La métrologie de rugosité des flancs de motifs
La rugosité des surfaces, et plus précisément des flancs de motifs est un paramètre clé à maitriser lorsque l’on structure la matière par plasma. La présence de rugosité peut impacter de manière néfaste le fonctionnement des dispositifs quelle que soit l’application visée. Citons notamment, la rugosité des flancs d’une grille de transistor MOS qui introduit une variabilité sur la tension de seuil ou encore la rugosité de flancs de guide d’onde qui introduit des pertes de propagation optique. Pour pouvoir contrôler et minimiser cette rugosité, il faut avant tout être capable de la mesurer et la quantifier. Ces dernières années, un savoir-faire unique en métrologie de rugosité des flancs a été développé au sein de l’équipe gravure du LTM. La première méthode développée utilise de la microscopie électronique en vue de dessus (MEB-CD), qui à partir d’une analyse statistique des dimensions des motifs en vue de dessus permet d’estimer une rugosité moyenne sur toute la hauteur de motif et de remonter à une répartition fréquentielle de la rugosité [1]. La deuxième méthode repose sur le développement d’un protocole expérimental utilisant de l’AFM sur échantillon incliné et permet une reconstruction de demi-profil de motifs ainsi qu’une estimation de la rugosité de flancs sur toute la hauteur du motif [2]. Ces deux techniques complémentaires permettent une caractérisation complète des rugosités de flancs de motifs après gravure et permettent donc d’accompagner le développement de stratégies visant la minimisation de ces rugosités pendant la gravure plasma. Ces techniques ont notamment permis le développement de traitements plasma permettant une minimisation des rugosités de flancs des motifs de résine imprimée par lithographie, qui sont la première source de rugosité d’un motif après gravure. Elles ont également permis l’optimisation de procédés de gravure visant la fabrication de guides d’onde Si et SiN aux pertes de propagation optiques ultra-faibles. Cette recherche a été financée par des programmes du ministère de l’industrie (CATRENE, UTTERMOST) et des collectivités locales (Nano 2008, Nano 2012, Nano 2017).
