FR2577695A1 - Procede d'exposition d'une pastille a semi-conducteur au moyen d'une lampe a luminescence a gaz rare-mercure - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE D'EXPOSITION PAR UNE LAMPE A LUMINESCENCE GAZ RARE-MERCURE D'UNE PASTILLE A SEMI-CONDUCTEUR 7 DONT UNE FACE A ETE RECOUVERTE AVEC UN MATERIAU SENSIBLE AUX ULTRA-VIOLETS. SELON L'INVENTION, LA LAMPE A LUMINESCENCE GAZ RARE-MERCURE UTILISEE EST REMPLIE AVEC UN GAZ RARE ET DU MERCURE EN TANT QUE COMPOSANTS LUMINEUX PRINCIPAUX DE CELLE-CI ET EST SUSCEPTIBLE D'IRRADIER LA LUMIERE AYANT UNE LONGUEUR D'ONDE DE PIC MAXIMUM A 365NM, ET LA SURFACE RECOUVERTE DE LA PASTILLE EST EXPOSEE, A TRAVERS UN SYSTEME DE LENTILLE 3 AYANT UNE HAUTE TRANSPARENCE POUR LA LUMIERE AYANT UNE LONGUEUR D'ONDE DE 365NM ET UN PHOTOMASQUE 6, VERS LA LUMIERE IRRADIEE DE LA LAMPE DE FACON A IMPRIMER UNE IMAGE REDUITE DU MODELE DE MASQUE SUR LA SURFACE RECOUVERTE DE LA PASTILLE. L'INVENTION TROUVE NOTAMMENT APPLICATION DANS L'INDUSTRIE DE FABRICATION DE PASTILLES A SEMI-CONDUCTEUR.

Description

La présente invention concerne un procédé pour soumettre, par exemple, une

pastille à semiconducteur à une exposition à travers un photomasque portant un modèle

dessiné en faisant usage de lumière à UV.

On connaît déjà une fabrication de dispositifs à semiconducteur tels que des circuits intégrés (ICs), des circuits intégrés à grande échelle (LSI) et des circuits intégrés à très grande échelle (VLSI), ou analogues, dans lesquels la photo incision est réalisée, par exemple, pour enlever des parties de couche de dioxyde de silicium réalisées sur les surfaces de substrat formées sur les pastilles de silicium suivant des modèles désirés tels que des modèles de circuit. Ce procédé de photoincision nécessite généralement les étapes de former un film photorésistant sur une couche de dioxyde de silicium sur un substrat de silicium et de transférer ensuite les caractéristiques du masque au film photorésistant par lumière à UV. Suite à l'exposition, le film photorésistant

est développé et le film de dioxyde de silicium est sou-

mis à un traitement d'incision. Après ceci, un processus supplémentaire pour la formation d'un circuit tel qu'une diffusion ou une implantation d'ions est appliqué au substrat de silicum à travers des surfaces exposées et

incisées de la couche de dioxyde de silicium.

Une pastille à semiconducteur est habituellement

circulaire. La surface utile est divisée en des emplace-

ments minuscules rangés en lignes et en colonnes. Ces emplacements minuscules sont éventuellement coupés les uns des autres en pastilles qui forment les dispositifs à semiconducteurs individuels. Les diamètres des pastilles à semiconducteur sont habituellement de 7,62 cm, 12,70 cm, ,24 cm ou environ. Cependant, ils tendent à devenir

plus grands comme leur technique de fabrication avance.

La surface recouverte résistive d'une pastille à

semiconducteur peut être exposée une fois dans son inté-

gralité à la lumière de fagon à imprimer les images du modèle sur tous ses nombreux emplacements minuscules en même temps. Ce procédé d'exposition est cependant accompa- gné de problèmes tels qu'il nécessite une lampe à vapeur de mercure à large émission, rendant ainsi le système d'exposition inévitablement importante, une technique d'un niveau considérablement élevé est également indispensable pour assurer une luminosité uniforme sur l'entière surface exposée de chaque pastille à semiconducteur, et une pastille à semiconducteur devient plus susceptible de se déformer et l'opération de focalisation d'une image projetée devient alors plus difficile lorsque la pastille à semiconducteur devient plus grande. Par conséquent, le procédé d'exposition précité est difficile à allier avec la tendance récente aux pastilles à semiconducteur plus grandes.

