FR2548437A1 - Procede et dispositif pour l'irradiation corpusculaire - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF POUR L'IRRADIATION D'UNE CIBLE 10 CONSTITUE PAR UNE COUCHE SEMI-CONDUCTRICE DANS LAQUELLE UNE SOURCE DE RAYONNEMENT 1 FAIT PASSER UN FAISCEAU PAR DIAPHRAGME 4, LE FAISCEAU ETANT FOCALISE PAR UN ENSEMBLE DE LENTILLES 5. LE FAISCEAU EST ENSUITE MODULE PAR DES ELECTRODES 12 POUR FORMER UN TRAIT 9.

Description

La présente invention est relative à un procédé et un dispositif pour

l'irradiation corpusculaire, en particulier pour l'irradiation électronique d'une cible, un dessin provenant de l'exposition étant produit dans une couche prévue sur un disque semi-conducteur. L'invention peut être utilisée dans des appareils à faisceaux corpusculaires présentant des particules chargées électriquement pour travailler une pièce d'ouvrage, en particulier dans des appareils à faisceaux 10 électroniques pour structurer microlithographiquement

de fines couches pour la construction d'éléments d'assemblage de dimensions d'un ordre inférieur au micron.

Plus spécialement le principe du rayonnement structuré est utilisé dans les appareils à faisceaux corpusculaires 15 qui mettent en oeuvre un faisceau électronique formé, dont la structure de la section transversale peut être commandée. Plusieurs procédés et dispositifs sont connus qui produisent des modifications locales dans des couches 20 fines par irradiation à l'aide de corpuscules, modifications qui permettent la structuration microlithographique de pièces d'ouvrage A ce sujet, on connaît des solutions antérieures qui, grâce à l'utilisation du principe d'un rayonnement structuré, dans lequel

un modulateur influence l'ensemble d'un faisceau préformé, sont relativement avantageuses du point de vue de la productivité pour une précision élevée de la structuration.

Les documents US 4 153 843 et US 4 130 761 décri30 vent des inventions dans lesquelles un faisceau de

rayons est structuré par commande en divisant le faisceau de rayons en une multitude de faisceaux partiels.

Il est caractéristique pour ce type de subdivision de diaphragmer par un masque à trous en une multitude de bandes Chaque bande comporte un système déflecteur séparé 2548437 j par la commande claire/obscure du faisceau partiel, ce qui a pour inconvénient que l'écart entre les trous voisins est relativement grand par rapport au diamètre des trous et, par conséquent, seule une petite partie 5 du courant du faisceau primaire passe par le masque à

trous et est disponible pour une autre structuration.

La section transversale du rayonnement multiple au niveau de la cible constitue une reproduction réduite par le masque à trous La représentation commandée d'un dessin 10 quelconque est compliquée, étant donné qu'une et même

unité de structure est touchée plusieurs fois et successivement par divers rayons partiels.

La solution technique connue par le document DD-WP 158 197 décrit une structuration de l'intensité d'une sonde formant un trait sous l'effet d'un modulateur de rayons sur un ensemble de rayons préformés de manière astigmatique Une première ligne caustique est réglée sur l'arête d'un peigne d'électrodes et une deuxième ligne caustique sur l'ouverture d'un diaphragme en forme 20 de fente La première ligne caustique est reproduite de façon stigmatique sur la cible Le peigne d'électrodes comporte une multitude de barretttes alignées à la manière d'un peigne qui sont chacune appliquées à une tension binaire pouvant être commandée Si deux élec25 trodes voisines présentent une tension inégale, elles

produisent un champ électrique dans leur environnement.

La partie de l'ensemble du rayonnement passant dans cet environnement est déviée par le champ électrique Ce sont essentiellement les rayons qui passent la première ligne caustique dans l'intervalle marqué par l'interstice correspondant La sensibilité de déflection au contraste est anisotrope La composante de la force de champ présente un effet de commande dans le sens de l'arête car elle fait dévier les rayons verticalement vers l'ouverture de la fente Pendant que les barrettes du peigne d'électrodes sont reliées aux pôles d'une source de tension par l'intermédiaire de commutateurs électroniques actionnés par un logiciel de commande externe, une bande électronique et une bande d'optique électro5 nique sont enchaînées de façon à pouvoir être commandées au- dessus du champ de chaque interstice Un passage sur d'autres bandes d'optique électronique n'a pas lieu si, premièrement, la première ligne caustique est très étroite et si, deuxièmement, l'extension des électrodes 10 en forme de barrettes est très courte dans le sens de l'arête par rapport aux interstices Etant donné que ces conditions ne peuvent être remplies qu'approximativement

dans la pratique, des inconvénients peuvent apparaître.

Il ressort des jonctions des intervalles comman15 dés en obscur un éclaircissement d'autant plus grand que la ligne caustique est plus large L'orientation de la force de champ de deux intervalles voisins commandés en obscurs est dirigée de façon opposée car une tension binaire est commandée Ceci entraîne que deux 20 intervalles voisins commandés en obscur sont séparés par une zone dans laquelle la composante de force de champ à effet de commande est nulle ou si petite qu'il ne se réalise pas de commande obscure Ainsi, la zone de champ à effet de commande du peigne d'électrodes est 25 limitée dans son extension verticale vers l'arête, ce qui influence défavorablement la productivité du travail

et la tolérance d'ajustement.

