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| Thesis advisor
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| Author
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| alternative label
| - Towards ultra low-k materials engineering , study of the reaction mechanisms during plasma deposition with new organosilicon and porogen precursors, reactor cleaning optimization
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| dc:subject
| - Thèses et écrits académiques
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| preferred label
| - Vers les matériaux à très faible constante diélectrique, étude des mécanismes réactionnels des dépôts plasma d'organosiliciés, influence des molécules précurseurs du dépôt et optimisation du nettoyage du réacteur
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| Language
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| Subject
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| dc:title
| - Vers les matériaux à très faible constante diélectrique, étude des mécanismes réactionnels des dépôts plasma d'organosiliciés, influence des molécules précurseurs du dépôt et optimisation du nettoyage du réacteur
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| Degree granting institution
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| note
| - This work is devoted to the plasma deposition of amorphous organosilicon a-SiOC : H films for porous ultra low-k materials (k<2.5) engineering by a two steps \" porogen approach \". The first step is the plasma deposition using an organosilicon \" matrix \" precursor (SiwOxCyHz) and an organic \" porogen \" molecule (CiHjOk). The latter induces an organic sacrificial \" phase\" into the film which is removed during a second cu ring step (e.g. annealing), th us making the film porous. The main goal of this work is to understand the relevant molecule features regarding the plasma deposition. The reactor cleaning optimization, which raises issues with carbon rich films, is also considered. Therefore the reaction mechanisms of molecules in plasma and the subsequent film formation are investigated in parallel. The role of the precursor structure is investigated by comparing two different organosilicon precursors : the diethoxymethylsilane (DEOMS), the decamethylcyclopentasiloxane (05), along with one organic porogen the cyclohexene oxide (CHO) respectively. The plasma and the gaseous by-products are analyzed with various techniques: optical emission spectroscopy (OES), mass spectrometry (QMS), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR). The films are investigated with spectroscopic ellipsometry and FTIR absorption. Finally the decomposition of film during annealing is investigated by thermo gravimetric analysis (TGA) and simultaneous IR absorption of desorbed molecules. These results show that porogen incorporation and organosilicon fragments depend on the matrix precursor nature. The DEOMS/CHO achieves ultra low-k porous films whereas D5/CHO is not an efficient chemistry.
- Cette étude est consacrée au dépôt plasma de films organosiliciés amorphes a-SiOC : H pour l'obtention de matériaux \" ultra low-k \" poreux (constante diélectrique relative inférieure à 2,5). La technique, dite \" approche porogène \", repose sur le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVO) à partir d'un précurseur organosilicié \" matrice \" (SiwOxCyHz) et une molécule organique \" porogène \" (CiHjOk). Celle-ci introduit une phase organique sacrificielle retirée du film par un recuit postérieur au dépôt. L'objectif principal de ce travail est la compréhension des propriétés pertinentes des molécules précurseurs. L'amélioration du nettoyage du réacteur de dépôt est également abordée. Ce travail étudie en parallèle les mécanismes réactionnels des molécules lors du dépôt plasma, et la structure des films obtenus. L'importance de la nature des molécules est analysée en comparant deux précurseurs \" matrice \": le décaméthylcyclopentasiloxane (D5 et le diéthoxyméthylsilane (DEOMS), avec une molécule porogène : l'oxyde de cyclohèxene (CHO). Les techniques de caractérisation des plasmas et des gaz sont la spectrométrie d'émission optique (OES), la spectrométrie quadripolairE de masse (QMS) et l'absorption en infrarouge à transformée de Fourier (lRTF). Les films ont été étudiés par éllipsométrie spectroscopique et IRTF. Le recuit des films est analysé par thermo-gravimétrie (ATG) couplée à l'absorption infrarouge des espèces désorbées. Les résultats montrent la dépendance de l'incorporation du porogène et la structure des fragments organosiliciés selon la nature du précurseur utilisé. La chimie DEOMS/CHO, à l'inverse du D5/CHO, permet d'obtenir un ultra low k poreux.
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