FR2553205A1 - Procede de correction de defauts de masques de photo-lithographie et masque obtenu par ce procede - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CORRECTION DE DEFAUTS CLAIRS DANS DES MASQUES DE PHOTOGRAVURE, C'EST-A-DIRE DES DEFAUTS CONSISTANT EN UNE ABSENCE DE MATIERE OPAQUE A UN EMPLACEMENT DU MASQUE 11 OU ON SOUHAITERAIT QU'UNE TELLE MATIERE EXISTE. SELON L'INVENTION, AU LIEU DE REMPLIR LA LACUNE PAR UNE SUBSTANCE OPAQUE, ON DEPOLIT LA SURFACE SUPERIEURE DU SUBSTRAT DE VERRE 10 A L'EMPLACEMENT 21 DE LA LACUNE.

Description

PROCEDE DE CORRECTION DE DEFAUT DE 1VASQUE
ET MASQUE OBTENU.

La présente invention concerne le domaine de la fabrica tion des circuits semiconducteurs et notamment des circuits dits circuits intégrés.

Dans la fabrication des semiconducteurs, on cherche à ta briquer simultanément sur une tranche semiconductrice un grand nombre de circuits identiques, la tranche étant ensuite découpée en circuits ou puces élémentaires. Les étapes de fabrication des circuits intégrés comprennent de nombreuses étapes de masquage, puis d'attaque chimique selon le motif défini par le masque.

Ainsi, généralement, les concepteurs de circuits intégrés définissent des motifs de masquage successifs pour une puce. A partir de ces motifs, généralement codés et mémorisés dans des bandes magnétiques, on fabrique un réticule intermédiaire à une échelle supérieure à celle du motif élémentaire sur la tranche semiconductrice. Ce "réticule" est par exemple couramment réalisé à dix fois la dimension que doit occuper le motif sur la puce, c'est pourquoi on l'appelle souvent "réticule échelle 10". Une fois fabriqué le réticule, on forme un masque à échelle 1, sur une plaque ayant sensiblement les dimensions de la plaquette semiconductrice à traiter, en photorépétant un grand nombre de fois le motif du masque-maitre. Cette opération de photorépétition peut aussi également être effectuée directement sur la plaquette.De toute manière, les techniques actuelles de projection 1/1 ou de photorépétition sur plaquette impliquent généralement la fabrication d'un réticule ne comportant aucun défaut.

S'il existe quelques défauts sur certains motifs du photomasque à échelle 1 éventuellement utilisé, cela aura une incidence sur le rendement maximum potentiel des circuits contenus sur la plaquette. Par contre, s'il existe un seul défaut sur le réticule, tous les motifs du photomasque à échelle 1 ou de la plaquette dans le cas de la photorepetition directe comporteront ce défaut et le rendement de fabrication pourra chuter à zéro.Il est donc particulièrement important de réaliser un réticule dans lequel tous les défauts sont élimines. Les procédés de réparation de défauts sont étudiés depuis longtemps et l'on pourra en trouver Ull exposé récapitulatif dans l'article intitulé : "Photomask and article Repair : Equipment and Techniques" paru dans le numéro de septembre 1982 de la revue Semiconductor International, pages 79 à tid. Un sasque, que ce soit un photomasque ou un réticule, se présente sous la forme d'une plaque en un matériau transparent, couramment un verre, revêtue d'un matériau opaque reproduisant un votif de termine, ce matériau opaque etant généralement du chrome.

Le matériau opaque et le matériau transparent sont choisis pour présenter entre eux une bonne adhérence et pour que le matériau opaque soit particulièrement résistant à des rayures ou autres défauts. En effet, un masque doit être très souvent nettoyé pour
i; éliminer toute saleté ou poussière et il importe que le matériau opaque soit résistant.

L'article mentionne ci-dessus indique qu'il existe deux types de défauts principaux : les "défauts noirs" qui correspondent à un excès de matière opaque (chrome) en des emplacements ob le motif ne devrait pas en comprendre et les "défauts clairs qui correspondent à un manque de substance opaque en des emplacements ou cette substance devrait être présente. Cet article indique qu'il existe maintenant des moyens satisfaisants pour réparer les défauts opaques, mais par contre que les défauts clairs sont beaucoup plus difficles à réparer.Cette difficulté est expliquée en page 86 dans laquelle on peut lire en traduction française "Ces défauts (les défauts clairs) sont beaucoup plus difficiles à réparer que les défauts opaques car une réparation d'un défaut clair implique de mettre quelque chose, que ce soit de l'encre ou du chrome supplémentaire sur le masque, pour couvrir le trou, ce quelque chose n'étant pas éliminé par -suite des nettoyages ultérieurs". On notera que, dans l'article, le mot "quelque chose" (something en anglais), que nous avons souligné ci-dessus, est imprime en italique.Il est bien évident qu'il est compliqué de rajouter de la matière dans un trou car cela implique, par exemple, de disposer d'une machine de pulvérisation de chrome pour remettre du chrome à l'endroit manquant, ce cnrome étant forme selon un motif de termine pour ne pas déborder en denors de la zone de défaut.

