Brevet FR2060026A1 — publié le 19710611

La présente invention concerne le traçage au faisceau électronique d'un matériau sensible au bombardement électronique et peut être avantageusement utilisée, par exemple, dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs. La production d'un dispositif semi-conducteur par des techniques 5 classiques de photogravure implique le revêtement de la surface d'une pastille de matériau semi-conducteur avec une couche de matériau photosensible résistant à la corrosion et son exposition à la lumière ultra-violette à travers un masque de forme convenable. Les zones du matériau photosensible sur lesquelles la lumière tombe acquièrent des propriétés différentes de celles des autres zones, de sorte que le matériau photosensible peut être sélectivement éliminé suivant la forme du masque et qu'un tracé correspondant peut être exposé à la surface de la pastille de semi-conducteur, par exemple en vue d'un décapage ou d'un dopage. Les dimensions d'une région d'un dispositif semi-conducteur pouvant être produite par un tel procédé ont une valeur minimale déterminée par les effets de la 15 diffraction : en pratique la valeur minimale est d'environ 2,5 microns. Ce minimum limite les gammes de fréquence dans lesquelles on peut faire fonctionner les dispositifs semiconducteurs obtenus, ainsi que le nombre de dispositifs qui peuvent être groupés dans une superficie donnée sur une seule et même pastille de semi-conducteur, de sorte qu'il est désirable de pouvoir produire des dispositifs ayant des dimensions inférieures à la valeur minimale qu'on peut obtenir par la technique de photogravure définie brièvement ci-dessus. Plusieurs opérations élémentaires successives d'exposition et de corrosion sont généralement effectuées lors de la fabrication d'un dispositif semi-conducteur et il est nécessaire de pouvoir positionner de façon précise la pastille de semi-conducteur sur laquelle le dispositif est fabriqué pour assurer un positionnement relatif correct des 25 régions du dispositif produites par les opérations élémentaires successives. Compte tenu de ce qui précède, l'invention vise notamment à créer : — un procédé permettant d'obtenir des tracés définis de façon plus précise sur un matériau sensible exposé en utilisant un faisceau électronique. Les traçés peuvent être utilisés dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs. — un procédé perfectionné de fabrication de dispositifs semiconducteurs comprenant l'exposition pas-à-pas et répétitive d'un tracé dans un matériau sensible aux électrons sur une pastille de semi-conducteur au moyen d'un faisceau électronique, la pastille étant alignée avec le faisceau électronique de manière à faire coïncider 25 les positions des pas du faisceau avec des points désirés de la pastille; — un procédé d'exposition d'un matériau de réserve sensible au bombardement électronique consistant â former un faisceau électronique localisé sur le matériau de réserve et à faire décrire à ce faisceau une trame étroitement balayée sur chaque zone à exposer. Sous un autre aspect de l'invention, celle-ci prévoit un procédé de 70 24346 2 2060026 fabrication de dispositifs semi-conducteurs comprenant l'exposition pas-à-pas répétitive d'un traçé dans un matériau sensible sur une pastille de semi-conducteur, au moyen d'un faisceau électronique, la pastille étant alignée avec le faisceau pour faire coïncider des positions de pas prédéterminées du faisceau avec des points désirés de la pastille qui 5 comporte un réseau de référence comprenant une série de repères d'alignement respectivement associés aux points désirés de la pastille, le procédé consistant à aligner tout d'abord approximativement la pastille avec le faisceau, puis à engendrer des signaux indiquant le déplacement des positions des pas du faisceau et fournis par une forme d'onde de balayage pas-à-pas et répétitif tirée des repères d'alignement associés en réponse 10 au balayage de l'ensemble de repères d'alignement par le faisceau, suivant une relation connue avec le balayage pas-à-pas et répétitif et à ajuster les positions relatives de la pastille et des pas du faisceau en fonction de ces signaux, de. manière à obtenir l'alignement désiré. L'alignement approximatif peut être obtenu, par exemple en for-15 mant un bord rectiligne sur la pastille et en plaçant celle-ci contre deux butées à angle droit, de façon que le bord rectiligne repose contre l'une de ces butées, les deux butées étant solidaires d'un support mécanique réglable à une position de référence pour assurer l'alignement approximatif désiré. Selon une variante, une grille de référence peut être prévue sur la pastille et, en positionnant celle-ci par observation visuelle à l'aide d'un 20 microscope optique, on peut définir la grille de référence dans la pastille de