FR2524198A1 - Appareil d'exposition par faisceau de particules chargees utilisant un balayage par une ligne variable - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL D'EXPOSITION PAR FAISCEAU DE PARTICULES CHARGEES, DESTINE A IRRADIER SELECTIVEMENT LA SURFACE D'UNE PIECE DANS LAQUELLE ON DOIT DEFINIR UN MOTIF. LE FAISCEAU A UNE SECTION TRANSVERSALE A LA SURFACE DE LA PIECE CONSTITUEE PAR UNE LIGNE PROJETEE AYANT UNE LONGUEUR VARIABLE, UNE LARGEUR COMMANDEE ET UNE ORIENTATION PARMI DEUX ORIENTATIONS ORTHOGONALES. UNE IMAGE D'UNE OUVERTURE EN L 24 EST FOCALISEE SUR UNE OUVERTURE DE DEFINITION DE FORME 34 COMPORTANT DEUX BORDS ORTHOGONAUX ADJACENTS ET CETTE IMAGE EST DEVIEE PAR RAPPORT A L'OUVERTURE DE DEFINITION DE FORME POUR PRODUIRE UNE LIGNE INTERMEDIAIRE AYANT LA LONGUEUR, LA LARGEUR ET L'ORIENTATION DESIREES. LA LIGNE INTERMEDIAIRE EST DEFINIE PAR LA PORTION D'IMAGE DE L'OUVERTURE EN FORME DE L, QUI EST SUPERPOSEE A L'OUVERTURE DE DEFINITION DE FORME. UNE IMAGE DE LA LIGNE INTERMEDIAIRE EST ENSUITE PROJETEE SUR LA PIECE AVEC UN MOUVEMENT DE BALAYAGE. APPLICATION A LA FABRICATION DE CIRCUITS INTEGRES COMPLEXES.

Description

La présente invention concerne la lithographie par

faisceau de particules chargées, et elle porte plus particu-

lièrement sur un appareil d'exposition dans lequel un bala-

yage est effectué au moyen d'une ligne de longueur variable ayant une résolution élevée.

On utilise commercialement des appareils d'exposi-

tion par faisceau d'électrons pour irradier sélectivement une pièce revêtue de matière de réserve, afin de définir les éléments d'un dispositif à semiconducteur La pièce peut être

une plaque de masque ou peut être une tranche de semiconduc-

teur revêtue de matière de réserve dans laquelle les éléments sont définis directement Dans un cas comme dans l'autre, un faisceau d'électrons est commandé d'une manière extrêmement précise et à vitesse élevée pour exposer des motifs

miniatures dans la matière de réserve pour les électrons.

Diverses techniques ont été employées pour comman-

der le faisceau d'électrons Un faisceau ayant une section circulaire faible, dit faisceau ponctuel, peut être soumis à un balayage par trame sur la totalité de la surface de la

pièce, et bloqué ou débloqué pour produire le motif désiré.

Le brevet U S 3 900 737 décrit un dispositif qui utilise cette technique Selon une variante, le faisceau ponctuel peut être dirigé vers des régions désirées du motif et ne peut être soumis à un balayage que sur ces régions du motif,

selon une technique de balayage vectoriel Ces deux techni-

ques sont relativement lentes du fait que l'aire couverte par le faisceau ponctuel à un instant quelconque est extrêmement

faible Dans un autre appareil, on donne au faisceau d'élec-

trons la forme de rectangles de forme et de taille variables.

On utilise les rectangles pour exposer instantanément des régions successives du motif Un tel appareil est décrit par H Pfieffer dans "Variable Spot Shaping for Electron-Beam Lithography," J Vac Sci Technol, Vol 15, N O 3, mai/juin 1978, page 887 Un inconvénient des appareils à rectangle de

forme variable consiste dans la difficulté d'exposer des élé-

ments de motifl-inclinés ou ayant des formes complexes.

