FR2963477A1 - Material pattern e.g. boron nitride material pattern, forming method for integrated circuit, involves etching covering layer via etching mask to form projecting pattern, and etching material layer via covering layer to form material pattern - Google Patents
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Abstract
Description
1 1
Procédé de réalisation amélioré d'un motif à partir du transfert par espaceurs latéraux Domaine technique de l'invention Improved embodiment of a pattern from transfer by lateral spacers Technical field of the invention
L'invention est relative à un procédé de réalisation d'un motif en premier matériau. État de la technique The invention relates to a method of producing a pattern of first material. State of the art
L'augmentation continue des performances des circuits intégrés, par exemple, en termes de consommation et/ou de fréquence de 15 fonctionnement, se traduit inéluctablement par une diminution constante de la taille de ses composants et un accroissement de leur densité. Afin de réaliser des dispositifs toujours plus performants, de nouvelles techniques de définitions de motifs de petites tailles ont été mises en place. The continuous increase in the performances of the integrated circuits, for example, in terms of consumption and / or operating frequency, inevitably results in a constant decrease in the size of its components and an increase in their density. In order to realize ever more efficient devices, new techniques for defining small patterns have been put in place.
20 La diminution des dimensions du transistor se traduit surtout par des difficultés dans la définition en grande densité des motifs de petites dimensions, mais aussi par une augmentation des contraintes liées à l'alignement des différents niveaux photolithographiques les uns par rapport aux autres. Afin de former des motifs toujours plus denses, les performances 25 des équipements de photolithographie et de gravure doivent être améliorées en permanence. Cette augmentation croissante des contraintes technologiques sur les équipements de photolithographie n'est plus compatible avec les équipements actuels. The reduction in the size of the transistor results mainly in difficulties in the high-density definition of the small-sized patterns, but also in an increase in the constraints related to the alignment of the different photolithographic levels relative to each other. In order to form ever denser patterns, the performance of the photolithography and etching equipment must be continuously improved. This increasing increase in technological constraints on photolithography equipment is no longer compatible with current equipment.
30 Une voie d'amélioration alternative consiste à définir la largeur et/ou la longueur du motif désiré au moyen d'une étape de dépôt d'un matériau de 10 2 An alternative improvement path is to define the width and / or length of the desired pattern by means of a step of depositing a material of 2
masquage. De cette manière, au moins une des dimensions latérales du motif n'est pas définie par photolithographie, mais au moyen du dépôt d'un matériau avec une épaisseur prédéterminée. masking. In this way, at least one of the lateral dimensions of the pattern is not defined by photolithography, but by means of the deposition of a material with a predetermined thickness.
Comme illustré à la figure 1, un substrat 1 est recouvert par une couche en premier matériau 2, elle-même recouverte par une couche de recouvrement 3. Un masque de gravure 4 est formé, par toute technique adaptée, sur la couche de recouvrement 3. As illustrated in FIG. 1, a substrate 1 is covered by a layer of first material 2, itself covered by a covering layer 3. An etching mask 4 is formed, by any suitable technique, on the covering layer 3 .
Comme illustré à la figure 2, la couche de recouvrement 3 est gravée, par exemple par plasma, à travers le masque de gravure 4 afin de reproduire dans cette dernière le dessin du masque de gravure 4. As illustrated in FIG. 2, the covering layer 3 is etched, for example by plasma, through the etching mask 4 in order to reproduce in the latter the pattern of the etching mask 4.
La chimie de gravure est choisie sélective par rapport au masque de gravure 4 et par rapport au premier matériau 2 afin d'éliminer une partie de la couche de recouvrement 3 sans abîmer le premier matériau 2, ni modifier le dessin du masque de gravure 4. The etching chemistry is selected selective with respect to the etching mask 4 and with respect to the first material 2 so as to eliminate part of the covering layer 3 without damaging the first material 2, nor modifying the pattern of the etching mask 4.
Une perte de sélectivité vis-à-vis du premier matériau 2 entraîne une dégradation des propriétés physico-chimiques et une diminution de l'épaisseur du premier matériau 2 ce qui est préjudiciable au bon accomplissement des étapes technologiques ultérieures. A loss of selectivity with respect to the first material 2 causes a degradation of the physico-chemical properties and a decrease in the thickness of the first material 2 which is detrimental to the successful completion of the subsequent technological steps.
Comme illustré à la figure 3, l'étape de gravure forme un motif en matériau 25 de recouvrement 3 qui est défini à partir du dessin du masque de gravure 4. As illustrated in FIG. 3, the etching step forms a pattern of covering material 3 which is defined from the drawing of the etching mask 4.
