FR2798739A1 - Masque a dephasage utilisant le cra1on comme materiau de dephasage et procede de fabrication de celui-ci - Google Patents

Abstract

Un masque à déphasage est formé en déposant sur un substrat transparent (70) un matériau de déphasage contenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (O), et de l'azote (N). La transmittivité d'une couche de déphasage (72) du masque à déphasage, qui est une couche en CrAlON, est accrue, et la phase de la lumière d'exposition est déphasée de 180degre à une épaisseur prédéterminée, ce qui fait qu'un motif de photoréserve mince peut être formé. Egalement, la transmittivité de la couche de déphasage (72) vis-à-vis de la lumière d'inspection, qui a une longueur d'onde plus longue que celle de la lumière d'exposition, est relativement faible, ce qui permet une inspection précise du masque. Le masque à déphasage peut être utile dans la photolithographie utilisant une courte longueur d'onde de lumière d'exposition, et dans un dispositif d'inspection utilisant une source de lumière d'inspection ayant une longueur d'onde plus longue que celle de la lumière d'exposition.

Description

La présente invention concerne un masque à

déphasage et un procédé de fabrication de celui-ci.

Les dispositifs à semiconducteurs sont fabriqués en déposant en séquence une variété de couches de matériaux sur un substrat (plaquette) et en mettant sous un certain motif (en gravant) le matériau selon un motif de traçage présélectionné. L'étape de réalisation de motifs comprend la photolithographie et la gravure, qui sont simplement

désignés collectivement sous le nom de photolithographie.

Si l'on se réfère à la figure 1, la séquence de photolithographie est, de façon caractéristique, la suivante: une couche de photoréserve (non représentée) est déposée sur une couche de matériau prédéterminée (non représentée), et un photomasque comportant des motifs opaques 12, qui bloquent la transmission de lumière sur un substrat transparent 10, est disposé sur la couche de photoréserve. Lorsque de la lumière à une longueur d'onde sélectionnée 14 est appliquée au photomasque, les motifs du masque sont transférés sur la couche de photoréserve, formant des parties exposées et des parties protégées dans la couche de photoréserve. Une fois exposée, la couche de photoréserve est développée dans une solution qui dissout sélectivement les parties exposées ou les parties protégées de façon à créer un motif de photoré-serve. La couche de photoréserve est utilisée, de façon caractéristique, comme

masque de gravure pour graver le film de matériau sous-

jacent, produisant un transfert du motif de photoréserve au

film de matériau.

Au sens strict, le terme "photomasque" désigne un masque qui comporte un motif de taille sensiblement égale à celle du motif de photoréserve formé par l'exposition. Cependant, un photomasque destiné à être utilisé pour une exposition par projection à réduction, qui comporte un motif plusieurs fois plus grand que celui de la couche de photoréserve formée par l'exposition, est désigné sous le nom de réticule. Ci-après, le terme "masque" sera utilisé pour n'importe quel masque utilisé en

photolithographie, dans un but pratique.

Comme la densité d'intégration des dispositifs à semiconducteurs continue à augmenter, la largeur de ligne des motifs de couche de matériau devient étroite. Par conséquent, il peut devenir difficile de fabriquer un motif désiré ayant une largeur de ligne étroite à l'aide d'un masque classique comme montré en figure 1. Si un masque ayant une fine largeur de ligne est utilisé, une forte différence d'intensité de lumière, comme montré en figure 1, à la limite entre les parties opaques 18 et les parties transparentes 16, n'est pas assurée du fait de la

diffraction de la lumière.

Pour éviter ce problème, une lumière ayant une courte longueur d'onde, par exemple 248 nm ou 193 nm, qui ne provoque pratiquement pas de diffraction, est utilisée comme source de lumière d'exposition. Toutefois, lorsque les largeurs de ligne deviennent encore plus fines, l'utilisation de la source de lumière d'exposition ayant une courte longueur d'onde n'est plus une solution satisfaisante du point de vue du problème du manque de clarté des limites entre les parties opaques et transparentes. Pour cette raison, un masque à déphasage a été produit, celui-ci provoquant une interférence destructive à la limite entre les parties transparentes 16 et les parties opaques 18, selon un phénomène

d'interférence de lumière.