Selon une autre tech ique encore, on soumet un

faisceau rectangulaire allongé à un ba 1 ayage dans une direc-

tion perpendiculaire à sa grande dimension Pendant le bala-

yage du faisceau, on fait varier la longueur du rectangle

pour définir un motif désiré Cette technique permet d'expo-

ser en une seule opération des motifs ayant presque n'importe quelle forme Pour produire un faisceau de forme variable, on focalise une image d'une première ouverture carrée sur une seconde ouverture carrée Des déflecteurs de définition de

forme positionnent dynamiquement l'image de la première ouver-

ture par rapport à la seconde ouverture, de façon à produire une section transversale du faisceau ayant la longueur et la

largeur désirées.

Les appareils d'exposition par faisceau d'électrons sont de façon caractéristique capables d'exposer des motifs

avec des éléments d'un micromètre ou moins Dans de tels appa-

reils, des erreurs même faibles sur la taille ou la position du faisceau d'électrons peuvent dégrader considérablement les

performances de l'appareil Une source connue d'erreur affec-

tant le faisceau d'électrons réside dans la répulsion élec-

trostatique entre les électrons présents dans le faisceau La

répulsion entre électrons le long de l'axe du faisceau pro-

duit un étalement dans les énergies des électrons et consti-

tue ce qu'on appelle l'effet Boersch Voir par exemple

l'article de W Knauer, intitulé "Boersch Effect in Electron-

Optical Instruments," J Vac Sci Technol, Vol 16, n O 6,

novembre/décembre 1979, page 1676 La répulsion entre élec-

trons transversalement à l'axe du faisceau produit un étale-

ment radial du faisceau Voir par exemple l'article de E Goto et al, intitulé "Design of Variable Shaped Beam Systems," Proc of the 8th Int Conf on Electron and Ion Beam Science and Technology, 1978, page 135, et l'article de T Groves et al., intitulé "Electron-Beam Broadening Effects Caused by Discreteness of Space Charge," J Vac Sci Technol, Vol 16, n O 6, novembre/décembre 1979, page 1680 Les deux types de

répulsion produisent une perte de résolution dans l'appareil.

L'étalement radial contribue directement à la perte de réso-

lution L'étalement d'énergie entraîne une perte de résolu-

tion du fait que des électrons ayant des énergies différentes subissent des déflexions différentes lorsqu'ils traversent

des lentilles et des déflecteurs.

On a déterminé que l'étalement d'énergie se produit

principalement aux points de focalisation du faisceau d'élec-

trons Cependant, l'étalement radial se produit progressive-

ment sur la longueur du faisceau d'électrons et il est appro-

ximativement proportionnel au courant du faisceau et à la

longueur sur laquelle la répulsion électrostatique s'exerce.

Par conséquent, pour minimiser l'étalement radial du faisceau il est souhaitable de minimiser à la fois la longueur de la

colonne d'optique électronique et le courant du faisceau.

Ces exigences sont en conflit avec la nécessité d'irradier la pièce avec le courant de faisceau d'électrons le plus élevé possible pour parvenir à un fonctionnement à

vitesse élevée.

Comme on l'a indiqué précédemment, des appareils de l'art antérieur ont utilisé deux ouvertures carrées pour

donner au faisceau la forme d'un rectangle de longueur varia-

ble Le courant entre les deux ouvertures-n'est limité que par la première ouverture carrée D'autres appareils de l'art antérieur ont utilisé trois ouvertures carrées de mise en forme pour ajuster le faisceau à la taille et à la forme désirées et pour réduire l'effet de l'étalement radial du faisceau Un inconvénient de cette technique consiste dans la complexité accrue de la colonne d'optique électronique En plus de la troisième ouverture, une lentille et un déflecteur

supplémentaires sont nécessaires Un inconvénient supplémen-

taire réside dans l'augmentation de la longueur de la colonne

que nécessitent les éléments supplémentaires.

On a utilisé des ouvertures de diverses formes dans des colonnes d'optique électronique Dans le brevet U S. 4 213 053, on utilise des ouvertures en forme de caractères pour projeter directement des caractères sur une pièce Des ouvertures pour un appareil de balayage part trame à quatre traces sont décrites par M Thompson et al, dans un article intitulé "Double-Aperture 14 ethod of Producting Variably Shaped Writing Spots for Electron Lithography," J Vac Sci. Technol, Vol 15, N O 3, mai/juin 1978, page 891 Cependant, aucun de ces documents ne concerne le balayage avec une ligne

de longueur variable.

