Brevet FR2515873A1 — publié le 19830506

la présente invention concerne un masque de transfert de motif pour un dispositif de projection par faisceau d'électrons, et un procédé de fabrication de ce masque. On a envisagé récemment un dispositif à photocathode dans le cadre d'une technique de transfert par faisceau d'électrons. Dans le dispositif à photocathode, des rayons ultraviolets sont projetés sur un masque optique (masque de transfert de motif) qui est formé sur une couche photoélectrique sensible à l'ultraviolet, et des photoélectrons émis par le masque sont projetés sur une matière de réserve photographique qui a été placée sur une tranche, pour exposer cet te matière. Un appareil utilisarJt le dispositif à photocathode est construit de la manière représentée sur la figure 1. Sur la figure 1, un motif en chrome 2 est formé à la surface d'un substrat de quartz 1, et une couche photoélectrique 3, telle qu'une couche de CsI,est étendue sur les surfaces du substrat 1 et du motif en chrome 2 pour former un masque 4. Une tranche 6 rev#tue de matière de réserve photographique 5 est placée face au coté inférieur du masque 4. Si dans ce dispositif on projette des rayons ultraviolet s uniformes 7 sur la surface supérieure du masque 4, la couche photoélectrique 3 émet des photoélectrons. tes photoélectrons émis sont accélérés par un champ électrique unifor me entre le masque 4 et la tranche 6, et un champ magnétique parallèle au champ électrique les fait converger sur la tranche 6.Une image du motif est ainsi transférée dans la matiè- re de réserve photographique 5 sur la tranche 6o Ce dispositif procure une résolution élevée et il permet de transférer un motif ayant des détails d'une taille inférieure au micron, De plus, le dispositif procure un temps de transfert court et une productivité élevées Cependant, dans le dispositif de projection par faisceau d'électrons de l'art antérieur, le motif qui est transféré vers la nlatière de réserve photographique 5 sur la tranche 6 est dégradé en ce qui concerne la résolution dans sa partie périphérique et l'exactitude du transfert, à cause d'un effet de proximité qui se produit sur la matière de réserve photographique 9. En outre, on ne neut pas transférer avec précision vers la matière de réserve photographi que 5 un motif étroit, par exemple un motif d'une largeur de 2 Mm, ou moins. L'invention a pour but de réaliser un masque de transfert de motif capable d'empêcher la dégradation de la résolution d'une image d'un motif, à sa partie périphérique, à cause de l'effet de proximité, et capable de transférer des motifs étroits avec une grande précision. l'invention a également pour but d'offrir un procédé de fabrication d'un masque de transfert de motif capable d'empêcher la dégradation de la résolution et de procurer un transfert d'une grande précision. les inventeurs ont trouvé que l'effet de proximité est réduit en donnant à l'intensité du faisceau d'électrons une valeur plus élevée à la partie périphérique d'un motif à exposer formé sur une matière de réserve photographique qu'à la partie centrale de ce motif. les inventeurs ont également trouvé qu'on peut améliorer la précision du transfert d'un motif étroit en augmentant l'intensité de son faisceau d'électrons. Compte tenu de ces circonstances, l'invention offre un masque de transfert dans lequel le facteur de transmission de la lumière d'une région de motif à exposer large est supérieur à celui d'une région de motif à exposer étroite tandis que le facteur de transmission de la lumière de la partie périphérique d'un motif large est plus élevé que celui de la partie centrale.L'invention offre en outre un procédé de fabrication d'un masque de transfert qui comprend les opérations suivantes : on dépose une matière absorbant la lumière sur une surface d'un substrat transmettant la lumière, pour former sur celui-ci un motif à exposer, on dépose une matière d'arrêt de la lumière sur le substrat et sur la matière absorbant la lumière, sous un certain angle par rapport à la surface du substrat, et on dépose sur la matière d'arrêt de la lumière une couche photoélectrique qui émet des électrons lorsqu'elle est irradiée par des rayons lumineux0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux des sins annexés sur lesquels :: La figure 1 est une représentation schématique montrant un dispositif de projection par faisceau d'électrons