WO1988009830A1 - Procede de gravure par plasma gazeux - Google Patents

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WO1988009830A1
WO1988009830A1 PCT/FR1988/000272 FR8800272W WO8809830A1 WO 1988009830 A1 WO1988009830 A1 WO 1988009830A1 FR 8800272 W FR8800272 W FR 8800272W WO 8809830 A1 WO8809830 A1 WO 8809830A1
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gaseous
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Barbara Charlet
Louise Peccoud
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Commissariat A L'energie Atomique
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    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching

Definitions

  • the present invention relates to a plasma etching process which can be used for etching layers of any kind (insulating, conductive, semiconductive) on any substrates (conductors, semiconductors, insulators), in particular for producing structures. of significant relief in silicon.
  • the invention applies particularly well to the field of microelectronics, in particular to the production of magnetic recording heads and hydride circuits as well as to the fields of optronics and sensors.
  • said plasma is generated by reacting an appropriate gaseous medium with microwave waves and / or with radio frequency waves.
  • microwave or radio waves with the gaseous medium makes it possible to dissociate the gaseous medium into ionized species (ions, electrons) and neutral species (atoms, molecules); these different species constitute the plasma and initiate chemical reactions on the layer to be etched.
  • a device for creating a plasma by microwave waves is for example described in the French patent application FR-A-2 534 040 and a device for creating a plasma by radio frequency waves is for example described in the patent application FR -A-2,538,987.
  • US Pat. No. 4,298,419 discloses a plasma etching process generated by microwave waves in which a mixture of C 2 F 6 and H 2 is used as the gaseous medium and an alternating voltage is applied in the radio frequency domain. to the substrate to be etched to obtain a high etching speed when the substrate is insulating or covered insulation. However, the etching speeds obtained with this process remain low since they are less than 0.1 ⁇ m / min.
  • the plasma is generated by coupling between a waveguide and a column of gas without preferential direction and focused on the substrate by creation of a magnetic field. For high values of this magnetic field, the cyclotron resonance of the electrons is obtained which increases the dissociation of the plasma. This requires the use of relatively low pressures, less than 6.5 Pa (50 mTorr) and high pumping rates.
  • the anisotropy of an etching A is determined by the ratio between the maximum width of the etching made under the material constituting the etching mask and the etching depth; the weaker the anisotropy A, the more anisotropic the etching.
  • the selectivity S of an etching corresponds to the ratio between the etching speed of the layer to be etched and the etching speed of the etching mask. The higher the selectivity S, the better the selectivity of the etching.
  • the subject of the present invention is precisely an etching process which makes it possible to obtain improved results, in particular as regards the etching speed, the selectivity and the anisotropy, thanks to the choice of an appropriate gaseous medium.
  • the process according to the invention for etching a substrate using a gaseous plasma generated either by microwave waves or by radio waves and microwave waves is characterized in that the gaseous medium used for the formation of the plasma comprises at least one non-carbonated fluorinating gas, at least one rare gas, at least one non-carbonized oxidizing gas and optionally at least one other gas chosen from nitrogen and chlorinated gases, for example chlorine. Thanks to the choice of such a gaseous medium, one obtains not only a strongly dissociated plasma, but moreover a plasma very rich in reactive species. Furthermore, by adjusting the composition of this medium, its capacities can be adapted to the requirements of deep etching. In this medium, the non-carbonated fluorinating gas which can be used can be for example sulfur hexafluoride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • the rare gases likely to be used can be for example helium, argon, neon and krypton.
  • the rare gas or the mixture of rare gases used ensures the stability of the discharge and its extension to the substrate.
  • argon or a mixture of argon and helium is used.
  • helium which, like argon, ensures the stability of the reactive plasma with regard to the propagation of the plasma and the transfer of energy to the reactive species, reduces the temperature of the substrate compared to that obtained in a plasma d 'argon alone ensuring better transfer of calories in the environment.
  • thermal conductivity of helium at temperatures above 100 ° C is much greater than that of argon.
  • the oxidizing gas which can be used is in particular oxygen which stimulates the formation of volatile products after the decomposition of the fluorinating gas and after the reaction of its radicals with the surface of the substrate to be etched.
  • Other non-carbonated oxidizing gases can be used, for example N 2 O which will decompose into nitrogen and oxygen, the nitrogen being compatible with the etching process.
  • a gas mixture comprising only a non-carbonated fluorinating gas such as SF 6 , a rare gas such as argon and an oxidizing gas such as oxygen makes it possible to obtain a high reactivity of the discharge even when it is produced only by microwave.
  • this method is used for the etching of silicon, it is possible to obtain:
  • the engraving speed is independent of The crystalline orientation of silicon Si ⁇ 100> or ⁇ 111>, as well as the type of doping and the dopant dose of silicon and it is possible to pass through a substrate having a thickness greater than
  • An isotropic or controllable etching profile with an alpha angle of between 50 and 70 ° is obtained, a surface condition with very low roughness for significant etching depths and a silicon and SiO 2 mask surface without deposit of parasitic polymers.
  • the etching speed is essentially the same, around 8 ⁇ m / min,
  • the selectivity compared to the SiO 2 mask is approximately 80, - the uniformity of the engraved depth is 95%.
  • the etching speed is independent of the crystalline orientation of the silicon, the type of doping and the dose of dopant. It is possible to pass through a substrate with a thickness greater than 500 ⁇ m. This gives an alpha angle engraving profile that can be controlled between 60 and 90 °, therefore a gain in profile compared to microwave plasma.
  • the surface condition has a very low roughness, less than 0.1 ⁇ m and there is no deposit of parasitic polymers on the surface of the silicon and of the mask.
  • the gaseous mixture formed of the fluoriding gas or gases non-carbon, rare gas (es) and or non-carbonized oxidizing gases further comprises another gas to influence the etching results.
  • This gas can be nitrogen which improves the surface condition of the etched layer causing a reduction of 30% in the roughness and improving the etching homogeneity by about 10%.
  • the effect of nitrogen can be attributed to its role in the discharge as a producer of long-lived, low-energy species which allow greater efficiency and greater homogeneity in the discharge of reactive products.
  • the added gas may be a chlorinated gas such as chlorine, which makes it possible to improve the profile of the etched patterns, in particular in the case where the plasma is generated only by microwave frequencies, the angle of alpha passing from 60 to 80 ° at instead of 50 to 70 °.
  • the etching of a substrate is carried out by means of a gaseous plasma generated by microwave and radio frequencies
  • a gaseous plasma generated by coupling is confined on the substrate by a cell made of material transparent to microwave waves.