semiconducteur, par exemple, par un procédé classique de masquage photographique et de décapage. Suivant un premier exemple, les repères d'alignement peuvent être formés dans la surface de la pastille et les signaux correspondant à ces repères peuvent 25 être obtenus par émission d'électrons secondaires par la pastille sous l'action du faisceau électronique de balayage. Suivant un autre exemple, les signaux correspondant aux repères d'alignement peuvent également être obtenus en réalisant ces repères sous la forme de traits sur un matériau semi-conducteur du type de conductivité opposé à celui du corps 30 principal de la pastille semi-conductrice, en appliquant un potentiel électrique entre les repères d'alignement et la pastille semi-conductrice pour polariser en sens inverse la jonction formée entre eux et à balayer la pastille avec le faisceau électronique dans la région de la grille d'alignement tout en engendrant un signal de sortie en réponse au courant inverse traversant la jonction. Des valeurs de crête du courant inverse traversant la 35 jonction entre les repères d'alignement et la pastille semi-conductrice apparaissent chaque fois que le faisceau électronique de balayage traverse cette jonction et fournissent une indication de la position des traits-repères d'alignement, ce qui permet un alignement précis du faisceau électronique. Les repères d'alignement peuvent se présenter sous la forme d'une 40 grille de référence relativement petite formée de traits se coupant entre eux, centrés sur 70 24346 3 2060026 l'intersection de deux traits d'une grille plus grande utilisée pour l'alignement approximatif et qui est du type optique décrit ci-dessus. Sous un autre aspect de l'invention, il est prévu un appareil permettant d'exposer un matériau de réserve sensible au bombardement d'un faisceau élec-5 tronique, ledit appareil comprenant des moyens pour former un faisceau électronique focalisé sur le matériau de réserve, des moyens de production de signaux de déviation, des moyens de déviation du faisceau électronique agissant en réponse à ces signaux de déviation, ceux-ci étant capables de faire balayer par le faisceau une trame serrée, des moyens pour produire des signaux de référence représentant les limites d'une zone de 10 réserve à exposer, des moyens pour comparer les signaux de déviation avec les signaux de référence et des moyens capables, en réponse au fonctionnement de ces moyens de comparaison, d'empêcher l'exposition de la réserve à l'extérieur de la zone à balayer. Dans un mode de réalisation particulier, le mouvement de balayage du faisceau électronique est commandé par des signaux de référence produits par un générateur de tracé, ces signaux de 15 référence représentant les coordonnées des limites d'une zone de la réserve à exposer et confinant la trajectoire du faisceau électronique entre les limites de cette zone. Une fois que la zone désirée du matériau de réserve a été balayée et exposée, le générateur de tracé produit un signal qui supprime le faisceau électronique pour empêcher une exposition du matériau de réserve à l'extérieur de la zone désirée. Dans le cas où des zones du maté-20 riau de réserve sont exposées en utilisant un traçé pas-à-pas et répétitif, les signaux de suppression du faisceau sont efficaces pendant les périodes de progression pas-à-pas et -peuvent être prolongés pendant un court laps de temps après chacune de ces progressions, avant que ne commence le balayage d'une nouvelle zone de réserve. Pour faciliter l'alignement de la pastille avec la trame de balayage 25 du faisceau électronique, un moyen de présentation visuelle tel qu'un tube à rayons cathodiques de reproduction d'image peut être prévu; il est alimenté par un signal tiré du balayage par le faisceau électronique de repères de référence sur la pastille, le moyen de présentation visuelle étant agencé de telle manière que des représentations des repères de référence apparaissent à des positions relatives prédéterminées lorsque la pastille est correc-30 tement alignée. Le signal est, de préférence, obtenu au moyen d'un multiplicateur d'électrons à canaux sensibles à l'émission secondaire de la pastille. Au lieu de cette présentation visuelle des repères de référence, on peut prévoir des moyens automatiques pour effectuer l'alignement de la pastille par rapport au balayage par le faisceau électronique. 