Brevet FR2132745A1 — publié le 19721124

i 2132745 . ï L'invention concerne un procédé permettant de réali ser des configurations-décapées dans de minces couches présen-- - tant des bords à profil défini variant dans de larges limites à l'aide d'un processus dç décapage par pulvérisation. -5 Dans la technique des couches minces* par exemple pour la réalisation de circuits intégrés, il faut décaper, à l'aide de procédés appropriés, les configurations requises dans de rninces couches. De plus, et surtout pour la réalisa-" tion de circuits intégrés comportant un câblage à plusieurs 10 couches, il est désirable que les minces couches décapées présentent des bords à profil défini. Il est connu (voir le brevet français No 1.508.463 et la première addition audit brevet français N° 33.^25) d'appliquer un-masque de décapage qui, comme il est usuel, 15 est constitué par une couche en vernis photosensible, dans laquelle est appliquée la configuration requise par un processus photo-lithographique, traitement lors duquel les parties découvertes de la couche sont décapées par un processus de décapage par pulvérisation, c'est-à-dire à l'aide d'un-bombardement 20 par ions. Ce procédé connu ne permet de former que des configurations à bords abrupts dans la couche à décaper. Cela est défavorable lorsqu'il s'agit d'appliquer sur la couche décapée une mince couche magnétique, du fait que les propriétés magnéti-25 ques sont fortement tributaires du profil du bord. Dans le câblage à plusieurs couches mentionnées ci-dessus, il est également désirable que les bords de la couche décapée ne soient pas abrupts mais présentent un profil défini voulu, tel qu'une pente de 4-5°, du fait que dans le cas 30 d'application de plusieurs couches sur la couche décapée, une autre couche appliquée présente une trop faible épaisseur à l'endroit des bords abrupts. L'invention vise à fournir un procédé du genre mentionné dans le préambule, permettant de réaliser des couches 35 décapées présentant des bords à profil défini. Conformément à l'invention, ce but est atteint du fait qu'on utilise un masque de décapage présentant des bords à profil défini et que le masque de décapage et le matériau à décaper sont éliminés à des vitesses ayant pratiquement le 40 même ordre de grandeur. 72 12244 2 2132745 L'invention est basée sur l'idée qu'on peut obtenir des bords à profil défini avec des couches décapées par un processus de pulvérisation en donnant au bord du masque de décapage le profil défini voulu et en éliminant ensuite le 5 masque de décapage et la couche à décaper à des vitesses ayant pratiquement le même ordre de grandeur de façon à former le profil de bord du masque de décapage dans la couche décapée. Dans le procédé conforme à l'invention, les vitesses de décapage pour le masque et pour la couche à décaper, ainsi 10 que l'épaisseur du masque et de la couche à décaper sont choisies de 'celle façon que le masque et les parties découvertes de la couche à décaper soient simultanément et complètement éliminés , que le masque soit complètement éliminé avant la couche à décaper ou que les parties découvertes de 15 la couche à décaper soient éliminées complètement avant le masque de décapage. Selon une forme de réalisation de l'invention, on utilise comme masque de décapage une couche en vernis photosensible à laquelle on peut donner facilement le profil de 20 bord défini voulu par traitement thermique à une température correspondant au profil voulu, après application, par le processus photolithographique usuel, de la configuration à former dans la couche à décaper. Les vitesses de décapage pour le masque et pour 25 la couche à décaper peuvent être réglées par addition d'au moins un gaz réactif à un gaz actif inerte utilisé pour le processus de décapage par pulvérisation. Si l'on utilise comme masque de décapage une couche en vernis photosensible et que la vitesse de décapage pour 30 ledit masque doive être notablement inférieure à celle utilisée pour la couche à décaper, on utilise,, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, un dispositif de décapage par pulvérisation muni d'une couche constituant cible en un matériau susceptible de fixer aussi intense que possible les 35 gaz dégagés dans l'enceinte active. Une telle couche constituant cible peut être en titane ou en zirconium. Les avantages obtenus conformément à l'invention résident surtout dans le fait qu'on peut réaliser d'une façon facile et reproductible, des configurations présentant des 40 bords à profil défini dans de minces couches, en ne donnant 72 1224 A 2132745 qu'su masque le bord de profil désirable qui est ensuite formé dans ir couche à décaper par un processus, de décapage par- pulvérisation. ■ La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout- donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente plusieurs couches successives formées per le vernis photosensible, le matériau à décaper . et le matériau de support. La figure la représente un profil