Au vu de ce qui précède, un tel procédé d'expo-

sition par étape ainsi nommé a été récemment proposé.

Selon le procédé d'exposition par étape, les emplacements minuscules arrangés en lignes et en colonnes sur la surface recouverte resistive d'une pastille à semiconducteur sont successivement exposés un par un de fagon que les modèles soient successivement imprimés sur les emplacements minuscules. Ce procédé d'exposition par étape a apporté de tels avantages significatifs que, entre autre, il permet l'utilisation d'une lampe à vapeur de mercure à émission étroite et donc un système à petite exposition parce qu'il est nécessaire de n'exposer qu'une petite surface équivalente à l'un des emplacements minuscules dans chaque exposition, la luminosité uniforme peut être obtenue de façon lisible sur la surface exposée de la pastille à semiconducteur parce que les emplacements soumis respectivement aux opérations d'exposition successives sont petits, et la focalisation des images projetées peut être atteinte avec facilité dans chaque opération d'exposition puisque l'emplacement exposé dans chaque opération d'exposition est petit et est moins affecté par le gauchissement de la pastille à semiconduc- teur. Par conséquent, le procédé d'exposition par étapes

permet l'impression de modèles avec une précision élevée.

Il est simple et avantageux d'utiliser un sys-

tème de lentille de réduction et de projection tel qu'un système optique d'exposition pour imprimer une image

réduite d'un modèle de masque sur la pastille à semicon-

ducteur. Ce système de lentille de réduction et de projection est utilisé en le disposant dans le chemin optique qui s'étend d'une source de lumière d'exposition à la pastille à semiconducteur. Les systèmes de lentille de réduction et de projection employés conventionnellement ont généralement des transmittances élevées pour une lumière de 436 nm. En y réfléchissant, des lampes à vapeur de mercure à.supertension susceptibles d'irradier de la lumière dont la longueur d'onde de valeur maximum est également 436 nm ont aussi été utilisées en tant que

sources de lumière d'exposition.

En considérant la demande toujours croissante

pour des dispositifs à semiconducteur de degrés d'intégra-

tion encore plus élevés dans les années récentes, il est nécessaire de réaliser des largeurs de lignes de modèles à imprimer encore plus fines et donc d'améliorer encore plus les résolutions des systèmes d'exposition. Dans des lampes à vapeur de mercure à supertension conventionnellement employées, les longueurs d'ondes des pics maximums de leur lumière de rayonnement sont essentiellement de 436 nm de façon qu'elles s'assortissent aux transmittances de lumière des systèmes de lentille de réduction et de

projection qui ont été employés conventionnellement.

Lorsque la lumière rayonnante de telles caractéristiques est utilisée Dour l'exposition, la largeur de ligne n4niJmum qui peut être résolue est limitée à un micromètre environ. Dans le but d'améliorer encore plus la résolution, il est indispensable de rendre la longueur d'onde du pic maximum de la lumière rayonnante encore plus courte. Cependant, aucun système de lentille de réduction et de projection susceptible de permettre une transmission efficace de la lumière à courte longueur d'onde plus petite que 436 nm n'a été disponible jusqu'à présent. Pour pallier au défaut d'un tel système de lentille, un procédé d'exposition a été développé pour exposer d'abord l'aire d'exposition entière d'une pastille à semiconducteur en utilisant un système optique qui était construit pour réfléchir de la lumière à courte longueur d'onde de façon efficace en combinant des mirroirs sans reposer sur aucun système de lentille. Un tel procédé est cependant accompagné par un problème qui est que la structure du système optique devient inévitablement

complexe.

Beaucoup plus tard, des lentilles permettant une transmission efficace de lumière à courte longueur d'onde

de 365 nm ont été développées. Dans de telles circons-

tances, il est devenu faisable d'améliorer la résolution en utilisant un système de lentille de réduction et de projection. Cependant, des lampes à vapeur de mercure à supertension conventionnelles qui ont été utilisées en tant que sources de lumière pour l'exposition étaient trop faibles dans leur efficacité de radiation de lumière à courte longueur d'onde de 365 nm et n'étaient pas capable

de réaliser une exposition efficace.