En se basant sur l'invention décrite par le document DD-WP 158 197, on peut présenter un procédé 30 perfectioné et,pour sa réalisation, un dispositif qui permet une structure commandée et une modulation de l'intensité de la section transversale d'un rayon préformé formant une surface cohérente et désigné par

une sonde formant un trait.

La largeur de champ à effet de commande du modu-

lateur de rayons dans le sens vertical vers la sonde formant un trait ne doit pas être inférieure à l'écart pris au centre de deux intervalles se succédant L'intensité dans les éléments d'image,dans lesquels le modula5 teur de rayons divise la sonde formant un trait, doit pouvoir être modulée On obtient ainsi que les tolérances concernant le réglage de la section transversale du rayon sont amoindries par rapport au modulateur de rayons et/ou la dose d'irradiation dans chaque élément de surface du dessin à exposer au rayonnement peut être modulée dans le plan de la cible pour corriger l'effet de proximité Grâce à la réalisation améliorée du modulateur de rayons, les moyens techniques prévus à sa fabrication sont réduits, les charges statiques en raison 15 d'électrons dispersés sont évitées et les conditions à une mise à disposition optimale de données pour les

tensions au peigne d'électrodes sont mieux remplies.

L'utilité de l'invention consiste en ce que, lors de l'application de la solution conforme à l'invention, 20 la structuration de fines couches est rendue possible jusque dans la zone inférieure au micron, une augmentation de la productivité étant obtenue pour une précision élevée de la structuration grâce à une vitesse de

travail plus grande.

L'objet de l'invention consiste à décrire un procédé et à créer un dispositif pour structurer une sonde formant un trait par un modulateur de rayons dont la sensibilité anisotropique de déflection au contraste présente un effet sélectif à commande sur les éléments 30 d'image de la sonde formant un trait, une modulation de l'intensité dans l'élément d'image de la sonde formant un trait pour corriger l'effet de proximité et une plus grande largeur de champ pouvant être commandée à la

verticale vers la sonde formant un trait étant rendues 35 possible.

2548437 _t L'objet conforme à l'invention est obtenu par le fait que pour un procédé pour l'irradiation corpusculaire d'une cible en particulier pour l'irradiation électronique d'une couche prévue sur un semiconducteur pour produire un dessin dû à l'exposition au rayonnement dans celle-ci avec un faisceau d'électrons émis par une source d'électrons dont la section transversale du faisceau délimité par une sonde formant un trait est orientée sur une partie de cible à travailler, et dont 10 l'intensité est structurée par commande dans le sens de la longueur de la sonde formant un trait par le fait qu'un modulateur de rayons à sensibilité anisotropique de déflection au contraste agit sur l'ensemble des rayons formés de façon astigmatique, constitué par une première ligne caustique réglée sur un peigne d'électrodes et par une deuxième ligne caustique réglée sur une ouverture en fente:la sonde formant un trait étant divisée, dans le sens de sa longueur, de manière ininterrompue et dénombrable en éléments d'image et ces éléments d'image pouvant être commandés en obscur pour la reproduction d'un dessin de traits par le fait que les intervalles conjugués aux éléments d'image commandés en obscur sont activés sur un peigne d'électrodes en appliquant une différence potentielle qui fait dévier la 25 force de champ alors efficace du faisceau de rayons de chaque intervalle pour l'ouverture d'un diaphragme à la forme d'une fente, les opérations suivantes sont réalisées: pour la reproduction des traits du dessin, la déflection de contraste est produite par 30 étape, par le fait que, dans un premier étage de modulation, seulsdes intervalles sont activés qui sont conjugués à des éléments d'image impairs et, dans un deuxième étage de modulation, que les intervalles conjugués à des éléments d'image pairs et en ce que la 35 grandeur de la différence de potentiel dans chaque intervalle est réglée de façon que pour la commande obscure des éléments d'image le long d'une partie de la sonde formant un trait prévue à la commande obscure, un nombre inférieur d'intervalles est activé par rapport au nombre de ces éléments d'image prévu à la commande obscure de sorte que le long de chaque zone d'intervalles dépendantdont les éléments d'images sont commandés en obscure se produit une suite périodique d'intervalles activés et d'intervalles non actives, et en ce 10 que la structuration de la sonde formant un trait est commandée suivant le dessin d'exposition au rayonnement, par le fait qu'un logiciel de commande externe simule de façon binaire une suite périodique d'intervalles activés et non activés suivant la position et la longueur 15 des parties de la sonde formant un trait prévues à la commande obscure et applique, de préférence, les électrodes des peignes d'électrodes en fonctionnement parallèle à des tensions définies par l'intermédiaire

de commutateurs électroniques.

Il est avantageux que dans un intervalle conjugué à son élément d'image qui délimite une partie prévue à la commande obscure de la sonde formant un trait soit produite une différence de potentiel moindre que dans les autres intervalles activés Ainsi la précision marginale peut être maintenue de façon optimale pendant

le passage de zones irradiées aux zones non irradiées.