La chimie de gravure est choisie la plus anisotrope possible afin de reproduire fidèlement le dessin du masque de gravure 4 dans la couche de recouvrement 3. Le masque de gravure 4 est éliminé. 30 3 The etching chemistry is chosen as anisotropic as possible in order to faithfully reproduce the pattern of the etching mask 4 in the covering layer 3. The etching mask 4 is eliminated. 30 3
Comme illustré à la figure 4, une fois la couche de recouvrement 3 structurée, un matériau de masquage 5 est déposé puis gravé afin de former un ou plusieurs espaceurs latéraux. Le matériau de masquage 5 est déposé de manière conforme et il est gravé anisotropiquement afin de le localiser sur les parois latérales du motif en matériau de recouvrement 3. As illustrated in FIG. 4, once the covering layer 3 has been structured, a masking material 5 is deposited and then etched in order to form one or more lateral spacers. The masking material 5 is suitably deposited and etched anisotropically to locate it on the side walls of the cover material pattern 3.
L'épaisseur restante de matériau 5 définit une des dimensions du motif en matériau de masquage. De cette manière, l'étape de photolithographie définit la position des motifs et l'étape de formation des espaceurs latéraux définit au moins une des dimensions latérales de ces motifs. The remaining thickness of material 5 defines one of the dimensions of the pattern of masking material. In this way, the photolithography step defines the position of the patterns and the step of forming the lateral spacers defines at least one of the lateral dimensions of these patterns.
Là encore, la gravure du matériau de masquage 5 utilise une chimie qui est fortement anisotrope et sélective par rapport au premier matériau 2 et au matériau de recouvrement 3. Comme illustré aux figures 5 et 6, une fois que les espaceurs latéraux sont définis, le matériau de recouvrement 3 est éliminé (figure 5) et les espaceurs servent de deuxième masque dur 6 pour graver le premier matériau 2 (figure 6). 20 Dans ce mode de mise en oeuvre, de nombreuses contraintes technologiques sont imposées aux chimies de gravure et/ou au premier matériau 2. Les procédés de gravure doivent être anisotropes afin d'assurer une parfaite maîtrise des formes et des dimensions des différents matériaux 25 gravés. Les procédés de gravure doivent également être sélectifs afin d'éviter une détérioration ou une élimination parasite des matériaux à conserver. Again, the etching of the masking material uses a chemistry that is highly anisotropic and selective with respect to the first material 2 and the cover material 3. As illustrated in FIGS. 5 and 6, once the lateral spacers are defined, the covering material 3 is eliminated (FIG. 5) and the spacers serve as a second hard mask 6 for etching the first material 2 (FIG. 6). In this embodiment, numerous technological constraints are imposed on the etching chemistries and / or the first material 2. The etching processes must be anisotropic in order to ensure perfect control of the shapes and dimensions of the different materials. engraved. The etching processes must also be selective in order to avoid deterioration or parasitic elimination of the materials to be preserved.
De plus, trois matériaux différents sont présents durant au moins une partie 30 du procédé de gravure ce qui augmente les contraintes sur la chimie de gravure.15 4 Ce genre de procédé est donc très contraignant d'un point de vue industriel car il engendre un trop grand nombre de contraintes technologiques. Objet de l'invention In addition, three different materials are present during at least part of the etching process which increases the constraints on the etching chemistry. This type of process is therefore very restrictive from an industrial point of view because it generates Too many technological constraints. Object of the invention
On constate qu'il existe un besoin de prévoir un procédé de fabrication d'un motif qui soit plus facile à mettre en oeuvre. 10 On tend à satisfaire ce besoin au moyen d'un procédé qui comporte successivement : - prévoir un substrat muni d'une couche en premier matériau recouverte par une couche de recouvrement et par un premier masque de gravure, la 15 couche de recouvrement ayant une première zone recouverte par le premier masque de gravure et une seconde zone découverte, - graver partiellement la seconde zone de la couche de recouvrement au moyen du premier masque de gravure de manière à former un motif en saillie dans la couche de recouvrement, 20 - déposer et graver un matériau de masquage de manière à former des espaceurs latéraux définissant un second masque de gravure autour du motif en saillie, - éliminer le premier masque de gravure, - graver la couche de recouvrement à travers le second masque de gravure 25 de manière à former un motif en saillie dans la couche de recouvrement, - graver la couche en premier matériau au moyen de la couche de recouvrement pour former ledit motif en premier matériau. 30 Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : 5 les figures 1 à 7 représentent, de manière schématique, en vue de coupe des étapes successives de mise en oeuvre d'un premier procédé, les figures 8 à 11 représentent, de manière schématique, en vue de coupe, des étapes successives de mise en oeuvre d'un deuxième procédé, la figure 12 représente, de manière schématique, en vue de coupe, une variante de réalisation en relation avec la figure 9, les figures 13 à 15 représentent, de manière schématique, en vue de coupe, des étapes successives de mise en oeuvre d'un troisième 15 procédé. It is noted that there is a need to provide a process for manufacturing a pattern that is easier to implement. This need is addressed by means of a method which successively comprises: providing a substrate provided with a layer of first material covered by a covering layer and by a first etching mask, the covering layer having a first zone covered by the first etching mask and a second uncovered area, - partially etching the second area of the cover layer by means of the first etching mask so as to form a projecting pattern in the cover layer, 20 - depositing and etching a masking material so as to form lateral spacers defining a second etching mask around the projecting pattern, - removing the first etching mask, - etching the cover layer through the second etching mask 25 so as to forming a projecting pattern in the covering layer, - etching the first material layer by means of the covering layer to form said pattern first material. Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention given as non-limiting examples and shown in the accompanying drawings, in which: FIGS. 7 to schematically show, in sectional view, the successive steps of implementation of a first method, FIGS. 8 to 11 show, schematically, in sectional view, the successive stages of implementation of FIG. a second method, FIG. 12 schematically represents, in sectional view, an alternative embodiment in relation to FIG. 9; FIGS. 13 to 15 show, schematically, in sectional view, successive stages of placing; implement a third method.