Un but général de l'invention est de procurer un appareil d'exposition par faisceau de particules chargées,

d'un type nouveau et perfectionné, pour l'irradiation sélecti-

ve d'une pièce.

Un autre but-de l'invention est de procurer un appa-

reil d'exposition par faisceau de particules chargées dans lequel l'exposition d'un motif soit accompliepar balayage avec une ligne à haute résolutionde longueur variable et de

largeur commandée.

Un autre but encore de l'invention est de procurer un appareil d'exposition par faisceau de particules chargées

dans lequel l'étalement du faisceau soit réduit.

Conformément à l'invention, on parvient à ces buts et avantages, ainsi qu'à d'autres, dans un nouvel appareil d'exposition par faisceau de particules chargées destiné à irradier sélectivement la surface d'une pièce dans laquelle il faut définir un motif L'appareil est du type dans lequel le faisceau a une section transversale qui consiste en une ligne projetée de longueur variable e 1 t de largeur commandée,

ayant une orientation parmi deux orientations orthogonales.

L'appareil comprend des moyens destinés à générer un faisceau

de particules chargées et une structure de diaphragme compre-

nant une structure d'ouverture positionnée de façon à être illuminée par le faisceau La structure de diaphragme définit

la forme du faisceau de façon à lui donner une section trans-

versale consistant en deux figures allongées qui sont à peu près orthogonales L'appareil comprend en outre un diaphragme de définition de forme ayant une ouverture de définition de forme avec deux bords orthogonaux adjacents, des moyens pour focaliser une image des figures allongées sur le diaphragme de définition de forme et des moyens pour dévier l'image des figures allongées par rapport aux bords orthogonaux de l'ouverture de définition de forme, afin de

produire une ligne intermédiaire ayant la longueur, la lar-

geur et l'orientation désirées La ligne intermédiaire est définie à tout instant par la partie de l'image des figures allongées qui est superposée sur l'ouverture de définition de forme L'appareil comprend en outre des moyens destinés

à projeter sur la pièce une image réduite de la ligne inter-

médiaire, ce qui a pour effet de former la ligne projetée à la surface de la pièce, et des moyens destinés à diriger la

ligne vers n'importe quelle position spécifiée sur la surfa-

ce de la pièce.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui va suivre de modes de réalisation et en se

référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'un appareil à faisceau de particules chargées conforme à l'invention; Les figures 2 A-2 C représentent divers modes de réalisation de la première ouverture de définition de forme dans l'appareil de la figure 1; La figure 3 représente un mode de réalisation de la seconde ouverture de définition de forme dans l'appareil de la figure 1; Les figures 4 A-4 D illustrent le fonctionnement de l'appareil de la figure 1 pour produire une ligne de longueur, de largeur et d'orientation variables; et Les figures 5 A-5 C illustrent l'exposition d'un

motif par l'appareil de la figure 1 et les tensions de défle-

xion nécessaires.

La figure 1 représente sous forme schématique un appareil d'exposition à faisceau de particules chargées destiné à irradier sélectivement une pièce qui consiste en une couche de matière de réserve 10 sur un substrat 12 Le

substrat 12, qui peut être une plaque de masque ou une tran-

che de semiconducteur, est monté sur une table porte-objet, ou plateau, 14, qui est mobile dans les directions x et y perpendiculaires à la direction du faisceau de particules chargées Dans l'exemple considéré, on utilise un faisceau

d'électrons pour exposer la couche de matière de réserve 10.

L'appareil complet comprend une colonne à faisceau

d'électrons, qu'on décrira ci-après en détail, et un sous-

ensemble de commande (non représenté) qui commande chaque élément de la colonne à faisceau d'électrons et le mouvement

de la table porte-objet 14 pendant l'exposition d'une pièce.