Ceci présente aussi l'avantage qu'à la suite de la surélévation de la différence de potentiel à l'intérieur d'une partie prévue à la commande obscure de la sonde formant un trait, la largeur de champ à effet de commande, verticale vers l'arête du peigne d'électrodes, soit grande en comparaison de la constante de grille du peigne d'électrodes et qu'à la zone o la composante à force de champ à effet de contraste change son signe de polarité, 35 il n'apparaisse pas d'éclaircissement Il est avantageux

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pour augmenter la vitesse de travail du dispositif d'irradiation que pour produire une suite périodique d'intervalles activés et non activés, on se base toujours sur le même état initial d'une logique de commande pour le processus de commutation de la structuration et en ce que l'état initial soit, de préférence, déterminé par l'écart le plus grand possible des intervalles activés, tous les éléments d'image étant encore commandés en obscur A ce sujet, il est avantageux que la tension 10 du premier et du deuxième étage de modulation soit amenée à une corrélation fixe, indépendante du dessin de traits, par le fait que les intervalles activés du premier et du deuxième étage de modulation de chaque trait obscur soient mis en relation entre eux relation 15 qui consiste de préférence en ce que la tension du premier et du deuxième étage de modulation est inversée et à symétrie réfléchie par rapport au centre de

chaque trait obscur.

De plus, il est avantageux que-la sensibilité anisotropique de déflection au contraste du modulateur de rayonnement varie en réglant l'angle entre la deuxième ligne caustique et l'axe longitudinal de l'ouverture en forme de fente car cela permet de modifier

la pente de la courbe d'intensité lors du passage des 25 zones irradiées aux zones non irradiées.

Une variante avantageuse en ce qui concerne le déroulement temporaire de la commande de démarrage des commutateurs électroniques résulte du fait que pour la structuration commandée de la sonde formant un trait 30 suivant la position et la longueur des parties de la sonde formant un trait prévues pour la commande en obscur, des dessins de charges potentielles soient formés parallèlement par période et tenus à disposition

pour commander les commutateurs électroniques.

Pour la réalisation du procédé décrit ci-dessus, il est nécessaire d'utiliser un dispositif qui est réalisé de manière qu'à chacun des deux étages de modulation soit associé un peigne d'électrodes et en ce que pour régler la grandeur de la différence de potentiel des tensions différentes, de préférence quatre tensions différentes, soient appliquées aux électrodes du peigne

d'électrodes relié aux commutateurs électroniques commandés par un logiciel de commande externe.

Il apparaît avantageux du point de vue des moyens de fabrication et pour faciliter le réglage du modulateur de rayons que les deux peignes d'électrodes soient prévus, dans le sens de l'axe optique, directement l'un derrière l'autre et parallèlesentre eux Une mise en oeuvre de moyens plus faibles dans la construction optique du rayon est obtenuepar le fait que les deux peignes d'électrodes sont montés sur le côté étroit

d'un disque semi-conducteur.

Les avantages lors de l'ajustement pour régler un angle entre la deuxième ligne caustique et l'ouverture 20 du diaphragme en forme de fente résultentdu fait que des moyens connus sont prévus entre la première et la deuxième ligne caustique pour produire des champs électriques et/ou magnétiques à symétrie de rotation

ou quadripolaire.

Pour éviter des charges électrostatiques aux peignes d'électrodes et l'effet de déflection non recherché s'y rattachant,on peut réaliser les électrodes du peigne d'électrodes de manière qu'elles présentent une forme plane et soient disposées dans un plan parallèle 30 à la première ligne caustique et parallèlesà l'axe optique et de préférence suffisamment large pour qu'à l'exception des interstices étroits qui isolent l'une de l'autre les électrodes avoisinantes d'un peigne d'électrodes, presque toute la surface du peigne d'électrodes orientée vers le rayon corpusculaire soit électriquement 2548437 l conductrice. De plus, il est possible que le peigne d'électrodes soit monté dans la surface d'un disque semiconducteur parallèlement à la première ligne caustique. 5 Ainsi, on peut avantageusement appliquer la technologie planaire pour fabriquer le peigne d'électrodes et les pièces électroniques de commande qui peuvent aussi être montées sur le disque semi-conducteur A ce sujet, il est opportun que des moyens connus soient prévus pour courber l'axe de l'ensemble des rayons formés de façon astigmatique et que plusieurs dispositifs de déflection électrique soient prévus pour courber l'axe de l'ensemble des rayons formés de façon astigmatique dans le sens de la propagation des rayons et que leurs 15 champs soient réalisés de manière que l'axe du faisceau de rayons sortant soit parallèle à l'axe du faisceau de rayons entrant La fixation de pièces du logiciel de commande sur le disque semi-conducteur présente

l'avantage que la longueur et le nombre des conducteurs 20 de commande peuvent être maintenus faibles.

Le dispositif peut être complété avantageusement par le fait que des moyens connus sont prévus pour éviter la contamination des surfaces à effet de commande du

peigne d'électrodes.

Le logiciel de commande externe est réalisé de façon avantageuse par le fait qu'il comporte des registres pour mémoriser la charge initiale périodique, des registres à glissement universel pour former les dessins des tensions des portes et des tampons pour former 30 la tension des parties prévues à la commande au clair de la sonde formant un trait ainsi que des registres de commande pour commander les commutateurs qui appliquent les électrodes du peigne d'électrodes aux potentiels. Diverses autres caractéristiques de l'invention

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ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui

suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig 1 représente de façon schématique une

forme de réalisation du dispositif selon l'invention.

Les fig 2 1 à 2 3 servent à l'explication des pièces du procédé et du dispositif selon l'invention, 10 qui sont en relation avec un élargissement de la zone de champ répondant aux commandes dans le sens vertical

vers l'arête du peigne d'électrodes.

Les fig 3 1 à 3 13 servent à expliquer les dessins de charge potentielle d'un peigne double pour

-produire des traits obscurs dont la longueur est commandée.