Description de modes de réalisation préférentiels de l'invention DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
20 Comme illustré à la figure 1, le substrat 1 comporte un support qui est recouvert par une couche en premier matériau 2. La couche en premier matériau 2 est recouverte par une couche en matériau de recouvrement 3. Un masque de gravure 4 est présent sur la couche en matériau de recouvrement 3. 25 Le support est, par exemple, un substrat en matériau semi-conducteur avec des composants actifs recouverts par une ou plusieurs couches de protection. Le support peut également être formé par un matériau électriquement conducteur ou électriquement isolant à la surface duquel des 30 motifs sont à former. De manière avantageuse, la face principale du support est formée par une ou plusieurs couches en matériau électriquement isolant. As illustrated in FIG. 1, the substrate 1 comprises a support which is covered by a layer of first material 2. The layer of first material 2 is covered by a layer of covering material 3. An etching mask 4 is present on the layer of covering material 3. The support is, for example, a substrate of semiconductor material with active components covered by one or more protective layers. The support may also be formed of an electrically conductive or electrically insulating material on the surface of which patterns are to be formed. Advantageously, the main face of the support is formed by one or more layers of electrically insulating material.
La face principale du support est recouverte par la couche en premier matériau 2. The main face of the support is covered by the layer of first material 2.
Le premier matériau 2 peut être isolant ou conducteur électriquement. De manière avantageuse, si le substrat 1 est de type semi-conducteur avec des couches isolantes sur sa surface principale, le premier matériau 2 est électriquement conducteur, par exemple en TiN, BN, TaN, AIN avec une épaisseur avantageuse comprise entre 10 et 50nm. The first material 2 may be insulating or electrically conductive. Advantageously, if the substrate 1 is of the semiconductor type with insulating layers on its main surface, the first material 2 is electrically conductive, for example TiN, BN, TaN, AlN with an advantageous thickness of between 10 and 50 nm .
1 o La couche en matériau de recouvrement 3 est formée par tout type de matériau adapté. De manière avantageuse, la couche de recouvrement 3 présente des propriétés antireflets afin de faciliter la formation du masque de gravure 4. A titre d'exemple, le matériau de recouvrement 3 est un matériau carboné déposé par dépôt chimique en phase vapeur ou par dépôt à la 15 tournette, par exemple de type carbone amorphe. Dans un exemple particulier, la couche carbonée a une épaisseur comprise entre 50 et 200nm et elle est recouverte par une couche d'oxyde de silicium comprise entre 20 et 50nm pour avoir de bonnes propriétés antireflets. Les épaisseurs et indices des matériaux sont optimisés par simulation pour obtenir à la 20 longueur d'onde d'exposition des propriétés antireflet. The layer of covering material 3 is formed by any type of suitable material. Advantageously, the covering layer 3 has antireflection properties in order to facilitate the formation of the etching mask 4. By way of example, the covering material 3 is a carbonaceous material deposited by chemical vapor deposition or by deposition. the spin, for example amorphous carbon type. In a particular example, the carbonaceous layer has a thickness of between 50 and 200 nm and is covered by a silicon oxide layer of between 20 and 50 nm to have good antireflection properties. The thicknesses and indices of the materials are optimized by simulation to obtain anti-reflective properties at the exposure wavelength.
Un premier masque de gravure 4 est formé sur le matériau de recouvrement 3. Le masque de gravure 4 définit une première zone A et une seconde zone B complémentaire. La première zone correspond au volume plein du masque 25 de gravure 4 alors que le seconde zone correspond au volume vide du masque 4. Dans le matériau de recouvrement 3, il y a également une première zone A qui correspond à la zone recouverte par le masque de gravure 4 et une seconde zone B qui est découverte, c'est-à-dire laissée libre. Le dessin du masque de gravure 4 est quelconque, il est défini en 30 fonction des motifs désirés. A first etching mask 4 is formed on the covering material 3. The etching mask 4 defines a first area A and a second area B complementary. The first zone corresponds to the full volume of the etching mask 4 while the second zone corresponds to the empty volume of the mask 4. In the covering material 3, there is also a first zone A which corresponds to the zone covered by the mask engraving 4 and a second zone B which is discovered, that is to say left free. The pattern of the etching mask 4 is arbitrary, it is defined according to the desired patterns.