On connaît de façon générale des sous-ensembles de commande appropriés, dans le domaine de la lighographie par faisceau d'électrons Le sousensemble de commande comprend de façon caractéristique un ordinateur destiné à l'enregistrement et

au traitement de données de définition de motif et à la com-

mande générale, des circuits d'alimentation et de commande pour la colonne à faisceau d'électrons, des capteurs et des moteurs pour commander le mouvement de la table porte-objet, un manipulateur de substrats et une installation destinée à

faire le vide Bien entendu, la colonne à faisceau d'élec-

trons et la chambre dans laquelle la pièce est montée sont

maintenues à un vide poussé pendant le traitement.

La colonne à faisceau d'électrons qui est représen-

tée sur la figure 1 comprend une source d'électrons 16 qui

émet un faisceau d'électrons 18 le long de l'axe de la colon-

ne à faisceau d'électrons La source d'électrons 16 est

décrite ci-après de façon plus détaillée Le faisceau d'élec-

trons 18 traverse des bobines de centrage 20, qui alignent de façon précise le faisceau d'électrons avec l'axe de la colonne, et il illumine un premier diaphragme 22 dans lequel est formée une première ouverture 24 Le faisceau 18 est focalisé par un condenseur 26 de façon à former une image de la source 16

entre les plaques d'un déflecteur de définition de forme 28.

Le faisceau 18 traverse ensuite une lentille de formation d'image 30 qui focalise une image de la première ouverture 24 sur un second diaphragme 32 qui est traversé par une seconde ouverture 34 Le déflecteur de définition de forme 28 dévie l'image de la première ouverture 24 par rapport à la seconde

ouverture 34, de façon à produire un faisceau ayant une sec-

tion transversale qui convient pour le balayage par une ligne variable, de la manière décrite en détail ci-après De plus, le déflecteur de définition de forme 28 peut bloquer le faisceau 18 Le faisceau d'électrons 18 traverse ensuite une lentille de réduction 36, un déflecteur de correction 38, des bobines de déflexion 40 et une lentille de projection 42 La lentille de réduction 36 et la lentille de projection 42

réduisent le faisceau 18 jusqu'à sa taille finale et projet-

tent sur la pièce une image du faisceau qui a été mis en for-

me Les bobines de déflexion 40 dévient le faisceau mis en forme, vers n'importe quelle position spécifiée à l'intérieur d'une zone de balayage déterminée sur la pièce Le déflecteur

de correction 38 produit une déflexion électrostatique extrê-

mement rapide du faisceau 18 sur de courtes distances.

On va maintenant considérer la figure 2 A qui montre une représentation partielle du premier diaphragme 22, vu

dans la direction de l'axe de la colonne à faisceau d'électrons.

Le premier diaphragme 22 peut avoir n'importe quelle forme commode La première ouverture 24 a en général la forme de deux figures allongées, de façon générale orthogonales, qui peuvent se rencontrer ou non Les figures allongées sont généralement

rectilignes et ont une largeur finie Chacune des figures com-

porte au moins une paire de bords orthogonaux adjacents En

association avec la réduction de la colonne d'optique électro-

nique, les dimensions des deux figures orthogonales définis-

sent les dimensions maximales de la sermon transversale du faisceau 18 qui est projeté sur la pièce Lorsque le faisceau d'électrons 18 traverse la première ouv,-erture 24, il est -ainsi mis en forme de façon à avoir une section transversale constituée par deux figures allongées qui sont à peu près orthogonales Le faisceau 18 subit une mise en forme supplémentaire lorsqu'il traverse la seconde ouverture 34,

comme il est décrit ci-après La première ouverture 24 repré-

sentée sur la figure 2 A comprend deux rectangles allongés qui se rencontrent et elle a une forme générale en L Dans un mode de réalisation préféré, chaque branche de l'cuverture en forme de L 24 mesure 200 Pm de longueur et 15 jim de largeur, et la matière du premier diaphragme 22 est du cuivre plaqué de rhodium La figure 2 A montre un second mode de réalisation,

dans lequel la première ouverture comprend deux fentes ortho-

gonales 24 a, 24 b, qui ne se rencontrent pas La figure 2 C représente une première ouverture 24 C, de forme générale en L, dans laquelle un bord de chaque branche est rectiligne et exempt d'irrégularités, ou "bon", tandis que le bord opposé de chaque branche peut être irrégulier et de façon générale imprécis Cette configuration de la première ouverture est admissible du fait que la section transversale finale du faisceau est définie par les deux "bons" bords de l'ouverture 24 c, en association avec la seconde ouverture 34, comme décrit

ci-après.