35 En conséquence, sous encore un autre aspect de l'invention, celle- ci prévoit un appareil permettant d'exposer plusieurs traçés identiques comportant une série de repères de référence, chaque traçé étant disposé de la même manière par rapport à un repère de référence respectif sur un matériau de réserve sensible au bombardement électronique, ledit appareil comprenant des moyens pour produire un faisceau électronique 40 focalisé sur le matériau de réserve, des moyens pour dévier ce faisceau électronique de 7.0 24346 4 2060026 façon qu'il décrive les traçés désirés sur le matériau de réserve, des moyens pour engendrer des signaux électriques en réponse au balayage des repères de référence par le faisceau électronique, et des moyens capables, en réponse à ces signaux électriques et au fonctionnement des moyens de déviation, d'établir une relation particulière entre les repères de 5 référence le matériau de réserve et la trajectoire de balayage du faisceau électronique. De préférence, l'amplitude de la forme d'onde de balayage est ajustée de manière à assurer le traçé désiré sur un matériau de réserve exposé bien que, selon une variante, l'amplitude de balayage puisse être maintenue constante, le faisceau électronique étant alternativement supprimé et rétabli, de façon que seules les parties 10 désirées de la trace du faisceau agissent sur le matériau de réserve. L'invention permet également de créer un dispositif semi-conducteur fabriqué par le procédé ou au moyen de l'appareil décrits ci-dessus et l'on a trouvé qu'il est possible, grâce à l'invention, de délimiter des régions d'un dispositif semi-conducteur, d'une largeur inférieure au micron, des largeurs de l'ordre de 0,1 à 0,25 micron pouvant 15 même être obtenues. L'exposition à un faisceau électronique de matériaux de réserve sensibles au bombardement électronique, prévue suivant l'invention, peut également être utilisée pour définir des traçés d'interconnexion métallisés sur une pastille de semiconducteur. 20 Parmi les avantages de l'invention, on peut mentionner le fait que des traçés de géométries désirés, y compris des géométries de faibles dimensions et des géométries complexes, peuvent être délimités dans une couche de matériau de réserve sensible aux électrons, dans laquelle on peut, en outre, pratiquer des ouvertures de très petites dimensions, par exemple, d'un micron et moins, après quoi l'on peut déterminer 25 des traçés et des ouvertures de formes et de dimensions correspondantes dans un matériau (tel qu'un oxyde ou autre revêtement de surface protecteur d'un substrat, ou une couche de métallisation) sous-jacent à la couche de réserve par l'utilisation de techniques convenables telles que le décapage chimique ou ce qu,on peut appeler le «décapage aux ions d'argon». Avec ces techniques, on peut produire des dispositifs semi-conducteurs ayant une 30 très petite géométrie et des régions actives définies de façon précise telles que des transistors hyperfréquence ayant des géométries de l'ordre du micron et, par exemple, des largeurs d'émetteur d'environ 1 micron ou moins ainsi que des dispositifs à effet de champ ayant des largeurs de grille d'environ 1 micron ou moins; des régions actives d'environ 0,1 à 0,25 micron de largeur peuvent être obtenues par la mise en œuvre de 35 l'invention. La définition poussée, que l'invention permet d'obtenir, offre également la possibilité d'augmenter la densité logique de systèmes LSI et MSI, sensiblement dans le rapport de 1 à 100. En outre, on peut utiliser une commande par calculatrice du traçé de balayage du faisceau électronique pour obtenir la délimitation rapide de tracés extrême-40 ment complexes et de faible géométrie sans utiliser aucun masque pour délimiter les 70 24346 5 2060026 régions actives des composants et pour délimiter les zones de contact et les configurations d'interconnexion métallisées lors de la fabrication des circuits intégrés, ce qui conduit à des économies de prix de revient importantes lors de la production de dispositifs MSI et LSI, tout en rendant possible la fabrication économique de tels dispositifs en fonction des 5 demandes de la clientèle. Par exemple, alors que la préparation des jeux de masques nécessaires pour la production de circuits intégrés par les techniques de photogravure classiques peut souvent demander plusieurs semaines, l'invention offre la possibilité de produire le tracé de balayage par un faisceau électronique nécessaire en rédigeant un programme de calculatrice approprié qui ne demande qu'une heure ou deux. En outre, des modifications 10 des géométries désirées ou des configurations de métallisation qui exigeraient la préparation d'un ou plusieurs masques complets dans la technique classique ne demande qu'une simple modification du programme de la calculatrice pour ajuster le tracé de balayage par le faisceau électronique, ce qui conduit à une plus grande liberté dans la mise au point des circuits intégrés. 