  • This plasma etching process simultaneously using microwave and radio frequencies makes it possible to obtain a high gas dissociation efficiency in the vicinity of the substrate to be etched because the dissociation efficiency is directly related to the electronic density of the plasma which is generally around 100 times greater in this case than in a discharge induced in the same gas by a radiofrequency device.
  • the method of the invention also allows good results to be obtained with a gaseous plasma generated only by microwave frequencies.
  • the etching is carried out under a pressure ranging from 0.1 to 300 Pa, preferably from 1 to 100 Pa.
  • substrate is understood to mean both a single material and a superposition of layers of different materials, the etching being in this case carried out on the last layer protected or not by a mask.
  • the cell made of material transparent to microwave waves opens out above the substrate by a flared part.
  • etching speeds can be obtained, in particular when the substrate or the upper surface thereof is made of a conductive or semiconductor material, for example in polycrystalline silicon.
  • the application of an alternating or direct electric voltage on the substrate makes it possible to improve the engraving profile.
  • the application of an alternating voltage to the substrate creates in the vicinity thereof a sheath which opposes the arrival of reactive species from the microwave plasma and thereby lowers the selectivity and the etching speed of a semiconductor material such as silicon, increasing the anisotropy of the etching profile.
  • the substrate is made of an insulating material, or has an insulating surface layer, for example made of SiO 2
  • a higher etching speed is obtained than in the case of silicon, while one obtains a reverse phenomenon with the method of the invention, when operating at a pressure of about 10 Pa, since in this case, the etching speed of the silicon oxide is lower than that of the silicon.
  • the microwave waves are coupled with the plasma inside the cell made of material transparent to the microwave waves. This creates a balance between the plasma, which has its own energy characteristics, and microwave waves. These are transmitted directly to the plasma via the waveguide and the cell. Furthermore, it is not necessary to use a magnetic field to strongly ionize the gaseous medium.
  • the microwave waves generate the excited medium at the end of their propagation lines which is located on the discharge chamber and the presence of the magnetic field makes it possible to confine the dissociated species on the substrate in order to avoid their recombination on the walls of the discharge chamber.
  • a better selectivity of etching of the silicon compared to a mask of SiO 2 , and for obtaining a given profile, it is possible to have a better etching speed (at minus 10z ⁇ m / min) and better selectivity, generally greater than 100 when operating under 10 Pa.
  • the method of the invention makes it possible to etch, for example, insulating materials such as organic materials (polyimides, resins, etc.), semiconductor materials such as polycrystalline, monocrystalline or amorphous silicon, III-V compounds and conductive materials such as tungsten, molybdenum, tantalum, niobium, titanium and their silicides.
  • insulating materials such as organic materials (polyimides, resins, etc.)
  • semiconductor materials such as polycrystalline, monocrystalline or amorphous silicon, III-V compounds
  • conductive materials such as tungsten, molybdenum, tantalum, niobium, titanium and their silicides.
  • the method of the invention makes it possible to achieve a compromise between the selectivity S, the speed Vg and the anisotropy A of the etching obtained with plasmas generated either by microwave waves or by radiofrequency waves.
  • the method of the invention in fact makes it possible to improve the speed Vg and the selectivity S of a plasma etching process generated by radiofrequency waves while retaining good anisotropy A of the etching. Therefore, the method of the invention is particularly advantageous for making deep engravings such as for example for the implementation of magnetic recording heads.
  • the microwave waves and the radiofrequency waves are established independently of each other.
  • the radiofrequency waves initiate the creation of the plasma and thus allow the microwave waves to couple with the plasma to also contribute to the creation of this plasma. So that there is no parasitic interaction between the microwave waves and the radiofrequency waves, the interaction of the microwave waves with the gaseous medium takes place at a distance from the interaction of the radiofrequency waves with the gaseous medium. This distance is for example chosen to be around 7 cm. The distance established between these two types of interaction makes it possible not to disturb the propagation of microwave and radiofrequency waves and to ensure a good superposition of these in the gaseous medium.
  • the frequency of microwave waves is for example between 0.2 GHz and 9 GHz and that of radiofrequency waves is between 0.02 MHz and 15 MHz.
  • an enclosure 1 consisting of a cell 3 made of a material transparent to microwave waves and a cavity 5 made of a conductive material, transparent or not to microwave waves.
  • the cavity 5 is made of conductive material
  • the part 6 of this cavity in the vicinity of the cell 3 is made of insulating material, for example quartz.
  • the lower part 4 of the cell opens into the upper part of the cavity by a flared part.
  • the cell is constituted for example by quartz while the cavity is for example aluminum or stainless steel.
  • a support 7 capable of receiving one or more substrates to be etched.
  • a single substrate 9 made of a single material corresponding to the layer to be etched.
  • the flared part 4 of the cell faces the substrate 9, the opening of this part having dimensions which depend on those of the substrate 9.
  • This device comprises means for introducing a gaseous medium into the enclosure. These means comprise several gas tanks 21a, ... 21n comprising different gases, connected by means of flow control valves 23 and by a pipe 25a to the upper part of the cell 3. It is also possible to have different pipes for separately introduce the gases at different places in the cell, for example introduce the fluorinated reactive gas at the level of the substrate via line 25b and introduce the rare gas and O 2 at the top of the cell 3.
  • the device also comprises pumping means 11 which can make it possible to establish the vacuum in the enclosure and to carry out the circulation or not of the gaseous medium introduced into the enclosure and the extraction of the gaseous medium resulting from the chemical reactions established in the 'pregnant.
  • These means 11 are connected to the lower part of the cavity 5 by a discontinuous annular slot 13 located in the lower wall thereof and centered on the support 7.
  • These pumping means comprise for example a pump 15 connected in leaktight manner by an O-ring line 17 at the slot located in the cavity.
  • the device shown in this figure also comprises means for generating microwave waves in the enclosure 1.
  • These means comprise a microwave generator 27 connected by a waveguide 29 of rectangular section to the cell of circular section.
  • the walls associated with the long sides of the waveguide have a circular opening allowing the passage of the cylindrical cell through the waveguide.
  • the dimensions of the cross section of the waveguide are chosen according to the frequencies of the microwave waves used.
  • a piston 37 secured to a rod allowing the piston to slide manually or automatically over a certain length. This length is preferably of the order of magnitude the wavelength of the waveguide propagation mode.
  • This piston makes it possible to adjust the length of the waveguide in order to allow, as previously seen, maximum and constant absorption of the power of the microwave waves transmitted to the gaseous medium by the waveguide.
  • An example of coupling a waveguide with a gas cell usable in the device according to the invention is for example described in the patents FR-A-2 534 040, 2 290 126 and 2 346 939 and US- A-4 049 940.