La figure 3 montre le second diaphragme 32, vu dans

la direction de l'axe de la colonne à faisceau d'électrons.

Bien que la seconde ouverture 34 soit représentée par un

carré, cette ouverture peut avoir n'importe quelle forme com-

mode qui donne deux "bons" bords orthogonaux adjacents 50, 52

qui sont rectilignes et exempts d'irrégularités.

Les figures 4 A-4 C illustrent le fonctionnement de la première ouverture 24, de la seconde ouverture 34 et du déflecteur de définition de forme 28 pour produire la mise en

forme désirée du faisceau La figure 4 D illustre le fonction-

nement des mêmes éléments pour produire le blocage du

faisceau Bien qu'un seul jeu de plaques de déflecteur élec-

trostatique soit représenté sur la figure 1, on notera que le

déflecteur de définition de forme 28 consiste en un déflec-

teur quadripôle ou octopôle qui permet de dévier le faisceau 18 dans n'importe quelle direction par rapport à l'axe, lorsqu'on lui applique des tensions appropriées Chacune des figures 4 A-4 D représente la superposition d'une image 60 de

la première ouverture et de la seconde ouverture 34 Les posi-

tions relatives de l'image 60 de la première ouverture et de la seconde ouverture 34 sont déterminées par les tensions appliquées au déflecteur de définition de forme 28 La partie du faisceau d'électrons 18 qui traverse la seconde ouverture 34 est déterminée par la valeur du chevauchement entre la seconde ouverture 34 et l'image 60 de la première ouverture, et ce faisceau a une section transversale se présentant sous la forme d'une ligne intermédiaire 62 qui a une longueur et

une largeur variables et une orientation verticale ou horizon-

tale, comme l'indiquent les régions hachurées sur les figures 4 A-4 D La figure 4 A montre la mise en forme du faisceau 18

pour produire une ligne horizontale 62 ayant presque la lon-

gueur maximale Sur la figure 4 B, le déflecteur de définition de forme 28 a déplacé l'image 60 de la première ouverture

vers la gauche, ce qui raccourcit la ligne horizontale 62.

La figure 4 C montre la mise en forme du faisceau 18 pour pro-

duire une ligne verticale 62 ayant presque la longueur maxi-

male. Une image de la ligne intermédiaire 62 est projetée sur la surface de la pièce par la lentille de réduction 36 et la lentille de projection 42, pour produire sur la pièce une ligne projetée 68, représentée sur la figure 5 A, qui a une orientation verticale ou horizontale et dont la longueur est variable jusqu'à une longueur maximale 1 m qui est déterminée par les dimensions des ouvertures 24, 34 Il est évident

qu'on peut également faire varier la largeur de la ligne for-

mée par le faisceau, par un mouvement approchant l'image 60

de la seconde ouverture 34 Une largeur maximale W est déter-

minée par la largeur de chaque figure constituant la première

ouverture 24 Dans un mode de réalisation préféré, la lon-

gueur maximale 1 m de la ligne 68 qui est projetée sur la piè- ce est de 3 Pm et la largeur maximale W est de 0,2 pim La figure 4 D illustre le blocage du faisceau 18 lorsque l'image de la première ouverture et la seconde ouverture 34

n'ont pas de zone en chevauchement.

En revenant a la figure 1, on voit que la source d'électrons 16 comprend une cathode 64, une anode 66 et une électrode de Wehnelt 67 qui s'oppose à l'émission d'électrons ailleurs qu'au bout de la cathode 64 et qui focalise le

faisceau à un point de diamètre minimal à proximité de l'ano-

de 66 Pour un bon fonctionnement de l'appareil, la première ouverture 24 doit être illuminée par un faisceau d'électrons

uniforme, afin d'assurer une exposition uniforme de la pièce.