15 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement â titre d'exemple : La Fig. 1 représente la surface d'une pastille de silicium au cours de la production d'une grille d'alignement sur cette pastille, conformément à un exemple 20 particulier de l'invention; La Fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la pastille représentée sur la Fig. 1; La Fig. 3 est un schéma montrant les divers stades d'un procédé de fabrication conformément à un exemple de l'invention; 25 La Fig. 4 est une vue schématique d'un exemple d'appareil assu rant la mise en œuvre du procédé suivant l'invention ; La Fig. 5 est un schéma mettant en évidence un exemple particulier de technique d'alignement; La Fig. 6 est un schéma synoptique d'un exemple particulier de 30 générateur de tracé pouvant être utilisé dans l'appareil de la Fig. 4; Les Fig. 6A à 6F sont des schémas électriques des six blocs qui constituent le générateur de la Fig. 6. La Fig. 7 montre les régions de contact sur la pastille de silicium des Fig. 1 et 2 nécessaires pour l'alignement de celle-ci suivant un mode de mise en 35 œuvre du procédé décrit ici; Les Fig. 8a et 8b montrent la détection d'une grille d'alignement suivant cet exemple, et La Fig. 9 représente un exemple particulier d'un transistor produit par le procédé suivant l'invention. 40 Sur la Fig. î est représentée une surface d'une pastille 1 de 70 24346 6 2060026 silicium (bien que d'autres matériaux semi-conducteurs tels que du germanium ou des semi-conducteurs intermétalliques puissent être utilisés) sur laquelle est définie une grille grossière 2 formée de deux séries orthogonales de traits parallèles. Cette grille de référence grossière 2 subdivise la surface de la pastille 1 en un certain nombre de cases carrées 3 5 et l'on a représenté en 4 une grille de référence plus petite ayant les mêmes dimensions que l'une des cases 3, centrée sur l'un des points d'intersection des traits de la grille de référence 2. La pastille 1 peut être préparée comme suit : on oxyde tout d'abord sa surface, puis on la revêt d'une couche de matériau de réserve photographique à action posi: tive; la grille de référence 2 est alors définie sur le matériau de réserve photographique par 10 exposition de la couche à de la lumière ultraviolette à travers un masque convenable; la couche de matériau de réserve est ensuite développée et la grille de référence est gravée dans la couche d'oxyde sur la surface de la pastille 1 d'une manière convenable quelconque. (La couche d'oxyde peut être formée par une technique convenable quelconque telle que la transformation thermique ou le dépôt ou bien être remplacée par une autre couche 15 protectrice convenable, par exemple de nitrure de silicium). Pour donner un exemple type, les traits de la grille 2 peuvent avoir une largeur de 3 microns et les cases 3, 0,25 cm de côté. Etant donné qué lès traits de la petite grille de référence 4 doi vent être plus fins que les techniques optiques le permettent, la pastille oxydée 1 est alors revêtue d'un matériau de réserve à action positive sensible à un bombardement par un faisceau électro-20 nique. Bien que des matériaux de réserve photographiques à action positive classiques (par exemple KMER ou Shipley AZ1350) puissent être utilisés, il s'est avéré préférable de se servir de matériau de réserve à base d'un polymère convenable tel que du polyméthacrylate de méthyle, de viscosité appropriée, qui permet d'obtenir une meilleure définition. On trouvera une information plus détaillée sur ces polymères dans la revue I.B.M. Journal, Mai 25 1968. page 251. La pastille revêtue est cuite puis transférée sur la table de travail d'une machine à faisceau électronique, qui sera décrite plus loin. Dans cette machine, l'intersection de deux des traits 2 de la grille de référence est alignée avec la trajectoire du faisceau électronique au moyen d'un microscope optique prévu sur là machine et, ensuite, le faisceau électronique est commandé de façon qu'il trace la petite grille de référence 4 30 dans le matériau de réserve; les traits 5 de la grille ont, par exemple, 1 micron de largeur et définissent des cases 6, par exemple, de 250 microns de côté (Fig. 2). Après le traçage par le faisceau électronique de la petite grille 4 sur toute la surface du matériau de réserve, celui-ci est traité avec un solvant ou un décapant approprié, de manière à graver la petite grille dans le matériau de réserve. Le revêtement d'oxyde de la pastille est ensuite 35 décapé à travers le matériau de réserve; puis la pastillé est elle-même décapée à travers le revêtement d'oxyde, de sorte que la petite grille (qui correspond à la grille 4) est gravée dans la pastille elle-même. Le revêtement d'oxyde et le matériau de réserve sont ensuite éliminés et un nouveau revêtement d'oxyde est formé sur la pastille qui conserve une grille de référence fine permanente, qui peut être aisément repérée par l'appareil décrit 40 plus loin. 70 24346 7 2060026 Comme précédemment décrit, les stades successifs de la formation d'un dispositif semi-conducteur tel qu'un circuit intégré comportant plusieurs composants