  • the device further comprises means for generating radiofrequency waves in the enclosure.
  • These means comprise a radiofrequency generator 31 connected on the one hand to a radiofrequency electrode 33 and on the other hand to a counter-electrode connected to ground.
  • the electrode 33 is constituted by a part of the support 7.
  • this support 7 comprises the electrode 33 and a plate 40 made of an insulating material such as quartz located on the electrode 33. This plate allows the substrate to be raised 9 to reduce sheath phenomena.
  • the radiofrequency waves interact with the gaseous medium of the enclosure, in the vicinity of the support.
  • the counter-electrode is also constituted by the conductive walls of the cavity, it being understood that it can also be constituted by an additional electrode 35 (shown in dotted lines) situated around the electrode 33 and in the vicinity thereof; or again by the walls of the cavity and the additional electrode.
  • an additional electrode this is for example as shown in this figure connected directly to the conductive walls of the cavity connected to ground and located a short distance from the electrode 33.
  • a tuning box 32 connected between the radiofrequency wave generator 31 and the radiofrequency electrode 33.
  • a cooling circuit 34 ensures the circulation of a cooling liquid inside this electrode 33 to allow the cooling of the substrate 9.
  • This device can also include means (not shown) for adjusting the height of the support 7 and therefore of the substrate 9 relative to the plasma created by the microwave waves in the cell and relative to the opening of the flared part of the cell in such a way that the interaction of microwave waves with the gaseous medium and that the interaction of radiofrequency waves with the gaseous medium does not disturb the propagation of these two types of plasma.
  • the reactor cavity being made of a conductive material, it is advantageously covered by heating or by spraying with a plasma torch, a coating 42 which does not interact with the plasma, over its entire inner wall.
  • the coating material is for example alumina (Al 2 O 3 ) with a thickness of between 300 ⁇ m and 500 ⁇ m. This type of treatment for passivating the walls of the cavity, with respect to the plasma created in the cavity, is for example described in patent application FR-A-2 538 987.
  • a gaseous medium formed from sulfur hexafluoride, oxygen and argon is used for etching by a plasma generated simultaneously by radio frequencies and microwave frequencies having respective powers of 200W and 800W.
  • Example 2 the same gaseous medium as in Example 1 is used and it is circulated in the enclosure with the same flow rates but the plasma is formed only by microwave waves having a power of 800W. In this case, the following results are obtained:
  • Example 3 The same procedure is used as in Example 3 for etching silicon but using as a gas mixture a mixture of CF 4 , O 2 and Ar introduced into the enclosure at the following flow rates: 3
  • the method of the invention can be implemented in all etching devices using a plasma generated by microwave waves using the waveguide-gas cell (surfaguide) coupling mode described above, on condition of course using a support capable of supporting said layer which is at least partly conductive and possibly a generator of radio frequency waves which is connected on the one hand to the conductive part of the support and on the other part to a counter electrode connected to ground or vice versa, the layer on the electrode being connected to ground and the counter electrode to the radio frequency generator.
  • This counterelectrode is constituted either by an additional electrode arranged in the enclosure, for example around the support, or by at least a part of the enclosure, or also by at least a part of the enclosure and an additional electrode.
  • the device comprises suitable cooling means, for example a circulation of water between the wall of the cavity 5 and an additional wall 45, to maintain for example the wall 5 at room temperature.

Abstract

L'invention concerne un procédé de gravure d'un substrat à l'aide d'un plasma gazeux engendré soit par des ondes hyperfréquences, soit par des ondes radiofréquences et hyperfréquences. Dans ce procédé, le milieu gazeux utilisé pour la formation du plasma comprend au moins un gaz fluorant non carboné tel que SF6, au moins un gaz rare tel que Ar et au moins un gaz oxydant non carboné tel que l'oxygène, et éventuellement un autre gaz tel que l'azote. L'invention est utilisable en particulier dans le domaine de la micro-électronique.

Description

PROCEDE DE GRAVURE PAR PLASMA GAZEUX
DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de gravure par plasma utilisable pour la gravure de couches de nature quelconque (isolante, conductrice, semi-conductrice) sur des substrats quelconques (conducteurs, semi-conducteurs, isolants), en particulier pour la réalisation de structures de relief important dans le silicium.
L'invention s'applique particulièrement bien au domaine de la micro-électronique, notamment à la réalisation de têtes d'enregistrement magnétique et de circuits hydrides ainsi qu'aux domaines de l'optronique et des capteurs. De façon connue, pour réaliser des gravures par plasma, on engendre ledit plasma en faisant réagir un milieu gazeux approprié avec des ondes hyperfréquences et/ou avec des ondes radiofrequences. L'interaction des ondes hyperfréquences ou radiofrequences avec le milieu gazeux permet en effet de dissocier le milieu gazeux en espèces ionisées (ions, électrons) et en espèces neutres (atomes, molécules) ; ces différentes espèces constituent le plasma et initient des réactions chimiques sur la couche à graver.
Un dispositif permettant de créer un plasma par des ondes hyperfréquences est par exemple décrit dans la demande de brevet français FR-A-2 534 040 et un dispositif permettant de créer un plasma par des ondes radiofrequences est par exemple décrit dans la demande de brevet FR-A-2 538 987.
On connaît par Le brevet US-A-4298419 un procédé de gravure par plasma engendré par des ondes hyperfréquences dans lequel on utilise comme milieu gazeux un mélange de C2 F6 et de H2 et on applique une tension alternative dans le domaine des radiofrequences au substrat à graver pour obtenir une vitesse de gravure élevée lorsque le substrat est isolant ou recouvert d'isolant. Cependant, les vitesses de gravure obtenues avec ce procédé restent faibles puisqu'elles sont inférieures à 0,1 μm/min. Dans ce procédé. le plasma est engendré par couplage entre un guide d'onde et une colonne de gaz sans direction préférentielle et focalisé sur le substrat par création d'un champ magnétique. Pour des valeurs élevées de ce champ magnétique, on obtient la résonance cyclotronique des électrons qui accroît la dissociation du plasma. Ceci exige l'emploi de pressions relativement basses, inférieures à 6,5 Pa (50 mTorr) et de forts débits de pompage.
On connaît aussi par le brevet EP-A-0 180 020 et le document Microelectronic Engineering, vol. 3, n°1/4, 1985, p.397- 410, des procédés de gravure par plasma utilisant simultanément des hyperfréquences et des radiofrequences avec un milieu gazeux qui est choisi parmi les halogènes, Les gaz rares, etc. dans le cas du brevet EP-A-0 180 020 ou un mélange de CF4 et d'oxygène dans le cas du document.
