Brevet FR2486716A1 — publié le 19820115

"Procédé de réalisation d'un dispositif semiconducteur." L'invention concerne un procédé de réalisation d'un dis- positif semiconducteur, suivant lequel on soumet une cou- che de laque organique localement élaborée sur un subs- trat à une attaque chimique consistant à mettre la couche en contact avec des composants d'un plasma qui est formé dans un mélange gazeux contenant un composé halogéné et un composé d'oxygène, ce composé d'oxygène constituant en volume plus de 25 % du mélange gazeux. Dans ces condi- tions, on peut mettre la couche de laque en contact seu- lement avec des composants électriquement non chargés du plasma - comme par exemple dans les réacteurstunnels usieIs- mais aussi avec un mélange de composants électriquement chargés et non chargés du plasma - comme par exemple dans les réacteurs planaires usuels. Un tel procédé convient particulièrement par exemple pour la réalisation de dispositifs semiconducteurs dans laquelle la formation sur un substrat de pistes conduc- A trices de l'électricité est obtenue en recouvrant entière- ment ledit substrat d'une couche conductrice en métal ou en silicium polycristallin, dont certaines zones sont re- couvertes d'une couche de laque organique, après quoi les zones non recouvertes sont éliminées. Enfin, on éli- mine la couche de laque organique par la mise en oeuvre d'un procédé du genre décrit dans le préambule. Dans ces conditions, la couche conductrice située au-dessous de la couche organique risque d'être localement attaquée. Pour permettre dans la pratique, d'éviter cette attaque dans la mesure du possible, il faut que le rapport des vitesses d'attaque de la laque organique et de la couche conductrice, c'est-à-dire la "sélectivité d'attaque", soit le plus grand possible. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 867 216 préconise un procédé du genre décrit dans le préambule, suivant lequel l'attaque de la couche de laque organique consiste à mettre cette couche en contact avec des com- posants d'un plasma qui est formé dans un mélange gazeux contenant du CF4 comme composé halogéné et du 2 comme composé d'oxygène. Cela permet d'éliminer la laque orga- nique cent fois plus vite que la couche conductrice en silicium polycristallin. Ce procédé connu présente l'inconvénient d'un faible rapport entre la vitesse d'élimination de la laque organi- que et celle du silicium polycristallin. Dans la pratique, cela provoque l'attaque d'une couche conductrice de sili- cium polycristallin située au-dessous d'une couche de la- que organique. Si la couche conductrice comporte des pis- tes conductrices, les plus petits détails de configuration réalisables de ces pistes sont limités par ladite attaque. L'invention vise entre autres à obvier audit incon- vénient, et à cet effet un procédé conforme à l'invention et du genre décrit dans le préambule est remarquable en ce que le mélange gazeux o est formé le plasma contient comme composé d'oxygène un composé du groupe NO et CO2. Si l'on additionne au mélange gazeux o est formé le plasma, un composé d'oxygène du groupe C02 et NO au lieu de 02' on augmente notablement le rapport entre la vitesse d'éli- mination de la laque organique et la vitesse d'élimina- tion du matériau d'une couche conductrice. Dans la prati- que, il n'est guère possible de mesurer l'attaque de la couche conductrice. Un mélange gazeux d'une manipulation très facile comporte en plus d'un composé d'oxygène du groupe CO2 et NO, du CF4 comme composé halogéné. Dans un mode de réalisation préférentiel du procédé conforme à l'invention, le mélange gazeux o est formé le plasma, contient en plus de CF4 comme composé halogéné, à 85 % en volume de C02. Des composants d'un plasma formé dans ce mélange gazeux permettent d'éliminer la la- que organique environ mille fois plus vite qu'une couche conductrice en silicium polycristallin. Dans un autre mode de réalisation préférentiel du procédé conforme à l'invention, le mélange gazeux o est formé le plasma, contient en plus de CF4 comme composé halogéné, 55 à 75 % en volume de NO. Un-plasma formé dans ce mélange gazeux permet d'éliminer la laque photosensi- ble environ cinq cents fois plus vite qu'une couche con- ductrice en silicium polycristallin. La description suivante en regard des dessins anne- xés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre comment l'invention se réalise. Les figures 1 à 5 représentent schématiquement et en coupe transversale différentes étapes successives de fa- brication d'une partie d'un dispositif semiconducteur, selon le procédé conforme à l'invention. La figure 6 représente des vitesses d'attaque de si- licium polycristallin et de laque organique, vitesses atteintes au cours d'attaques effectuées au moyen de com- posants de plasmas formiés dans des mélanges de CF4/CO2, CF4/NO et comparativement - dans des mélanges de CF4/02, pour des quantités variables de C02, NO ou 02' Les figures 1 à 5 représentent schématiquement dif- férentes étapes successives de fabrication d'un transis- tor à effet de champ, dans laquelle on part d'un substrat de silicium 1 de type N qui de façon usuelle, à l'aide de régions 2 de SiO2 d'une épaisseur voisine de 1000 nm - dites aussi oxyde de champ - est divisé en des champs isolés les uns par rapport aux autres (figure 1). Pour la clarté du dessin, on n'a représenté qu'un seul de ces champs, mais dans la pratique, un substrat de Si compor- tera un très grand nombre de ces champs. Après la formation de l'oxyde de champ 2, le