doivent être alignés avec précision les uns par rapport aux autres de façon que les différentes régions du dispositif soient disposées dans une position relative correcte, ce qui per-5 met la production de composants ayant les caractéristiques désirées. La petite grille de référence est prévue pour permettre un contrôle de la position du faisceau électronique sur la pastille 1, de façon que des expositions successives effectuées par la machine soient alignées de façon précise entre elles. Bien qu'un seul carré de la petite grille 4 soit représenté sur les Fig. 1 et 2, on comprendra aisément qu'en pratique toute la surface de la 10 pastille 1 serait couverte par les traits de la petite grille de référence, le processus décrit ci-dessus de formation de la grille 4 centrée sur l'une des intersections des traits de la grille de référence 2 étant répété pour toutes ces intersections. La pastille 1 est généralement une tranche d'un cristal de silicium et, dans le cadre de la présente description, on considère à titre d'exemple, un carré 15 d'un centimètre de côté tel que représenté sur la Fig. 3, sur cette tranche. En raison de la précision exigée pour le positionnement du faisceau électronique et de la finesse du spot de focalisation produit par le faisceau, sa déviation est limitée, par exemple, à 0,25 cm dans les deux directions X et Y, de façon que la zone balayée par le faisceau électronique soit représentée par le carré 9 de 0,25 cm. de côté. Dans l'exemple considéré sur la Fig.3, 20 le carré 9 est subdivisé en cent cases carrées destinées à contenir des éléments semiconducteurs identiques, à raison d'un dans chaque case, du type représenté schématïquement dans le carré 10. Sans entrer dans les détails de la géométrie des divers éléments semiconducteurs qu'il pourrait être nécessaire de produire dans les cases, on supposera qu'à un certain stade de la production de ces éléments, il soit nécessaire de délimiter une zone 25 rectangulaire 11, par exemple en vue de doper cette zone du matériau semi-conducteur de la case 10. Des zones rectangulaires peuvent être combinées pour produire diverses formes et, en fait, la grande majorité des formes nécessaires pour la fabrication des transistors et des circuits intégrés peuvent être obtenues de cette manière. Si des formes non rectangulaires sont nécessaires, elles peuvent être obtenues en ajustant l'amplitude du balayage. Con-30 formément à la pratique usuelle dans la fabrication des semi-conducteurs, la surface de la pastille est recouverte d'une pellicule d'oxyde (ou d'un autre revêtement protecteur convenable) qui sert à empêcher l'agent dopant d'atteindre le matériau semi-conducteur lui-même et, pour effectuer le dopage désiré, il est nécessaire d'éliminer par décapage une partie de la pellicule d'oxyde. Pour effectuer ce décapage, on revêt la pellicule d'oxyde 35 d'un matériau de réserve sensible au bombardement par un faisceau électronique, tel qu'un matériau de réserve à base de polyméthacrylate de méthyle et l'on place la pastille dans la machine à faisceau électronique décrite plus loin. Après alignement de la pastille, ou plutôt après alignement des grilles de références formées sur la pastille, avec des positions prédéterminées du faisceau électronique, on fait balayer à celui-ci une petite trame 40 qui remplit exactement le rectangle 11. La vitesse de balayage et l'énergie du faisceau sont 70 24346 8 2060026 choisies telles que le matériau de réserve soit effectivement entièrement exposé dans toute l'étendue du rectangle 11. Ensuite, la partie exposée du matériau de réserve peut être sélectivement éliminé de la manière usuelle en utilisant un solvant qui permet le décapage sélectif de l'oxyde non recouvert par le matériau de réserve et le dopage ulté-5 rieur de la pastille. S'il était nécessaire d'aligner la pastille 1 avec le faisceau électronique séparément pour chaque case du carré 9, le temps requis serait prohibitif et, en conséquence, la déviation du faisceau électronique est automatiquement commandée de telle manière qu'une fois que la pastille a été alignée de façon précise, le faisceau électro-10 nique soit amené à balayer une succession de rectangles 11, un dans chacune des cases du carré 9. Pour assurer cette opération automatique, la machine à faisceau électronique est munie d'un générateur de traçé commandé par un enregistrement convenable tel qu'une bande de papier perforée portant, sous forme codée, la longueur Xj_ et la hauteur Yl du rectangle 11 ainsi que les coordonnées Xi, Y-j d'un sommet de référence du rectangle 11. 