Ces procédés de gravure par plasma utilisant simultanément des hyperfréquences et des radiofrequences permettent généralement d'obtenir un résultat amélioré par rapport à celui que l'on obtient avec des plasmas engendrés uniquement par des radiofrequences.
Cependant, pour réaliser des structures profondes dans certains substrats, par exemple dans le silicium, d'une manière industrielle et avec une bonne définition par rapport à la géométrie déterminée par le masque, il est nécessaire d'améliorer encore les résultats, notamment la vitesse de gravure pour avoir une cadence industrielle importante, adaptée à la profondeur gravée et la maîtrise du profil gravé, soit l'anisotropie et la sélectivité de la gravure.
On rappelle que les caractéristiques d'une gravure effectuée dans une couche à l'aide d'un plasma sont la vitesse
Vg, l'anisotropie A et la sélectivité S de la gravure.
L'anisotropie d'une gravure A est déterminée par le rapport entre la largeur maximum de la gravure réalisée sous le matériau constituant le masque de la gravure et la profondeur de la gravure ; plus l'anisotropie A est faible, plus la gravure est anisotrope. La sélectivité S d'une gravure correspond au rapport entre la vitesse de gravure de la couche à graver et la vitesse de gravure du masque de la gravure. Plus la sélectivité S est grande, plus la sélectivité de La gravure est bonne. La présente invention a justement pour objet un procédé de gravure qui permet d'obtenir des résultats améliorés, notamment en ce qui concerne la vitesse de gravure, la sélectivité et l'anisotropie, grâce au choix d'un milieu gazeux approprié.
Le procédé, selon l'invention, de gravure d'un substrat à L'aide d'un plasma gazeux engendré soit par des ondes hyperfréquences, soit par des ondes radiofrequences et des ondes hyperfréquences, se caractérise en ce que le milieu gazeux utilisé pour la formation du plasma comprend au moins un gaz fluorant non carboné, au moins un gaz rare, au moins un gaz oxydant non carboné et éventuellement au moins un autre gaz choisi parmi l'azote et les gaz chlorés, par exemple le chlore. Grâce au choix d'un tel milieu gazeux, on obtient non seulement un plasma fortement dissocié, mais de plus un plasma très riche en espèces réactives. Par ailleurs, en réglant la composition de ce milieu, on peut adapter ses capacités aux exigences de la gravure profonde. Dans ce milieu, le gaz fluorant non carboné susceptible d'être utilisé peut être par exemple l'hexafluorure de soufre
SF6. On peut aussi utiliser le trifluorure d'azote NF3. En effet, l'utilisation de ces gaz fluorés permet de former un plasma fortement dissocié et très riche en espèces réactives. NF3 peut remplacer en partie ou complètement l'hexafluorure de soufre car il joue le même rôle que celui-ci en tant que gaz réactif fournisseur de fluor pour la gravure et l'azote résultant de la décomposition de NF3 est compatible avec le procédé de gravure. Les gaz rares susceptibles d'être utilisés peuvent être par exemple l'hélium, l'argon, le néon et le krypton. Le gaz rare ou le mélange de gaz rares utilisé assure la stabilité de la décharge et son extension jusqu'au substrat.
En effet, la dissociation d'un gaz rare conduit à des espèces ionisées et neutres à durée de vie importante, ce qui permet de maintenir ainsi un certain temps les décharges provoquées par les ondes hyperfréquences associées éventuellement à des ondes radiofrequences. Généralement, on utilise l'argon ou un mélange d'argon et d'hélium. En effet, l'hélium qui assure comme l'argon la stabilité du plasma réactif en ce qui concerne la propagation du plasma et le transfert de l'énergie aux espèces réactives, diminue la température du substrat par rapport à celle obtenue dans un plasma d'argon seul en assurant un meilleur transfert de calories dans le milieu. En effet, la conductivité thermique de l'hélium à des températures supérieures à 100°C est beaucoup plus grande que celle de l'argon.
Le gaz oxydant susceptible d'être utilisé est en particulier l'oxygène qui stimule la formation de produits volatils après la décomposition du gaz fluorant et après la réaction de ses radicaux avec la surface du substrat à graver. On peut utiliser d'autres gaz oxydants non carbonés, par exemple du N2O qui se décomposera en azote et oxygène, l'azote étant compatible avec le procédé de gravure. Un mélange gazeux comprenant uniquement un gaz fluorant non carboné tel que SF6, un gaz rare tel que l'argon et un gaz oxydant tel que l'oxygène permet d'obtenir une grande réactivité de la décharge même lorsque celle-ci est produite uniquement par des hyperfréquences. Ainsi, lorsqu'on utilise ce procédé pour la gravure du silicium, on peut obtenir :
- une vitesse de gravure du silicium d'au moins 10μm/min,
- une sélectivité par rapport au masque en SiO2 très élevée, supérieure à 100,
- une uniformité de profondeur gravée supérieure à 95%. Par ailleurs, la vitesse de gravure est indépendante de L'orientation cristalline du silicium Si<100> ou <111>, ainsi que du type de dopage et de la dose de dopant du silicium et l'on peut traverser un substrat ayant une épaisseur supérieure à
500μm. On obtient de plus un profil de gravure isotrope ou contrôlable d'angLe alpha compris entre 50 et 70°, un état de surface à très faible rugosité pour des profondeurs importantes de gravure et une surface de silicium et du masque en SiO2 sans dépôt de polymères parasites.
Lorsqu'on utilise ce même mélange gazeux avec un plasma d'excitation mixte à hyperfréquence et radiofréquence sur un substrat en silicium, on obtient les performances suivantes :
- la vitesse de gravure est sensiblement la même, environ 8μm/min,
- la sélectivité par rapport au masque en SiO2 est d'environ 80, - l'uniformité de la profondeur gravée est de 95%.
De même, la vitesse de gravure est indépendante de l'orientation cristalline du silicium, du type de dopage et de la dose de dopant. On peut traverser un substrat d'épaisseur supérieure à 500 μm. On obtient un profil de gravure d'angle alpha contrôlable compris entre 60 et 90°, donc un gain en profil par rapport au plasma hyperfréquence. L'état de surface a une très faible rugosité, inférieure à 0,1 μm et il n'y a pas de dépôt de polymères parasites sur la surface du silicium et du masque. Ces résultats sont dus au choix d'un milieu gazeux comprenant simultanément un gaz fluorant, un gaz oxydant et un gaz rare. En effet, si L'on utilisait pour la gravure un plasma obtenu à partir d'un seul de ces gaz, on n'obtiendrait pas tous les avantages mentionnés ci-dessus tels que la vitesse de gravure, la sélectivité, l'uniformité et la qualité de surface.