En vu de ce qui précède, la présente invention a

pour objet de fournir un procédé d'exposition d'une pas-

tille à semiconducteur au moyen d'une lampe à luminescence

3 gaz rare-mercure, qui peut imprimer nettement et effica-

cement une image réduite d'un modèle hautement intégré sur une pastille à semiconducteur en utilisant un système de

lentille de réduction et de projection.

Selon un aspect de la présente invention, on réalise un procédé pour l'exposition par une lampe à

luminescence mercure-gaz rare une pastille à semicon-

ducteur dont une face a été recouverte avec un matériau sensible aux ultrats-violets. Une lampe à luminescence à mercure-gaz rare remplie avec un gaz rare tel que du xénon et du mercure en tant que composants lumineux principaux de celle-ci et susceptible d'irradier une lumière ayant une longueur d'onde de pic maximum à 365 nm est utilisée en tant que lampe, et le c8té recouvert de la pastille est

exposé à travers un système de lentille ayant une trans-

mittance élevée pour la lumière d'une longueur de 365 nm et un photomasque, pour la lumière irradiée de la lampe de façon à imprimer une image réduite du modèle de masque sur

le c8té recouvert de la pastille.

Selon le procédé précité de cette invention, une image réduite du modèle à hautement intégré peut être nettement et efficacement imprimée sur une pastille à semiconducteur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement à la lumière de la descrip-

tion explicative, faite en référence aux dessins schéma-

tiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs de la présente invention, et dans lesquels: - la figure i est une illustration schématique simplifiée montrant un exemple de système d'exposition pour des pastilles à semiconducteur; - la figure 2 est une illustration en diagramme montrant la relation entre la forme de l'onde de la puissance électrique consommée et l'opération d'ouverture/ fermeture d'un volet dans un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 3 est une illustration schématique d'un exemple de lampe à luminescence xénonmercure; - la figure4 est une illustration schématique montrant à une échelle agrandie quelques parties essentielles de la lampe à luminescence xénon-mercure de la figure 3; - les figures 5, 6 et 7 sont des diagrammes de

caractéristiques spectrales illustrant des caractéristi-

ques de radiations des lampes à luminescence xénon-mercure ayant des consommations de puissance estimées de 200 W, 500 W et 750 W respectivement, qui sont utiles dans l'application de cette invention; les figures 8, 9 et 10 sont des diagrammes de

caractéristiques spectrales illustrant des caractéristi-

ques de radiation de lampes à vapeur de mercure à super-

tension employées conventionnellement ayant des consom-

mations de puissance estimées de 200 W, 500 W et 750 W respectivement; et - les figures 11 (a) et 11 (b) sont des illustrations en diagramme montrant respectivement la forme de l'onde de la puissance consommée et l'opération d'ouverture/fermeture d'un volet selon autre mode de

réalisation de la présente invention.

En référence aux figures, la figure i illustre le profil d'un système d'exposition pour des pastilles à semiconducteur, auquel le procédé de la présente invention est appliqué. Dans la figure 1, le numéro 1 indique une lampe à luminescence xénon-mercure en tant que source de lumière pour l'exposition. La lampe à luminescence xénon-mercure 1 est disposée de telle façon que son arc est situé au point focal du mirroir de focalisation de la lumière 2. La lumière qui a été émise de la lampe 1 à luminescence xénon-mercure est récupérée par le mirroir de focalisation de la lumière 2 est ensuite rejetée, au moyen d'un système de lentille de projection 3, un filtre passe-bande 4 et une lentille de condenseur 5 de réduction et de formation de l'image sur un photomasque 6 sur lequel un modèle de circuit est dessiné. Une image optique du photomasque 6 est ensuite projetée sur une pastille à semiconducteur 7, qui est montée sur un support (non illustré) et porte un film photorésistant composé d'un matériau sensible aux ultra-violets et appliqué sur la surface supérieure de celui-ci. Ainsi, un modèle de circuit correspondant au photomasque 6 est imprimé sur une

échelle réduite de la pastille à semiconducteur 7.