Le masque à déphasage montré en figure 2, qui

est un masque à déphasage atténué (également appelé à demi-

teintes) comprend un substrat transparent 20 et un motif à déphasage 22 formé d'un matériau de déphasage. Le matériau de déphasage peut être du CrO, du CrF, du MoSiON, du SiN, ou du verre centrifugé (spin-on-glass ou SOG). Bien que cela ne soit pas représenté, le masque à déphasage est classé comme étant un masque ayant un motif de déphasage formé avec du verre centrifugé sur ou en dessous de motifs opaques, et un masque du type à gravure de substrat dans lequel on fait varier la phase de la lumière par gravure d'un substrat transparent de façon à avoir une profondeur prédéterminée, au lieu d'utiliser un matériau de déphasage, pour faire varier la longueur de transmission de la lumière. Le principe d'un masque à déphasage commun va à présent être décrit en se référant à la figure 2. La lumière traversant les parties transparentes 26 a une phase et une amplitude indiquées par une ligne de pointillés 30 dans le graphique du haut de la figure 2. La lumière traversant les parties de déphasage 28 est déphasée de 180 et a une phase et une amplitude indiquées par une ligne de tirets 32 dans le même graphique. Finalement, la lumière à la surface de la couche de photoréserve a une phase et une amplitude indiquées par une ligne de traits pleins 34 dans le même graphique. Egalement, l'intensité de lumière à la surface de la couche de photoréserve, qui a traversé les parties transparentes 26 et les parties de déphasage 28,

est comme montré dans le graphique du bas de la figure 2.

Par rapport au graphique du haut de la figure 1, la différence d'intensité de lumière à la limite entre les parties transparentes 26 et les parties de déphasage 28 du masque à déphasage de la figure 2 est plus distincte qu'à la limite entre les parties transparentes 16 et les parties

opaques 18 de la figure 1.

Toutefois, comme montré dans le graphique du bas en figure 2, illustrant l'intensité de la lumière, un pic secondaire 36 qui est appelé "lobe latéral", se produit dans les parties de déphasage 28. L'apparition du lobe latéral 36 est inévitable dans la mesure o le motif de déphasage 22 n'est pas complètement opaque. Egalement, lorsque la taille du lobe latéral est supérieure à une valeur de référence, un motif indésirable peut être formé dans le motif de photoréserve développé. Pour cette raison, un motif opaque peut être employé au centre du motif de déphasage 22. Toutefois, il est difficile d'appliquer cette technique à un motif de déphasage ayant une largeur étroite. D'une autre façon, un matériau de déphasage ayant une faible transmittivité (par exemple, entre 5 et 10 %) peut être utilisé dans le but de réduire le lobe latéral 36. Toutefois, l'utilisation d'un matériau de déphasage ayant une faible transmittivité dégrade l'effet du masque à déphasage. Comme on peut le voir à partir du graphique du haut en figure 2, lorsque la transmittivité du matériau de déphasage augmente, l'amplitude 32 de la lumière traversant les parties de déphasage 28 augmente, et l'effet de l'interférence destructive à la limite entre les parties transparentes 26 et les parties de déphasage 28 est amélioré, produisant une limite plus distincte entre les

parties transparentes 26 et les parties de déphasage 28.

Par ailleurs, le problème avec le lobe latéral est étroitement associé aux performances de la photoréserve. En particulier, lorsqu'une couche de photoréserve est exposée à une lumière ayant une intensité (énergie) supérieure à une valeur de référence, les parties exposées sur la couche de photoréserve sont dissoutes et retirées dans une solution de révélateur pour réaliser des motifs de photoréserve. Toutefois, lorsque les performances de la photoréserve sont si bonnes (à savoir lorsque la valeur de référence est très élevée) qu'elle n'est pas dissoute dans une solution de révélateur (à savoir lorsque la photoréserve présente un contraste plus élevé) même avec une intensité de lobe latéral considérable, un matériau de déphasage ayant une transmittivité plus élevée (par exemple d'environ 40 %) peut être utilisé pour améliorer l'efficacité d'un masque à déphasage. Il existe un besoin pour un masque à déphasage constitué d'un matériau de

déphasage ayant une transmittivité élevée.

Pour satisfaire aux besoins ci-dessus, un premier objet de la présente invention est de procurer un matériau de déphasage ayant une transmittivité relativement élevée par rapport à une courte longueur d'onde de lumière d'exposition. Un deuxième objet de la présente invention est de procurer un matériau de déphasage qui présente une certaine transmittivité vis-à-vis d'une lumière d'inspection ayant une longueur d'onde plus longue que celle de la lumière d'exposition, de telle sorte que l'inspection avec la lumière d'inspection soit possible, et qui présente une transmittivité plus élevée vis-à-vis de la

lumière d'exposition.

Un troisième objet de la présente invention est de procurer un masque à déphasage formé à l'aide du

matériau de déphasage.

Un quatrième objet de la présente invention est de procurer un procédé pour fabriquer le masque à déphasage. Les premier et deuxième objets peuvent être atteints à l'aide d'un matériau de déphasage comprenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (O), et de

l'azote (N).

Le troisième objet peut être atteint par un masque à déphasage selon la présente invention, qui comprend: un substrat transparent et une couche de déphasage formée en un matériau comprenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (O), et de l'azote (N) sur le substrat transparent. La couche de déphasage est de préférence semi-transparente à une longueur d'onde

prédéterminée de la lumière d'exposition.