Selon une variante de réalisation de l'invention, qui peut être mise en oeuvre pour la gravure d'un substrat par un plasma gazeux engendré soit par des hyperfréquences, soit par des hyperfréquences et des radiofrequences, le mélange gazeux formé du ou des gaz fluorants non carbonés, du ou des gaz rares et du ou des gaz oxydants non carbonés comprend en outre un autre gaz pour influencer les résultats de gravure.
Ce gaz peut être l'azote qui permet d'améliorer l'état de surface de la couche gravée provoquant une diminution de 30% de la rugosité et améliorant l'homogénéité de gravure d'environ 10%. L'effet de l'azote peut être attribué à son rôle dans la décharge en tant que producteur d'espèces de longue durée de vie et de faible énergie qui permettent une plus grande efficacité et une plus grande homogénéité d'évacuation des produits réactifs. Le gaz ajouté peut être un gaz chloré tel que le chlore, ce qui permet d'améliorer le profil des motifs gravés, notamment dans le cas où le plasma est engendré uniquement par des hyperfréquences, l'angle alpha passant de 60 à 80° au lieu de 50 à 70°. L'intervention du chlore sur l'angle alpha du profil de gravure peut s'expliquer par la formation de produits intermédiaires non volatils du type Siclx avec x≤3, par les étapes d'absorption du chlore à la surface du silicium, puis par la formation d'un produit relativement stable. Ce processus se développe en particulier sur les parois des motifs gravés qui reçoivent moins de bombardement ionique direct provenant du plasma par rapport au fond de la gravure. Dans le cas où la gravure est effectuée avec un plasma engendré par des hyperfréquences et des radiofrequences, les phénomènes de bombardement ionique sont amplifiés par l'existence d'une gaine au niveau du substrat qui favorise le bombardement perpendiculairement au fond de la gravure. Par ce biais, on obtient des profîls gravés voisins de 90°.
Lorsque, selon l'invention, on réalise la gravure d'un substrat au moyen d'un plasma gazeux engendré par des hyperfréquences et des radiofréquenses, on confine sur le substrat par une cellule en matériau transparent aux ondes hyperfréquences un plasma gazeux engendré par couplage monomode transversal entre un guide d'onde parcouru par des ondes hyperfréquences et la cellule dans laquelle au moins une partie du milieu gazeux de gravure circule perpendiculairement aux ondes hyperfréquences pour être dirigé sur le substrat, et on applique simultanément au substrat une tension électrique continue ou une tension électrique alternative ayant une fréquence dans le domaine des radiofrequences. Ce procédé de gravure par plasma utilisant simultanément les hyperfréquences et les radiofrequences permet d'obtenir une grande efficacité de dissociation des gaz au voisinage du substrat à graver car l'efficacité de dissociation est directement reliée à la densité électronique du plasma qui est généralement environ 100 fois plus grande dans ce cas que dans une décharge induite dans le même gaz par un dispositif radiofréquence.
Toutefois, le procédé de l'invention permet aussi l'obtention de bons résultats avec un plasma gazeux engendré uniquement par des hyperfréquences. Dans ce cas, on confine sur le substrat par une cellule en matériau transparent aux ondes hyperfréquences un plasma gazeux engendré par couplage monotransversal entre un guide d'ondes parcouru par des ondes hyperfréquences et la cellule dans laquelle au moins une partie du milieu gazeux de gravure circule perpendiculairement aux ondes hyperfréquences pour être dirigé sur le substrat.
Dans les deux cas, on réalise la gravure sous une pression allant de 0,1 à 300 Pa, de préférence de 1 à 100 Pa.
Dans les deux cas, lorsque le milieu gazeux est formé de trois gaz tels que SF6, Ar et O2, les débits respectifs de ces trois gaz sont situés dans les gammes suivantes : 3
- 4-500 cm3 standard/min pour SF6,
- 4-500 cm3 standard/min pour Ar,
- 2-500 cm standard/min pour O2, soit des pressions de :
- 0,27 à 67,5 Pa,
- 0,27 à 135 Pa,
- 0,13 à 67,5 Pa, ce qui correspond à une pression totale allant de 0,67 à 270 Pa. Lorsque le milieu gazeux est formé de quatre gaz tels que SF , Ar, O2 et N 2, les débits respecti fs de ces gaz sont si tués dans les gammes sui vantes : 3
- 4-500 cm3 standard/mi n pour SF 6,
- 4-500 cm3 standard/min pour Ar, - 1-300 cm3 standard/min pour O2 ,
- 1-300 cm standard/min pour N2, soit des pressions de :
- 0,27 à 67,5 Pa pour SF6,
- 0,27 à 135 Pa pour Ar, - 0,13 à 67,5 Pa pour O2, et
- 0,13 à 67,5 Pa pour N2. Ceci correspond à des pressions totales allant de 0,53 à 270 Pa.
On précise que dans l'invention, on entend par substrat, aussi bien un seul matériau qu'une superposition de couches de matériaux différents, la gravure étant dans ce cas effectuée sur la dernière couche protégée ou non par un masque.
De préférence, la cellule en matériau transparent aux ondes hyperfréquences débouche au-dessus du substrat par une partie évasée.
Ainsi, lorsqu'on utilise un plasma gazeux engendré par des hyperfréquences et des radiofrequences, on peut obtenir des vitesses de gravure élevées, notamment lorsque le substrat ou la surface supérieure de celui-ci est en matériau conducteur ou semi-conducteur, par exemple en silicium polycristallin.
Ceci provient en particulier du mode de création et de confinement du plasma. En effet, le fait d'utiliser un plasma propagatif dirigé sur le substrat par une cellule en matériau transparent aux rayonnements électromagnétiques qui débouche sur le substrat par une partie évasée, permet de confiner le plasma sur le substrat et d'opérer à des pressionss supérieures à celles utilisées dans le brevet américain US-A-4298419. En opérant à des pressions plus élevées, on peut obtenir des débits de gaz 3 supérieurs, par exemple de l'ordre de 100 Cm standard/min et créer ainsi plus d'espèces réactives, ce qui permet d'augmenter la vitesse de gravure d'un facteur de 10. Ainsi, avec le procédé de l'invention, en opérant sous une pression de 13,5 Pa, on peut atteindre une vitesse de gravure du silicium d'au moins 15μ m/min alors que le procédé du brevet US-A-4298419 ne conduit qu'à des vitesses de gravure du silicium d'environ 0,015 μ m/min.