15 Les valeurs successives des coordonnées X-j, Y-j sont fonction de l'espacement des éléments semi-conducteurs à produire et le générateur de tracé comprend des moyens capables de faire balayer au faisceau électronique successivement tous les rectangles 11 contenus dans le carré 9 sans que l'opérateur ait à intervenir. Une fois que le balayage électronique pas-à-pas et répétitif décrit ci-dessus a été effectué sur toute l'étendue du carré 9, la 20 pastille 1 est décalée mécaniquement en déplaçant la table de travail de manière à amener un autre carré de la pastille sous le faisceau électronique et à procéder à un ré-alignement Ensuite, l'opération électronique pas-à-pas et répétitive est à nouveau effectuée et ainsi de suite jusqu,à ce que toute la surface de la pastille ait été traitée de la manière nécessaire. Il va de soi que les dimensions et nombres de traits de subdivision indiqués sur la 25 Fig. 3 ne sont donnés qu'à titre de simple exemple et que d'autres dimensions et subdivisions pourraient tout aussi bien être utilisées. La Fig. 4 représente, sous une forme schématique, un exemple particulier de machine à faisceau électronique et de dispositif de commande convenant pour effectuer les opérations décrites ci-dessus. La machine à faisceau électronique proprement 30 dite comprend une enceinte ou enveloppe 12 reliée par une conduite 13 à une pompe à vide non représentée. A l'intérieur de l'enveloppe 12 est prévu un canon à électrons qui peut être, par exemple, thermoionique, à partir duquel les électrons franchissent des bobines 15 d'alignement et de suppression du faisceau pour parvenir à une lentille 16 de condenseur magnétique. En quittant |a lentille de condenseur, le faisceau traverse des 35 bobines de déviation 17 pour parvenir sur une lentille d'objectif magnétique 18. Dans la chambre de travail 19, à l'intérieur de l'enveloppe 12, est prévue une table de travail 20 sur laquelle on place la pastille 1. La table de travail 20 est montée sur un support mécanique convenable 21 qui peut être commandé de l'extérieur de l'enveloppe 12. La lentille d'objectif 18 sert à focaliser le faisceau électronique sur la surface de la pastille 40 1. Pour l'alignement grossier de la pastille dans la machine, il est prévu un microscope 70 24346 9 2060026 optique 22 à travers lequel la surface de la pastille 1 peut être observée à l'aide d'un miroir 23. Pour obtenir un signal vidéo en réponse aux traits de grille formés sur la surface de la pastille 1, il est prévu un multiplicateur d'électrons 24 à canal unique qui capte les électrons secondaires émis par la surface de la pastille 1; comme il est bien 5 connu d'après son utilisation dans un microscope électronique analyseur, l'émission secondaire, qui se produit pendant que le faisceau électronique balaie la surface, varie en réponse aux repères de la surface balayée. En conséquence, le multiplicateur 24 produit un signal vidéo représentant les repères de la surface de la pastille I, signal qui est appliqué à un amplificateur 25, puis à un tube à rayons cathodiques 26 de présentation 10 visuelle. Un générateur de tracé 27 fournit des signaux de déviation X et Y (horizontale et verticale) pour les bobines de déviation 17 ainsi que pour le tube à rayons cathodiques de présentation visuelle 26 et également des signaux de suppression du faisceau et des signaux de correction de foyer qui sont appliqués à des circuits d'alimentation 28 d'alignement des lentilles et du faisceau. Les circuits 28 fournissent les courants et les tensions 15 nécessaires pour focaliser le faisceau électronique sur la surface de la pastille 1, pour corriger l'astigmatisme des lentilles, pour aligner le faisceau émis par le canon à électrons avec les lentilles et pour supprimer le faisceau. En raison de la. difficulté qu'on éprouve pour supprimer le faisceau rapidement, au moyen d'une électrode de commande, la suppression du faisceau est effectuée en déviant le faisceau à l'écart de l'axe du système de lentilles 20 de façon qu'au lieu de traverser l'ouverture d'une lentille, il soit supprimé. De préférence, le canon à électrons est disposé à l'écart de l'axe du système de lentilles, de façon que de la lumière provenant de la cathode ne puisse tomber sur la surface de la pastille 1 et provoquer une exposition photographique du matériau de réserve; en outre, on peut également empêcher ries ions émis par la cathode d'atteindre la pastille 1. Une unité 30 25 assure l'alimentation du filament EHT du canon à électrons. Un lecteur de bande perforée 31 est prévu pour appliquer au générateur de tracé 27 des signaux sous forme numérique, de manière à déterminer la déviation du faisceau électronique comme décrit ci-dessus. L'appareil représenté sur la Fig. 4 a deux modes de fonctionnement, l'un pendant l'alignement et le second pendant l'exposition du matériau de réserve. 