Le premier masque de gravure 4 est par exemple une résine photosensible ou un matériau de nature différente. Dans certains modes de réalisation, le premier masque de gravure 4 est en oxyde de silicium, en nitrure de silicium, un empilement de ces derniers ou un autre matériau. Lorsque le premier masque de gravure 4 n'est pas une résine, il est avantageux de définir sa forme au moyen d'une étape de photolithographie suivie d'une étape de gravure. Le premier masque de gravure 4 est également appelé masque dur. The first etching mask 4 is, for example, a photosensitive resin or a material of a different nature. In some embodiments, the first etch mask 4 is silicon oxide, silicon nitride, a stack of silicon, or another material. When the first etching mask 4 is not a resin, it is advantageous to define its shape by means of a photolithography step followed by an etching step. The first etching mask 4 is also called a hard mask.
Comme illustré à la figure 8, le matériau de recouvrement 3 est gravé à travers le premier masque de gravure 4, par toute technique adaptée. La gravure du matériau de recouvrement 3 est partielle, c'est-à-dire qu'une partie seulement de l'épaisseur du matériau de recouvrement 3 est éliminée dans les zones découvertes. La gravure du matériau de recouvrement 3 est avantageusement anisotrope afin de définir, le plus fidèlement possible, un dessin dans le matériau de recouvrement 3 qui correspond au dessin du masque de gravure 4. La gravure partielle du matériau de recouvrement permet de former des motifs en saillie dans la couche en matériau de recouvrement 3. As illustrated in FIG. 8, the covering material 3 is etched through the first etching mask 4, by any suitable technique. The etching of the covering material 3 is partial, ie only part of the thickness of the covering material 3 is removed in the exposed areas. The etching of the covering material 3 is advantageously anisotropic so as to define, as accurately as possible, a pattern in the covering material 3 which corresponds to the pattern of the etching mask 4. The partial etching of the covering material makes it possible to form patterns in protruding into the layer of covering material 3.
La gravure partielle du matériau de recouvrement 3 dans les zones découvertes permet de laisser recouvert le premier matériau 2. Le premier matériau 2 est complètement recouvert par le matériau de recouvrement 3 qui comporte alors des zones d'épaisseurs différentes. Dans la première zone A recouverte par le premier masque de gravure 4, l'épaisseur est inchangée et représente une zone épaisse. Dans la deuxième zone B découverte, le matériau de recouvrement 3 a été partiellement éliminé et cela représente une zone mince. Le dessin du masque de gravure 4 a été reproduit dans le matériau de recouvrement 3 et le contour du dessin est formé par les parois latérales qui relient la zone mince à la zone épaisse. La gravure du matériau de recouvrement 3 étant réalisée sur une partie de son épaisseur, la hauteur de la paroi latérale est inférieure à l'épaisseur du matériau de recouvrement 3. The partial etching of the covering material 3 in the uncovered areas makes it possible to leave the first material 2 covered. The first material 2 is completely covered by the covering material 3 which then comprises zones of different thicknesses. In the first zone A covered by the first etching mask 4, the thickness is unchanged and represents a thick zone. In the second zone B discovered, the covering material 3 has been partially removed and this represents a thin zone. The pattern of the etching mask 4 has been reproduced in the covering material 3 and the outline of the drawing is formed by the side walls which connect the thin zone to the thick zone. Since the etching of the covering material 3 is carried out over part of its thickness, the height of the side wall is less than the thickness of the covering material 3.
Le matériau de recouvrement 3 est donc structuré afin de former des zones 5 avec des épaisseurs différentes ce qui se traduit par la présence de motifs en saillie dans la couche en matériau de recouvrement 3. The covering material 3 is thus structured so as to form zones 5 with different thicknesses, which results in the presence of protruding patterns in the layer of covering material 3.
De manière avantageuse, la gravure est réalisée par plasma en imposant le temps de gravure ce qui facilite la formation de zones vides à la profondeur 10 désirée dans le matériau de recouvrement. Il est également possible de contrôler l'épaisseur de gravure par réflectométrie in-situ dans le procédé de gravure. Advantageously, the etching is performed by plasma by imposing the etching time which facilitates the formation of empty zones at the desired depth in the covering material. It is also possible to control the etching thickness by in-situ reflectometry in the etching process.
