Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 19, Numéro 6, juin 1984
Page(s) 431 - 438
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01984001906043100
Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 431-438 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:01984001906043100

Modification de la loi de Charlesby. I. Calcul du profil de la densité de coupure créée dans une couche de polymère par des faisceaux de particules

A. Schiltz, A. Weill et P. Paniez

C.N.E.T., B.P. 98, Chemin du Vieux Chêne, 38243 Meylan Cedex, France


Abstract
For positive resists, the scission density profile versus irradiated depth is based on the development curve. If the value, G for scission yield is known, the profile of the effective energy absorbed in the depth can be calculated - and inversely. The effective energy is taken as the absorbed energy required to actually modify the polymer. In this paper, Charlesby's law, which links the particle dose to the average molecular weight, is used to analyse two cases taken from the litterature : electrons bombarded at 20 keV on PMMA and protons bombarded at 50 keV on PMMA. Charlesby's law proves to be a local law. When the absorbed energy remains constant along the irradiated depth, the law is assumed to yield the same molecular weight as that obtained from GPC analysis of the entire layer. Charlesby's relation is proved to be linear, but is not in agreement with the extrapolated zero-dose value.


Résumé
A partir de la courbe de développement d'une couche de « résine positive », on calcule le profil de la densité de coupure le long de l'épaisseur irradiée. Si l'on connaît le taux de dégradation, G, on peut calculer le profil de l'énergie effective déposée le long de l'épaisseur - et réciproquement. Nous appelons énergie effective, l'énergie déposée qui provoque effectivement une modification du polymère. Nous appliquons la loi de Charlesby décrivant la relation entre la dose et la masse moléculaire moyenne en nombre des chaînes macromoléculaires fragmentées à deux exemples pris dans la littérature (électrons/20 keV/PMMA et protons/50 keV/PMMA). Nous montrons que la loi de Charlesby est une loi locale qui devrait permettre de calculer la masse moléculaire moyenne mesurable par GPC sur toute l'épaisseur irradiée lorsque l'énergie déposée est constante sur toute l'épaisseur irradiée. Nous constatons que la relation est linéaire mais qu'elle n'est cependant pas vérifiée à dose nulle extrapolée.

PACS
6180M - Channelling, blocking and energy loss of particles.

Key words
energy loss of particles -- Charlesby law -- scission density -- polymer layer -- particle beams -- scission density profile -- irradiated depth -- development curve -- particle dose -- average molecular weight -- local law -- absorbed energy