Les fig 4 1 à 4 3 représentent une forme de réalisation des électrodes d'un peigne d'électrodes.

La fig 1 montre une forme de réalisation du dis20 positif conforme à l'invention présentant une source de rayonnement 1 pour émettre un faisceau électronique 2 qui part d'un générateur 3 et est délimité par un diaphragme rectangulaire 4 Un ensemble de lentilles quadripolaires 5 focalise de façon astigmatique le faisceau de rayons en deux lignes caustiques axialement verticales et orthogonales entre elles: en une première ligne caustique 6 et en une deuxième ligne caustique 7

séparée de la précédente dans le sens axial.

Une disposition de lentilles 8 de construction à 30 symétrie de révolution et/ou à symétrie quadripolaire constitue de façon stigmatique la première ligne caustique 6 en tant que sonde 9 formant un trait sur une cible 10 La table 11 portant la cible peut être déplacée horizontalement dans deux directions perpendiculaires entre elles de sorte que la sonde 9 formant un trait peut

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être amenée à recouvrir chaque endroit de la cible 10, la table étant, à cette fin, déplacée de préférence en

décrivant des méandres.

Un modulateur de rayons agit sur le faisceau de rayons formé de façon astigmatique par l'ensemble de lentilles quadripolaire Ce modulateur est constitué par un ruban d'électrodes 12 qui est parallèle à la première ligne caustique 6 et qui est fixé à sa hauteur à un support 13, et par un diaphragme à fente 14 qui est prévu parallèlement à la deuxième ligne caustique 7 et à sa hauteur Des tensions sont appliquées aux électrodes 15 du ruban d'électrodes 12 de façon qu'un champ électrique agisse dans l'environnement du ruban d'électrodes 12, dont la sensibilité de déflection de contraste 15 est anisotrope et permet une structuration qui peut être

commandée de la sonde 9 formant un trait.

Le principe de fonctionnement d'un modulateur de rayons a déjà été décrit par le DD-WP 158 197 L'objet de l'invention pose des conditions au modulateur de 20 rayons qui ne peuvent être réalisées qu'en partie ou

de façon médiocre avec le dispositif connu.

Premièrement la largeur de champ à sensibilité au contraste doit être supérieure dans le sens vertical vers le ruban d'électrodes 12 à la largeur de la ligne 25 caustique délimitée pour des raisons de productivité de traitement et accordée à la constante du réseau de la grille électronique Ainsi, deuxièmementl'imprécision de la structuration, c'est-à-dire la longueur de l'intervalle de transition du trait clair au trait 30 obscur ou du trait obscur au trait clair, doit être inférieure à la constante du réseau de la grille électronique Enfin,troisièmement, la charge potentielle du ruban d'électrodes 12 nécessaire au dessin de traits concerné doit pouvoir être commandée à une vitesse élevée 35 par les données de base du dessin de traits, c'est-à-dire 2548437 i par les ordonnées du début et de la fin des traits obscurs. Dans le but de réaliser la première condition, le modulateur de rayons est divisé, selon l'invention, 5 en deux étages de modulation et ce, par le fait que le ruban d'électrodes 12 est divisé en un premier peigne d'électrodes 16 et en un deuxième peigne d'électrodes 17 prévu derrière le premier dans le sens de propagation

des rayons et décalé d'une demi-constante de réseau.

Cela présente l'avantage que,dorénavant, des électrodes en forme de bande larges présentant, de préférence, de petits interstices peuvent être utilisés à la place des électrodes en forme de barrettes étroites présentant des interstices relativement grands, ce qui 15 est technologiquement plus avantageux La différence primordiale par rapport au peigne individuel d'électrodes à charge potentielle à commande binaire consiste en ce que, dans la zone d'un trait obscur, les zones à déflection de contraste à contre-sens sont séparées par 20 des intervalles à déflection de contraste de même sens, et en ce que la longueur de ces intervalles peut être

variée sans éclaircissement.

Dans la forme de réalisation selon l'invention, les tensions 2, 1, + 1 et + 2 sont appliquées aux 25 électrodes 15 des peignes d'électrodes 16 et 17 Ces tensions représentent des multiples normalisés symboliquement et munis de signesde polarité d'une tension

de base.

Les zones à déflection de contraste à contre-sens 30 sont produites dans l'environnement d'une électrode qui, par rapport à ses électrodes voisines du même peigne d'électrode 16 ou 17 présentant la tension 2, est commutée en tension opposée, donc + 2 Si on se limita à un peigne individuel, une charge de tensions alter35 natives, donc 2, + 2, 2, + 2, 2 et ainsi de suite

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devient nécessaire dans la zone d'un trait obscur Dans le cas d'un peigne double 16 et 17, les tensions des deux peignes d'électrodes 16 et 17 sont inversées de manière réfléchie, selon l'invention, dans la zone d'un trait obscur, et, lorsque la longueur maximale autorisée des intervalles à déflection de contraste de même sens est utilisée, elles présentent une période 2, 2, 2, 2, + 2 dans le cas du premier peigne d'électrodes 16, et une période 2, + 2, + 2, + 2, + 2 dans le cas du 10 deuxième peigne d'électrodes 17 Le gain en largeur de champ sensible au contraste est exprimé par la période

supérieure du facteur 2,5 à celle d'un peigne individuel.