Comme illustré à la figure 8, un matériau de masquage 5 est ensuite déposé 15 de manière conforme sur l'ensemble et il recouvre le matériau de recouvrement 3 et le premier masque de gravure 4. Dans un dépôt conforme, l'épaisseur déposée sur les parois latérales est identique à l'épaisseur déposée sur les parois horizontales. Une fois le matériau de masquage 5 déposé, ce dernier est gravé par toute technique adaptée avec une gravure 20 plasma anisotrope afin de localiser le matériau de masquage sur les bords des différents motifs en saillie. Après l'étape de gravure, le matériau de masquage 5 forme des espaceurs latéraux qui recouvrent les parois latérales du matériau de recouvrement 3. As illustrated in FIG. 8, a masking material 5 is then uniformly deposited on the assembly and covers the covering material 3 and the first etching mask 4. In a conformal deposit, the thickness deposited on the side walls is identical to the thickness deposited on the horizontal walls. Once the masking material has been deposited, the latter is etched by any suitable technique with anisotropic plasma etching in order to locate the masking material on the edges of the various projecting patterns. After the etching step, the masking material 5 forms lateral spacers which cover the side walls of the covering material 3.
25 Comme illustré à la figure 9, le premier masque de gravure 4 est éliminé afin de laisser à la surface, le matériau de recouvrement 3 et les espaceurs en matériau de masquage 5. Les espaceurs en matériau de masquage 5 forment un second masque de gravure 6. Le dessin du second masque de gravure 6 est défini en partie par le dessin du premier masque de gravure 4 30 qui impose la position des espaceurs latéraux. Le dessin du second masque de gravure 6 est également défini à partir de l'épaisseur de matériau de As illustrated in FIG. 9, the first etching mask 4 is eliminated in order to leave the covering material 3 and the masking material spacers 5 on the surface. The masking material spacers 5 form a second etching mask. 6. The drawing of the second etching mask 6 is defined in part by the drawing of the first etching mask 4 which imposes the position of the lateral spacers. The drawing of the second etching mask 6 is also defined from the thickness of the material of
masquage 5 déposé et de l'épaisseur gravée pour définir au final la largeur et/ou la longueur des espaceurs latéraux. masking 5 deposited and etched thickness to ultimately define the width and / or length of the lateral spacers.
Comme cela est illustré à la figure 10, la couche de recouvrement 3 est gravée à travers le second masque de gravure 6 de manière à former un motif en saillie en matériau de recouvrement 3 sur le premier matériau 2. Dans les zones découvertes, c'est-à-dire dans les zones non recouvertes par le second masque de gravure 6, la gravure du matériau de recouvrement est totale. Le matériau de recouvrement 3 est éliminé sous les zones initialement recouvertes par le premier masque de gravure 4 ainsi que dans la seconde zone B aux endroits non recouverts par les espaceurs latéraux. As illustrated in FIG. 10, the cover layer 3 is etched through the second etching mask 6 so as to form a protruding material pattern 3 on the first material 2. In the exposed areas, it is that is to say in the areas not covered by the second etching mask 6, the etching of the covering material is total. The covering material 3 is removed under the zones initially covered by the first etching mask 4 and in the second zone B at the places not covered by the lateral spacers.
Les motifs en matériau de recouvrement 3 sont formés dans la zone mince, leur épaisseur a été définie lors de la gravure partielle du matériau de recouvrement 3. Les motifs en matériau de recouvrement 3 reproduisent le dessin du second masque de gravure 6. The patterns of covering material 3 are formed in the thin zone, their thickness has been defined during the partial etching of the covering material 3. The patterns of covering material 3 reproduce the pattern of the second etching mask 6.
Comme cela est illustré à la figure 11, le motif formé dans le matériau de recouvrement 3 sert de masque de gravure pour former le motif dans le premier matériau. De cette manière, le premier matériau est gravé à travers le masque en matériau de recouvrement 3. Selon les modes de réalisation, le matériau de masquage 5 est éliminé ou non avant de réaliser la gravure du premier matériau. As illustrated in Figure 11, the pattern formed in the cover material 3 serves as an etching mask to form the pattern in the first material. In this way, the first material is etched through the cover material mask 3. According to the embodiments, the masking material 5 is removed or not before etching the first material.