La lampe à luminescence xénon-mercure 1 est remplie, par exemple, avec 0, 1 - 5 atomes (à température ambiante) de xénon et de mercure en une quantité comprise entre de 1 à 30 mg par cc (à température ambiante) de l'espace intérieur de l'enveloppe de la lampe à luminescence, les deux en tant que composants lumineux principaux. La longueur d'onde du pic maximum de lumière irradiée de la lampe à luminescence est 365 nm. De plus, les lentilles du système 3 de lentille de projection et la lentille 5 du condenseur de réduction et de formation de l'image sont toutes réalisées en un matériau de verre ayant une transparence élevée pour la lumière ayant une longueur d'onde de 365 nm. En particulier, les lentilles du système de lentille de projection 3 et la lentille de réduction et de formation de l'image 5 utilisent des verres de silice qui ont une transparence élevée pour la lumière ayant une longueur d'onde de 365 nm. Le filtre passe-bande 4 est formé d'un matériau de verre ayant une transparence élevée pour la lumière ayant une longueur de 365 nm. Le filtre passe-bande 4 permet à la lumière d'un champ de longueur d'onde étroit comprenant la longueur d'onde du pic de passer avec une transparence élevée à 90 % ou plus par exemple, mais ne permet aucun passage substentiel des composants de lumière ayant des longueurs d'onde inutiles pour l'exposition. Dans un mode de réalisation de la présente invention, l'exposition d'une pastille à semiconducteur est réalisée de la façon suivante. En prenant le système illustré dans la figure 1 en tant qu'exemple, la lampe 1 à luminescence xénon-mercure est continuellement illuminée avec une puissance constante de façon que la consommation de puissance soit contrôlée, par exemple, égale à sa consommation de puissance estimée. Puis, le volet 8 contrôlant l'exposition est de façon répétitive ouvert et fermé de façon à irradier à travers le photomasque 6

chaque emplacement minuscule de la pastille à semicon-

ducteur pendant une période de temps prédéterminé au point d'exposition avec une lumière irradiée de la lampe 1 à luminescence xénon-mercure, réalisant ainsi l'exposition

de la pastille à semiconducteur.

Le degré d'exposition de la pastille à semcon-

ducteur 7 peut être commandé à un niveau prédéterminé en faisant un réglage convenable tel que celui de la période de temps d'ouverture du volet 8. L'opération d'ouverture/ fermeture du volet 8 peut être contrôlée de telle façon que, comme illustré dans la figure 2 par exemple, la lumière irradiée de la lampe à luminescence 1 soit fermée par le volet 8 pour toujours empêcher les radiations de la lumière sur la pastille à semiconducteur 7 sauf pour les périodes de temps d'exposition et la période de temps d'ouverture T du volet 8 et réglées à une valeur s constante, par exemple à l'intérieur de la gamme de 100 à

400 msec.

Le c8té recouvert de la pastille à semiconduc-

teur 7 est divisé en un certain nombre d'emplacements minuscules P disposés en lignes et en colonnes. Ces emplacements minuscules P sont par étapes décalés l'un après l'autre vers le point d'exposition en les décalant à la fois en une direction X et une direction Y qui est perpendiculaire à la direction X. L'exposition de chaque emplacement minuscule P est réalisée tout en maintenant l'emplacement minuscule P pendant un temps bref au point d'exposition. En ouvrant et en fermant le volet 8, une opération d'exposition simple est parachevée pour imprimer un modèle à un des emplacements minuscules P de la pastille à semiconducteur 7. Puis, alors que le volet 8, est fermé, la pastille à semiconducteur est décalée par étapes de façon qu'un autre emplacement minuscule P, qui

doit être exposé ensuite, soit amené au point d'expo-

sition. De la même façon, l'exposition est répétée.

La figure 3 montre un exemple de la structure spécifique d'une lampe à luminescence xénon-mercure. Sur la figure 3, sont illustrées une enveloppe 101 faite de

verre de silice, des bases 102A, 102B, des tiges d'élec-

trode 103, 104, l'anode 105 et la cathode 106. L'enveloppe 101 est remplie, par exemple, avec 0,1 - 5 atomes (à température ambiante) de xénon et 1 - 30 mg de mercure par cc (à température ambiante) de l'espace intérieur de l'enveloppe, les deux en tant que composants lumineux principaux. Comme montré sur la figure 4 à échelle agrandie, l'anode 105 est composée d'une portion de base 51 cylindrique de diamètre important et d'une partie en pente 53 en forme de cône tronqué s'étendant en avant et à l'intérieur de la partie de base 51 et se terminant en une face extrême plate 52. D'un autre côté, la cathode 106 est composée, comme il est aussi montré sur la figure 4 à échelle agrandie, d'une partie 61 formant barre et d'une partie de tête en forme de cône 62 s'étendant de la partie

ressemblant à une barre 61.

