Brevet FR2620737A1 — publié le 19890324

PROCEDE DE GRAVURE D'UNE COUCHE D'OXYDE DE SILICIUM La présente invention concerne un procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium et s'applique notamment dans le domaine de la fabrication des circuits intégrés. Classiquement, dans le domaine de la fabrication des circuits intégrés, on procède à des dépôts de couches successives qui sont gravées selon des motifs choisis par photolithographie et attaque par des produits d'attaque chimique en phase liquide ou par plasma. Il s'agit là de procédés relativement coûteux et qui présentent notamment l'inconvénient de risques de contamination. Un objet de la présente invention est de prévoir un procédé de gravure, éventuellement localisé, d'une couche d'oxyde de silicium évitant toute contamination. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel procédé particulièrement simple à mettre en oeuvre. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel procédé qui s'applique tout particulièrement à la fabrication de circuits intégrés sur des substrats de type silicium sur isolant. Un procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium formée sur un substrat selon la présente invention comprend les étapes consistant à recouvrir la couche de SiO2 d'une couche d'un matériau à base de silicium, et à procéder à un traitement thermique en atmosphère non oxydante et à faible pression. Selon un mode de réalisation de la présente invention étape de traitement thermique est réalisée à une température voisine de la température de fusion du silicium. Selon un mode de réalisation de la présente invention le substrat est un substrat de silicium. Selon un mode de réalisation de la présente invention ledit matériau est du silicium pur. Selon un mode de réalisation de la présente invention ladite pression est comprise entre 0 pascal et 15 pascals. Selon un mode de réalisation de la présente invention la gravure est localisée par échauffement localisé. Selon un mode de réalisation de la présente invention l'échauffement localisé résulte d'une source d'énergie rayonnante telle qu'un laser. Selon un mode de réalisation de la présente invention l'échauffement localisé résulte de la présence au-dessus des zones ne pas graver d'une couche d'un produit encapsulant tel que de la silice. Selon un mode de réalisation de la présente invention la gravure est localisée par dépôt localisé de la couche de matériau à base de silicium sur la couche de SiO2 à graver. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles les figures 1A à 1C représentent des étapes successives de mise en oeuvre d'un mode de réalisation de la présente invention les figures 2A et 2B représentent des étapes successives de mise en oeuvre d'un autre mode de réalisation de la présente invention la figure 3 représente encore un autre mode de réalisation de la présente invention. Dans ces figures, de mêmes références désignent de mêmes couches ou éléments. En outre, comme cela est usuel dans le domaine de la représentation des semiconducteurs, les dimensions des diverses couches ne sont pas tracées à l'échelle pour améliorer la lisibilité des figures. Comme le représente la figure 1A, on considèrera une couche mince d'oxyde de silicium 1 d'une épaisseur par exemple inférieure au micromètre formée sur un substrat 2. Ce substrat sera couramment un substrat de silicium. La couche d'oxyde de silicium 1 sera ou bien une couche formée intentionnellement ou bien une couche parasite de silice native formée par oxydation naturelle de la surface du silicium. Sur cette couche d'oxyde de silicium 1, on forme selon la présente invention une couche mince 3 de silicium, sous forme polycristalline, monocristalline, poreuse, ou amorphe. L'épaisseur de la couche de silicium est supérieure ou égale à la moitié de l'épaisseur de la couche de silice à graver. Ensuite, on procède à une étape de traitement thermique une température voisine de la température de fusion du matériau à base de silicium 3. Couramment, on procédera à un chauffage localisé, résultant par exemple d'un éclairement par un faisceau laser. On obtient, selon la durée de chauffage, comme cela est représenté respectivement en figures 1B et 1C, ou bien une gravure partielle, ou bien une gravure totale de cet oxyde de silicium aux seuls emplacements chauffés. Cette étape de chauffage est réalisée à faible pression, par exemple une pression de l'ordre de 0 pascal à 15 pascals en l'absence de tout gaz oxydant et de préférence en présence d'un gaz neutre tel que l'hélium. Les figures 2A et 2B illustrent une variante de la présente invention. Au lieu de réaliser une localisation de la gravure par localisation du chauffage, cette localisation de la gravure est assurée par revetement de la couche de silicium 3 formée sur la couche d'oxyde de silicium 1 par une couche d'un produit encapsulant 4, par exemple de l'oxyde de silicium, ouverte à un emplacement ou selon un motif choisi. Ainsi, par application d'un chauffage uniforme, la zone de silicium apparente est plus chauffée que les autres zones et la gravure de l'oxyde de silicium sous-jacent est réalisée préférentiellement à cet emplacement comme l'illustre la figure 2B. La figure 3 illustre encore une autre variante de localisation des zones gravées. Cette fois ci, la couche de silicium 3 est initialement gravée selon la configuration de gravure souhaitée de l'oxyde de silicium. Ainsi, par suite d'un chauffage uniforme, la configuration de gravure souhaitée est obtenue. Un autre avantage de la présente invention réside dans la vitesse de gravure élevée obtenue, voisine d'un jimIs dans le cas où l'on utilise comme source d'énergie rayonnante un laser à argon focalisé. L'énergie thermique du spot laser doit être telle que la couche de Si soit portée à une température proche de sa température de fusion. Par exemple, un spot de 100 Wm de diamètre avec une puissance de 10 watts fournit environ 20 kW/cm2. Avec une telle puissance par unité de surface, on peut atteindre la température de fusion du silicium en un temps inférieur à 0,1 seconde. REVENDICATIONS 1. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium (SiO2) formée sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes recouvrir la couche de SiO2 (1) d'une couche d'un maté riau à base de silicium (3) ; et procéder à un traitement thermique en atmosphère non oxydante et à faible pression. 2. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de traitement thermique est réalisée à une température voisine de la température de fusion du silicium. 3. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (2) est un substrat de silicium. 4. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium caractérisé en ce que ledit matériau est du silicium pur. 5. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression est comprise entre O pascal et 15 pascals. 6. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gravure est localisée par échauffement localisé. 7. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'échauffement localisé résulte d'une source d'énergie rayonnante telle qu'un laser. 8. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'échauffement localisé résulte de la présence au-dessus des zones à ne pas graver d'une couche d'un produit encapsulant (4) tel que de la silice. 9. Procédé de gravure d'une couche d'oxyde de silicium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gravure est localisée par dépit localisé de la couche de matériau à base de silicium sur la couche de SiO2 à graver (figure 3).