Brevet FR3044463A1 (20170602)
REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'espaceurs (152a, 152b) d'une grille (120) d'un transistor à effet de champ (200), la grille (120) comprenant un sommet et des flancs et étant située au-dessus d'une couche active (146) en un matériau 5 semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend : au moins une étape de formation (410) d'une couche de protection (152) recouvrant la grille (120), la couche de protection (152) étant une couche à base de nitrure (N) et/ou à base de silicium (Si) et/ou à base de carbone (C) qui présente une constante diélectrique égale ou 10 inférieure à 8 ; une étape de dépôt (310) d'une couche (311) comprenant du carbone, cette couche (311) comprenant du carbone étant distante dudit transistor (200); au moins une étape de modification (430) de la couche de protection 15 (152) par mise en présence de la couche de protection (152) avec un plasma dans lequel on introduit du CxHy où x est la proportion de carbone (C) et y est la proportion d'hydrogène (H) et comprenant des ions plus lourds que l'hydrogène ; les conditions du plasma, en particulier la concentration en CxHy, l'énergie des ions du plasma et la 20 direction principale d'implantation étant choisies de manière à ce que : o le plasma créé un bombardement d'ions à base d'hydrogène (H, H+, H2+, H3+ etc.) provenant du CxHy, le bombardement étant anisotrope selon la direction principale d'implantation qui est parallèle aux flancs de la grille (120), de sorte à former une couche de protection 25 modifiée (158) en modifiant des portions de la couche de protection (152) situées sur le sommet de la grille (120) et de part et d'autre de la grille (120) et de sorte à conserver des portions non-modifiées (152a, 152b) de la couche de protection (152) recouvrant les flancs de la grille (120), 30 o des espèces chimiques du plasma contenant du carbone provenant du CxHy forment un film carboné (271) notamment sur les flancs de la grille (120) ; 3044463 47 o le plasma créé un bombardement des ions plus lourds que l'hydrogène qui empêche audites espèces chimiques du plasma contenant du carbone et provenant du CxHy de former un film carboné (271) notamment sur les surfaces de la couche de protection (152) qui sont perpendiculaires à la direction (351) principale d'implantation ; au moins une étape de formation (440) d'un film protecteur (190) sur au moins la couche (311) comprenant du carbone ainsi que sur la couche de protection modifiée (158) et sur le film carboné (271) recouvrant la grille (120); - une étape de retrait (450) effectuée de manière à retirer le film protecteur (190) sur les surfaces du film protecteur (190) qui sont perpendiculaires à la direction (351) principale d'implantation et de manière à conserver le film protecteur (190) sur les surfaces du film protecteur (190) qui sont parallèles à la direction (351) principale d'implantation; - une étape de retrait (460) de la couche (311) comprenant du carbone sélectivement à la couche de protection modifiée (158) et au film protecteur (190) ; au moins une étape de retrait (470) de la couche de protection modifiée (158) à l'aide d'une gravure sélective de la couche de protection modifiée (158) vis-à-vis des portions non-modifiées (152a, 152b) de la couche de protection (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la couche (311) comprenant du carbone est une couche de résine photosensible ou thermosensible.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la couche (311) comprenant du carbone est un masque dur de préférence formé de carbone. 3044463 48\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel la couche (311) comprenant du carbone est configurée pour recouvrir une structure (300) distincte dudit transistor (200).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel ledit transistor 5 (200) est un transistor NMOS et ladite structure (300) est un transistor PMOS, ou dans lequel ledit transistor (200) est un transistor PMOS et ladite structure (300) est un transistor NMOS.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (430) de la couche de protection (152) et l'étape 10 (440) de formation du film protecteur (190) sont effectuées dans un même réacteur plasma.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait (450) du film protecteur (190) comprend une gravure effectuée de manière à retirer le film protecteur (190) sur le sommet de la grille 15 (120) et sur au moins un sommet de la couche (311) comprenant du carbone et de manière à conserver le film protecteur (190) sur les flancs de la grille (120).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de retrait (450) du film protecteur (190) comprend un gravure plasma effectuée dans un même réacteur que ladite étape de modification (430). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le film protecteur (190) située sur les flancs de la grille (120) est retiré lors de l'étape de retrait (470) de la couche de protection modifiée (158).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le film protecteur (190) est pris parmi : un oxyde et un nitrure. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel la couche de protection (152) présente une constante diélectrique inférieure à 6 et de préférence à 4 et de préférence inférieure à 3.1 et de préférence inférieure ou égale à\n<CLM>\1\t12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche de protection (152) est une couche à base de nitrure (N) et de 30 préférence une couche de nitrure de silicium (SiN). 3044463 49\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche de protection (152) est une couche à base de silicium (Si).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche de protection (152) est une couche à base de carbone (C). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel le matériau de la couche de protection (152) est pris parmi : le SiCO, le SiC, le SiCN, le SiOCN, le SiCBN, le SiOCH, le CBN, le BN, et le SiO2.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche de protection (152) est une couche poreuse. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel la couche de protection (152) est une couche non-poreuse.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel l'étape de formation (410) de la couche de protection (152) comprend une étape de dépôt de la couche de protection (152) au cours de laquelle on 15 effectue une étape de réduction de la constante diélectrique de la couche de protection (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de réduction de la constante diélectrique de la couche de protection (152) comprend l'introduction d'une porosité dans la couche de protection (152). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel l'étape de formation (410) de la couche de protection (152) comprend l'introduction de précurseurs dans la couche de protection (152) en cours de dépôt.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel 25 l'étape de formation (410) de la couche de protection (152) comprend une étape de dépôt de la couche de protection (152) au cours de laquelle on effectue une étape de réduction de la constante diélectrique de la couche de protection (152), dans lequel l'étape de formation (410) de la couche de protection (152) comprend l'introduction de précurseurs dans la couche de protection (152) en cours de dépôt, dans lequel la couche de protection est une couche à base de nitrure de silicium et dans lequel les précurseurs sont choisis 3044463 50 de manière à former des liaisons moins polaires que le nitrure de silicium, telles que le Si-F, le SiOF, le Si-O, le C-C, le C-H, et le Si-CH3.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lors de ladite étape de modification (430) de la couche de protection 5 (152), la concentration en CxHy dans le plasma est comprise entre 2% et 50% et de préférence entre 4% et 40%.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lors de ladite étape de modification (430) de la couche de protection (152), la concentration en ions plus lourds que l'hydrogène dans le plasma est 10 comprise entre 50% et 98%.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le CxHy est du CH4.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les ions plus lourds que l'hydrogène sont pris parmi l'argon (Ar), l'hélium 15 (He), l'azote (N2), le xénon (Xe) et l'oxygène (02).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (430) est réalisée de manière à ce que le plasma génère un bombardement des ions plus lourds que l'hydrogène de manière anisotrope selon la direction principale d'implantation parallèle aux flancs de la 20 grille (120) de sorte à empêcher audites espèces chimiques du plasma contenant du carbone provenant du CxHy de former un film carboné (271) sur les surfaces perpendiculaires aux flancs de la grille (120).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (430) est réalisée de manière à ce que les ions 25 plus lourds que l'hydrogène du plasma dissocient la molécule du CxHy de sorte à permettre aux ions hydrogène (H) provenant du CxHy de former des ions à base d'hydrogène et de s'implanter dans lesdites portions (158) de la couche de protection (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 30 lequel l'étape de modification (430) est réalisée de manière à modifier uniquement une portion supérieure de l'épaisseur de la couche de protection 3044463 51 (152) au niveau des flancs de la grille (120) en conservant une épaisseur non modifiée de la couche de protection (152) au niveau des flancs de la grille (120).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 5 lequel l'étape de retrait (470) de la couche de protection modifiée (158) est effectuée par gravure sélectivement à la couche active (146).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lors de l'étape de modification (430) les conditions du plasma, en particulier la concentration en CxHy, l'énergie des ions et la direction principale 10 d'implantation sont choisies de manière à ce que, au niveau des surfaces perpendiculaires à la direction principale d'implantation, toute l'épaisseur de la couche de protection (152) soit modifiée par l'implantation des ions à base d'hydrogène et dans lequel l'étape de retrait (470) de la couche de protection modifiée (158) est réalisée de manière à retirer toute la couche de protection 15 modifiée (158), mettant ainsi à nu la couche active (146) au niveau des surfaces perpendiculaires à la direction principale d'implantation.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait (470) de la couche de protection modifiée (158) est effectuée par gravure humide. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le matériau semi-conducteur est du silicium et dans lequel l'étape de retrait (470) de la couche de protection modifiée (158) est effectuée par gravure humide sélectivement audit matériau semi-conducteur de la couche active (146) et/ou à de l'oxyde de silicium (SiO2) formant le film protecteur de grille. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la gravure sélective au silicium est obtenue à l'aide d'une solution à base d'acide fluorhydrique (HF).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau semi-conducteur est pris parmi: le silicium (Si), le germanium 30 (Ge), le silicium-germanium (SiGe). 3044463 52\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (430) réalisée à partir d'un plasma modifie la couche de protection (152) de manière continue depuis la surface de la couche de protection (152) et sur une épaisseur comprise entre 1 nm et 30 nm et de 5 préférence entre 1 nm et 10 nm.