Pour réaliser la deuxième condition, une tension intermédiaire 1 respectivement + 1 est appliquée à l'électrode 15 du premier peigne d'électrodes 16 respectivement du deuxième peigne d'électrode 17, qui ferme respectivement et ouvre le trait obscur, ce qui évite un passage dans la zone de traits clairs suivante La commutation de quatre tensions n'est pas désavantageuse 20 pour la représentation binaire de la charge potentielle étant donné que l'enclenchement de tensions intermédiaires

n'est réalisé qu'à l'extrémité concernée du trait obscur qui est de toute façon identifiée par des données.

De préférence, le ruban d'électrodes 12 se trouve 25 sur le côté étroit du support 13 constitué de façon avantageuse par un disque semi- conducteur Des commutateurs 18 sont placés par la technique microlithographique sur son côté large supérieur, commutateur dont chacun est relié fixement par des conducteurs d'amenée 19 à 30 une électrode 15 du premier peigne d'électrodes 16 et par lesquels une tension, de préférence composée de quatre tensions commutables, peut être appliquée au choix à l'électrode 15 concernée, tensions qui sont mises à disposition par l'intermédiaire de conducteurs d'amenée 20 d'une source de tension 21 Les commutateurs

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sont commandés en parallèle par l'intermédiaire de multiplixeurs 22 par un registre de commande 23 du premier étage de modulation dont la charge correspond à la tension du premier peigne d'électrodes 16, chaque électrode 15 du premier peigne d'électrodes 16 étant reliée par la technique de commutation à une cellule à mémoire du registre de commande 23 Des commutateurs, des multiplixeurs et des conducteurs d'amenée sont montés de manière analogue sur le côté large infé10 rieur du support 13 Les tensions de la source de courant 21 sont également amenées aux commutateurs par les conducteurs d'amenée 20 Les conducteurs de commande 24 du premier étage de modulation réduits en nombre par les multiplexeurs 22 présentent un passage 25 15 étanche au vide à travers le boîtier 26 étanche au vide qui renferme la source de rayonnement 1, le diaphragme 4, l'ensemble 5 à lentilles quadripolaires, l'ensemble à lentilles 8, le support 13 et la table 11 déplaçable Les conducteurs de commande 24 conduisent 20 à la sortie parallèle du registre de commande 23 du

premier étage de modulation.

La sortie du registre de commande 27 du deuxième étage de modulation est reliée par les conducteurs de commande 28, par l'intermédiaire de multiplexeursaux 25 commutateurs du deuxième peigne d'électrodes 17 La charge du registre de commande correspond à la tension

du deuxième peigne d'électrodes 17.

La troisième condition est réalisée en ce que la charge nécessaire au dessin des traits concerné est créée dans les registres de commande 23 et 27, représentés aux fig 2 et 3, et résultant d'une suite d'impulsions de glissement déclenchée dans des registres à glissement universels 29, 30 et 31, 32, le nombre t d'impulsions de glissement étant indépendant du dessin 35 des traits et limité,par exemple, à t inférieur ou égal

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à 10 Les deux registres de commande 23 et 27 présentent chacun deux entrées parallèles auxquelles sont appliquées les sorties parallèles des quatre registres à glissement universels 29 à 32 Dans chaque conducteur parallèle 5 se trouve un tampon 33 à trois sorties parallèles et une porte 34 pour moduler en clair le trait obscur

restant dans la zone programmée d'un trait clair.

L'entrée parallèle des registres à glissement universels 29 à 32 est reliée à la sortie parallèle 10 d'une mémoire de constantes correspondantes, dans laquelle est mémorisée une charge initiale indépendante du dessin des traits, notamment la charge de traits

obscurs avec la période 2, 2, 2, 2, + 2 respectivement 2, + 2, + 2, + 2, + 2.

Le calculateur 36 commandeen parallèle et en fonction des données du dessin des traits, la division des registres de commande 23 et 27 en registres à commande partielle et, pendant les pauses des impulsions de glissement, les registres à glissement universels 20 29 à 32 en registres à glissement partiel De plus, il commande les sens du glissement à droite ou à gauche

et le nombre des impulsions de glissement.

Les fig 2 1 à 2 3 servent à l'explication des pièces du procédé et du dispositif selon l'invention, 25 qui sont en relation avec un élargissement de la zone de champ répondant aux commandes dans le sens vertical

vers l'arête du peigne d'électrodes.

Un peigne double 37 est représenté à la fig 2 1.

Le peigne d'électrodes du premier étage de modulation est désigné par 16et le deuxième par 17 Sur le premier peigne d'électrodes 16, à chaque fois deux électrodes voisines et réalisées en forme de trait sont courtcircuitées en alternance et il en est de même sur le deuxième peigne 17, mais de manière que les interstices 35 38 passent au-dessus du premier peigne d'électrodes 16 254843 ? j et alternent avec ceux du deuxième peigne 17 Seulsles intervalles qui ne sont pas dépassés peuvent être activés Le sens de la propagation des rayons est parallèle aux barrettes dans le plan intermédiaire et part 5 du peigne d'électrodes 16 vers le peigne d'électrodes 17 Les intervalles se trouvant l'un derrière l'autre dans le sens de propagation des rayons, à chaque fois un intervalle du premier peigne d'électrodes 16 et un intervalle du deuxième peigne d'électrodes 17, sont conjugués ensemble à un élément d'image de la sonde 9 formant trait car la longueur des barrettes additionnée des deux peignes d'électrodes se trouve encore à l'intérieur de la profondeur de champ de l'optique reproduisant l'image de façon stigmatique Cependant des deux 15 intervalles se trouvant l'un derrière l'autre, seul un intervalle peut être activé car les barrettes limitant l'autre intervalle sont court-circuitées Lors du comptage des éléments d'image de la sonde 9 formant trait, les éléments d'image impairs correspondent aux intervalles 20 pouvant être activés par un premier étage de modulation ( 16) et les éléments d'image pairs à des intervalles pouvant être activés par un deuxième étage de modulation 17 Par le fait que deux électrodes 15 voisines d'un peigne d'électrodes sont à chaque fois court-circuitées, 25 la constante du réseau du premier peigne d'électrodes 16, et au même titre, du deuxième peigne d'électrodes 17 a été augmentée du facteur deux Elle est adaptée proportionnellement de 1: 1 à la constante de réseau de la

grille à structure.