Un exemple de représentation spécifique de la lampe à luminescence xénonmercure 1 sera donné ci-après. Consommation de puissance évaluée: 500 W (25 V, 20 A) Forme de l'anode: Diamètre extérieur D1 de la partie de base 51: 6 mm Diamètre D2 de la face extrême plate 52: 2 mm Angle d'ouverture o< de la partie en pente 53: 90 Forme de la cathode: Diamètre extérieur de la partie formant barre 61: 2,5 mm Distance entre les électrodes L: 3, 0 mm Principaux composants lumineux (à température ambiante): Xénon 3 atomes Mercure 7 mg par cc de l'espace intérieur de l'enveloppe Dû à l'inclusion de gaz rare de xénon à la pression spécifique et de mercure en la quantité spécifique en tant que principaux composants lumineux, la lampe à luminescence xénon-mercure 1 a une intensité de radiation élevée à 365 nm et permet l'impression de largeur de lignes étroites et une réduction au temps d'exposition. De plus, les intensités de radiation de la lumière ayant des longueurs d'onde respectivement sur les cotés de longueur d'onde plus petite et plus grande relatives à 365 nm ont nettement diminuées, résultant en une largeur de pleine ondulation étroite à la moitié du maximum d'une ondulation ayant son pic à 365 nm. Ceci a conduit à une aberration chromique plus petite dans le système de lentille et à une profondeur plus grande de

focalisation, facilitant ainsi le travail de focalisation.

il Contrairement à la lampe à luminescence xénon-mercure 1, des lampes à vapeur de mercure à supertension conventionnelles ont des intensités de radiations inférieures à 365 nm comparées avec leur intensité de radiation à 436 nm. Si on essaie d'utiliser de la lumière de 365 nm avec en vue d'effectuer l'impression d'un modèle hautement intégré, il n'est pas faisable de faire quelque usage efficace de lumière irradiée à partir de telles lampes conventionnelles. En fait, les présents inventeurs ont mené l'expérience pour étudier les caractéristiques de radiations de lampes à vapeur de mercure à supertension conventionnelles en changeant la quantité remplie de mercure. Lorsque la valeur de mercure remplie a été réduite pour faire baisser la pression de mercure pendant la période d'éclairage, les intensités des radiations furent abaissées en dehors des gammes de longueur d'onde des radiations. Bien que la quantité de mercure remplie ait été réciproquement augmentée pour rendre la pression de mercure plus grande durant la période d'illumination, l'intensité des radiations à 365 nm est restée encore inférieure à l'intérieur d'une telle échelle de teneur en mercure, l'enveloppe ne brûla pas. Par conséquent, il est difficile de rendre l'intensité de radiation de 365 nm plus grande avec des lampes à vapeur de mercure de supertension. Conformément, les présents inventeurs ont réalisé une autre expérience pour définir les caractéristiques de radiation en changeant les types et les valeurs de gaz remplis qui servent en tant que

composants lumineux principaux.

Le résultat qui a été trouvé est que la lampe à luminescence de gaz raremercure remplie, par exemple, avec 0,1 - 5 atomes (à température ambiante) de xénon et avec i - 30 mg de mercure par cc (à température ambiante) de l'espace intérieur de l'enveloppe à une intensité de radiation élevée à 365 nm et de plus un pic maximum de

radiation net à 365 nm.

Les figures 5, 6, et 7 sont des diagrammes de caractéristique spectrale montrant les caractéristiques de radiation des lampes à luminescence xénon-mercure qui sont utiles dans la mise en application de cette invention et ont des consommations de puissance estimées de 200 W, 500 W et 750 W respectivement. D'un autre c8té, les figures 8, 9 et 10 sont des diagrarmes de caractéristique spectrale montrant les caractéristiques de radiation des lampes à vapeur de mercure à supertension

conventionnelles, dont les consommations de puissance estimées sont respec-

tivement de 200 W, 500 W et 750 W. Dans les figures 5 à 10, la courbe respective montre l'intensité de radiation à un point distant de 1 m de la

lampe. Ces figures sont maintenant comparées.