Le quatrième objet peut être atteint à l'aide d'un procédé de fabrication d'un masque à déphasage comprenant: la préparation d'un substrat transparent; la formation d'une couche de déphasage en un matériau comprenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (O), et de l'azote (N) sur le substrat transparent, la couche de déphasage étant semi-transparente à une longueur d'onde prédéterminée de la lumière d'exposition; et la formation d'une couche opaque sur la couche de déphasage, la couche opaque étant opaque à la

lumière d'exposition.

De préférence, la couche de déphasage, la couche en CrAlON, est déposée sur le substrat transparent dans une chambre de pulvérisation cathodique par pulvérisation cathodique, à l'aide d'une cible formée d'un alliage de chrome (Cr) et d'aluminium (Al), ou d'une cible multiple séparée en cibles en Cr et en Al, et de gaz oxygène (02) et azote (N2) constituant des gaz de réaction qui sont

délivrés dans la chambre de pulvérisation cathodique.

Egalement, la couche de déphasage peut être gravée de façon à avoir un motif de déphasage prédéterminé pour être utilisé pour l'exposition par gravure à sec avec

des gaz chlore (C12) et oxygène (02)-.

Les objets et avantages ci-dessus de la présente invention apparaîtront de façon plus évidente en décrivant en détail des formes de réalisation préférées de celle-ci en se référant aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe d'un photomasque connu et des graphiques illustrant la phase et l'intensité de la lumière à la surface d'une couche de photoréserve exposée à l'aide du photomasque; la figure 2 représente une vue en coupe d'un masque à déphasage atténué général et des graphiques illustrant la phase et l'intensité de la lumière à la surface d'une couche de photoréserve exposée à l'aide du masque à déphasage; les figures 3 à 5 sont des graphiques illustrant la transmittivité d'une couche de CrAlO vis-à-vis d'une lumière ayant une longueur d'onde de 193 nm, de 248 nm, et de 365 nm, respectivement; la figure 6 est un graphique illustrant la transmittivité de la couche CrAlO et d'une couche de CrAlON selon la présente invention vis-à-vis de la longueur d'onde de la lumière rayonnée; les figures 7 et 8 sont des vues en coupe illustrant la fabrication d'un masque à déphasage selon la présente invention; et la figure 9 montre de façon schématique un dispositif de pulvérisation cathodique destiné à être utilisé pour la fabrication d'un masque à déphasage selon

la présente invention.

Le mécanisme pour déterminer la transmittivité

d'un matériau de déphasage va à présent être décrit.

La transmittivité d'un matériau de déphasage est associée à la composition du matériau de déphasage et à la longueur d'onde de la lumière rayonnée. Lorsque l'énergie de la lumière rayonnée est très inférieure ou très supérieure à la largeur de bande interdite d'énergie Eg du matériau de déphasage, c'est-à-dire à la quantité d'énergie nécessaire pour exciter les électrons du matériau de déphasage à un autre niveau d'énergie, la lumière rayonnée ne peut pas exciter les électrons du matériau de déphasage, mais ne peut qu'être transmise à travers le matériau de déphasage, augmentant la transmittivité du matériau de déphasage. Toutefois, lorsque l'énergie de la lumière rayonnée est similaire ou légèrement supérieure à la largeur de bande interdite d'énergie Eg du matériau de déphasage, l'énergie de la lumière rayonnée est utilisée

pour exciter les électrons du matériau de déphasage, c'est-

à-dire que la lumière rayonnée est absorbée par le matériau de déphasage, de façon à diminuer par conséquent la transmittivité du matériau de déphasage de lumière. En particulier, dans une plage de longueurs d'onde plus courtes, comme, par exemple, les longueurs d'onde de 193 nm, 248 nm et 365 nm (qui sont celles auxquelles on s'intéresse), plus l'énergie de la lumière d'exposition est élevée et plus la largeur de bande interdite d'énergie Eg du matériau de déphasage est étroite. Par conséquent, plus la longueur d'onde de la lumière d'exposition dans la plage de longueur d'onde est courte, plus la transmittivité du matériau de déphasage est faible. Un matériau de déphasage classique, qui a une transmittivité comprise entre 1 et 30 % vis-à-vis de la longueur d'onde de 248 nm ou de 365 nm, ne transmet pratiquement aucune lumière ayant une longueur d'onde inférieure à 248 nm (par exemple 193 nm), et se comporte par conséquent en matériau opaque. Le brevet US n 851 706, qui est cédé et incorporé ici à titre de référence, présente un matériau de déphasage ayant une transmittivité appropriée vis-à-vis d'une longueur d'onde de lumière plus courte, et formé en oxyde de chrome (Cr2o3) et en alumine (A1203), de façon à avoir la composition

CrAlO. La description de ce brevet est incorporée ici à

titre de référence.

Le matériau de déphasage à transmittivité élevée

comprenant du CrAlO peut comporter les problèmes suivants.