30 Pendant l'alignement, les grilles de référence représentées sur les Fig. 1 et 2, qui ont été précédemment formées sur la surface de la pastille 1, provoquent la production d'un signal vidéo par le multiplicateur d'électrons 24, signal qui, lorsqu'il est présenté visuellement sur le tube à rayons cathodiques 26, peut être choisi de manière à donner une image agrandie de la grille, de façon que son alignement puisse être contrôlé â l'aide de 35 repères prévus sur l'écran du tube à rayons cathodiques. Toutefois, on peut utiliser un procédé d'alignement plus précis, comme représenté sous forme schématique sur la Fig. 5. La Fig. 5 représente une partie d'une matrice d'éléments semiconducteurs qui peut comprendre, par exemple, cent éléments disposés en un carré de 10 x 10. Dans chacune des cent cases est prévu un repère d'alignement 32 tracé dans le 40 revêtement d'oxyde ou dans le matériau semi-conducteur lui-même sous la forme d'une 70 24346 10 2060026 petite croix disposée dans un coin de la case â un emplacement où elle ne gêne aucune des opérations effectuées sur le matériau semi-conducteur. Il n'est pas essentiel de disposer d'un repère d'alignement dans chaque case et l'on peut ne prévoir des repères que dans certaines cases choisies ou bien les croix en question peuvent également être formées en 5 même temps que la petite grille de référence 4 sur la surface de la pastille 1 ou encore elles peuvent être constituées par les intersections de cette grille. Une fois que la pastille a été préparée en vue de son exposition au faisceau électronique , par exemple, par formation d'une pellicule d'oxyde sur sa surface, puis application d'un revêtement de réserve sensible aux électrons, on la place sur la table 10 de travail 20 de la machine représentée sur la Fig. 4 et on l'aligne grossièrement en utilisant le microscope optique 22. Des paramètres sont ensuite transmis du lecteur de bande de papier 21 au générateur de tracé 27 pour faire balayer par le faisceau électronique des zones carrées de 10 microns centrées sur les croix de repère d'alignement 32, c'est-à-dire que les croix se coupent au centre des trames si la pastille est correctement alignée 15 et si l'amplitude de balayage est correcte. Dans ce mode, le générateur de tracé 27 progresse pas-à-pas dans la direction X seulement et ne progresse pas dans la direction Y, de sorte que seule la rangée centrale de cases de la matrice de 10 x 10 est balayée. Les signaux vidéo produits par le multiplicateur 24 sont appliqués au tube à rayons cathodiques 26 pour produire des images séparées des dix croix de repère d'alignement sur 20 l'écran du tube. Le balayage du tube de présentation visuelle 26 est calculé de telle façon que les images des dix croix soient fortement agrandies, par exemple, mille à cinq mille fois mais qu'elles apparaissent étroitement juxtaposées sur l'écran comme représenté sur la Fig. 5. Lorsque l'alignement de la pastille est correct, les dix croix apparaissent toutes centralement à l'intérieur des trames sur l'écran du tube à rayons cathodiques 26 et tout 25 désalignement est immédiatement mis en évidence. I! n'est pas essentiel de prévoir des repères d'alignement dans chacune des cases et, lorsque cela convient, on peut prévoir des repères seulement dans des cases choisies ou encore, selon une variante, on peut ne balayer que les repères de certaines des cases d'une rangée particulière au cours de l'opération d'alignement. Lorsque des croix de repère d'alignement sont utilisées, il n'est pas 30 nécessaire de repérer les grilles grossière et fine décrites ci-dessus. Les Fig. 6A à 6F représentent un montage convenable du générateur de tracé qui produit les formes d'onde nécessaires pour dévier le faisceau électronique de façon qu'il décrive les lignes droites et les trames nécessaires. Le générateur de trame 40 (Fig. 6 C) est un générateur de forme d'onde en dents de scie qui reçoit du 35 convertisseur numérique-analogique 41 et 42 (Fig. 6 C et 6 A), respectivement des tensions de référence représentant X|_ et Y[_ et qui déterminent l'amplitude des formes d'onde de balayage X et Y, respectivement et, par conséquent, la largeur et la hauteur du rectangle 11 (Fig. 3). Les convertisseurs 41 et'42 sont constitués par des réseaux résistifs en échelle avec des commutateurs actionnés en fonction des signaux d'entrée numériques. 