subs- trat de Si 1 est recouvert d'une mince couche d'oxyde dite de grille 3, d'une épaisseur voisine de 10 nm, et, en vue de la réalisation d'une piste conductrice servant d'électrode de grille, l'ensemble est recouvert de manière usuelle d'une couche de métal ou de silicium polycristal- lin 4 et d'une couche de laque organique 5. Dans ces con- ditions, la couche de laque 5 sert en outre à définir l'emplacement de la grille du transistor à effet de champ (figure 2). Ensuite, on élimine de manière usuelle les parties de la couche de silicium polycristallin 4 qui ne sont pas recouvertes de la couche de laque 5, ainsi que les parties sous-jacentes de la couche de SiO2 3, et par implantation d'ions B on forme dans les parties du substrat de Si 1 ainsi mises à découvert, des régions de Si 6 et 7 de type P qui serviront par la suite de source et de drain du transistor (figure 3). Après avoir éliminé aussi la couche de laque 5, on recouvre l'ensemble de manière usuelle d'une couche iso- lante de SiO2 8, dans laquelle de manière usuelle, à l'ai- de d'une couche de masquage de laque photosensible 9, on pratique des fenêtres 10 en vue de la formation des con- tacts des régions de Si de type P 6 et 7 (figure 4). Après la formation des fenêtres 10, on élimine de manière usuelle la couche de masquage 9 et, en vue de la réalisation de pistes conductrices servant d'électrodes de source et de drain, on recouvre le tout à nouveau d'une couche conductrice en métal ou en silicium polycristallin- 11. Ensuite, de manière usuelle, on recouvre des parties de cette couche d'une couche de laque organique 12, après quoi on élimine de manière usuelle les parties non recou- vertes (figure 5). Enfin, on procède à l'élimination de la couche de laque organique en mettant la couche en con- tact avec des composants d'un plasma qui est formé dans un mélange gazeux contenant un composé halogéné et un com- posé d'oxygène, ce dernier constituant en volume plus de 25 % du mélange gazeux. Conformément à l'invention, le mélange gazeux comporte du NO ou du C02 comme composé d'oxygène. Ceci permet d'éliminer la laque organique envi- ron cinq cents à mille fois plus vite que le silicium polycristallin. Dans les exemples de réalisation décrits ci-après, on a effectué dans un réacteur d'attaque chimique au plas- ma, l'attaque chimique de plaques de Si d'un diamètre 24867 1 6 voisin de 100 mm, qui étaient recouvertes de couches de Mo ou de Si polycristallin d'une épaisseur de 250 à 500 nm, élaborées sur une couche sous-jacente de SiO2. Les parties qui ne devaient pas être attaquées, étaient pro- tégées par une laque organique d'une épaisseur de 1000 à 1500 nm. A une température de substrat voisine de 1250C, les plaques ainsi élaborées ont été mises en contact avec un plasma d'attaque engendré dans le réacteur à une fré- quence de 13,56 MHz, pour une puissance voisine de 150 W et un débit gazeux de 100 à 300 SCC/mn. EXEMPLE I La figure 6 représente la vitesse d'élimination R, en nm/mn, de la laque organique (PR) et du silicium poly- cristallin (Si) lors d'une attaque effectuée au moyen de composants non chargés de plasma formés dans des mélanges gazeux de CF4 et de C02, de CF4 et de NO ayant une pres- sion totale voisine de 60 Pa et - comparativement - dans des mélanges gazeux de CF4 et 02 ayant une pression tota- le voisine de 60 Pa, en fonction de la quantité en % en volume de C02, de NO ou de 02 additionnée au mélange ga- zeux. Il s'avère que le rapport entre les vitesses d'atta- que de laque organique et de silicium polycristallin, c'est-à-dire la "sélectivité" est de l'ordre de 100 (en- viron 70 % en volume de 2) pour des mélanges de CF4/02, de l'ordre de 1000 au maximum (environ 75 % en volume de C02) pour des mélanges de CF4/C02 et de l'ordre de 500 au maximum (environ 60 % en volume de NO) pour des mélan- ges de CF4/NO. La sélectivité que permettent d'atteindre les mélanges de CF4/02, devient donc notablement plus grande sous l'effet des autres additions. EXEMPLE II Des composants de plasma formés dans des mélanges de SF6/NO permettent également de bien éliminer la laque organique sur le Si polycristallin. Si le mélange con- tient, en volume, 70 % de NO, il est possible d'atteindre une sélectivité (laque/si polycristallin) de l'ordre de 300. EXEMPLE III Des composants de plasmas formés dans des mélanges de CF3Cl/NO permettent d'éliminer la laque organique deux cents fois plus vite que le silicium polycristallin, pourvu que le mélange contienne environ 80 % en volume de NO. REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation d'un dispositif semi- conducteur, suivant lequel on soumet une couche de laque organique localement élaborée sur un substrat à une atta- que chimique consistant à mettre la couche en contact avec des composants d'un plasma qui est formé dans un mélange gazeux contenant un composé halogéné et un composé d'oxygène, le composé d'oxygène constituant en volume plus de 25 % du mélange gazeux, caractérisé en ce que le mé- lange gazeux o est formé le plasma, contient comme compo- sé d'oxygène un composé du groupe NO et C02. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en plus d'un composé d'loxygène du groupe NO et C02, le mélange gazeux o est formé le plasma contient du CF4 comme composé halogéné. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange gazeux o est formé le plasma con- tient 65 à 85 % en volume de CO 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange gazeux o est formé le plasma contient à 75 % en volume de NO.