Comme aussi montré dans la table 1 qui sera donnée ici, les lampes à luminescence xénon-mercure utiles dans la mise en application de cette invention ont des intensités de radiation de 365 nm, qui sont plus importantes d'environ 1,7 - 2,3 fois celles des lampes à vapeur de mercure conventionnelles. De plus, les largeurs de pleines ondulations au maximum de la moitié des impulsions ayant leurs pics à 365 nm des lampes à

luminescence sont plus petites c'est-à-dire environ 0,7 -

0,8 fois celle des lampes à vapeur. Donc, les lampes à luminescence ont des pics pointus à 365 nm. De plus, les intensités de radiation des lampes à luminescence sont pour des échelles autres que les gammes de pic plut8t plus petites, c'est-à-dire, environ 1/2 de celles des lampes à

vapeur.

Par conséquent, en réalisant l'exposition de la pastille à semiconducteur 7 de telle façon qu'une image réduite d'un modèle de masque soit proJetée sur la pastille à semiconducteur 7 à travers un système de lentille ayant une transmittance élevée pour de la lumière ayant une longueur d'onde de 365 nm en utilisant une telle lampe à luminescence gaz rare-mercure en tant que source de lumière pour l'exposition, il est possible d'augmenter la résolution au-delà de 0,8 jum pour réaliser l'impression d'un modèle hautement intégré et aussi de diminuer le temps demandé pour l'impression à environ 0,5 - 0,6 fois en comparaison avec les méthodes d'exposition conventionnelles, permettant ainsi une exposition efficace. IConsomIntensité des radiations Rapport Imation delLongueuri (>W/cm.nm) Idans l'in-| ipuissanceld'onde ILampe à vapeur | Lampe à | sité de | |évaluée | (nm) | de mercure à Iluminescence Iradiation I I (W) I I supertension Ixénon-mercurel I

1 I 365 1 15,5 26,7 1,7

1I 436 1 17,3 17,4 1,0

I I 365 34,7 62,7 1,8

1 500 I 436 37,7 42,4 1,1

*1 1I I I I

J 365 39,8 91,9 2,3

750 1 436 1 51,7 79,5 1,5 1

I I

Dans le tableau 1., la lampe à vapeur de mercure

en supertension est une lampe à vapeur de mercure à super-

tension conventionnelle tandis que la lampe à luminescence xénon-mercure est une lampe à luminescence xénon-mercure

utilisée dans la mise en application de cette invention.

Le terme "rapport dans l'intensité de radiation" est une

valeur qui indique combien de fois l'intensité de radia-

tion de chacune des lampes à luminescence xénon-mercure utilisées pour la mise en application de cette invention est plus importante à un point éloigné de la lampe de 1 m en comparaison avec l'intensité de radiation de sa lampe à vapeur de mercure à supertension conventionnelle correspondante. En utilisant un système d'exposition de la pastille à semiconducteur comprenant une lampe à luminescence gaz rare-mercure d'une construction telle que décrite ci-dessus, l'exposition d'une image réduite d'un modèle de circuit était en fait réalisée sur une pastille de silicium par un procédé d'exposition par étapes dans des conditions telles que la période de temps Ts, pendant laquelle le volet 8 est gardé ouvert, est contr8lée à un temps constant de 200 msec, tandis que l'on éclaire l'illumination de la lampe à luminescence de xénon-mercure, avec une consommation de puissance constante, c'est-à-dire, sa consommation de puissance évaluée de 500 W. L'exposition ci-dessus était susceptible d'imprimer un modèle de circuit hautement intégré ayant une largeur de lignes minimum de 0,8 jpm avec un degré

élevé de netteté.