Ce mode de mise en oeuvre est particulièrement avantageux car il offre une plus grande souplesse dans la définition du second masque de gravure 6. L'épaisseur du matériau de recouvrement 3 peut être fixée pour minimiser la réflectivité durant la lithographie indépendamment de la hauteur des espaceurs qui n'est plus fixée par l'épaisseur de la couche de recouvrement 3 comme dans l'art antérieur. Ces deux grandeurs peuvent ainsi être optimisées. 10 Dans le cas présent, la différence d'épaisseur entre la zone mince et la zone épaisse et l'épaisseur du premier masque de gravure 4 imposent la hauteur des espaceurs latéraux. Il est alors possible de moduler la profondeur d'enfoncement dans le matériau de recouvrement 3 afin d'obtenir un dépôt du matériau de masquage 5. Cette modulation permet d'obtenir un dépôt conforme ou le plus conforme possible avec les procédés utilisés. De manière analogue, cette souplesse dans la hauteur des espaceurs latéraux permet d'obtenir des procédés de gravure plus performants et au final une meilleure définition des espaceurs formant le second masque de gravure 6. La réalisation de la gravure partielle du matériau de recouvrement 3 permet l'obtention de degrés de liberté supplémentaires dans la réalisation des espaceurs latéraux à la forme désirée. This embodiment is particularly advantageous because it offers greater flexibility in the definition of the second etching mask 6. The thickness of the covering material 3 can be set to minimize the reflectivity during lithography regardless of the height of the spacers which is no longer fixed by the thickness of the covering layer 3 as in the prior art. These two quantities can thus be optimized. In the present case, the difference in thickness between the thin zone and the thick zone and the thickness of the first etching mask 4 impose the height of the lateral spacers. It is then possible to modulate the depth of penetration in the covering material 3 in order to obtain a deposition of the masking material 5. This modulation makes it possible to obtain a deposit which conforms or is most consistent with the methods used. Similarly, this flexibility in the height of the lateral spacers makes it possible to obtain more efficient etching processes and ultimately a better definition of the spacers forming the second etching mask 6. The achievement of the partial etching of the covering material 3 enables obtaining additional degrees of freedom in the production of the lateral spacers to the desired shape.
Dans une variante de réalisation illustrée à la figure 12, le premier masque de gravure 4 est éliminé avant de déposer le matériau de masquage 5 et de former les espaceurs latéraux. La hauteur des espaceurs latéraux est définie à partir de l'enfoncement dans le matériau de recouvrement 3 ce qui laisse les mêmes marges de manoeuvre que dans le mode de réalisation précédent. In an alternative embodiment illustrated in Figure 12, the first etching mask 4 is removed before depositing the masking material 5 and form the lateral spacers. The height of the lateral spacers is defined from the depression in the covering material 3 which leaves the same room for maneuver as in the previous embodiment.
Les espaceurs latéraux formant le second masque de gravure 6 sont formés de la même manière que précédemment et le second masque de gravure 6 est utilisé comme précédemment pour graver le matériau de recouvrement 3. The lateral spacers forming the second etching mask 6 are formed in the same manner as before and the second etching mask 6 is used as before to etch the covering material 3.
La structure finale est identique à celle illustrée à la figure 11 du mode de réalisation précédent. The final structure is identical to that illustrated in FIG. 11 of the previous embodiment.
Dans cette variante particulière de mise en oeuvre, la gravure du matériau de recouvrement 3 est réalisée comme précédemment au moyen d'une gravure sélective du matériau de recouvrement 3 par rapport au masque de gravure 4 pour former les zones épaisse et mince. Ensuite, le masque de gravure 4 Il In this particular embodiment, the etching of the covering material 3 is carried out as previously by means of a selective etching of the covering material 3 with respect to the etching mask 4 to form the thick and thin areas. Then, the engraving mask 4 He
est éliminé sélectivement par rapport au matériau de recouvrement 3. Après cette élimination, le matériau de masquage 5 est déposé et éliminé sélectivement par rapport au matériau de recouvrement 3 pour former les espaceurs latéraux. Enfin, le matériau de recouvrement 3 est éliminé sélectivement par rapport au matériau de masquage 5 des espaceurs latéraux pour reproduire le dessin du second masque de gravure 6 dans la couche de recouvrement. Le premier matériau est ensuite structuré par rapport au motif en matériau de recouvrement 3. is removed selectively from the overlay material 3. After this removal, the masking material 5 is deposited and selectively removed from the overlay material 3 to form the side spacers. Finally, the cover material 3 is selectively removed from the masking material 5 of the lateral spacers to reproduce the pattern of the second etching mask 6 in the cover layer. The first material is then structured with respect to the covering material pattern 3.
io Ce mode de réalisation particulier est extrêmement avantageux car chaque étape de gravure est réalisée avec un nombre restreint de matériaux. A la surface du substrat, seuls le matériau à éliminer et le matériau à conserver sont présents à la surface. Il n'y a pas, comme dans l'art antérieur, un matériau à éliminer en présence de deux matériaux à conserver. II en ressort 15 une plus grande liberté de choix dans les procédés utilisables pour réaliser la gravure et/ou des procédés de gravure plus robustes. This particular embodiment is extremely advantageous because each etching step is performed with a limited number of materials. At the surface of the substrate, only the material to be removed and the material to be preserved are present on the surface. There is no, as in the prior art, a material to be removed in the presence of two materials to keep. It results in greater freedom of choice in the methods that can be used to carry out etching and / or more robust etching processes.