Deux intervalles voisins du premier étage de modulation dont l'un peut être activé et l'autre non, et les deux intervalles se trouvant derrière eux dans le sens de propagation des rayons dont l'un ne peut pas être activé et l'autre peut l'être, définissent une bande Les lignes 39 dessinées en continu de haut en bas et à distance des constantes de réseau symbolisent la subdivision en bandes L'entrée d'une bande est la partie marquée par deux intervalles voisins sur la première ligne caustique 6, et la sortie débouche dans la paire d'éléments d'image conjuguée avec cette partie sur la sonde 9 formant trait Entre l'entrée et la sortie, il existe une relation de reproduction stigmastique présentant une capacité de résolution d'environ

une demi-largeur de bande.

Le courant électronique s'écoulant dans la bande est commandé par la puissance de champ sensible au contraste appliquée à l'entrée Selon l'invention, il est prévu que cette puissance de champ n'est pas produite

exclusivement par la différence potentielle qui existe 15 entre les électrodes marquant l'entrée de la bande du premier, respectivement du deuxième étage de modulation.

Les intervalles 41 et 42 marquant l'entrée de la bande du premier peigne d'électrodes 17 ne sont pas activés, ainsi que cela apparaît à la courbe de tension de la 20 fig 2 2 La paire d'imagesprésente à la sortie de la bande est tout de même commandée en obscur Ceci est rendu possible par l'utilisation de deux étages de modulation car des différences de potentiel présentant le même signe de polarité, donc une puissance de champ 25 sensible au contraste de même sens, sont produites dans les intervalles pouvant être activés des deux bandes voisines Les puissances de champ passent des deux côtés dans la bande 40 non activée, o elles s'additionnent et la comiandent en obscur Ce fonctionnement est

maintenu en réglant une différence de potentiel surélevée.

Dans les bandes 43 et 44, les différences de potentiel présentent des signes de polarité inégale et les puissances de champ à sensibilité au contraste présentent un sens opposé Ainsi, la déflection de contraste est affaiblie dans la zone de transition d'une bande à l'autre, là o les deux puissances de champs se soustraient, ce qui est représenté par un coin clair 45 à la fig 2 3 qui sépare les zones hachurées 46 à 47 l'une de l'autre Le coin clair 45 n'est pas résolu par l'optique à reproduction stigmatique et n'entraîne qu'un faible éclaircissement de la paire d'éléments d'image de la bande concernée qui ne suffit pas à irradier une couche de laque recouvrant la cible

et, par conséquent, il est inoffensif du point de vue 10 de la microlithographie.

Selon l'invention, le coin clair 45 est rétréci par le fait que les différences de potentiel opposées sont réglées de façon considérablement surélevée par rapport à la différence de potentiel au bord 48 d'un trait obscur Un passage de la dernière bande commandée en obscur surla première bande d'un trait clair n'est pas permis au bord d'un trait obscur en raison de la précision de recouvrement de la grille de bande et de la grille de structure Pour ces raisons, il est prévu 20 selon l'invention que les électrodes 15 du peigne double soient reliées de façon à pouvoir être commandées à une tension quaternaire, et ce par le fait que les électrodes 15 du peigne double sont reliées aux pôles

d'un diviseur de tension quadripolaire par l'intermédiaire 25 de commutateurs électroniques 18.

Vu dans l'ensemble, il en résulte, par rapport à l'invention décrite par le DD-WP 158 197, une plus grande largeur de la zone du champ à sensibilité au contraste dans le sens vertical par rapport à la surface 30 du peigne double 37, ce qui permet de régler la ligne caustique 6 surune plus grande largeur et/ou à une plus

grande distance de l'arête du peigne d'électrodes.

Il apparaît à la fig 2 2 que la tension du deuxième étage de modulation est représentée en pointillé 35 et présente une courbe inversée de façon réfléchie par rapport à la tension du premier étage de modulation représentée en lignes continues Le fait que, lors de la production de traits obscurs dans la grille délimitante de la grille de structure, on utilise, de préférence, cette corrélation des tensions des deux peignes d'électrodes, constitue une caractéristique de l'invention. Les dessins de tensions d'un peigne d'électrodes 37 représentés aux fig 3 1 à 3 13 servent à produire 10 des traits obscurs dont la longueur, en unité de la grille de structure, est un nombre entier au plus égal à deux Ils remplissent les conditions concernant-la netteté marginale et la largeur de champ de la déflection de contraste et servent à transformer des données 15 comprimées des dessins d'exposition à la lumière en

données décodées de la tension.