Un autre mode de réalisation de cette invention sera ci-après décrit, dans lequel l'exposition d'une pastille à semiconducteur sera effectuée de la manière suivante. Dans le système d'exposition illustré, par exemple, à la figure 1, la lampe à luminescence de xénon-mercure 1 est de façon continue alimentée avec une puissance telle qu'elle éclaire continuellement. La puissance qui doit être alimentée dans la lampe à luminescence de xénon-mercure 1 est alors contr8lée par une alimentation de puissance d'éclairage 9, par exemple, comme montré dans la forme de la forme d'onde de la puissance consommée figure 11 (a), répétant par ce moyen de fagon périodique le mode de niveau élevé A, dans lequel la consommation de puissance de la lampe de xénon-mercure 1 est à un niveau élevé, par exemple à un niveau d'environ 1,3 - 2,5 fois la consommation de puissance évaluée de la lampe à luminescence de xénon-mercure, et un mode de niveau bas B dans lequel la consommation de puissance de la lampe à luminescence xénon-mercure 1 est au niveau bas, par exemple, au niveau de consommation de puissance évaluée ou à un niveau proche du niveau de consommation de puissance évaluée. Pendant chaque mode de niveau élevé A, le volet 8 est ouvert et fermé de façon à ce que la lumière irradiée de la lampe à luminescence xénon-mercure 1 est réalisée pour irradier, pendant un temps prédéterminé et à travers un photomasque 6, un des emplacements minuscules P de la pastille à semiconducteur 7 dont l'emplacement minuscule P est situé au point d'exposition. Le degré d'exposition de la pastille à semiconducteur 7 peut être commandé à un niveau requis en maintenant le volet 8 pendant une période de temps prédéterminée en sa position ouverte tandis que la lampe à luminescence xénon-mercure 1 est éclairée dans le mode A pendant lequel la consommation de puissance est au niveau élevé. Comme illustrée par l'exemple de la figure 11 (b), l'opération d'ouverture/fermeture du volet 8 peut être contr8lée de telle fagon que la période de temps Ts, pendant laquelle le volet 8 est gardé ouvert dans chaque mode A du niveau de consommation de puissance élevée, est maintenue à une valeur constante, par exemple, à l'intérieur de la plage de 100 400 msec. La période de temps Ta de chaque mode A du niveau de consommation de puissance élevée est contr8lée à une valeur constante, par exemple, à l'intérieur de la plage de 200 - 400 msec, tandis que la période de temps Tb de chaque mode B du niveau de consommation de puissance basse est contrôlée à

un niveau constant d'environ 400 msec, par exemple.

L'exposition de la pastille à semiconducteur 7 est réalisée en décalant ces emplacements minuscules P par étapes l'un après l'autre successivement au point d'exposition et ensuite de les exposer successivement à la lumière et en les tenant au point d'exposition pendant un temps bref. En ouvrant puis en fermant le volet 8, une opération simple d'exposition est complétée de façon qu'un modèle soit imprimé sur un des emplacements minuscules P de la pastille à semiconducteur 7. Alors que le volet 8 estfermé, la pastille à semiconducteur 7 est décalée par étape de façon qu'un autre emplacement minuscule P, qui

doit être exposé ensuite, atteigne le point d'exposition.

L'opération d'exposition est alors répétée de la même manière. En utilisant un système d'exposition de pastille à semiconducteur ayant la structure montrée dans la figure 1 et équipée avec une lampe à luminescence xénon-mercure ayant la même structure que celle mentionnée ci-dessus et une consommation de puissance estimée de 900 W, un modèle de circuit a été irradié sur la pastille de silicium par un procédé d'exposition par étape sous des conditions telles que l'état d'illumination de la lampe à luminescence xénon-mercure est commandée de telle manière que la consommation de puissance dans chaque mode A soit 1 W, la période de temps T dans chaque mode A soit 200 a msec, la consommation de puissance en chaque mode B soit 750 W et la période de temps Tb dans le mode B soit 400 msec, et la période de temps d'ouverture du volet TS soit gardée constante, c'est-à-dire, pendant 180 msec dans chaque mode A. Il était possible d'imprimer un modèle de circuit hautement intégré d'une largeur d'un minimum de 0,8 um. De plus, cela nécessitait une période de temps plus courte pour l'impression et améliorait par conséquent l'efficacité du processus amélioré. De plus, la lampe à vapeur xénon-mercure gaspillait moins de puissance électrique et réalisait ainsi des effets d'économie d'énergie plus importants. De plus, le procédé d'exposition ci-dessus apporte également les effets avantageux suivants. Même lorsque la lumière irradiée de la lampe à luminescence à xénon-mercure n'est pas utilisée pour l'exposition, la lampe à luminescence à xénon-mercure est encore illuminée dans le mode B dans lequel la consommation de puissance est au niveau bas. Il est ainsi possible, de réduire de façon significative la perte de puissance électrique par la lampe à luminescence xénon-mercure et aussi- d'éviter le surchauffage et le dégat du volet. De plus, il est possible d'utiliser, en tant que lampe à luminescence xénon-mercure, une lampe à luminescence xénon-mercure dont la consommation de puissance estimée est égale à la consommation de puissance la plus petite dans le mode B du niveau bas. Dans le mode A du niveau élevé, la consommation de puissance de la lampe à luminescence xénon-mercure est augmentée. Par conséquent, la lampe à luminescence xénon-mercure peut effectuer l'exposition à un degré nécessaire. Grâce à cette façon d'éclairer, l'exposition de chaque pastille à semiconducteur peut être effectuée avec succès au moyen d'une petite lampe à luminescence xénon-mercure. Le résultat obtenu, est que l'espace requis pour l'installation du système d'exposition est réduit, abaissant de cette façon le coût demandé pour la maintenance d'une pièce propre dans laquelle le système d'exposition est installé, et donc rendant possible la réalisation d'une réduction significative des coûts de fabrication des dispositifs à semiconducteur. L'utilisation de la lampe à luminescence xénon-mercure décrites ci-dessus permet d'imprimer un modèle hautement intégré ayant une largeur de lignes étroites avec efficacité et dans un temps d'exposition plus court dû à son intensité de radiation élevée à