Une source d'électrons 16 préférée utilise une cathode à base

de La B 6 avec un bout plat.

La figure 5 A illustre l'exposition d'un motif 70 de

forme arbitraire, par balayage de la ligne projetée dé lon-

gueur variable, 68 On suppose que le motif 70 est plus petit en dimension verticale que la longueur maximale lin de la ligne 68, et que le motif 70 ne traverse pas une frontière de champ La frontière de champ définit la zone qui peut être balayée sans mouvement de la pièce Initialement, le faisceau 18 est mis en forme, de la manière représentée sur la figure 4 C, et il est positionné par les bobines de déflexion 40 sur le bord gauche du motif 70 La ligne projetée verticale 68 est alors soumise à un balayage vers la droite à une vitesse constante, par l'application aux bobines de déflexion 40 d'un courant augmentant uniformément Simultanément, le signal de définition de forme 72, représenté sur la figure 5 B, est appliqué au déflecteur de définition de forme 28 et le signal de correction 74, représenté sur la figure 5 C, est appliqué 1 l au déflecteur de correction 38 Le signal de définition de forme 72 a pour effet d'augmenter ou de diminuer la longueur

de la ligne 68 de la manière exigée pour exposer le motif 70.

Par exemple, comme le montrent les figures 5 A et 5 B, le motif 70 augmente en largeur et le signal de définition de forme 72 augmente en amplitude de la région a vers la région b Le signal de correction 74 a pour effet de décaler l'ensemble de

la ligne 68 vers le haut ou vers le bas, comme l'exige le.

motif 70 Par exemple, le motif 70 a la même largeur dans les régions c et d mais il est décalé vers le bas au passage de

la région c vers la région d par le signal de correction 74.

Lorsque la ligne 68 atteint le bord droit du motif 70, elle est effacée, comme le montre la figure 4 B, et est décalée

vers le motif suivant à balayer Un motif orienté verticale-

ment est exposé de façon similaire par un mouvement vertical d'une ligne projetée horizontale 68 Des motifs inclinés

sont exposés par l'application simultanée de courants appro-

priés aux parties x et y des bobines de déflexion 40.

Comme indiqué précédemment, l'étalement radial du faisceau dé à la répulsion mutuelle entre les électrons est l'un des facteurs qui contribuent à la perte de résolution dans la ligne projetée 68 L'étalement radial du faisceau Sr est donné approximativement (voir l'article de E Goto et col dans Proc 8th Conf on Electron and Ion Beam Science and Technology, page 140 ( 1978)) par la relation KIBL r V 3/2 dans laquelle IB est le courant du faisceau, V est la tension du faisceau, L est la longueur sur laquelle l'interaction a lieu à partir d'une condition définie initialement, O F est le demi-angle du faisceau de la lentille de projection vers la pièce et K est une constante Ainsi, il est clair qu'on peut réduire l'étalement du faisceau en réduisant le courant du faisceau IB* Cependant, pour parvenir à un fonctionnement à grande vitesse, il est nécessaire de maximiser le courant

atteignant la pièce.

En se reportant à la figure 4 A, on voit que les bords 80 et 82 de la ligne intermédiaire 62, qui devient la ligne projetée 68, sont définis par la seconde ouverture 34, tandis que les bords 84 et 86 sont définis par la première ouverture 24 Ainsi, les bords 80, 82 subissent un étalement du faisceau sur une distance L 1, indiquée sur la figure 1, et les bords 84, 86 subissent un étalement du faisceau sur une distance L 1 + L 2 Les bords 84, 86 présentent donc un plus grand étalement du faisceau et, au niveau de la pièce,

ils auront une moins bonne résolution que les bords 80, 82.

L'étalement radial du faisceau qui se produit au-dessus de la première ouverture 24 n'a aucune importance du fait que la forme initiale du faisceau 18 est définie par la première

ouverture 24.

