Brevet FR2496914A1 — publié le 19820625

B 4744 Utilisation de couches contenant du chrome, dans la fabrication de photomasques. Les photomasques sont constitués en général par un support transparent à un rayonnement à action photochimique, par exemple du verre ou du quartz, sur lequel est déposée, suivant une répartition souhaitée, une couche absorbant fortement le rayonnement concerné. Pour des exigences de précision et de durée de vie plus sévères, comme on en rencontre par exemple dans la technique des semiconducteurs, on a utilisé jusqu'ici surtout des masques comportant des couches en chrome. Cependant, ces couches en chrome ne sont pas transparentes; par conséquent elles ne sont pas pra- tiques dans des cas o il faut, lors de l'utilisation ul- tèrieure, régler le masque par rapport à une structure de référence se trouvant dessous (par exemple sur une pla- quette semiconductrice). C'est pourquoi, on a déjà utilisé également des masques semi-transparents comportant des couches en oxyde de chrome, en silicium et surtout en oxyde de fer. Des couches de masquage doivent présenter un "con- traste" suffisant, c'est-à-dire qu'elles doivent fortement absorber le rayonnement agissant photochimiquement possédant la "longueur d'onde d'éclairement" utilisée lors de l'uti- lisation du masque et doivent par contre être suffisamment transparentes pour la lumière visible utilisée pour le ré- glage ("longueur d'onde d'observation"). L'oxyde de fer s'est avéré jusqu'ici le meilleur étant donné qu'il four- nit un rapport de transmission approprié; on peut obte- nir par exemple une transmission de 40 % pour une longueur d'onde d'observation> = 570 nm, et une transmission de seulement 0,16 % pour une longueur d'onde d'éclairement ô= 450 nm. Cependant, étant donné qu'en pratique on utilise princi- palement des masques au chrome et par contre nettement moins de masques transparents, il serait souhaitable de disposer d'un matériau de masque semi-transparent qui puisse être traité avec les mêmes agents ou les mêmes dispositifs de gravure ou d'attaque et agent chimiques 2 4969 1 - 2 - que les couches en chrome pur utilisées jusqu'ici. Il s'est avéré que des couches d'oxyde de fer et de silicium ne correspondent pas à ces critères. L'oxyde de chrome peut être attaqué mais il ne présente qu'une faible diffé- rence de transmission entre la longueur d'onde d'observa- tion et la longueur d'onde d'éclairement. La présente invention se propose donc de trouver une cou- che de masquage qui possède un contraste plus important et qui simultanément peut être attaquée avec les procédés, les agents chimiques et les dispositifs qui existent déjà pour la fabrication de masques en chrome. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait is qu'on utilise une couche contenant du chrome, du fer et de l'oxygène,sur un support transparent dans la gamme des longueurs d'ondes à actionphotochimique d'un rayon- nement électromagnétique pour la fabrication des photomas- ques par dépôt de la couche sur le support puis élimination par attaque de parties de la couche en correspondance avec la structure de masque souhaitée. De façon surprenante il s'est avéré qu'il est possible d'ajouter à une couche de chrome ou respectivement d'oxyde de chrome,du fer ou respectivement de l'oxyde de fer,en quantité telle que les propriétés optiques, qui sont im- portantes pour le réglage ultérieur et le copiage du mas- que, sont obtenues tout en assurant cependant une sensi- bilité suffisante à l'attaque. Du fait de l'addition de fer à la couche il faut à vrai dire tenir compte du ralen- tissement du processus d'attaque lors de la fabrication, mais on obtient l'avantage.essentiel que de telles cou- ches possèdent une transparence suffisante pour la lon- gueur d'onde d'observation mais qu'elles peuvent malgré tout être traitées comme des couches de chrome. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la 24969 1 4 -3- description suivante d'un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté au dessin annexé sur lequel: les figures la à le représentent schématiquement les phases opératoires connues en elles-mêmes lors de la fabrication d'un masque la figure 2 représente la dépendance de la transmission de la couche de masque vis-àvis de la longueur d'onde pour plusieurs exemples de réalisation de l'invention, diffèrent par les rapports Fe/Cr., par rapport à des couches de masque connues en chrome ou respectivement en oxyde de chrome pur la figure 3 représente les vitesses d'attaque de couches de masque suivant l'invention en fonction de la teneur en fer. Sur la figure la, la référence 3 désigne le support trans- parent sur lequel est déposée en premier la couche de mas- que 2. Celle-ci est recouverte par un couche photosensible 1, par exemple par une photolaque dite positive, qui peut être dissoute sous l'action d'un rayonnement agissant pho- tochimiquement pour cette laque lors d'un "développement" ultérieur, tandis que les parties non éclairées de la cou- che l résistent au "révélateur" et à l'agent d'attaque (les photolaques dites négatives, qui existent également, se com- portent de façon exactement inverse). Ensuite -voir figure lb- on éclaire, par exemple au moyen d'un dessinmodèle 4, en correspondance avec la structure devant être formée, puis la photolaque est dissoute aux endroits éclairés 5 et on obtient une couche de laque 5' de structure souhaitée (figure lc) grâce à laquelle la couche de masquage 2 se trouvant dessous est protégée par endroits lors de l'attaque ultérieure. A ces endroits la 249691 i - 4 - couche de masquage n'est donc pas attaquée (figure ld). Enfin, les parties restantes 5, existant encore après l'attaque, des parties non éclairées de la couche de pho- tolaque sont dissoutes, de sorte qu'il reste le masque terminé (figure le) . Les couches de masquage suivant l'invention nécessaires pour un tel procédé, qui contiennent donc du chrome, du fer et de l'oxygène, peuvent être fabriquées suivant différents procédés, par exemple par dépôt par évapora- tion ou par pulvérisation ou par dépôt de vapeurs métallo- organiques ("Chemical Vapour Deposition). Tous ces procé- dés ont été décrits de nombreuses fois dans la littérature, par exemple dans L. Holland "Vacuum Deposition of Thin Films", Chapman 5 Hall, Londres. On a fait des essais entre autres pour les exemples de réalisation suivants: des couches de masquage qui ont été obtenues par pulvérisation cathodique réactive d'un allia- ge contenant du chrome et du fer dans l'oxygène, possédaient, suivant la composition en pourcentage de l'alliage de chrome et de fer dont on était parti, un rapport fer/chrome com- pris entre 0,18 et 1. La pression partielle d'oxygène uti- lisée lors de la pulvérisation réactive était égale à 3.104 Torr. Les courbes de transmission correspondant à ces exemples sont représentées sur la figure 2. Pour permettre de comparer, on a également représenté les courbes de trans- mission d'une couche en chrome puret d'une couche en oxyde de chrome. On voit que lorsque la teneur en fer augmente la différence entre les transmissions pour les longueurs d'onde d'observation et pour les longueures d'onde d'éclairement peut être fortement augmenté, la vitesse d'attaque pour un rapport Fe/Cr égal à 1 Aiminuant jusqu'o environ le 6ème de la valeur initiale. D'autre part, pour un rapport Fe/Cr de moins de 0,15 la différence entre lesdites transmissions n'est plus que négligeable, c'est pourquoi il est recommandé dans le cadre de l'inven- tion d'utiliser des couches pour lesquelles le rapport du - 5 - nombre d'atomes de Fe au nombre d'atomes de Crest dans la gamme allant de 1/10 à 1/1, c'est-à-dire 0,1 à 1. Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux condi- tions particulières précisées dans le cadre de la descrip- tion des exemples ci-dessus. 24969 1 4 -6- Revendications. 1. Utilisation d'une couche du chrome sur un support (3) transparent dans la gamme des longueures d'ondes agissant photochimiquement d'un rayonnement électromagnétique, pour la fabrication de photomasques par dépôt de la couche (2) sur le support puis élimination par attaque de parties de la couche (2) en correspondance avec la structure de masque souhaitée, caractérisée en ce que cette couche (2) contient du chrome, du fer et de l'oxygène. 2. Utilisation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport du nombre d'atomes de fer au nombre d'atomes de chrome dans la couche (2) est dans la gamme allant de 0,15 à 1,0. 3. Utilisation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les atomes de fer et de chrome dans la couche (2) sont contenues sous forme oxydée. 4. Utilisation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur en chrome est dans la gamme allant de 15 à 40 % d'atomes. 5. Utilisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en fer est dans la gamme allant de 6 à 20 % d'atomes.