La tension nécessaire à chaque dessin de traits de la sonde 9 formant trait est préconstituée en son contenu dans les registres de commande 23 et 27 de la 20 fig 1 et est constituée par une suite de dessins de tension suivant la position et la longueur des traits

obscurs dont les données sont prédéterminées initialement.

La formation de dessins uniformes de tension d'un certain dessin de traits de la sonde 9 formant trait est 25 assurée en fonctionnement parallèle pendant, par

exemple, dix temps d'impulsions.

Des groupes dont l'index N désigne le nombre des traverses 49 qui, dans la représentation, soutiennent le niveau inférieur par rapport au niveau supérieur, 30 sont associés aux longueurs 1 des traits obscurs d'un dessin de traits Aux fig 3 1 à 3 5, N est égal à 5 et la longueur du trait obscur pouvant être commandée pour N constant va de 1 = 14 à 1 = 10 Aux fig 3 6 à 3.9, N est égal à 3 et la longueur du trait obscur pouvant être commandée pour N constant va de 1 = 9 à 1 = 6 Aux fig 3 10 à 3 13, N est égal à 1, et la longueur du trait obscur pouvant être commandée pour

n constant va de 1 = 5 à 1 = 2.

La tension du deuxième étage de modulation repré5 sentée par une courbe en pointillé est inversée à symétrie réfléchie par rapport à la tension du premier étage de modulation représentéepar une courbe continue.

Les dessins de tension des traits obscurs dont la longueur est supérieure à 1 = 14 sont formés de manière analogue à ceux des fig 3 1 à 3 5 La longueur maximale 1 représentée dans le groupe par l'index max n + 1 n a la longueur 1 + 5, etlmax 1 4 max 2 ma est le nombre des traverses 49 à réduire qui sont symétriques par rapport au centre du dessin de la tension de manière

analogue aux fig 3 1 à 3 5.

La tension d'un trait obscur de longueur lmax est max identique, du point de vue contenu, mis à part la chute de tension à chaque bord, à la charge initiale 20 de la sonde 9 formant un trait simulée en commande obscure dont la tension se propage périodiquement d'après l'exemple 2, 2, 2, 2, + 2, respectivement 2, + 2, + 2, + 2, + 2 En donnant une impulsion de la charge initiale d'au plus quatre unités de grille, par exemple vers la droite, la charge initiale peut être amenée à recouvrement en respectant les phases, à l'endroit du dessin de tension du trait obscur concerné d'un groupe réglé à lmax Pour faire coincider la longueur du dessin de tension avec la longueur prédé30 terminée du trait obscur concerné, cela ne nécessite également qu'au plus quatre impulsions, étant donné qu'à l'intérieur d'un groupe, il n'existe au plus que

quatre traverses 49 à réduire.

Les fig 4 1 à 4 3 représentent des formes de

réalisation des électrodes 15 des peignes d'électrodes.

Le procédé selon l'invention offre l'avantage que la condition posée au DD-WP 158 197 peut être supprimée, que les barrettes 50, représentées à la fig 2 1, sont minces par rapport aux espacements réciproques Des électrodes 51 en forme de bande peuvent être utilisées à la place de barrettes minces ou de pistes conductrices étroites. A la fig 4 1, la largeur de l'électrode 51 en forme de bande est égale à la largeur des interstices 38 des barrettes du peigne d'électrodes, ainsi que cela

est représenté à la fig 2 1.

A la fig 4 2, les interstices entre les électrodes 52 sont petits par rapport à la largeur des électrodes, ce qui est avantageux pour éviter des perturbations 15 à la suite de charges du substrat qui isolent les

électrodes l'une de l'autre de façon semi-conductrice.

Selon la fig 4 3, les électrodes peuvent s'élever

en forme de champignon au-dessus du substrat isolant 53.

Les conducteurs d'amenée 19 et 20, représentés à 20 la fig 1, vers les électrodes d'un peigne double peuvent être montés sur les deux côtés larges du disque semi-conducteur qui supporte le peigne double sur son

côté étroit.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour l'irradiation corpusculaire d'une cible en particulier pour l'irradiation électronique d'une couche prévue sur un semi- conducteur pour produire un dessin dû à l'exposition au rayonnement dans celle-ci avec un faisceau d'électrons émis par une source d'électrons dont la section transversale du faisceau délimit( par une sonde formant un trait est orientée sur une partie de cible à travailler, et dont 10 l'intensité est structurée par commande dans le sens de la longueur de la sonde formant un trait par le fait qu'un modulateur de rayons à sensibilité anisotropique de déflection au contraste agit sur l'ensemble des rayons formés de façon astigmatique, constitué par 15 *une première ligne caustique réglée sur un peigne d'électrodes et par une deuxième ligne caustique réglée sur une ouverture en fente,la sonde formant un trait étant divisée, dans le sens de sa longueur, de manière ininterrompue et dénombrable en éléments d'image et ces 20 éléments d'image pouvant être commandés en obscur pour la reproduction d'un dessin de traits par le fait que les intervalles conjugués aux éléments d'image commandés en obscur sont activés sur un peigne d'électrodes en appliquant une différence potentielle qui fait dévier 25 la force de champ alors efficace du faisceau de rayons de chaque intervalle pour l'ouverture d'un diaphragme à la forme d'une fente, caractérisé en ce que pour la reproduction des traits du dessin la déflection de contraste est produite par étape, par le fait que, dans un 30 premier étage de modulation, seul des intervalles sont activés qui sont conjugués à des éléments d'image impairs et, dans un deuxième étage de modulation, que les intervalles conjugués à des éléments d'image pairs et en ce que la grandeur de la différence de potentiel 35 dans chaque intervalle est réglée de façon que pour la commande obscure des éléments d'image,le long d'une partie de la sonde formant un trait prévue à la commandeobscure, un nombre inférieur d'intervalles est activé par rapport au nombre de ces éléments d'image prévu à la commande obscure de sorte que le long de chaque zone d'intervalles dépendant dont les éléments d'image sont commandés en obscur se produit une suite périodique d'intervalles activés et d'intervalles non activés, et en ce que la structuration de la sonde formant un 10 trait est commandée suivant le dessin d'exposition au rayonnement, par le fait qu'un logiciel de commande externe simule de façon binaire une suite périodique d'intervalles activés et non activés suivant la position et la longueur des parties de la sonde formant un trait 15 prévues à la commande obscure et applique, de préférence, les électrodes des peignes d'électrodes en fonctionnement parallèle à des tensions définies par l'intermédiaire