On peut comparer l'étalement radial du faisceau dans la colonne à faisceau d'électrons de l'invention à l'étalement radial dans des colonnes de l'art antérieur, dans lesquelles la première ouverture de définition de forme est carrée Pour des paramètres V et 5 F donnés, on peut récrire l'expression ci-dessus pour 6 r sous la forme: r 6 r = CIBL dans laquelle C est une constante Lorsque K = 10, V = 20 kilovolts eto F = 8 milliradians, on a C = 0,44 Pour les bords 84, 86, on a la relation: Sr = 0,44 (L 1 11 + L 212) dans laquelle I 1 est le courant de faisceau entre la seconde ouverture 34 et la pièce et 12 est le courant de faisceau

entre la première ouverture 24 et la seconde ouverture 34.

Dans un exemple de l'invention, la première ouver-

ture 24 a une forme en L et chacune de ses branches a une longueur de 200 pm et une largeur de 15 pm Le courant de

faisceau I 2 qui traverse la première ouverture 24 est suppo-

sé être de 1,5 11 A Comme on peut le voir sur les figures 4 A-

4 C, le courant de faisceau I 2 est réduit par la seconde ouver-

ture 34 Le courant de faisceau I 1 maximal est supposé être de 0,5 FA Dans l'exemple considéré, la longueur L 2 est de 0,2 m et la longueur L 1 est de 0,3 m En reportant ces valeurs dans l'expression donnant Sir' on obtient &r (Invention) = 0,2 Fum On va maintenant considérer les colonnes à faisceau d'électrons de l'art antérieur pour le balayage par une ligne variable qui utilisaient une première ouverture carrée En supposant pour les besoins de la comparaison que la première ouverture carrée mesure 200 Fm de côté et qu'on désire le même courant I 1 au niveau de la pièce, on voit que le courant I 2 est augmenté proportionnellement à l'aire de la première ouverture L'ouverture carrée de l'art antérieur a une aire

environ six fois plus grande que celle de l'ouverture en for-

me de L de l'exemple considéré ci-dessus, et elle laisse passer un courant I 2 environ six fôis plus grand Ainsi, dans

l'exemple de l'art antérieur, I 2 est égal à 9 FA En repor-

tant ces valeurs de courant dans l'expression donnant 6 r' on obtient: &r (Art antérieur) = 0,86 pnm Ainsi, dans l'exemple considéré, l'invention a réduit la valeur de S r à moins d'un quart de sa valeur d'après l'art antérieur. L'invention procure ainsi un appareil d'exposition par faisceau de particules chargées dans lequel l'étalement radial du faisceau est notablement réduit et la résolution des lignes définissant un motif est améliorée par rapport aux

appareils de l'art antérieur Cette amélioration de la réso-

lution des lignes permet d'appliquer à la pièce des courants de faisceau plus élevés sans perte de résolution et permet donc d'exposer la pièce à des vitesses plus élevées que ce

qui était possible précédemment.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention -

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées destiné à irradier sélectivement la surface d'une pièce ( 10, 12) dans laquelle on doit définir un motif, cet appareil étant du type dans lequel le faisceau ( 18) a une section transversale au niveau de la surface de la pièce qui

consiste en une ligne projetée ( 68) ayant une longueur varia-

ble, une largeur commandée et une orientation parmi deux orientations orthogonales, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 16) destinés à générer un faisceau de particules chargées; une structure de diaphragme ( 22) comprenant une structure d'ouverture ( 24) positionnée pour être illuminée par le faisceau de particules chargées ( 18), cette structure de diaphragme définissant la forme du faisceau de particules

chargées de façon à donner au faisceau une section transver-

sale consistant en deux figures allongées qui sont de façon

générale orthogonales, chacune de ces figures allongées com-

prenant au moins une paire de bords orthogonaux adjacents; un diaphragme de définition de forme ( 32) ayant une ouverture

de définition de forme ( 34) qui comporte deux bords orthogo-

naux adjacents; des moyens ( 30) intercalés entre la structu-

re de diaphragme ( 22) et le diaphragme de définition de forme ( 32) pour focaliser sur ce dernier une image des figures allongées; des moyens ( 28) destinées à dévier l'image des

