Brevet FR2606210A1 — publié le 19880506

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MASQUE DE PHOTOLITHOGRAVURE ET MASQUE OBTENU La présente invention concerne le domaine de la fabrication des circuits intégrés, et plus particulièrement la fabrication d'un masque de photolithogravure. Classiquement, pour la fabrication de circuits intégrés, on utilise des masques successifs à travers lesquels est envoyée de la lumière agissant sur des couches de produit photosensible disposées à la surface de la plaquette de circuit intégré pour conférer aux zones éclairées de cette substance photosensible des propriétés d'attaque sélective par rapport aux zones non éclairées. On peut ainsi effectuer des ouvertures dans la couche de produit photosensible puis d'autres ouvertures correspondantes sur une couche de protection sous-jacente pour pouvoir attaquer sélectivement la surface supérieure apparente de la plaquette de circuit intégré. Classiquement, ces masques de projection de lumière sont réalisés au moyen d'une couche métallique sélectivement gravée formée sur un substrat transparent. Le plus souvent, la substance métallique est du chrome. La gravure de cette couche métallique exige ellememe de nombreuses étapes préparatoires (gravure d'une couche photosensible déposée sur la couche métallique puis diverses attaques chimiques ou par plasma). Il en résulte que la fabrication d'un masque est en elle-même une opération complexe et coûteuse. Cette complexité se traduit par un risque accru de formation de défauts dans le masque lors de l'une de ces étapes de fabrication. Un objet de la présente invention est de prévoir un procédé particulièrement simple et économique pour fabriquer un masque de photolithogravure. Ainsi, la présente invention prévoit un procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure destiné à masquer sélectivement de la lumière ultraviolette sur un substrat transparent aux ultraviolets, comprenant les étapes suivantes former sur le substrat une couche mince de SiOx, x étant compris entre 0,5 et 1,5, irradier sélectivement dans l'air au moyen d'une source lumineuse de longueur d'onde inférieure à environ 500 nm, avec une densité de puissance supérieure à quelques kilowatts par mm2, des zones choisies de la couche de SiOx pour les transformer en SiO2 selon le motif de masque souhaité. La désignation SiOx indique essentiellement un mélange de SiO et Si. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le substrat est de la silice amorphe. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dépôt de la couche mince de SiOx est un dépôt par évaporation sous vide de SiO. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ltétape d'irradiation est réalisée au moyen d'un faisceau laser dans le visible. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le laser est un laser à argon émettant à des longueurs d'onde de 488 nm et de 514 nm. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le laser a une puissance de 0,5 watts focalisée en un diamètre de spot de quelques micromètres. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système optique est maintenu fixe et le substrat est dispose sur une table xy asservie se déplaçant conformément à un programme de fabrication de masque choisi. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la vitesse de balayage de la table xy est inférieure à 200 micromètres par seconde. La présente invention concerne également le masque obtenu par le procédé ci-dessus, c'est-à-dire un masque comprenant un motif de zones opaques formées de SiOx (x compris entre 0,5 et 1,5) et de zones claires formées de SiO2. Un tel masque est transparent à la lumière ultraviolette dans les zones comprenant du SiO2 et opaque à cette lumière ultraviolette dans les zones recouvertes de SiOx. Plus particulièrement, avec une couche initiale de SiOx d'une épaisseur de l'ordre de 300 nm, le rapport entre la transmission de la couche trans formée de SiO2 et la transmission du SiOx est de 100 pour une longueur d'onde ultraviolette de 350 nm et de 10000 pour une longueur d'onde de 250 nm. A titre d'exemple, un masque selon la présente invention a été forme par dépôt d'une couche mince de 310 nm de SiO sur un substrat en silice amorphe par évaporation sous vide (5.10-7 torr) de SiO. La vitesse de dépôt était de 1,5 nm par seconde. L'irradiation de la couche de SiO a été réalisée au moyen d'un faisceau laser à argon fonctionnant aux longueurs d'onde 488 nm et 514 nm avec une puissance de 0,5 watt, la tache lumineuse étant focalisée par un microscope optique pour fournir un spot d'un diamètre de l'ordre de 6 micromètres à la surface de la couche. Ensuite, le substrat placé sur une table xy a été déplacé à une vitesse de 200 micromètres par seconde par un système programmé pour fournir le motif souhaité. On a ainsi obtenu les résultats énoncés précédemment en ce qui concerne la transmission, la largeur de trait étant de l'ordre de 6 micromètres. Avec un laser moins puissant, d'une puissance de par exemple 30 milliwatts, et une focalisation plus importante, on a obtenu des largeurs de trait de 1,1 micromètre. On notera que ces largeurs de trait sont en fait supérieures à celles que l'on veut obtenir sur un circuit intégré, mais ceci ne constitue pas une limitation de la présente invention étant donné que les masques utilisés par projection sont généralement employés avec une réduction d'un facteur 5 à 10 lors de la projection de leur image sur la plaquette de circuit intégré. REVENDICATIONS 1. Masque de photolithogravure formé sur une plaquette support transparente aux ultraviolets et destiné à masquer sélectivement de la lumière ultraviolette, caractérisé en ce qu'il comprend un motif de zones opaques formées de SiO,# x étant compris entre 0,5 et 1,5, et de zones claires formées de SiO2. .2. Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette support est formée de silice amorphe. 3. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure destiné à masquer sélectivement de la lumière ultraviolette sur un substrat transparent aux ultraviolets, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - former sur le substrat une couche mince de SiOx, x étant compris entre 0,5 et 1,5 ; - irradier sélectivement dans l'air au moyen d'une source lumineuse de longueur d'onde inférieure à environ 500 nm, avec une densité de puissance supérieure à quelques kilowatts par mm2, des zones choisies de la couche de SiOx pour les transformer en S102 selon le motif de masque souhaité. 4. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat est en silice amorphe. 5. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dépôt de la couche mince de SiOx est un dépôt par évaporation sous vide de SiO. 6. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape d'irradiation est réalisée au moyen d'un faisceau laser. 7. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon la revendication 6, caractérisé en ce que le laser est un laser à argon émettant à des longueurs d'onde de 488 nm et de 514 nm. 8. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le laser a une puissance de 0,5 watts focalisée en un diamètre de spot de quelques micromètres. 9. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le système optique est maintenu fixe et en ce que le substrat est disposé sur une table xy asservie se déplaçant conformément à un programme de fabrication de masque choisi. 10. Procédé de fabrication d'un masque de photolithogravure selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vitesse de balayage de la table xy est inférieure à 200 micromètres par seconde.