Habituellement, après la fabrication d'un masque de façon à avoir un motif prédéterminé, le masque est exposé à une inspection de défauts. Dans l'inspection de défauts, une longueur d'onde de lumière prédéterminée est rayonnée sur un côté du masque et l'intensité de lumière est détectée par un détecteur disposé du côté opposé du masque, grâce à quoi il est déterminé si le motif formé dans le masque est souhaitable. Cependant, les dispositifs d'inspection utilisent comme lumière d'inspection une longueur d'onde de lumière plus longue que celle de la lumière d'exposition de la photolithographie. Avec l'utilisation d'une lumière d'exposition de longueur d'onde plus courte, la longueur d'onde de la lumière utilisée pour l'inspection des défauts devient courte. Toutefois, le développement d'un dispositif d'inspection utilisant une longueur d'onde de lumière plus courte est réalisé en fonction de la longueur d'onde utilisée dans la photolithographie, et il est difficile d'acheter facilement un tel dispositif d'inspection, à

cause de son coût élevé.

Par conséquent, la transmittivité des motifs de déphasage, qui est déterminée par la longueur d'onde de la lumière d'exposition utilisée dans un processus d'exposition, augmente encore davantage vis-à-vis de la lumière d'inspection. La lumière d'inspection a habituellement une longueur d'onde plus longue que la lumière d'exposition, ce qui fait que la différence entre la transmittivité dans les parties transparentes sans motifs et la transmittivité dans les parties de déphasage n'est pas suffisante pour réaliser une inspection du fait

que les motifs formés sont souhaitables.

Les figures 3 à 5 sont des graphiques illustrant la transmittivité d'une couche de déphasage formée de CrAlO vis-à-vis de la lumière ayant une longueur d'onde de 193 nm, de 248 nm et de 365 nm, respectivement. Dans chaque graphique, l'axe X représente le rapport de composition Al/Cr dans la couche, l'axe Y représente l'épaisseur de la couche de CrAlO, et les lignes 40 et 45 indiquent l'épaisseur de la couche de CrAlO pour un déphasage de . Lorsque la proportion d'Al et la longueur d'onde de la lumière d'exposition augmentent, la transmittivité de la couche de déphasage augmente. Par exemple, pour une couche de déphasage ayant une transmittivité de 20 % vis-à-vis de la lumière d'exposition à une longueur d'onde de 193 nm, la couche de déphasage a une épaisseur d'environ 124 nm avec

un rapport Al/Cr d'environ 4,5 pour un déphasage de 180 .

Dans ce cas, si une longueur d'onde de lumière de 365 nm est utilisée comme source de lumière d'inspection comme montré en figure 5, la couche de déphasage présente une transmittivité de 65 % ou plus vis-à-vis de la lumière d'inspection, ce qui peut être lu à partir du point de croisement entre la ligne de déphasage 40 et une ligne 50 indiquant le rapport Al/Cr de 4,5, mais ne permet pas

l'inspection précise d'un masque formé à partir de celle-

ci. Par conséquent, les exigences pour un matériau de déphasage sont une transmittivité élevée vis-à-vis d'une courte longueur d'onde de lumière d'exposition, sans

provoquer d'augmentation brutale de la transmittivité vis-

à-vis de la lumière d'inspection ayant une longueur d'onde plus longue que la lumière d'exposition. En particulier, les formes de réalisation de matériau de déphasage selon la présente invention satisfont de préférence aux conditions suivantes: 1. Le fait d'avoir une transmittivité comprise entre environ 5 et environ 50 % vis-à-vis de la lumière d'exposition. 2. Le fait de déphaser la phase de la lumière

d'exposition de 180 .

3. Le fait d'avoir une transmittivité d'environ

% au moins vis-à-vis de la lumière d'inspection.

En bref, on peut conclure que le matériau de déphasage selon la présente invention, par exemple la composition en CrAlON, satisfait aux critères ci-dessus. La transmittivité de la couche de CrAlO et de la couche de CrAlON vis-à-vis de la longueur d'onde de lumière rayonnée est montrée en figure 6. Comme montré en figure 6, la couche de CrAlO 60 et les couches de CrAlON 62, 64, 66 et 68 ont une transmittivité située dans la plage comprise entre environ 5 et environ 40 % vis-à-vis de la lumière de 193 nm et de 248 nm de longueur d'onde. Lorsque l'on utilise une lumière de 365 nm de longueur d'onde pour la lumière d'inspection, la couche de CrAlO 60 a une transmittivité d'environ 65 %, ce qui rend impossible l'inspection d'un masque formé à partir de celle-ci, tandis que les couches de CrAlON 62, 64, 66 et 68 selon la

présente invention ont une transmittivité de 50 % ou moins.