avec un masque de transfert dé motif conforme à l'art antérieur ; La figure 2 est une coupe partielle montrant un masque de transfert de motif conforme à l'invention la figure 3 est une représentation schématique montrant un dispositif de projection qui comporte le masque de l'invention ; la figure 4 est un schéma montrant les relations entre diverses régions sur le masque représenté sur la figure 2, et l'intensité des faisceaux d'électrons qui sont émis à partir de ces régions ; et les figures 5A-5D sont des coupes qui illustrent des opérations de fabrication du masque de transfert de motif représenté sur la figure 2. On va maintenant considérer la figure 2 qui montre une coupe d'une partie d'un masque de transfert de motif conforme à un mode de réalisation de l'invention. Dans ce masque, une couche absorbant la lumière, par exemple une couche de chrome 12, destinée à absorber les rayons ultraviolets, est déposée sur une première surface d'un substrat de quartz 11., transmettant les rayons ultraviolets, pour former un motif à exposer ayant une forme prédéterminée.On dépose sélectivement une couche opaque aux rayons ultraviolets, par exemple une couche d'alliage de chrome ou de palladium, 13, sur la première surface du substrat 11 et la surface de la couche de chrome 12. On donne à la couche de métal 13 une plus grande épaisseur dans les régions de motif qui ne sont pas à exposer, 17-1, 17-2 et 17-3,sur la couche de chrome 12, à travers laquelle les rayons lumineux ne sont pas transmis. Dans une région de motif à exposer large 15-1, sur la première surface du substrat 11 où la couche de chrome 12 n'est pas formée, comme le montre la figure 2, la couche de métal 13 est plus épaisse dans la partie centrale que dans la partie périphérique.On dit que la couche de métal 13 est épaisse Si elle a un facteur de transmission des rayons ultraviolets relative ment faible, c'est-à-dire si elle est épaisse au point que seule une fraction faible des rayons ultraviolets puisse la traverser. On dit que la cruche de métal 13 est mince si elle a un facteur de transmission des rayons ultraviolets relativement élevé, c'est-à-dire si elle est suffisamment mince pour transmettre une fraction considérable des rayons ultraviolets et pour atténuer légèrement l'intensité des rayons ultraviolets incidents. On détermine l'épaisseur de la couche de métal 13 d'une manière appropriée, en fonction de l'intensité des rayons ultraviolets incidents, de ltépaisseur du substrat de quartz 11, etc.Dans une région de motif à expo ser étroite 15-2, il n'y a pratiquement pas de couche de mé- tal 13 déposée sur le substrat 11. On dit que la région de motif à exposer est étroite si la largeur de la région est inférieure ou égale à 1,5, lorsqu'on désigne par 1 la largeur minimale d'une région de motif à exposer qui doit être formée sur le substrat 11. La largeur minimale est normalement comprise entre 1,5 pm et 2 pm. On dépose en outre sur le substrat 11 sur lequel est formée la couche de métal 13, une couche photoélectrique 14, telle qu'une couche de CsI, qui émet des photoélectrons lorsqu'elle est irradiée par des rayons lumineux. Dans un dispositif de transfert de motif représenté sur la figure 3, qui comporte un masque de transfert de motif 100 tel que celui représenté sur la figure 2, un motif est transféré de la manière suivante vers une matière de réserve photographique 102 sur une tranche 101. Des rayons ultraviolets projetés sur le masque de transfert de motif 100 à partir d'une source de lumière 103 sont transmis à travers le substrat de quartz Il en passant par la seconde surface du substrat. les rayons lumineux dirigés vers la couche de chrome 12 ou les régions de motif qui ne sont pas & exposer, 17-1, 17-2 et 17-3, sur la première surface du substrat de quartz 11, sont absorbés par la couche de chrome 12, et ne peuvent pas traverser le masque 100, à cause de la couche de métal 13 qui se trouve sur la couche de chrome 12. Ainsi, la couche photoélectrique 14 n'émet pas d'électrons dans les régions de motif qui ne sont pas à exposer, 17-1, 17-2 et 17-3. Au con traire, les rayons lumineux dirigés vers les régions de motif à exposer 15-1 et 15-2 sur la première surface du substrat de quartz 11 sont appliqués à la couche photoélectrîque 14, directement ou par l'intermédiaire de la couche de mental 13. Par conséquent, la couche photoélectrique 14 émet des