Dans un second mode de réalisation particulier, la surface du substrat n'est pas plane et/ou l'épaisseur de la couche de recouvrement 3 n'est pas 20 constante. A titre d'exemple illustré à la figure 13, une couche tampon 7 est présente sur une portion du premier matériau 2. De cette manière, dans une partie du substrat, la couche tampon 7 sépare la couche de recouvrement 3 de la couche en premier matériau 2. Dans une autre partie du substrat, la couche de recouvrement 3 est en contact avec la couche en premier 25 matériau 2. La couche de recouvrement 3 est sensiblement plane et elle élimine complètement ou partiellement la topographie de surface présente entre le premier matériau et la couche tampon. In a second particular embodiment, the surface of the substrate is not flat and / or the thickness of the covering layer 3 is not constant. By way of example illustrated in FIG. 13, a buffer layer 7 is present on a portion of the first material 2. In this way, in a part of the substrate, the buffer layer 7 separates the covering layer 3 from the layer first. material 2. In another part of the substrate, the cover layer 3 is in contact with the first material layer 2. The covering layer 3 is substantially planar and completely or partially eliminates the surface topography present between the first material and the buffer layer.
Le premier masque de gravure 4 est formé sur la couche de recouvrement 3. 30 Comme dans les modes de réalisation précédents, la couche de recouvrement 3 est gravée partiellement afin de reproduire le dessin du 12 The first etching mask 4 is formed on the cover layer 3. As in the previous embodiments, the cover layer 3 is partially etched to reproduce the drawing of the 12
premier masque de gravure 4. Dans les zones gravées, la couche tampon est avantageusement laissée recouverte. Il est également possible de découvrir la couche tampon dans la mesure où le fond de la zone gravée est plan, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de différence de hauteur entre la couche tampon 7 et le matériau de recouvrement 3. first engraving mask 4. In the etched areas, the buffer layer is advantageously left covered. It is also possible to discover the buffer layer insofar as the bottom of the engraved area is flat, that is to say that there is no difference in height between the buffer layer 7 and the coating material. recovery 3.
Comme le fond des zones gravées est plan, par exemple la couche tampon 7 est recouverte par le matériau de recouvrement 3, il n'existe pas de marche parasite entre la couche tampon 7 et le premier matériau 2. De ce fait, des espaceurs latéraux parasites ne sont pas formés au niveau de cette marche. As the bottom of the etched areas is plane, for example the buffer layer 7 is covered by the covering material 3, there is no parasitic step between the buffer layer 7 and the first material 2. As a result, lateral spacers parasites are not formed at this step.
Comme illustré à la figure 14, les espaceurs latéraux sont ensuite formés et le premier masque de gravure 4 est éliminé. L'ordre de ces deux étapes peut également être inversé selon le mode de réalisation utilisé. As illustrated in FIG. 14, the lateral spacers are then formed and the first etching mask 4 is eliminated. The order of these two steps can also be reversed depending on the embodiment used.
La gravure partielle du matériau de recouvrement 3 permet de gommer les inégalités de surface présentes entre le premier matériau 2 et la couche tampon. The partial etching of the covering material 3 makes it possible to erase the surface irregularities present between the first material 2 and the buffer layer.
De manière avantageuse, la couche tampon 7 est recouverte par le matériau de recouvrement 3, même si la couche 7 est disposée sous la zone mince et/ou sous la zone épaisse de la couche de recouvrement 1. Le recouvrement intégral de la couche tampon 7 par le matériau de recouvrement 3 permet de limiter le nombre de matériau visible lors de l'étape de gravure et ainsi faciliter la mise au point d'une chimie de gravure. Advantageously, the buffer layer 7 is covered by the covering material 3, even if the layer 7 is disposed under the thin zone and / or under the thick zone of the covering layer 1. The integral covering of the buffer layer 7 by the covering material 3 makes it possible to limit the number of visible material during the etching step and thus facilitate the development of an etching chemistry.
Comme illustré à la figure 14, le second masque de gravure 6 formé à partir des espaceurs latéraux est utilisé pour graver et former le motif en matériau de recouvrement 3. 13 As illustrated in FIG. 14, the second etching mask 6 formed from the lateral spacers is used to etch and form the pattern of covering material 3. 13
Comme illustré à la figure 15, le motif en matériau de recouvrement sert à la formation du motif en premier matériau 2. Cependant, la couche tampon 7 peut être utilisée pour empêcher la définition des motifs dans le premier matériau sous la couche tampon. Le dessin formé par les motifs en premier matériau correspond à l'intersection entre les motifs définis par le second masque de gravure 6 et l'opposé du dessin formé par la couche tampon 7 comme cela est illustré à la figure 15. En variante, si la couche tampon est gravée selon le motif en matériau de recouvrement certains motifs ou certaines parties de motif sont formés par un empilement de la couche tampon 7 et du premier matériau 2. As illustrated in Fig. 15, the cover material pattern serves to form the first material pattern 2. However, the buffer layer 7 can be used to prevent patterning in the first material under the buffer layer. The pattern formed by the patterns of the first material corresponds to the intersection between the patterns defined by the second etching mask 6 and the opposite of the pattern formed by the buffer layer 7 as illustrated in FIG. 15. Alternatively, if the buffer layer is etched in the pattern of overlapping material certain patterns or parts of pattern are formed by a stack of the buffer layer 7 and the first material 2.