Dans le procédé de l'invention, grâce au mode de propagation du plasma micro-onde, et au mode de couplage entre le plasma et l'onde hyperfréquence, l'application d'une tension électrique alternative ou continue sur le substrat permet d'améliorer le profil de la gravure.
L'application d'une tension alternative au substrat crée au voisinage de celui-ci une gaine qui s'oppose à l'arrivée des espèces réactives du plasma micro-onde et abaisse de ce fait la sélectivité et la vitesse de gravure d'un matériau semiconducteur tel que le silicium, en augmentant l'anisotropie du profil de gravure.
Dans le procédé du brevet américain, lorsque le substrat est en matériau isolant, ou comporte une couche de surface isolante, par exemple en SiO2, on obtient une vitesse de gravure plus élevée que dans le cas du silicium, alors que l'on obtient un phénomène inverse avec le procédé de l'invention, lorsque l'on opère à une pression d'environ 10 Pa, puisque dans ce cas, la vitesse de gravure de l'oxyde de silicium est plus faible que celle du silicium. Dans le procédé de. l'invention, les ondes hyperfréquences sont couplées avec le plasma à l'intérieur de la cellule en matériau transparent aux ondes hyperfréquences. Il se crée ainsi un équilibre entre le plasma qui possède ses propres caractéristiques énergétiques et les ondes hyperfréquences. Celles-ci sont transmises directement au plasma par l'intermédiaire du guide d'onde et de la cellule. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire d'utiliser un champ magnétique pour ioniser fortement le milieu gazeux.
Dans le procédé du brevet américain, les ondes hyperfréquences engendrent le milieu excité à l'extrémité de leurs lignes de propagation qui se situe sur la chambre de décharge et la présence du champ magnétique permet de confiner les espèces dissociées sur le substrat afin d'éviter leur recombinaison sur Les parois de la chambre de décharge. Ainsi, avec le procédé de l'invention, on peut obtenir une meilleure sélectivité de gravure du silicium par rapport à un masque en SiO2, et pour l'obtention d'un profil donné, on peut avoir une meilleure vitesse de gravure (au moins 10zμm/min) et une meilleure sélectivité, généralement supérieure à 100 lorsqu'on opère sous 10 Pa.
Le procédé de l'invention permet de graver par exemple des matériaux isolants tels que des matériaux organiques (polyimides, résines...), des matériaux semi-conducteurs tels que le silicium polycristallin, monocristallin ou amorphe, les composés III-V et des matériaux conducteurs tels que le tungstène, le molybdène, le tantale, le niobium, le titane et leurs siliciures.
Le procédé de l'invention permet de réaliser un compromis entre la sélectivité S, la vitesse Vg et l'anisotropie A de la gravure obtenue avec des plasmas engendrés soit par des ondes hyperfréquences soit par des ondes radiofrequences. Le procédé de l'invention permet en effet d'améliorer la vitesse Vg et la sélectivité S d'un procédé de gravure par plasma engendré par des ondes radiofrequences tout en conservant une bonne anisotropie A de la gravure. De ce fait, le procédé de l'invention est particulièrement intéressant pour réaliser des gravures profondes comme par exemple pour la mise en oeuvre de têtes d'enregistrement magnétiques.
Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention avec un plasma engendré par des ondes hyperfréquences et radiofrequences, les ondes hyperfréquences et les ondes radiofrequences sont établies indépendamment les unes des autres. Les ondes radiofrequences amorcent la création du plasma et permettent ainsi aux ondes hyperfréquences de se coupler au plasma pour contribuer également à la création de ce plasma. Pour qu'il n'y ait pas d'interaction parasite entre les ondes hyperfréquences et les ondes radiofrequences, l'interaction des ondes hyperfréquences avec le milieu gazeux se fait à distance de l'interaction des ondes radiofrequences avec le milieu gazeux. Cette distance est par exemple choisie de l'ordre de 7 cm. La distance établie entre ces deux types d'interaction permet de ne pas perturber la propagation des ondes hyperfréquences et radiofrequences et d'assurer une bonne superposition de celles-ci dans le milieu gazeux. La fréquence des ondes hyperfréquences est par exemple comprise entre 0,2 GHz et 9 GHz et celle des ondes radiofrequences est comprise entre 0,02 MHz et 15 MHz.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti ront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et non Limitatif, en référence à la figure annexée représentant un exemple de réalisation d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Sur cette figure est représentée une enceinte 1 constituée par une cellule 3 en un matériau transparent aux ondes hyperfréquences et une cavité 5 en un matériau conducteur, transparent ou non aux ondes hyperfréquences. Lorsque la cavité 5 est en matériau conducteur, la partie 6 de cette cavité au voisinage de la cellule 3 est en matériau isolant, par exemple en quartz. La partie inférieure 4 de la cellule débouche dans la partie supérieure de la cavité par une partie évasée. la cellule est constituée par exemple par du quartz tandis que la cavité est par exemple en aluminium ou en acier inoxydable.
A l'intérieur de la cavité est disposé un support 7 apte à recevoir un ou plusieurs substrats à graver. Pour plus de simplicité, on a représenté sur le support un seul substrat 9 constitué d'un seul matériau correspondant à la couche à graver. la partie évasée 4 de la cellule est en regard du substrat 9, l'ouverture de cette partie ayant des dimensions fonction de celles du substrat 9. Ce dispositif comprend des moyens pour introduire un milieu gazeux dans l'enceinte. Ces moyens comprennent plusieurs réservoirs de gaz 21a,... 21n comprenant différents gaz, reliés par l'intermédiaire de vannes de réglage de débit 23 et par une canalisation 25a à la partie supérieure de la cellule 3. On peut aussi avoir différentes canalisations pour introduire séparément les gaz en des endroits différents de la cellule, par exemple introduire le gaz réactif fluoré au niveau du substrat par la conduite 25b et introduire le gaz rare et O2 à la partie supérieure de la cellule 3.
Le dispositif comprend aussi des moyens 11 de pompage qui peuvent permettre d'établir le vide dans l'enceinte et de réaliser la circulation ou non du milieu gazeux introduit dans l'enceinte et l'extraction du milieu gazeux résultant des réactions chimiques établies dans l'enceinte. Ces moyens 11 sont reliés à la partie inférieure de la cavité 5 par une fente annulaire discontinue 13 située dans la paroi inférieure de celle-ci et centrée sur le support 7. Ces moyens de pompage comprennent par exemple une pompe 15 reliée de façon étanche par une canalisation torique 17 à la fente située dans la cavité.