décapé selon la figure 1. La figure 2 montre plusieurs couches successives selor. la figure 1, le vernis photosensible ayant- subi un traitement thermique à une température de 120°C. La figure 2a représente un profil décapé selon la figure 2. La figure 3 représente plusieurs couches successives selon 1e figure 1, le vernis pacte sensible ayant subi un traitement thermique à une température i'environ 250*0. La figure j>a représenta un profil décapé selon la figura 3. Le figure 3b représente un profil décapé selon la figurù 3» la vitesse de décapage du vernis photosensible dépasser.t. celle du matériau a décaper. La figure 3c représente un profil décapé selon la figur-j 3, la vitesse de décapage p^ur le vernis photosensible -étant inférieure à celle pour le matériau à décaper. Les figures 1 et la m^ntr-^nt une première forme de réalisation de l'invention. La figure 1 montre plusieurs coucnes successives constituées par un masque de décapage 1 en vernis photosensible, qui constitue la configuration à obtenir, une mince couche en SiO -, 2 à décaper et une couche support 3. Comme vernis photosensible, on utilise le matériau connu sur le :r.arche sous la dénomination commerciale "Sh'ipley AZ 1350 H". Le masque de décapage 1 et la mince couche à décaper 2 crée entant la. rn'e:,ie épaisseur d'environ 1 b . Les parties découvertes de- la couche \ décaper 2 sont éliminées par décapage par pulvérisation à haute fréquence, c'est-à-dire par décapage à l'aide d'ions. Cela s'effectue dans un dispositif de pulvérisation cathodique produisant des ions BAD ORIGINAL J 72 12244 4 2132745 — P argon, de préférence sous une pression de 10 torrs. L'énergie O de la source d'ions argon est d'environ 5 W/cm . Le faisceau d'ions élimine en environ 15 minutes et pratiquement à la même vitesse le masque de décapage 1 et les parties découvertes de 5 la couche 2 en SiOg. Après le processus de pulvérisation, on a obtenu la structure stratifiée qu'illustre la figure la, c'est-à-dire que le masque de décapage est complétaient éliminé, alors que la couche à décaper est éliminée aux endroits découverts jusqu' 10 la couche support J. Lors de ce processus de décapage, lors duquel le masque de décapage et le matériau à décaper présentaient la même épaisseur et furent éliminés pratiquement à la même vitesse, le profil de bord 10 du masque est formé dans la partie subsistante de la couche 2 en Si02. 15 Lors de la première forme de réalisation décrite ci-dessus, le profil de bord était une simple jonction abrupte. Pour obtenir un profil de bord d'une autre forme, il faut qu'avant le début du processus de décapage, le masque de décapage présente ce profil de bord. Dans la forme de réalisation 20 représentée sur les figures 2 et 2a, cela s'obtient en arrondissant par traitement thermique à une température d'environ 120°C le masque en vernis photosensible utilisé dans ce cas de façon à obtenir le profil de bord 20 représenté sur la figure 2, qui correspond pratiquement à la figure 1. 25 Si cette structure stratifiée est soumise au pro cessus de décapage par pulvérisation décrit pour la première forme de réalisation dans les mêmes conditions, c'est-à-dire avec la même épaisseur de couche et les mêmes vitesses de décapage, on obtient, dans ce cas aussi, le profil de bord du 30 masque de décapage dans la partie subsistante 2 de la couche en Si02. Pour obtenir un profil de bord plus fortement arrondi c'est-à-dire un bord présentant une pente d'environ 4-5°, comme représenté dans la troisième forme de réalisation représentée 35 sur les figures 3 et 3a> qui correspondent pratiquement aux figures 1 et la, respectivement 2 et 2a, le masque de décapage 1 en vernis photosensible est soumis à un traitement thermique à une température supérieure d'environ 250°C. Ainsi, il se forme le profil de bord fortement arrondir présentant un 40 angle d'inclinaison horizontal représenté sur la fi©ire 3 et 72 12244 5 2132745 désigné par le chiffre de référence 30. La figure 3a montre le profil de bord correspondant de la couche décapée 2 en SiO^. Dans cette forme de réalisation, on part également du fait que l'épaisseur de la couche de décapage et celle de la couche à 5 décaper sont identiques et que le masque et la couche sont : : enlevés pratiquement à la même vitesse. Toutefois, il est possible d'obtenir un grand nombre d'autres profils de bord dans la couche décapée en choisissant pour le masque de décapage une autre épaisseur 10 que celle de la couche à décaper et/ou en choisissant des vitesses de décapage différentes pour le masque de décapage et la couche à décaper.. Conformément à l'inventian, la vitesse de décapage pour le masque de décapage peut être supérieure à 50 fois celle pour la couche à décaper et vice-versa. 