La composition et l'épaisseur de la couche de CrAlO 60 et des couches de CrAlON 62, 64, 66 et 68 sont montrées dans le tableau 1. L'épaisseur de chaque couche a été déterminée de façon à avoir une transmittivité similaire vis-à-vis de la même longueur d'onde de lumière, et la variation de la transmittivité vis-à-vis de la longueur d'onde de la

lumière a été observée pour chaque couche.

Tableau 1

Couches Cr Al O N Epaisseur (pourcentage (pourcentage (pourcentage (pourcentage (A) atomique) atomique) atomique) atomique) Couche de CrAlO 60 15,6 20,1 64,3 0 738 Couche de CrAlON 62 32,0 27,7 16,0 24,3 329 Couche de CrAlON 64 61,1 0,2 17,0 21,0 380 Couche de CrAlON 66 45,1 11,7 29,1 14,0 533 Couche de CrAlON 68 25,7 15,9 32,0 26,4 701 On notera à partir de la figure 6 que la pente de la transmittivité vis-à-vis de la longueur d'onde de la lumière est diminuée par l'addition de N. En d'autres termes, l'augmentation de transmittivité de la lumière à une longueur d'onde plus élevée devient plus plate pour les couches de CrAlON 62, 64, 66 et 68, par rapport à la couche de CrAlO 60 ne contenant pas de N. De plus, plus le rapport de composition Al/(Cr+Al) est élevé, plus la transmittivité de la lumière est élevée. En résultat de plusieurs expériences, lorsque le rapport Al/(Cr+Al) est situé dans la plage comprise entre 0,5 et 0,9, un matériau de déphasage souhaitable ayant une transmittivité plus élevée, qui satisfait aux critères mentionnés ci- dessus, peut être obtenu. On doit noter que le pourcentage atomique de N dans une forme de réalisation préférée selon la présente invention est inférieur ou égal à 50 % en pourcentage

atomique.

Le masque à déphasage et un procédé de fabrication de celui-ci selon la présente invention vont à présent être décrits. La figure 7 est une vue en coupe d'une ébauche de masque à déphasage fabriquée à l'aide du procédé selon la présente invention. L'ébauche de masque désigne un masque ne comportant pas de motifs. Durant l'exposition, un masque comportant un motif désiré montré en figure 8, qui est obtenu en gravant une couche opaque 74 et une couche de déphasage 72 au niveau de la partie d'exposition centrale 76 de l'ébauche de masque, est utilisé. Dans les figures 7 et 8, un substrat transparent est illustré en-dessous de la couche de déphasage 72 et de la couche opaque 74 aux fins de faciliter l'explication, mais, durant l'exposition avec le masque selon la présente invention, le substrat transparent 70 est disposé en face d'une source de lumière d'exposition. Egalement, en général, une couche anti-réflexion formée d'un matériau ayant un faible pouvoir réfléchissant, tel que l'oxyde de chrome, peut être formée sur la couche opaque 74, mais on considère qu'elle n'est pas liée à la présente invention, et, par conséquent, elle n'est pas illustrée dans les

figures 7 et 8.

Si l'on se réfère à nouveau à la figure 7, le masque à déphasage selon la forme de réalisation de la présente invention a la couche de déphasage 72 formée de CrAlON et la couche opaque 74 formée, par exemple, de Cr, sur le substrat transparent 70 formé d'un matériau transparent, tel que le verre. La transmittivité de la couche de déphasage vis-à-vis de la longueur d'onde de lumière utilisée pour l'exposition, et le degré de déphasage de celle-ci, varient en fonction de l'épaisseur de la couche de déphasage 72 et du rapport de composition du CrAlON sur celle-ci. Dans une forme de réalisation, l'épaisseur de la couche de déphasage 72 et le rapport de composition du CrAlON dans celle-ci peuvent varier de façon à présenter une transmittivité comprise entre 5 et 50 % et le rapport de déphasage de 180 vis-à-vis de la longueur d'onde de la lumière d'exposition utilisée, comme décrit

dans le tableau 1.

Si l'on se réfère à la figure 8, le masque destiné à être utilisé à l'exposition comprend la partie d'exposition 76 comportant un motif de déphasage désiré 72' d'o a été enlevée la couche opaque 74, et une région périphérique 78 dans laquelle un numéro d'identification du masque est indiqué, et des repères pour l'alignement utilisés pour l'installation dans un dispositif d'exposition ou d'inspection sont agencés. Dans des masques à déphasage atténué, en général, la partie d'exposition 76 ne comporte que le motif de déphasage 72' sans la couche opaque 74. Cependant, pour empêcher le lobe latéral précédemment mentionné, un motif opaque 74' peut demeurer au centre du motif de déphasage 72', celui-ci ayant une largeur relativement plus large que dans d'autres motifs de déphasage. Le procédé de fabrication du masque à déphasage selon une forme de réalisation de la présente invention va

à présent être décrit.

