Brevet FR2011014A1 — publié le 19700227

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication des caches photolith.ograph.ici.ues, qui consiste à graver au laser le dessin voulu dans un flan de cache constitué par une minoe pellicule supportée par un substrat transparent. 5 Des caches ont été fabriqués précédemment en gravant au moyen d'un fais ceau do laser le dessin désiré dans une pellicule de métal ayant une épaisseur 0 de l'ordre de 500 A déposée sur un substrat transparent. On a cependant remarqué que lorsqu'on utilise ces pellicules de métal, la gravure.au laser tend à laisser subsister une certaine quantité de débris dans les pistes gravées, et 10 il est difficile d'éliminer facilement ces débris par lavage ultrasonique ou par gravure répétée au laser sur la même piste. On pense que ce problème des débris provient du .fait que la plupart des métaux entrent en fusion avant de s'évaporer, et il semble qu'au foyer du faisceau de laser servant à la gravure, la pellicule métallique est portée à sa température d©,b£usion mais ne s'évapo-15 re pas ensuite de façon suffisamment rapide pour l'empêcher de s'agglomérer en petites sphérules sous l'influence de la tension superficielle. Ces sphérules sont relativement insensibles à toute gravure ultérieure au laser simplement en raison de leur forte épaisseur par rapport à celle de la pellicule métallique non traitée. 20 La présente invention a pour objet de prévoir un cache photolithographi que perfectionné. Un autre objet de l'invention est de prévoir un procédé perfectionné pour la fabrication d'un te-1 cache photolithographique. Suivant la présente invention, il est prévu un procédé pour la fabrioa-25 tion d'un cache photolithographique, oe procédé oonsj3tant à déposer sur un substrat transparent une minoe pellicule de matériau polymérique susceptible d'être traité par pyrolise de manière à former sur le substrat une pellicule de polymère semiconducteur, à chauffer la pellicule de manière à la pyroliser, et à éliminer des zones choisies de la pellicule pyrolisée, dans une atmosphère 30 oxydante au moyen d'un faisceau de laser afin de constituer le dessin de cache voulu. La présente invention permet d'éliminer le problème que soulève l'agglomération par l'utilisation d'un matériau qui se décompose sous l'action de la gravure au laser pour former des produits de décomposition gazeux ou, pour le 35 moins, hautement volatils. Le matériau polymérique qui est semiconducteur est utilisé du fait que pour constituer un matériau approprié ppur un cache photolithographique, le polymère doit être fortement absorbant à la longueur d'onde utilisée pour impressionner la couche photo-résistante, cette longueur d'onde étant habituellement la ligne de résonnance du mercure on ultra-violet. Pour 40 pouvoir être usiné, le matériau doit également être, au j.ioins partiellement, 69 18506 2011014 2 absorbant à la longueur d'ondes utilisée pour la gravure au laser. Un examen du problème des débris, tel qu'on l'a exposé ci-dessus, et de sa solution selon l'invention, montre la possibilité d'une solution plus simple, c'est-à-dire l'utilisation d'une pellicule de carbone déposée sur le sub-5 strat à partir d'une suspension liquide de carbone amorphe ou de particules de graphite. Cependant, en raison de la nature particulière du oarbone, on s'est aperçu qu'il est virtuellement impossible d'obtenir par oe procédé une pellicu le exempte de perforations, d'épaisseur appropriée, permettant la gravure au laser, de sorte que son utilisation aboutit à substituer un problème à un au-10 tre. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le matériau polymérique pyrolisé mentionné ci-dessus présente, de préférence, une structure conjuguée qui peut être soit aromatique, soit aliphatique. De tels matériaux pyrolisés sont pratiquement insolubles, mais ceci est plus tm avantage qu'un défaut car l'insolu-15 bilité favorise la stabilité dimensionnelle du cache et ne présente,cependant,aucun problème pour l'obtention du matériau sous forme d'une mince pellicule puisque celle-ci est obtenue par pyrolise d'un matériau polymérique qui est suffisamment soluble et qui peut donc être aisément déposé à partir d'une solution sur un substrat sous forme d'une mince pellicule. 20 A titre d'exemple de polymères susceptibles de donner par pyrolise une struoture aliphatique appropriée, on peut citer l'alcool polyvinilique et les halogénures de polyviryle, par exemple le chlorure de polyvinyle. Le polyacry-lonitrile entre dans la oatégorie de matériaux qui peuvent Stre pyrolisés pour former des échantillons aromatiques ayant la structure requise. 25 Pour fabriquer un oaohe utilisant le polyacrylonitrile, (PAlï) on fait dis soudre une oertaine quantité de PAN solide dans du diméthylformamide, une oon-oentration convenable étant constituée par 10 grammes dissoute dans 100 ml. Un substrat en verre, parfaitement propre, est revêtu sur une faoe d'une pelli oule de la solution et le liquide en excédent est expulsé pair centrifugeage du 30 substrat suivant un axe perpendiculaire à son plan, à 6000 tours minute, oe qui permet de produire une pellicule minoe uniforme. Cet'te pellicule doit ensuite être pyrolisée et, pour cela, il est préférable de ohauffer le substrat en deux opérations enfin de réduire le risque de formation de bulles. En consé quenoe, le substrat est chauffé durant environ 5 minutes dans un four à 150°C 35 et on le transfère ensuite dans un four à 400°C où on le maintient durant cinq autres minutes. La pyrolise est visible par le fait que le traitement thermique donne à la pellicule précédemment transparente une couleur brun orange fon oé. Les pellicules obtenues de cette manière sont prêtes immédiatement à être gravées au laser, cette opération pouvant être réalisée avec un laser à l'hë-40 lium-néon fonctioœiaat S, 1,15 yu. 69 18506 2011014 3 La gravure au laser est réalisée à l'air libre ou dans toute autre atmosphère oxydante de sorte qu'au cours de la gravure, tous les produits de décomposition formés sont facilement oxydés. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation aveo des exemples particuliers de réalisations, on comprendra olairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée do l'invention. 2011014 ; 1°) Procédé pour la fabrication d'un cache photolitiiograph.iq.uef oaracté- ; l risé en ce qu'il consiste j - à déposer sur un substrat transparent une minoe pellicule d'un matériau po- , lymérique capable d'être pyrolisé pour former sur le substrat une pellicule 5 de polymère semiconducteur j - à chauffer la pellicule pour la pyroliser 5 - et à éliminer des zones choisiee de la pellicule pyrolisée, dans une atmosphère oxydante au moyen d'un faisoeau de laser pour obtenir le dessin de cache souhaité. i ( 10 2°) Brocédé pour la fabrication d'un oache photolithographique comme à la j revendication 1°), dans lequel le matériau polymérique est de l'aloool polyvi-n:jlique. 3°) Erooédé pour la fabrication d'un oache photolithographique comme à la [ revendication 1°), caractérisé en oe que le matériau polymérique est un halogé— 15 nure de polyvinyle. 4°) Procédé pour la fabriaation d'un cache photolithographique comme à la revendication 3°)? caraotérisé en ce que le matériau polymérique est le chlorure de polyvinyle. 5°) Erooédé pour la fabrication d'un cache photolithographique comme à la 20 revendication 1°), caraotérisé en oe que le matériau polymérique est le polyacrylonitrile. 69 18506 COPY