Le dispositif représenté sur cette figure comprend par ailleurs des moyens pour engendrer des ondes hyperfréquences dans l'enceinte 1. Ces moyens comprennent un générateur d'ondes hyperfréquences 27 relié par un guide d'ondes 29 de section rectangulaire à la cellule de section circulaire. Ainsi, les parois associées aux grands côtés du guide d'onde comportent une ouverture circulaire permettant le passage de la cellule cylindrique au travers du guide d'ondes.
Les dimensions de la section transversale du guide d'ondes sont choisies en fonction des fréquences des ondes hyperfréquences utilisées. A une des extrémités du guide d'ondes opposée au générateur d'ondes hyperfréquences est installé un piston 37 solidaire d'une tige permettant de faire coulisser manuellement ou automatiquement le piston sur une certaine longueur. Cette longueur est de préférence de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde du mode de propagation du guide d'ondes. Ce piston permet de régler la longueur du guide d'ondes afin de permettre, comme on l'a vu précédemment, une absorption maximum et constante de la puissance des ondes hyperfréquences transmises au milieu gazeux par le guide d'ondes. Un exemple de couplage d'un guide d'ondes avec une cellule de gaz utilisable dans le dispositif conforme à l'invention est par exemple décrit dans lés brevets FR-A-2 534 040, 2 290 126 et 2 346 939 et US-A-4 049 940. Le dispositif comprend en outre des moyens pour engendrer des ondes radiofrequences dans l'enceinte. Ces moyens comprennent un générateur d'ondes radiofrequences 31 relié d'une part à une électrode radiofréquence 33 et d'autre part à une contre-électrode reliée à la masse. L'électrode 33 est constituée par une partie du support 7. En effet, ce support 7 comprend l'électrode 33 et un plateau 40 en un matériau isolant tel que le quartz situé sur l'électrode 33. Ce plateau permet en surélevant le substrat 9 de diminuer les phénomènes de gaine. Les ondes radiofrequences interagissent avec le milieu gazeux de l'enceinte, au voisinage du support. la contre-électrode est également constituée par les parois conductrices de la cavité étant bien entendu qu'elle peut être également constituée par une électrode supplémentaire 35 (représentée en traits pointillés) située autour de l'électrode 33 et au voisinage de celle-ci ou encore par les parois de la cavité et l'électrode supplémentaire. Dans le cas de l'utilisation d'une électrode supplémentaire, celle-ci est par exemple comme représenté sur cette figure reliée directement aux parois conductrices de la cavité connectées à la masse et située à une faible distance de l'électrode 33. Pour régler la puissance des ondes radiofrequences afin d'obtenir une absorption maximum et constante de la puissance de ces ondes dans le milieu gazeux, on utilise comme on l'a vu précédemment une boîte d'accord 32 reliée entre le générateur d'onde radiofréquence 31 et l'électrode radiofréquence 33. Par ailleurs, un circuit de refroidissement 34 assure la circulation d'un liquide de refroidissement à l'intérieur de cette électrode 33 pour permettre le refroidissement du substrat 9.
Ce dispositif peut comprendre également des moyens (non représentés) pour régler en hauteur la position du support 7 et donc du substrat 9 par rapport au plasma créé par les ondes hyperfréquences dans la cellule et par rapport à l'ouverture de la partie évasée de la cellule de façon à ce que l'interaction des ondes hyperfréquences avec le milieu gazeux et que l'interaction des ondes radiofrequences avec le milieu gazeux ne perturbe pas la propagation de ces deux types de plasma.
Des moyens d'étanchéité sont par ailleurs prévus entre la cellule et le réacteur, entre le réacteur et les moyens de pompage et entre l'électrode radiofréquence et le réacteur. La cavité du réacteur étant réalisée en un matériau conducteur, celle-ci est recouverte de façon avantageuse par chauffage ou par projection au chalumeau à plasma, d'un revêtement 42 n'interagissant pas avec le plasma, sur toute sa paroi intérieure. Le matériau de revêtement est par exemple de l'alumine (Al2O3) d'une épaisseur comprise entre 300 μm et 500 μm. Ce type de traitement pour passiver les parois de la cavité, vis-à-vis du plasma créé dans la cavité, est par exemple décrit dans la demande de brevet FR-A-2 538 987.
De nombreuses modifications peuvent être bien entendu effectuées sur le dispositif représenté sur cette figure. Ainsi, par exemple, comme décrit dans la demande de brevet FR-A-2 534040, dans certains cas, on ajoute avantageusement dans Le guide d'onde au voisinage de la cellule, des coins métalliques. Ce dispositif permet donc de graver un substrat à l'aide d'un plasma engendré par interaction d'un milieu gazeux approprié avec des ondes hyperfréquences et des ondes radiofrequences. Ce milieu gazeux peut être en circulation ou non dans l'enceinte suivant le cas par l'intermédiaire des moyens de pompage. Il peut aussi être utilisé pour la gravure d'un substrat par un plasma gazeux engendré uniquement par des ondes hyperfréquences en supprimant le générateur 31, etc.
Pour graver une couche de silicium à travers un masque de dioxyde de silicium, on introduit tout d'abord la couche de silicium recouverte par son masque sur le support 7, on établit la pression dans l'enceinte par les moyens de pompage à une pression voulue et on introduit dans la cellule par l'intermédiaire de la canalisation 25, des vannes 23 et des différentes bouteilles 21a,... 21n les gaz tels que SF6, l'argon, l'oxygène et éventuellement l'azote aux débits voulus. On fait interagir ensuite Le milieu gazeux ainsi créé avec des ondes hyperfréquences engendrées par le générateur 27 d'ondes hyperfréquences et introduites dans la cellule par le guide d'ondes 29 et éventuellement avec des ondes radiofrequences au voisinage de l'électrode radiofréquence 33.
Les exemples suivants, concernant la gravure de silicium polycristallin, sont donnés bien entendu à titre non limitatif pour illustrer l'invention. EXEMPLE 1
Dans cet exemple, on utilise un milieu gazeux formé d'hexafluorure de soufre, d'oxygène et d'argon pour la gravure par un plasma engendrée simultanément par des radiofrequences et des hyperfréquences ayant des puissances respectives de 200W et 800W. On fait circul3er dans l'enceinte l'hexafluorure de soufre à 3 un débit de 15 cm standard/min, l'argon à un débit de 15 cm standard/min, et l'oxygène à un débit de 5 cm standard/min sous une pression de l'ordre de 1Pa et à une température de 80°C. Dans ces conditions, on obtient les résultats suivants : - vitesse de gravure Vg : 8μ m/min,
- sélectivité S : 10,
- anisotropie A : ≤ 0,05. EXEMPLE 2
Dans cet exemple, on utilise le même milieu gazeux que dans l'exemple 1 et on le fait circuler dans l'enceinte avec les mêmes débits mais l'on forme le plasma uniquement par des ondes hyperfréquences ayant une puissance de 800W. Dans ce cas, on obtient les résultats suivants :
- vitesse de gravure Vg : 15 μ m/min, - sélectivité S : 64,
- anisotropie A : 0,52. EXEMPLE 3
Dans cet exemple, on suit le même mode opératoire que dans l'exemple 1, sauf que les débits respectifs de SF6, O2 et Ar sont ceux donnés dans le tableau qui suit.
