition régime isotrope-régime anisotrope pour une valeur critique de la pression. Pour expliquer les résultats expérimentaux obtenus, une nouvelle interprétation des mécanismes de surface intervenant en gravure plasma est proposée. Afin de rendre cohérents les modèles existants, il est nécessaire de leur adjoindre trois hypothèses supplémentaires, à savoir : i) existence de fortes interactions répulsives entre atomes de fluor adsorbés proches voisins; ii) diffusion en surface des espèces adsorbées ; iii) modèle d'adsorption multicouches pour le système Si/F. Le traitement analytique du modèle met en évidence que la vitesse de gravure est limitée par la pression partielle de fluor atomique dans le plasma, tandis que l'anisotropie est contrôlée par la densité de courant ionique