Brevet FR2244261A1 — publié le 19750411

La présente invention concerne un dispositif pour ajuster des pastilles semiconductrices par rapport à un masque d'exposition au rayonnement comportant des structures de masquage disposées sur un support, en vue de la réalisation de structures dans des lagns photosensibles à l'aide d'une exposition au rayonnement X, ajustage qui s'effectue en amenant en recouvrement réciproque des marques d'ajustage complémentaires sur le masque d'exposition au rayonnement et sur la pastille semiconductrice, les structures de masquage étant constituées en un matériau fortement opaque au rayonnement X tandis que le support de ces structures de masquage est constitué en un matériau transparent au rayonnement X. La revue "Solid State Technology", juillet 1972, pages 21-25, a fait connaître le fait d'utiliser le rayonnement X pour l'exposition de la laque photosensible dans le cas de procédés photolithographiques pour la réalisation de systèmes à semiconducteurs dont les structures possèdent des dimensions de l'ordre du micron. L'utilisation du rayonnement X pour l'éclairement de la laque photosensible fournit une image plus exacte des structures de masquage sur la couche de laque photosensible étant donné que les phénomènes de diffraction sont réduits, et ce notamment lorsqu'une distance finie doit être respectée entre le masque dtexpo- sition au rayonnement et la couche de laque photosensible lors de l'éclairement de cette dernière.Conformément à l'état de la technique on utilise également les rayons X simultanément pour ajuster dans leur position géométrique le masque d'exposition au rayonnement par rapport aux pastilles semiconductrices sur lesquelles est située la couche de laque photosensible. l'utilisation de rayons X pour l'ajustage de la position des pastilles semiconductrices exige une dépense rela tivement élevée ai. Usàà nrxs X. En outre de nouveaux processus opératoires sont nécessaires sur les pastilles semiconductrices étant donné que lesdites pastilles doivent etre soumises à une attaque chimique pour être rendues minces en des emplacements adéquats. En outre d'autres prescriptions de sécurité pour le personnel de service sont nécessaires dans le cas de l'ajustage à l'aide du rayonnement X. l'invention a pour but, dans le cas de procédés photolithographiques, dans lesquels des structures doivent autre réalisées dans la laque photosensible à l'aide d'une exposition au rayonnement X, d'éviter l'utilisation de rayons X pendant la durée des travaux d'ajustage pour le positionnement des pastilles semiconductrices par rapport au masque d'exposition au rayonnement. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif du type indiqué plus haut, caractérisé conformément à l'invention par le fait que pour l'ajustage des pastilles semiconductrices on prévoit une source de rayonnement infrarouge et un récepteur pour ce rayonnement, la-fréquence du rayonnement à utiliser pour l'ajustage se situant dans une plage dans laquelle le matériau du# support et le matériau des pastilles semiconductrices sont encore transparents. L'invention part du fait connu que le matériau semiconducteur peut entre traversé au-delà de la limite d'absorption vers la plage spectrale des longueurs d'ondes élevées pour le rayonnemen#t électromagnétique. En outre, on peut éviter les imprécisions, ddes à es effets de diffraction, des marques d'ajustage en utilisant des marques ajustage possédant des sections transversales de formes appropriées, comme par exemple dans le cas de dispositifs concentriques et complémentaires. Une précision d'ajustage peut atteinre jusqu'à 05 dans le cas de l'utilisation d'un rayonnement 5nfrarouge. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 1 représente un exemple de réalisation préféré du dispositif suivant l'invention. La figure 2 représente la disposition des marques d'ajustage sur la surface d'une pastille semiconductrice du dispositif suivant l'invention. Les figures 3 et 4 représentent des coupes transversales du masque d'exposition au rayonnement du dispositif suivant l'invention. En figure 1, sur laquelle on a représenté un exemple de réalisation préféré du dispositif suivant l'invention, le masque 1 d'exposition au rayonnement est constitué par du silicium qui est rendu mince par attaque chimique en des emplacements 2 et 3 avec une épaisseur comprise entre environ 3 et 10 x , et-égale de préférence à 5#. Ces emplacements 2 et 3 sont les supports pour les marques d'ajustage 4 et pour les structures de masquage 5. Les marques d'ajustage 4 ainsiqle les structures 5 sont constituées par un revêtement en or possédant une épaisseur voisine de Si bien qu'elles sont pratiquement opaques pour les rayons X et pour le rayonnement infrarouge.La marque d'ajustage 7, qui est complémentaire de la marque d'ajustage 4, est située sur la pastille semiconductrice 6, de même que la couche de laque photosensible 8 devant être éclairée. Les rayons 10 provenant de la source 9 à faisceau