La fabrication de l'ébauche de masque à

déphasage montré en figure 7 va à présent être décrite.

Dans la fabrication de l'ébauche de masque à déphasage, un procédé de pulvérisation cathodique est adopté, mais d'autres procédés, tels qu'une déposition de vapeur par procédé chimique (chemical vapor deposition ou CVD),

peuvent être utilisés.

Un dispositif de pulvérisation cathodique montré en figure 9, qui est utilisé dans la fabrication de l'ébauche de masque à déphasage, comprend une chambre 90, des entrées de gaz 102 par l'intermédiaire desquelles des gaz de réaction sont délivrés dans la chambre 90, une pompe pour commander la pression de la chambre 90, et une sortie d'évacuation 108. Egalement, des dispositifs de contrôle de débit d'écoulement massique 104 et des vannes de commande 106 sont fixés aux entrées de gaz correspondantes 102, de façon à contrôler le débit d'écoulement massique et la délivrance ou la coupure des gaz. Une vanne de commande 112 est également fixée à la sortie d'évacuation 108. Un support 92 pour supporter un substrat de masque 94 est installé dans la chambre 90, et l'électrode positive d'une alimentation en courant continu est connectée au support 92. Egalement, une cible 98 réalisée en un matériau destiné à revêtir le substrat 94 est installée en face du substrat 94 et connectée à l'électrode négative 96. La cible 98 peut être une cible formée d'un alliage d'Al et de Cr ou une cible multiple séparée en cibles en Al et en Cr. Un obturateur 100 pour interrompre le passage du matériau de cible séparé de la cible 98 vers le substrat 94 est disposé en-dessous de la cible 98. Bien que cela ne soit pas représenté, un aimant peut être disposé sur la cible 98 pour appliquer un champ magnétique pour effectuer une pulvérisation cathodique des ions de gaz ou des ions de matériau de cible. Egalement, bien qu'une seule pompe 110 soit illustrée en figure 9, le dispositif de pulvérisation cathodique peut de plus comprendre une turbopompe qui amène rapidement la chambre

dans des conditions de vide poussé.

Dans la fabrication de l'ébauche de masque à déphasage selon la présente invention à l'aide du dispositif de pulvérisation cathodique montré en figure 9, le substrat transparent 94 formé de verre ou de quartz est disposé sur le support 92, et la pompe 110 est actionnée pour évacuer la chambre 90 jusqu'à ce que la pression de la chambre atteigne 1 x 10-6 à 6 x 10-6 torr, de façon à retirer les impuretés de la chambre 90. Lorsque le retrait des impuretés est suffisant, une puissance en courant continu d'environ 60 W est appliquée au support 92 et à l'électrode 96. Ensuite, de l'oxygène (02) et de l'azote (N2), qui sont des gaz de réaction, et des ions argon (Ar+), qui est un gaz de pulvérisation cathodique, sont délivrés dans la chambre 90, dans laquelle le débit d'écoulement massique des gaz est contrôlé à l'aide des dispositifs de contrôle de débit d'écoulement massique 104 et des vannes de commande 106 fixées aux entrées de gaz

102. A ce moment, l'obturateur 100 est dans un état fermé.

La pression de la chambre 90 est maintenue à 5 x 10-3 torr, et la température du substrat 94 est ajustée à la

température ambiante.

Après une période de temps prédéterminée dans l'état dans lequel l'obturateur 100 est fermé, les ions argon commencent à effectuer une pulvérisation cathodique de la cible 98. En résultat, les impuretés sont retirées de la surface de la cible 98, et le rendement de la pulvérisation cathodique atteint un équilibre, dans lequel il se dégage de la cible 98 une quantité de Cr et d'Al

identique à la quantité de Cr et d'Al dans la cible 98. Lorsque l'obturateur 100 est ouvert, les matériaux de cible séparés, ainsi

que l'oxygène et l'azote, sont déposés sur le substrat transparent 94, de façon à former une couche de

CrAlON sur celui-ci.

Ici, le rapport de composition de la couche de CrAlON déposée sur le substrat transparent 94 est défini par le rapport de Cr et d'Al dans la cible 98 et par le débit d'écoulement d'O2 et de N2, qui sont utilisés comme gaz de réaction. Selon une composition désirée de la couche de CrAlON, une cible qui a une composition de Cr et d'Al correspondant au rapport de composition désiré est sélectionnée pour l'utilisation, et le débit d'écoulement du 02 et du N2 est ajusté à une valeur située dans la plage comprise entre 0 et 20 cm3 étalons par minute. Egalement, le débit d'écoulement du gaz Ar utilisé comme gaz de pulvérisation cathodique est ajusté à une valeur située dans la plage comprise entre 7 et 30 cm3 étalons par minute. Egalement, dans le cas d'utilisation de cibles multiples, les surfaces des cibles en Ai et en Cr peuvent être contrôlées de telle sorte que le Cr et l'Al soient séparés de chaque cible sous un rapport désiré, en tenant compte du rendement de pulvérisation cathodique du Cr et de l'Ai. La pulvérisation cathodique est poursuivie de préférence jusqu'à ce que la couche de CrAlON constituant une couche de déphasage ait une épaisseur suffisante pour déphaser la phase de la source de lumière d'exposition de 1800. Lorsque la couche de CrAlON atteint l'épaisseur

désirée, la pulvérisation cathodique est arrêtée.