de commutateurs électroniques.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que, dans un intervalle conjugué à son élément d'image qui délimite une partie prévue à la commande

obscure de la sonde formant un trait soit produit une différence de potentiel moindre que dans les autres intervalles activés.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour produire une suite périodique d'intervalles activés et non activés, on se base toujours sur le même état initial d'une logique de commande pour le processus de commutation de la structuration et en ce 30 que l'état initial est, de préférence, déterminé par l'écart le plus grand possible des intervalles activés, tous les éléments d'image étant encore commandés en obscur. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé 35 en ce que la tension du premier et du deuxième étage

de modulation est amenée à une corrélation fixe indé-

pendante du dessin de traits, par le fait que les intervalles activés du premier et du deuxième étage de modulation de chaque trait obscur sont mis en relation entre eux relation qui consiste de préférence en ce que 5 la tension du premier et du deuxième étage de modulation est inversée et à symétrie réfléchie par rapport

au centre de chaque trait obscur.

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sensibilité anisotropique de déflection 10 au contraste du modulateur de rayonnement varie en

réglant l'angle entre la deuxième ligne caustique et l'axe longitudinal de l'ouverture en forme de fente.

6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la structuration commandée de la sonde formant un trait suivant la position et la longueur des parties de la sonde formant un trait prévues pour la commande en obscur, des dessins de charges potentielles sont formés parallèlement par période et tenus à disposition pour commander les commutateurs électroniques. 20 7 Dispositif pour réaliser le procédé selon

les revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'à

chacun des deux étages de modulation est associé un peigne d'électrodes et en ce que pour régler la grandeur de la différence de potentiel des tensions dif25 férentes, de préférence quatre tensions différentes, sont appliqués aux électrodes du peigne d'électrodes relié aux commutateurs électroniques commandés par un

logiciel de commande externe.

8 Dispositif selon la revendication 7, carac30 térisé en ce que les deux peignes d'électrodes sont prévus, dans le sens de l'axe optique, directement

l'un derrière l'autre et parallèlesentre eux.

9 Dispositif selon les revendications 7 et 8,

caractérisé en ce que les deux peignes d'électrodes 35 sont montés sur le côté étroit d'un disque semi-

conducteur.

Dispositif selon les revendications 5 et 7,

caractérisé en ce que, pour régler un angle entre la deuxième ligne caustique et l'ouverture du diaphragme en forme de fente, des moyens connus sont prévus entre la première et la deuxième ligne caustique pour produire des champs électriques et/ou magnétiques à symétrie

de rotation ou quadripolaire.

11 Dispositif selon la revendication 7, carac10 térisé en ce que les électrodes du peigne d'électrodes présentent une forme plane et sont disposées dans un plan parallèle à la première ligne caustique et parallèlesà l'axe optique et de préférence suffisamment large pour qu'à l'exception des interstices étroits qui isolent l'une de l'autre les électrodes avoisinantes d'un peigne d'électrodes, presque toute la surface du

peigne d'électrodes orientée vers le rayon corpusculaire est électriquement conductrice.

12 Dispositif selon la revendication 7, carac20 térisé en ce que le peigne d'électrodes est monté dans la surface d'un disque semi-conducteur parallèlement

à la première ligne caustique.

13 Dispositif selon les revendications 7 et 12,

caractérisé en ce que des moyens connus sont prévus pour courber l'axe de l'ensemble des rayons formés de

façon astigmatique.

14 Dispositif selon les revendications 12 et 13,

caractérisé en ce que plusieurs dispositifs de déflection électrique sont prévus pour courber l'axe de l'en30 semble des rayons formés de façon astigmatique dans le sens de la propagation des rayons et que leurs champs sont réalisés de manière que l'axe du faisceau de rayons sortant est parallèle à l'axe du faisceau de

rayons entrant.

15 Dispositif selon les revendications 9 et 12,

caractérisé en ce que des parties du logiciel de commande

sont montées sur le disque semi-conducteur.

16 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que des moyens connus sont prévus pour éviter la contamination des surfaces à effet de commande du peigne d'électrodes. 17 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le logiciel de commande externe comporte des registres pour mémoriser la charge initiale pério10 dique, des registres à glissement universels pour former les dessins des tensions des portes et des tampons pour former la tension des parties prévues à la commande au clair de la sonde formant un trait ainsi que des registres de commande pour commander les commutateurs 15 qui appliquent les électrodes du peigne d'électrodes

aux potentiels.