Un obJet de la présente invention est de prévoir un procédé de correction de défaut clair qui soit particulièrement simple a mestre en oeuvre, c'est-#-dire notamment qui ne nécessite pas 1'utilisation d'une installation coûteuse.

Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un procédé de réparation de défaut clair dans lequel il n'est pas prévu d'apport de matière pour remédier au défaut.

La présente invention vise également les masques réparés par le procédé selon l'invention.

Le procédé selon l'invention de correction de défauts clairs dans un masque comprenant une couche opaque de con tiguratioa déterminée formée sur un substrat transparent consiste à dépolir le substrat transparent aux emplacements de ces défauts clairs.

Plus particulièrement, un mode de mise en oeuvre de ce procédé consiste à former aux alentours de la zone comprenant le de faut clair, une couche de masquage, cette couche étant ouverte selon une fenêtre correspondant sensiblement à la zone du défaut clair, à de poser sur la fenêtre une goutte d'un produit dépolissant le verre, mais n'attaquant ni la couche opaque ni la couche de masquage, et à rincer et enlever la couche de masquage.

Les avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description ci-apres dans laquelle on expose d'abord en détail un procédé classique de réparation des défauts clairs par dépôt de chrome.

Ces obJets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier faite en relation avec les figures- jointes parmi lesquelles
- la figure l expose très schématiquement le procédé de photo-répétition d'un motif porte sur un réticule,
- les figures 2A à 2D sont des vues en coupe schématiques d'une portion de masque illustrant les étapes suc censives du procédé classique de réparation d'un défaut clair,
- les figures 9A à 3D illustrent de même les étapes suc lessives d'un mode de réalisation de la présente invention,
- les fissures 4A à 4C représentent des types courants de défauts clairs.

Dans ces diverses figures, on notera que les dimensions des divers éléments et couches ne sont pas tracées à 1J échelle, ces ligures ayant uniquement un but illustratif pour aider à la compréhension de la description.

La figure 1 représente schematiquement un réticule 1, pdr exemple à échelle lU, dont on reproduit un grand nombre de rois l'image par photorépétition sur un support 2 qui peut-être par exemple directement la tranche semiconductrice à traiter ou bien un vasque échelle 1 ou photomasque à partir duquel on formera j1 image sur la tranche. Le procédé selon la présente invention s'applique plus particulièrement au réticule, mais peut aussi s'appliquer au photomasque.

Les figures 2A à 2D illustrent l'un des procédés les plus couramment utilisés classiquement pour réparer un masque. La figure 2A représente une vue en coupe d'une portion de masque comprenant un substrat de verre 10 et une couche de chrome 11 comprenant une lacune indésirée 12. Pour remédier à ce défaut, on reremplit la lacune 12 de chrome.

Pour cela, comme le représente la figure 2B, on dépose d'abord une couche de masquage, par exemple une résine photosensible 13 ouverte sensiblement selon le contour de la lacune 12, puis l'on vaporise, comme le représente la figure 2C, une couche de chrome 14 qui vient notamment remplir la lacune 12. Après cela, on dissout la couche 13 qui emporte en même temps la partie de la couche de chrome 14 qui la surplombe pour laisser en place seulement la portion 15 de la couche de chrome remplissant la lacune 12 (figure 2D). Ce procédé consistant à enlever simultanément une couche et la couche qui la surmonte est classiquement désigné dans la technique sous l'appellation anglosaxone "lift-off".Ce procédé presente des inconvénients, d'une part, du fait que la -couche de resine 13 n'est pas une couche de résine quelconque, mais doit être soigneusement choisie pour permettre la mise en oeuvre du procédé de lift-off, d'autre part, le contour interne de la fenêtre 13 doit présenter un biseau approprié, comme cela est Illustré dans la figure, pour permettre ltenlèvement convenable et la délimitation de l'enlèvement de la couche supérieure. enfin, de façon générale, les équipements nécessaire à la mise en oeuvre de ce procédé et notamment les dispositifs de vaporisation de chrome sont coûteux, peu simples à mettre en oeuvre, et nécessitent des nanipulations du masque à traiter.