15 Si, pour une structure stratifiée représentée sur la figure 3, on choisit pour le masque de décapage 1 une vitesse de décapage supérieure à celle choisie pour la couche à décaper 2, ledit masque de décapage est déjà complètement éliminé - les épaisseurs des couches étant égales par ailleurs -20 lorsque les parties découvertes de la couche à décaper ne sont pas encore entièrement éliminées, c'est-à-dire que la couche à décaper 2 acquiert la forme représentée sur la figure 3b. En revanche, lorsque la vitesse de décapage pour la couche à décaper est choisie supérieure à celle utilisée 25 pour le masque de déèapage, on obtient, en partant de la structure stratifiée représentée sur la figure 3, après le décapage, une couche décapée de la forme représentée sur la figure 3c. Du fait que les parties découvertes de la couche à décaper sont déjà complètement éliminées avant le masque 30 de décapage, il subsiste une partie restante du masque de décapage 1, qui est alors éliminé à l'aide d'un des procédés usuels. ! Un profil de bord correspondant à l'une des deux dernières formes de réalisation s'obtient également en choi-35 sissant, pour les mêmes vitesses de décapage (ou pour des vitesses de décapage différentes) pour le masque de décapage et pour la couche à décaper des épaisseurs différentes pour le masque de décapage et pour la couche à décaper. Le rapport entre les vitesses pour le masque de 40 décapage et pour la couche à décaper peut être réglé par addition 72 12244 6 2132745 d'au moins un gaz réactif à un gaz actif inerte utilisé dans le dispositif de pulvérisation cathodique. Dans ce cas, il est important de surveiller la pression partielle du gaz réactif ou des Eaz réactifs à l'aide d'un spectromètre .de masse pour 5 la régler éventuellement. Il est désirable de maintenir la vitesse de décapage pour un masque de décapage en vernis photosensible aussi basse que possible sans - abaisser pour ce3a la vitesse de décapage pour la couche à décaper, de préférence en SiOg j c'est ainsi 10 qu'il est important d'utiliser, dans le dispositif de pulvérisation cathodique, une.couche constituant cible en un matériau susceptible de fixer aussi fortement que possible les gaz réactifs contenus dans 11 enceinte active. De tels matériaux sont le titane et le zirconium. 72 1224'.; 7 2132745 REVENDICATIONS 1.- Procédé permettant de réaliser des configurations décapées dans de minces couches présentant des bords à profil défini variant dans de larges limites par un processus de 5 décapage par pulvérisation, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un masque de décapage présentant des bords à profil défini et en ce que le masque de décapage et le matériau à décaper sont éliminés à des vitesses ayant pratiquement le même ordre de grandeur. 10 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses de décapage pour le masque de décapage et pour la couche à décaper, ainsi que les épaisseurs du masque de décapage et de la couche à décaper sont choisies de telle façon que le masque de décapage et les parties découvertes de la 15 couche à décaper soient éliminés complètement et simultanément. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses de décapage pour le masque de décapage et pour la couche à décaper, ainsi que les épaisseurs du masque de décapage et de la couche à décaper sont choisies de 20 telle façon que le masque de décapage soit éliminé complètsniént avant la couche à décaper. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses de décapage pour le masque de décapage et pour la couche à décaper, ainsi que les épaisseurs de masque 25 de décapage et de la couche_à décapage sont choisies de telle façon que les parties découvertes de la couche à décaper soient complètement éliminées avant le masque de décapage. 5-- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une couche en vernis photosensible comme 30 masque de décapage. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le vernis photosensible est appliqué sur une épaisseur déterminée ayant le profil de bord désiré. 7.- Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, 35 caractérisé en ce que le profil de bord défini du masque de décapage est formé par traitement thermique à une température correspondant au profil voulu après le procédé de développement. 8.- Procédé selon 1rune quelconque des revendications 1 à 7, earàctcricé en ce que la vitesse de décapcge pour le masque 40 de décapage en vernis photosensible ou pour xa couche à décaper 72 1224 8 2132745 est réglée par addition d'au moins un gaz réactif au gaz actif inerte utilisé pour le processus de décapage par- pulvérisation. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé 5 en ce que la pression partielle du gaz réactif ou des gaz, réactifs est surveillée à l'aide d'un spectromètre masse et éventuellement réglée, 10.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de décapage par pulvérisation 10 muni d'une couche constituant cible, qui est réalisée en un matériau susceptible de fixer aussi fortement que possible les gaz réactifs contenus dans l'enceinte active. 11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que comme matériau pour la couche constituant cible, on 15 utilise du titane ou du zirconium.