étroit de rayonnement infrarouge traversent la pastille semiconductrice 6 ainsi que l'emplacement 2 aminçi par attaque chimique et situé sur le masque d'exposition au rayonnement et peuvent etre captés par un récepteur à infrarouge 11. L'ajustage de la pastille semiconductrice est obtenu lorsque laquantité de rayonnement infrarouge reçue par le récepteur d infrarouge a atteint un minimum-ou bien est tombée au-dessous du seuil de détection du récepteur à infrarouge. De préférence le récepteur à infrarouge 11 est constitué par un microscope à infrarouge qui est constitué, de façon usuelle, -par un objectif, un colonne, un oculaire et un concertisseur d'image. L'ajustement s'effectue par équilibrage de symétrie de marques d'ajustage cruciformes 4 et 7, avec un contr8le visuel. Dans l'exemple de# réalisation on a indiqué le silicium comme matériau de la pastille semiconductrice 6 ; cependant le dispositif conforme à l'invention convient également pour des matériaux semiconducteurs possédant des énergies de bande interdite, supérieures à 1,1 eV, conme par exemple pour l'arséniure de gallium et pour le phosphure de gallium. Etant donné que la pastille semiconductrice 6 est mobile sur son support suivant deux degrés de liberté linéaires (x, y) ainsi qu'un degré de liberté en rotation (Q) > deux couples identiques de marques d'ajustage pour l'ajustage de la pastille sont nécessaires pour réaliser le positionnement parfait de ladite pastille semiconductrice. En figure 2 on a représenté la disposition des marques d'ajustage sur la surface de la pastille semiconductrice 6. Les marques d'ajustage 4 et 7 servent par exemple à la fixation suivant les directions x et y tandis que les marques d'ajustage 40 et 70 servent par exemple à la fixation lors de la rotation suivant l'angle 0. Conformément à une variante du dispositif suivant l'invention, on utilise avantageusement un support pour les structures de masquage, qui est constitué par une couche Si02 possédant une épaisseur comprise entre 3 et l0#, et égale en particulier à 5 #, et qui est réalisée par oxydation thermique du silicium. La figure 3 montre une coupe transversale du masque d'exposition au rayonnement 1, qui possède un support constitué par une couche de SiO2 12 possédant une épaisseur voiaine de 5 . Les structures de masquage 5 ainsi que les marques d'ajustage 4 sont alors disposées sur cette couche de Si 12.Le masque dgexposition au rayonnement, représenté en figure 3, possède l'avantage consistant en ce que le matériau de support SiO2 possède une solidité plus élevée que le silicium utilisé auparavant En outre il est possible de fabriquer d'une façon plus simple et plus précise le masque d'exposition au rayonnement grace à l'utilisation d'agents sélectifs d'attaque chimique, qui attaquent uniquement le silicium, mais pas le bioxyde de silicium. Suivant une autre forme de réalisation du dispositif suivant l'invention, la solidité du support peut être encore accrue lorsqu'on dépose, sur la couche de SiO2 12, une autre couche en résine synth#tique. En figure 4 on a représenté une coupe transversale du masque dlexposition au rayonnement 1 qui comporte, sur la couche de SiO2 12, une autre couche de protection 13 qui possède une épaisseur comprise approximativement entre 3 et 10 et qui est constituée par le matériau synthétique dénommé polyimide. Les structures de masquage 5 ainsi que la marque d'ajustage 4 sont situées sur cette couche de protection 13. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour ajuster des pastilles semiconductrices par rapport à un masque d'exposition au rayonnement comportant des structures de masquage disposées sur un support, en vue de la réalisation de structures dans des laques photosensibles à l'aide d'une exposition au rayonnement X, ajustage qui s 'effec- tue en amenant en recouvrement réciproque des marques d'ajustage complémentaires sur le masque d'exposition au rayonnement et sur la pastille semiconductrice, les structures de masquage étant constituées en un matériau fortement opaque au rayonnement X tandis que le support de ces structures de masquage est constitué en un matériau transparent au rayonnement X, caractérisé par le fait que pour réaliser ajustage des pastilles semiconductrices, il est prévu une source de rayonnement infrarouge et un récepteur pour ce rayonnement, la fréquence du rayonnement utilisé pour l'ajustage se situant dans une plage dans laquelle le matériau du support et celui des pastilles semiconductrices est encore transparent. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise du silicium comme matériau du sup- port et qu'on prévoit une énergie quantique inférieure à 1,1 eV pour le rayonnement. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le support pour les structures de masquage est constitué par du silicium oxydé par voie thermique. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que sur la couche de Si02 est située une couche mince de protection en matériau synthétique.