On obtient les résultats donnés dans le tableau qui suit. Exemple comparatif 1
On utilise le même mode opératoire que dans l'exemple 3 pour graver du silicium mais en utilisant comme mélange gazeux un mélange de CF4, d'O2 et d'Ar introduits dans l'enceinte aux débits suivants : 3
- 50 cm3 standard/min pour CF4,
- 10 cm3 standard/min pour O2, - 30 cm standard/min pour Ar.
Les résultats obtenus sont donnés également dans le tableau qui suit.
Au vu de ces résultats, on constate que le remplacement du SF6 par CF4 conduit à l'obtention de résultats bien inférieurs. On suppose que, dans ce cas, la formation d'un produit stable non volatil à la surface du silicium du type CF ralentit la réaction du silicium avec le fluor de la décharge et conduit à des résultats nettement moins bons.
EXEMPLE 4 Dans cet exemple, on suit le même mode opératoire que dans l'exemple 1, mais on utilise un mélange gazeux comprenant
SF6, Ar, O2 et N2. Les débits respectifs des gaz sont les suivants : 3
- 50 cm S/min pour SF6, soit une pression partielle de 1,62 Pa (12 mTorr), 3
- 30 cm S/min pour Ar, soit une pression partielle de 0,81 Pa
(6 mTorr), 3
- 10 cm S/min pour O2, soit une pression partielle de 0,27 Pa
(2 mTorr), 3 - 10 cm S/min pour N2, soit une pression partielle de 0,27 Pa (2 mTorr).
Dans ces conditions, on obtient les résultats suivants :
- vitesse de gravure du Si : 6 μm/min, - vitesse de gravure du masque en SiO2 : 0,03μ m/min,
- sélectivité : S=200,
- angle alpha : 70°. EXEMPLE 5
On suit le même mode opératoire que dans l'exemple 4 avec les débits suivants : 3
- 50 cm3 standard/min (1,5 Pa) pour SF6,
- 32 cm3 standard/min (1 Pa) pour Ar,
- 8 cm3 standard/min (0,35 Pa) pour O2,
- 8 cm standard/mi n (0,35 Pa) pour N2, On obtient des résu ltats équiva lents à ceux de l ' exemple 4.
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Figure imgf000020_0001
L'exemple de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention représenté sur la figure annexée est donné à titre illustratif et non limitatif.
En effet, le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre dans tous les dispositifs de gravure à l'aide d'un plasma engendré par des ondes hyperfréquences utilisant le mode de couplage guide d'onde-cellule de gaz (surfaguide) décrit ci- dessus, à condition bien entendu d'utiliser un support apte à supporter ladite couche qui soit au moins en partie conducteur et éventuellement un générateur d'ondes radiofrequences qui soit relié d'une part à la partie conductrice du support et d'autre part à une contre-électrode reliée à la masse ou inversement, la couche sur l'électrode étant reliée à la masse et la contre électrode au générateur de radio fréquences. Cette contreélectrode est constituée soit par une électrode supplémentaire disposée dans l'enceinte par exemple autour du support, soit par au moins une partie de l'enceinte, soit encore par au moins une partie de l'enceinte et une électrode supplémentaire.
Dans certains cas, il est préférable de refroidir les parois de l'enceinte constituant le réacteur. Aussi, le dispositif comprend des moyens de refroidissement appropriés, par exemple une circulation d'eau entre la paroi de la cavité 5 et une paroi supplémentaire 45, pour maintenir par exemple la paroi 5 à la température ambiante.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de gravure d'un substrat à l'aide d'un plasma gazeux engendré soit par des ondes hyperfréquences, soit par des ondes radiofrequences et des ondes hyperfréquences, caractérisé en ce que le milieu gazeux utilisé pour la formation du plasma comprend au moins un gaz fluorant non carboné, au moins un gaz rare et au moins un gaz oxydant non carboné.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que Le milieu gazeux comprend en outre au moins un autre gaz choisi parmi l'azote et les gaz chlorés.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le gaz fluorant non carboné est l'hexafluorure de soufre SF6.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Le gaz rare est l'argon ou un mélange d'argon et d'hélium.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz oxydant est l'oxygène.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu gazeux est constitué d'hexafluorure de soufre, d'argon et d'oxygène.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les débits respectifs d'hexafluorure de soufre, d'argon et d'oxygène sont situés dans les gammes suivantes : 3 - 4 à 500 cm3 standard/min pour SF ,
- 4 à 500 cm3 standard/min pour Ar, et
- 2 à 500 cm standard/min pour O2.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu gazeux est constitué d'hexafluorure de soufre, d'argon, d'oxygène et d'azote.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les débits respectifs d'hexafluorure de soufre, d'argon, d'oxygène et d'azote sont situés dans les gammes suivantes :
- 4 à 500 cm standard/min pour SF6, 3
- 4 à 500 cm 3 standa rd/mi n pour Ar,
- 1 à 300 cm 3 standa rd/mi n pour O2 , et
- 1 à 300 cm standa rd/mi n pour N2.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le substrat est en silicium.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on réalise la gravure sous une pression allant de 0,1 à 300 Pa.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on réalise la gravure au moyen d'un plasma gazeux engendré par des ondes hyperfréquences et des ondes radiofrequences en confinant sur le substrat par une cellule en matériau transparent aux ondes hyperfréquences un plasma gazeux engendré par couplage monomode transversal entre un guide d'ondes parcouru par des ondes hyperfréquences et la cellule dans laquelle au moins une partie du milieu gazeux de gravure circule perpendiculairement aux ondes hyperfréquences pour être dirigée sur le substrat, et en appliquant simultanément au substrat une tension électrique continue ou une tension électrique alternative ayant une fréquence dans le domaine des radiofrequences.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on réalise la gravure au moyen d'un plasma gazeux engendré par des ondes hyperfréquences en confinant sur le substrat par une cellule en matériau transparent aux ondes hyperfréquences un plasma gazeux engendré par couplage monomode transversal entre un guide d'ondes parcouru par des ondes hyperfréquences et la cellule dans laquelle au moins une partie du milieu gazeux de gravure circule perpendiculairement aux ondes hyperfréquences pour être dirigée sur le substrat.
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