électrons dans ces régions. L'intensité des électrons émis dépend de l'intensité des rayons ultraviolets qui tombent sur la couche photoélectrique 14. La figure 4 montre la distribution de l'intensité du faisceau d'électrons. la couche de métal 13 est formée sur la région de motif à exposer large 15-1 et n'est pas formée sur la région étroite 15-2.Par conséquent, le facteur de transmission de la lumière de la ré gion étroite 15-2 est supérieur à celui de la région large 15-1. Ainsi, l'intensité du faisceau d'électrons émis par la région étroite 15-2 est supérieure à celle d'un faisceau d'électrons émis par la région large 15-1. Dans la région de motif à exposer large, 15-1, la couche de métal 13 est formée avec une plus grande épaisseur à la partie périphérique que dans la région centrale, ce qui fait que le facteur de transmission de la lumière de la partie périphérique est supérieur à celui de la partie centrale. Par conséquent, l'intensité' d'un faisceau d'électrons émis par la partie périphérique de la région est supérieure à celle d'un faisceau d'électrons émis par la partie centrale.Les faisceaux d'électrons qui sont émis par la région de motif à exposer sont accélérés par un champ électrique qui est établi entre le masque 100 et la tranche 101, avec une tension appliquée entre eux par une source de tension 104. les faisceaux d'électrons convergent ensuite sous l'action d'un champ magnétique qui est établi par une bobine magnétique 105 dans la m#me direction que le champ électrique, et ces faisceaux sont appliqués à la matière de réserve photographique 102. Le motif formé sur le masque 100 est ainsi transféré vers la matière de réserve photographique 102. Malgré son intensité plus élevée, le faisceau d'électrons dirigé vers la matière de réserve photographique 102 à partir de la région de motif étroite 15-2 produit une dose totale plus faible que celle du faisceau d'électrons provenant de la région de motif large 15-2.Par conséquent, le faisceau d'élec trons provenant de la région de motif étroite 15-2 n'est pas très diffusé dans la matière de réserve photographique 102, ce qui fait qu'aucun électron secondaire d'intensité suffisamment élevée pour exposer la matière de réserve photographique 102 n'est pratiquement produit dans cette matière. Par conséquent, un motif étroit est transféré effectivement vers la matière de réserve photographique 102 sans être influencé par l'effet de proximité. L'intensité du faisceau d'électrons qui est dirigé vers la matière de réserve photographique 102 à partir de la partie centrale de la région de motif large 15-1 est inférieure à celle du faisceau ("-élec- trons provenant de la partie périphérique, et la dose du premier est inférieure à celle du second.Par conséquent, le faisceau d'électrons provenant de la partie centrale ne produit dans la matière de réserve photographique 102 aucun électron secondaire d'intensité suffisamment élevée pour exposer cette matière, et le faisceau d'électrons provenant de la partie périphérique est très peu diffusé dans la matière de réserve photographique. Ainsi, le motif large est également transféré effectivement vers la matière de réserve pho- tographique 102 sans entre influencé par l'effet de proximité0 On va maintenant décrire un procédé pour fabriquer le masque conforme au mode de réalisation précédent.Tout d'abord, on dépose la couche de chrome 12 avec une épaisseur désirée sur le substrat de quartz 11, comme le montre la figure SA. Ensuite, on attaque sélectivement la couche de chrome 12, conformément à un motif désiré, pour former un motif de masque, comme le montre la figure 53. Ensuite, on dépose un métal sous un angle oc; par rapport à la surface du substrat 11, à partir du haut et de la gauche sur la figure 5C, pour former une partie de la couche de métal 13, comme le montre la figure 5C.On dépose ensuite le métal sous l'angle i à partir du haut et de la droite sur la figure 5D, pour former la partie restante de la couche de métal 13, comme le montre la figure 5D. la couche de métal 13 est ainsi formée de façon à être mince dans la partie centrale de la région de motif à exposer large, et épaisse dans la partie périphérique. la couche de métal 13 n'est pas formée dans la région de motif iexposer Ehrite On dépose ensuite la couche de CsI 14 sur les parties à nu de la couche de métal 13 et du substrat 11, pour former le masque, tel qu'il est représenté sur la figure 2. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisa- tion précédent et peut faire l'objet de diverses modifications. Par exemple, on peut remplacer le substrat en quartz, faisant fonction de substrat transmettant la lumière, par n'importe quel autre substrat ayant un facteur de transmission équinra- lent. On peut également remplacer la couche de Cr par n'importe quelle autre matière absorbant la lumière, tandis qu'on peut remplacer la couche de CsI par n'importe quelle autre matière qui émet des photoélectrons lorsqu'elle est irradiée par des rayons lumineux. La différence entre les épaisseurs de la couche de métal dans la partie périphérique et dans la partie centrale du motif peut être déterminée de la manière exigée par des caractéristiques particulières. Conformément à l'invention et de la manière décrite ci-dessus, on peut réduire l'influence de l'effet de proximité té pour éviter une diminution de la résolution à la partie périphérique du dispositif, attribuable à l'effet de proximité. Du fait qu'une région de motif étroite peut eAtre transférée avec une grande précision, la précision de transfert du motif peut être améliorée considérablement. En ce qui concerne le procédé de fabrication, il comporte en outre une opération de dépit de matière arrêtant la lumière, pour changer le facteur de transmission de la lumière, permettant ainsi de bénéficier du perfectionnement indiqué ci-dessus. Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent etre apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Masque pour un dispositif de transfert par faisceau d'électrons, comprenant : un substrat ayant une surface et transmettant des rayons lumineux d'une certaine longueur d'onde ; et une première couche qui absorbe les rayons lumineux et qui est déposée sélectivement sur la surface du substrat pour définir sur la surface un motif désiré pour la transmission des rayons lumineux, ce motif comprenant une première région ayant une largeur supérieure à une largeur prédéterminée, et une seconde région ayant une largeur inférieure à la largeur prédéterminée; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde couche (13) qui est formée sur le motif de façon à fixer le facteur de transmission de la lumière de la première région (15-1) à un niveau plus élevé que celui de la seconde région (15-2). 2. Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde couche (13) fixe le facteur de transmission de la lumière de la partie périphérique de la seconde région (15-2) à un niveau supérieur à celui de la partie centrale de la seconde région (15-2). 3. Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche photoélectrique (14) formée sur le substrat et la seconde couche (13), pour émettre des électrons conformément aus rayons lumineux incidents. 4. Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rayons lumineux sont des rayons ultraviolets. 5. Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde couche (13) est formée sur la première région du motif, 6. Masque selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde couche (13) formée sur la première région (15-1) est plus épaisse dans la partie centrale de la première région (15-1) que dans la partie périphérique de la première région (15-1). 7. Procédé de fabrication d'un masque pour un dispositif de transfert par faisceau d'électrons, comprenant une opération consistant à déposer une première couche absorbant la lumière sur une surface d'un substrat qui transmet les rayons lumineux ayant une certaine longueur d'onde ; et une opération consistant à attaquer sélectivement la couche qui se trouve sur la surface du substrat pour former un mo- tif sur cette surface ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération consistant à déposer une matière sur la surface du substrat, selon deux directions opposées faisant des angles déterminés ( o() par rapport à la surface du substrat,.pour former sélectivement une seconde couche (13) d'épaisseur inégale sur la surface du substrat qui définit le motif0 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une opération consistant à former une couche photoélectrique (14) sur les surfaces de la seconde couche (13) et du substrat (11). 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux directions opposées font pratiquement des angles égaux ( 0C ) par rapport à la surface du substrat0