Les figures 3A à 3D illustrent un mode de réalisation du procédé selon la présente invention. Ce procédé consiste non pas à boucher une lacune dans une couche opaque, généralement constituée de chrome, mais à dépolir le verre à 11 emplacement de la lacune pour limiter fortement la lumière transmise par cette lacune. Ceci suffit généralement car les masques sont utilisés dans la technique de la fabrication des semiconducteurs pour sensibiliser des résines situées en-dessous. Ces résines ne -réagissent pas tout stmplement à la présence ou à l'absence de lumière, mais exigent pour pouvoir être sélectivement développées de façon convenable de recevoir une quantité de lumière supérieure à un certain seuil.

Sinon, elles sont ou bien non développées, ou bien seulement partiellement développées.

La figure 3A est identique à la figure 2A précédente et, de même, la figure 3B est identique à la figure 2B précédente sauf que les limites de la couche de résine 13 ne nécessitent pas de précautions particulières, et donc que la résine peut être une résine plus courante puisqu'elle n'est pas destinée à être ultérieurement utilisée dans un procédé de lift-off.

Au niveau de l'ouverture ou lacune 12 dans la couche de chrome 11, on dépose, comme cela est illustre en figure 3C, une goutte 20 d'un produit attaquant le verre pour le dépolir. De tels produits sont bien connus dans l'industrie pour marquer des verres. On peut ainsi voir dans la vie courante des produits ainsi marques pour indiquer par exemple la marque du fabricant ou les caractéristiques du produit (cendrier, plat en verre, vitre de voiture, objet d'art en pâte de verre, ...). Après quoi, on lave le masque pour éliminer le produit d'attaque 20 et la couche de masquage 13 et l'on obtient, comme cela est représenté à la figure 3D, une zone dépolie 21 à la surface du substrat transparent à l'emplacement de la lacune dans la couche opaque de chrome 11.

Les figures 4A à 4C illustrent les défauts les plus couramment rencontrés dans des masques. En figure 4A, on peut voir une encoche 31 dans une couche de chrome 30 (ce défaut est couramment appelé dans la littérature anglosaxone "morsure de souris").

En figure 4B > on a représenté une coupure 32 dans une bande de chrome 30 et en figure 4C un trou, couramment appelé trou d'épingle, 33 dans une zone de chrome 30. tes contours en pointilles 41 et 42, respectivement en figures 4A et 4B, indiquent les limites de la fenêtre à former dans la couche de résine 13 de finie précédemment pour réparer le défaut et placer la goutte du produit d'attaque 20. Dans le cas de la figure 4C, on notera que lton peut même se passer éventuellement de couche de résine et de fenêtre si la surface de la zone 30 de chrome au voisinage du trou est suffisante pour permettre d'y poser sans débordement la goutte de produit d'attaque. ta couche de chrome 30 sert alors elle-meme de masque.

On a décrit ci-dessus un mode de réalisation particulier du procédé selon la présente invention consistant à dépolir les lacunes dans les couches opaques du masque par un procédé d'attaque chimique. Ce dépolissage pourrait être obtenu par d'autres moyens, par exemple par irradiation localisée en pinceau ou masquée par un masque, cette irradiation pouvant etre une irradiation optique amenant une fusion et un dépolissage du verre,- ou un bombardement ionique.

Dans le cas du mode de réalisation décrit précédemment d'attaque chimique, il convient évidemment que le produit d'attaque soit sélectif par rapport à la résine de masquage et au chrome ou autre produit opaque constituant le motif du masque. De tels produits sont couramment disponibles dans le commerce.

Claims (4)

REVENDICATIONS.

1. asque constitue par un substrat transparent (10) recouvert partiellenent par un motif d'un matériau opaque (11), caractérisé en ce que la surface du substrat transparent comporte ponctuellement au moins une petite zone dépolie (21) non recouverue de matériau opaque comblant une lacune du motif.

Z. basque constitué d'un substrat transparent (10) revGtu sur sa surface supérieure diune couche opaque (11) sen siolement conforme à un motif déterminés caractérisé en ce que, aux emplacements (21) où la coucne opaque présente des lacunes par rapport au motif déterminé, la surface supérieure du substrat trdnsparent est dépolie.

3 asque selon la revendication 2, caractérisé en ce que le substrat transparent est en verre et la couche opaque en cli roue.

4. Procédé de correction de défauts dans un masque comprenant une couche opaque de configuration déterminée formée sur un substrat transparent, les défauts considérés consistant en une ou plusieuts lacunes dans la couche opaque, caractérisé en ce qu'il consiste à dépolir le substrat transparent aux emplacements desdites lacunes.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes

- recouvrir le masque a'un produit de masquage ouvert selon une fenêtre sensiblement à l'emplacement du défaut,

- déposer sur ladite fenêtre une goutte dun produit d'attaque du verre,

- poursuivre l'attaque Jusqu1au dépolissage du verre, puis éliminer le produit d'attaque et la couche de masquage.

6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le substrat transparent est en verre et la couche de masquage en chrome.