figures allongées par rapport aux bords orthogonaux de l'ou-

verture de définition de forme ( 34) de façon à produire une ligne intermédiaire ( 62) ayant la longueur, la largeur et

l'orientation désirées, cette ligne intermédiaire étant défi-

nie à tout instant par la partie de l'image des figures allon-

gées qui est superposée sur l'ouverture de définition de forme ( 34); des moyens ( 36, 42) destinés à projeter sur la pièce ( 10, 12) une image réduite de la ligne intermédiaire ( 62), en

formant ainsi la ligne projetée ( 68) à la surface de la piè-

ce; et des moyens ( 38, 40) destinés à diriger la ligne pro-

jetée ( 68) vers n'importe quelle position spécifiée sur la

surface de la pièce.

2 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'ouverture ( 24) consiste en deux fentes orthogona- les. 3 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'ouverture ( 24) consiste en une paire d'ouvertures allongées orientées mutuellement de façon orthogonale, ces ouvertures se rencontrant à l'une de leurs extrémités pour

former une seule ouverture.

4 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des ouvertures allongées a la forme d'un rectangle allongé. Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 4, caractérisé en ce que

l'ouverture de définition de forme ( 34) a une forme rectan-

gulaire.

6 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens destinés à dévier l'image comprennent des moyens de déflexion électrostatiques ( 28) destinés à définir de façon

rapide la forme de la ligne intermédiaire ( 62).

7 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées destiné à irradier sélectivement la surface d'une pièce ( 10, 12) dans laquelle on doit définir un motif, cet appareil étant du type dans lequel le faisceau a-une section transversale à la surface de la pièce qui consiste en une

ligne projetée ( 68) ayant une longueur variable et une lar-

geur commandée et ayant une orientation parmi deux orienta-

tions orthogonales, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 16) destinés à générer un faisceau de particules chargées ( 18); un premier diaphragme ( 22) ayant une première ouverture ( 24) de forme générale en L qui est illuminée par

le faisceau de particules chargées ( 18); un second diaphrag-

me ( 32) ayant une seconde ouverture ( 34) avec deux bords orthogonaux adjacents; des moyens ( 26) intercalés entre les premier et second diaphragmes ( 22, 32) pour focaliser sur le second diaphragme ( 32) une image de la première ouverture

( 24); des moyens ( 28) destinés à dévier l'image de la pre-

mière ouverture ( 24) par rapport à la seconde ouverture ( 34) afin de produire une ligne intermédiaire ( 62) de longueur et de largeur variables, ayant une orientation parmi deux orientations orthogonales, cette ligne intermédiaire étant

définie à tout instant par la partie de l'image de la premiè-

re ouverture ( 24) qui est superposée sur la seconde ouverture ( 34) et par la position de cette image par rapport aux bords orthogonaux; des moyens ( 36, 42) destinés à projeter sur la pièce ( 10, 12) une image réduite de la ligne intermédiaire ( 62), en formant ainsi la ligne projetée ( 68) à la surface de la pièce; et des moyens ( 38, 40) destinés à diriger la ligne projetée ( 68) vers n'importe quelle position spécifiée sur la

surface de la pièce.

8 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première ouverture ( 24) de forme générale en L comprend une paire de branches qui se rencontrent à angle droit et chacune

de ces branches a la forme d'un rectangle allongé.

9 Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 8, caractérisé en ce que la seconde ouverture ( 34) a une forme rectangulaire et en ce que

la ligne intermédiaire ( 62) est formée en positionnant l'ima-

ge de l'une des branches de la première ouverture ( 24) sur l'un des bords orthogonaux de la seconde ouverture ( 34), et

parallèlement à ce bord.

Appareil d'exposition par faisceau de particules chargées selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens destinés à dévier l'image de la première ouverture ( 24) comprennent des moyens de déflexi 5 on électrostatiques ( 28) destinés à définir de façon rapide la forme de la ligne intermédiaire ( 62), et les moyens destinés à diriger la

ligne projetée comprennent des moyens de deflexion électro-

statiques ( 38) destinés à effectuer un positionnement rapide de la ligne projetée ( 68) sur la surface de la pièce ( 10, 12).