La gravure partielle de la couche de recouvrement permet également d'utiliser une couche en premier matériau présentant des épaisseurs variables et donc une topographie de surface. La gravure partielle de la couche de recouvrement évite la formation d'espaceurs parasites dans ces topographies de surface. The partial etching of the covering layer also makes it possible to use a layer of first material having variable thicknesses and therefore a surface topography. Partial etching of the cover layer avoids the formation of parasitic spacers in these surface topographies.
Lorsque le premier masque de gravure 4 est formé par photolithographie sur le matériau de recouvrement 3 cela impose certaines contraintes, notamment, dans le choix du matériau de recouvrement 3 et dans l'épaisseur utilisable. Ces contraintes ont pour but de faciliter l'étape de photolithographie en réduisant les problèmes de réflectivité et l'influence des couches inférieures. Cependant, comme cela est indiqué plus haut, la couche de recouvrement 3 doit également permettre la définition des espaceurs latéraux ce qui impose également une gamme de matériaux accessibles et des épaisseurs interdites. When the first etching mask 4 is formed by photolithography on the covering material 3 this imposes certain constraints, in particular, in the choice of the covering material 3 and in the usable thickness. These constraints are intended to facilitate the photolithography step by reducing the reflectivity problems and the influence of the lower layers. However, as indicated above, the cover layer 3 must also allow the definition of lateral spacers which also imposes a range of accessible materials and thicknesses prohibited.
La gravure du matériau de recouvrement 3 sur une partie de son épaisseur permet de libérer au moins partiellement ces contraintes. L'étape de photolithographie du masque de gravure est réalisée avec une épaisseur préférentielle de matériau de recouvrement 3. Cette épaisseur préférentielle 14 Engraving the covering material 3 over part of its thickness at least partially releases these constraints. The photolithography step of the etching mask is performed with a preferential thickness of covering material 3. This preferred thickness 14
est choisie afin de faciliter l'étape de photolithographie. La couche en matériau de recouvrement 3 est ensuite gravée partiellement pour former une zone épaisse et une zone mince et cette différence d'épaisseur est utilisée pour faciliter la définition des espaceurs latéraux avec le rapport dimensionnel choisi. La définition des espaceurs latéraux est dissociée de l'étape de définition du masque de gravure en ce qui concerne le choix de l'épaisseur de matériau de recouvrement. La définition des espaceurs est facilitée car un plus grand choix de matériaux est accessible, les difficultés à obtenir un dépôt conforme étant en partie gommées par la souplesse dans le choix de la différence d'épaisseur entre la zone mince et la zone épaisse. is chosen to facilitate the photolithography step. The layer of covering material 3 is then partially etched to form a thick zone and a thin zone and this difference in thickness is used to facilitate the definition of the lateral spacers with the chosen dimensional ratio. The definition of the lateral spacers is dissociated from the step of defining the etching mask with regard to the choice of the thickness of the covering material. The definition of the spacers is facilitated because a wider choice of materials is accessible, difficulties in obtaining a compliant deposit being partly erased by the flexibility in the choice of the difference in thickness between the thin zone and the thick zone.
Ces modes de réalisations sont particulièrement avantageux pour former des motifs dont la période est inférieure à 80nm. These embodiments are particularly advantageous for forming patterns whose period is less than 80 nm.
Dans un mode de réalisation particulier, ce procédé de mise en oeuvre est intégré à un procédé plus complexe de lithographie de type « Sidewall Image Transfer » dans lequel après formation du second masque de gravure 6, une étape additionnelle de photolithographie associée à une étape additionnelle de gravure sont réalisées. Ces étapes additionnelles viennent modifier le dessin du second masque de gravure 6 pour former un troisième masque de gravure qui lui est utilisé pour définir les motifs en premier matériau. Cette étape de photolithographie additionnelle permet de modifier les dimensions des espaceurs définis au moyen du premier masque de gravure et/ou de transformer un unique espaceur entourant un motif en saillie en une pluralité d'espaceurs distincts. II est également possible d'ajouter un matériau supplémentaire qui définira le dessin du troisième masque de gravure en complément de celui déjà défini par le second masque de gravure 6. In a particular embodiment, this method of implementation is integrated with a more complex method of "Sidewall Image Transfer" type lithography in which after formation of the second etching mask 6, an additional step of photolithography associated with an additional step engraving are performed. These additional steps modify the drawing of the second etching mask 6 to form a third etching mask which is used to define the patterns of the first material. This additional photolithography step makes it possible to modify the dimensions of the spacers defined by means of the first etching mask and / or to transform a single spacer surrounding a projecting pattern into a plurality of distinct spacers. It is also possible to add an additional material which will define the drawing of the third etching mask in addition to that already defined by the second etching mask 6.
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