365 nm.

Dans la présente invention, il peut être possible d'utiliser une lampe à luminescence gaz rare-mercure remplie avec un gaz rare autre que le xénon tel que de l'argon et/ou du cripton avec et/ou sans xénon et mercure en tant que composants lumineux principaux est susceptible d'irradier de la lumière ayant une longueur à

pic maximum à 365 nm.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1.- Procédé d'exposition par une lampe à luminescence gaz rare-mercure d'une pastille à semiconducteur dont une face a été recouverte avec un matériau sensible aux ultra-violets, caractérisé en ce que une lampe à luminescence gaz rare-mercure remplie avec un gaz rare et du mercure en tant que composants lumineux principaux de celle-ci et susceptible d'irradier de la lumière ayant une longueur d'ondedu pic maximum à 365 nm est utilisée en tant que lampe, et la surface recouverte de la pastille est exposée, à travers un système de lentille ayant une haute transparence pour la lumière ayant une longueur d'onde de 365 nm et un photomasque, vers la lumière irradiée de la lampe de façon à imprimer une image réduite du modèle de masque sur la surface

recouverte de la pastille.

2.- Procédé selon larevendication 1, caractérisé en ce que la lampe est remplie, en tant que composants lumineux principaux de celle-ci, avec 0,1 - 5

atomes (à température ambiante) de xénon et aussi avec 1 -

mg de mercure par cc (à température ambiante) de l'espace intérieur de l'enveloppe de la lampe à luminescence.

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'exposition est effectuée en disposant un filtre, qui permet la transmission de la lumière ayant une longueur d'onde à pic de 365 nm à travers lui, dans un chemin optique s'étendant de la lampe

à la pastille.

4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le filtre a une transparence d'au moins 90 % pour la lumière ayant une longueur d'onde de

365 nm.

5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de lignes minimum d'une image imprimée sur la face recouverte de la pastille est

0,8 um.

6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pastille est soumise à une exposition successive à partir d'un emplacement minuscule de celui-ci à un autre en décalant la pastille par étape dans une direction perpendiculaire à l'axe du chemin optique, qui s'étend de la lampe à la pastille, alors que la lumière de la lampe est coupée au moyen d'un volet

contrôlant l'exposition.

7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que. la lampe est allumée alternativement à un niveau de consommation de puissance bas et à un niveau de consommation de puissance élevé tout en maintenant la lampe dans un état d'éclairage continuel, la lumière de la lampe est coupée par un volet contrôlant l'exposition au moins quand la lampe à luminescence gaz rare-mercure est allumée à un niveau de consommation de puissance bas, et la pastille est décalée par étape dans un plan perpendiculaire au chemin optique s'étendant de la lampe à la pastille alors que la lampe est coupée, de façon à ce que la pastille soit successivement exposée d'un emplacement minuscule de celle-ci à un autre par la lumière irradiée de la lampe alors que la lampe est

allumée à un niveau de consommation de puissance élevé.