Ensuite, pour former la couche opaque 74 (voir figure 7) et la couche anti-réflexion, la pulvérisation cathodique est à nouveau effectuée avec une cible différente (ou dans un autre dispositif de pulvérisation cathodique avec une cible différente) pendant une période

de temps prédéterminée.

Ci-après, le procédé de fabrication d'un masque à déphasage comportant des motifs, qui est utilisé pour l'exposition, va à présent être décrit. Le masque à déphasage représenté en figure 8 est obtenu en gravant la partie d'exposition 76 de l'ébauche de masque à déphasage, qui est fabriquée à l'aide des procédés décrits ci-dessus,

de façon à avoir un motif prédéterminé.

Tout d'abord, la couche anti-réflexion 'et la couche opaque 74 sont retirées de la partie d'exposition 76 de l'ébauche de masque montrée en figure 7. Pour éviter l'apparition d'un lobe latéral, une partie de la couche

opaque peut demeurer.

Ensuite, la gravure pour les motifs de déphasage est effectuée. Dans la présente forme de réalisation, la gravure de la couche de CrAlON constituant une couche de déphasage est effectuée par gravure par ions réactifs (reactive ion etching ou RIE), qui est un type de gravure

au plasma.

Pour graver la couche de déphasage, la totalité de la surface du masque d'o la couche opaque a été complètement ou partiellement retirée est revêtue d'une réserve de faisceau d'électrons, et est ensuite exposée à un rayonnement de faisceau d'électrons afin d'écrire un motif désiré sur le masque. Les parties du masque exposées au rayonnement de faisceau d'électrons sont retirées par développement, produisant en résultat un motif de réserve de faisceau d'électrons. La couche de CrAlON est gravée à l'aide du motif de réserve de faisceau d'électrons comme

masque de gravure pour exposer le substrat transparent 70.

Le motif de réserve de faisceau d'électrons utilisé est ensuite retiré, de telle sorte qu'un photomasque comportant un motif de déphasage désiré sur celui-ci soit obtenu. Le

motif de déphasage est ensuite utilisé pour l'exposition.

Dans une forme de réalisation illustrative, la gravure de la couche de CrAlON a été effectuée dans les conditions de gravure suivantes en utilisant des gaz chlore

(Cl2) et oxygène (02) comme gaz de gravure.

Débit d'écoulement du Cl2: 35 cm3 étalons par minute Débit d'écoulement du 02: 10 cm3 étalons par minute Température du substrat: température ambiante Pression de la chambre de gravure: 6 militorrs Puissance pour la gravure par ions réactifs: 15 W Puissance pour le plasma à couplage inductif (inductively coupled plasma ou ICP): 600 W Il a fallu environ 15 minutes pour graver la couche de CrAlON ayant une épaisseur de 588 À dans les

conditions ci-dessus.

Egalement, on a constaté que le matériau de déphasage, à savoir le CrAlON, selon la présente invention, avait une transmittivité relativement élevée vis-à-vis de la lumière d'exposition, et que, lorsque le matériau de déphasage avait une épaisseur prédéterminée, il déphasait la phase de la lumière d'exposition utilisée de 180 . De plus, le matériau de déphasage selon la présente invention a une transmittivité de 50 % ou moins vis-à-vis de la lumière d'inspection qui a une longueur d'onde plus longue que la longueur d'onde de la lumière d'exposition. Par conséquent, la composition en CrAlON selon la présente invention peut être utilisée comme matériau de déphasage ayant une transmittivité relativement élevée vis-à-vis d'une courte longueur d'onde de lumière d'exposition, ce qui garantit une définition élevée. Egalement, la composition en CrAlON selon la présente invention présente une transmittivité relativement faible visà-vis d'une longueur d'onde de lumière d'inspection plus longue, ce qui fait que l'inspection du masque constitué de CrAlON peut

être effectuée avec précision.

Bien que la forme de réalisation préférée ait été décrite en se référant à un type spécifique de dispositif de déposition et de gravure, on doit apprécier le fait que l'étendue de l'applicabilité de la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation exposées ci-dessus. Egalement, les conditions de traitement peuvent varier en fonction du dispositif de déposition ou

de gravure utilisé.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Masque à déphasage caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat transparent (70); et une couche de déphasage (72) formée en un matériau comprenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (O), et de l'azote (N) sur le substrat

transparent (70), la couche de déphasage (72) étant semi-

transparente vis-à-vis d'une longueur d'onde de lumière

d'exposition prédéterminée.

2. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une couche opaque

(74) formée sur la couche de déphasage (72).

3. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a une épaisseur telle que la lumière transmise à travers la couche de déphasage (72) soit déphasée d'environ 180 degrés.

4. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) comprend de l'azote sous des concentrations inférieures ou égales à

% en pourcentage atomique.

5. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a un

rapport Al/(Cr+Al) compris entre environ 0,5 et 0,9.

6. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a une épaisseur telle que la transmittivité de la couche de déphasage (72) soit comprise entre environ 5 % et environ

50 % vis-à-vis de la lumière d'exposition.

7. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a une épaisseur telle que la transmittivité de la couche de déphasage (72) soit de 50 % ou moins vis-à-vis d'une

lumière d'inspection.

8. Masque à déphasage, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat transparent (70); une couche de déphasage (72) formée en un matériau comprenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (O), et de l'azote (N) sur le substrat

transparent (70), la couche de déphasage (72) étant semi-

transparente vis-à-vis d'une longueur d'onde de lumière d'exposition prédéterminée; et la couche de déphasage (72) comprenant une pluralité d'éléments ayant un certain motif employés pour

masquer la lumière.

9. Masque à déphasage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une couche opaque

(74) formée sur les éléments ayant un certain motif.

10. Masque à déphasage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments ayant un certain motif ont une épaisseur telle que la lumière transmise à travers les éléments ayant un certain motif est déphasée d'environ

180 degrés.

11. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) comprend de l'azote sous des concentrations inférieures ou égales à

% en pourcentage atomique.

12. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a un rapport Al/(Cr+Al) compris entre environ 0, 5 et environ 0,9.

13. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a une épaisseur telle que la transmittivité des éléments ayant un certain motif est comprise entre environ 5 % et environ

% vis-à-vis de la lumière d'exposition.

14. Masque à déphasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a une épaisseur telle que la transmittivité des éléments ayant un certain motif est de 50 % ou moins vis-à-vis d'une lumière d'inspection.

15. Procédé de fabrication d'un masque à déphasage, caractérisé en ce qu'il comprend: la préparation d'un substrat transparent (70); la formation d'une couche de déphasage (72) en un matériau comprenant du chrome (Cr), de l'aluminium (Al), de l'oxygène (0), et de l'azote (N) sur le substrat

transparent, la couche de déphasage (72) étant semi-

transparente vis-à-vis d'une longueur d'onde de lumière d'exposition prédéterminée; et la formation d'une couche opaque (74) sur la couche de déphasage (72), la couche opaque (74) étant

opaque vis-à-vis de la lumière d'exposition.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) comprend de l'azote sous des concentrations inférieures ou égales à

% en pourcentage atomique.

17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) a un rapport Al/(Cr+Al) compris entre environ 0,5 et environ 0,9.

18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) est déposée sur le substrat transparent (70) dans une chambre de pulvérisation cathodique (90) par pulvérisation cathodique, à l'aide d'une cible (98) formée d'un alliage de chrome (Cr) et d'aluminium (Al), et de gaz oxygène (02) et azote (N2) constituant des gaz de réaction qui sont

délivrés dans la chambre de pulvérisation cathodique (90).

19. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) est déposée sur le substrat transparent (70) dans une chambre de pulvérisation cathodique (90) par pulvérisation cathodique, à l'aide d'une cible multiple séparée en cibles en Cr et en Al, et de gaz oxygène (02) et azote (N2) constituant des gaz de réaction qui sont délivrés dans la

chambre de pulvérisation cathodique (90).

20. Procédé selon la revendication 15, après la formation de la couche opaque (74), caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes: la gravure de la couche opaque (74) de façon à avoir un motif prédéterminé, ou de telle sorte que la totalité de la région de la couche opaque (74), qui a été exposée à la lumière d'exposition durant la photolithographie, soit retirée; et la gravure de la couche de déphasage (72) de

façon à avoir un motif prédéterminé.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la gravure de la couche de déphasage (72) sous un motif prédéterminé comprend les étapes suivantes: la déposition d'une réserve de faisceau d'électrons sur la totalité de la surface du masque à déphasage à partir duquel la couche opaque (74) a été gravée; le rayonnement d'un faisceau d'électrons de façon à écrire un motif prédéterminé sur la réserve de faisceau d'électrons, et le développement de la réserve de faisceau d'électrons de façon à former un motif de réserve de faisceau d'électrons; et la gravure de la couche de déphasage (72) en utilisant le motif de réserve de faisceau d'électrons comme

masque de gravure.

22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la couche de déphasage (72) est

gravée à sec à l'aide des gaz chlore (C12) et oxygène (02).