Diagnostic d’un nouveau type de plasma pulsé pour la fabrication de dispositifs avancés

Contexte :
La fabrication des nanostructures qui prennent place (entre autres) dans les circuits intégrés repose sur l’enchainement d’étapes technologiques de dépôt du matériaux, de lithographie pour former un masque représentant le motif à créer et enfin de gravure par plasma du matériau a travers le masque. Avec les dimensions actuelles de l’ordre de 5 nm et la nécessité de graver le matériaux sélectivement par rapport au masque et à la sous couche, les procédés plasma conventionnels montrent de sérieuses limitations. Pour obtenir un meilleur contrôle des flux et de l’énergie des radicaux et des ions responsables de la gravure, la solution la plus récente consiste à moduler à la fois la source de puissance RF haute densité (ICP) qui sert à créer le plasma, et la source de puissance RF (bias) qui sert à accélérer les ions. De plus, des résultats remarquables ont été obtenus récemment en introduisant un décalage de phase entre les impulsions ICP et de bias. Cependant, les phénomènes physiques à l’origine de ces améliora ions demeurent inconnues.
Leur étude fait l’objet de ce stage.

Objectif :
Dans ce contexte, l’objectif du stage de Master est d’effectuer des mesures avec résolution temporelle du flux ionique bombardant le substrat dans ces plasmas pulsés. Pour ce faire, le LTM à investit dans une sonde électrostatique (modèle « Plato » de la société Impedans) susceptible de mesurer la distribution radiale du flux ionique au dessus du substrat 300mm avec une résolution temporelles < 5μs dans les plasmas pulsés. Le but premier de l’étude sera de comprendre quel est l’impact de la modulation en impulsion sur le flux d’ions, en fonction du rapport cyclique des deux sources pulsées (ICP et bias) ainsi que de la phase des impulsions. Si le temps le permet, ces mesures seront complémentées par les mesures correspondantes de la distribution en énergie des ions bombardant le substrat en utilisant un analyseur électrostatique multrigrille déposé directement sur le substrat (sonde RFEA «vertex») dont le LTM vient de faire l’acquisition à la société impedans.

Laboratoire d’accueil:
Microélectronique (LTM/CNRS)
17 avenue des martyrs
38054 GRENOBLE cedex 9

Formation Requise: M2
Durée: 6 mois
Début: mars 2022

Contact : gilles.cunge@cea.fr

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