40 Les formes d'onde de balayage, du générateur 40 sont appliquées à des circuits de somma- 70 24346 h 2060026 tion 43 et 44, respectivemenl(Fig.6 D et 6 B) qui déterminent les points d'origine des formes d'onde. Les circuits de sommation 43 et 44 qui comprennent des amplificateurs de sommation classiques sont également munis de convertisseurs numérique-analogique constitués par des réseaux résistifs en échelle et auxquels des signaux de référence numériques représentant Xi et Yq sont, respectivement appli-5 qués, de sorte que les signaux de sortie des circuits de sommation 43 et 44 peuvent être constitués par des formes d'onde en dents de scie partant de valeurs représentant Xq et Y-j et dont les amplitudes représentent X|_et Y|_, respectivement; ces formes d'onde sont utilisées pour commander la course du faisceau électronique entre les limites nécessaires pour assurer la production des petites trames utilisées pour produire le rectangle 11 (Fig3). Les sorties des circuits 43 et 44 sont appliquées, par l'intermé-10 diaire de commutateurs analogiques 45 et 46 (Fig.6 E) à des circuits d'alignement de tracé 47 et, de là, par l'intermédiaire de circuits de correction de distorsion 48, à des amplificateurs de sortie 49 et 50 excitant les bobines X et Y, respectivement (Fig. 6 F). Le générateur comprend deux jeux de commutateurs analogiques 51 et 52 (Fig. 6 C et 6 A) qui assurent le déplacement pas-à-pas pour les intervalles des cases X et Y, ces commuta-15 teurs étant réglés à l'avance. Une unité 53 (Fig. 6 A) contient les circuits nécessaires pour assurer la logique qui détermine l'excitation des commutateurs 51 et 52, de façon à produire le déplacement pas-à-pas, le long des rangées et des colonnes de cases du faisceau électronique, celui-ci étant supprimé pendant les périodes de progression pas-à-pas. Ce mode de progression est également utilisé pour assurer le balayage électronique répétitif mentionné 20 précédemment à propos de la Fig. 3. Le générateur comprend également une unité logique à hystérésis 54 (Fig. 6 E) à partir de laquelle des signaux sont appliqués aux commutateurs 45 et 46 et, de là, aux bobines de balayage X et Y. L'unité 54 est nécessaire du fait que le circuit magnétique et les bobines utilisées pour dévier le faisceau électronique ont une hystérésis 25 magnétique qui ne saurait être négligée. Ainsi, si des tracés sont décrits au hasard par le faisceau électronique, une dérive continue de la position de zéro du faisceau électronique se produit. Cet effet est éliminé par le circuit logique à hystérésis qui assure l'application des signaux de progression pas-à-pas aux bobines de déviation suivant la séquence correcte. Généralement, les commutateurs de tension analogiques 45 et 46 reçoivent des signaux 30 du circuit logique à hystérésis 54, de sorte que les deux bobines de déviation X et Y, 49 et 50, fonctionnent cycliquement suivant une boucle d'hystérésis complète de grandeur constante à chaque pas effectué dans la direction Y. Les circuits d'alignement de traçé 47 (Fig. 6 E) permettent d'apporter de petites modifications aux formes d'onde de déviation X et Y. Ces modifi-35 cations peuvent consister en une combinaison quelconque de trois types d'ajustements : petits décalages dans les sens positif et négatif, petits réglages de gain permettant d'ajuster les dimensions du tracé, par exemple de ± 0,5 % et légère avance transversale de manière à introduire une petite rotation de ± 0,01 radian, par exemple, dans les axes X et Y du mouvement de balayage du faisceau électronique. Ces ajustements sont assurés par 40 quatre commandes qui sont à la portée de l'opérateur et se présentent, par exemple, sous 70 24346 12 2060026 la forme de potentiomètres à dix spires. La position centrale de ces commandes est choisie de telle manière que les formes d'onde de déviation traversent sans modification les circuits d'alignement de tracé. Les circuits de correction de distorsion 48 (Fig. 6 F) introduisent g dans les formes d'onde de déviation une non-linéarité prédéterminée et précise qui a été choisie de manière à compenser exactement la non-linéarité de la déviation résultant de la forme géométrique des circuits magnétiques et des bobines de déviation magnétique. Bien qu'elle ne soit pas essentielle à l'opération de formation du tracé ou à l'alignement de la déviation avec la grille de référence gravée sur la pastille, du fait que la non-linéarité est 1 q constante et, par conséquent, commune à toutes les déviations du faisceau, cette fonction de correction de distorsion assure l'obtention au moyen de la machine à faisceau électronique, de tracés rigoureusement rectangulaires. Les paramètres X-| et X|_ et Y[_, mentionnés ci-dessus, à propcs de la Fig. 3, sont appliqués au générateur de tracé soit à partir du lecteur de bande 15 perforée, soit sous forme d'entrées manuelles matérialisées par des signaux décimaux codés en binaire représentant des tensions comprises dans la gamme de 0 à 1,999 volt, avec une définition de 1 mV. Ces signaux sont utilisés pour commander des commutateurs dans les convertisseurs numérique-analogique 41 et 42, de manière à produire des signaux représentant Xj_ et Y|_ ainsi que des commutateurs faisant partie de circuits similaires incorporés 20 aux circuits de sommation 43 et 44, de manière à produire des signaux représentant Xq et Y-]. De préférence, le générateur de trame 40 est agencé de telle manière que les valeurs extrêmes des formes d'onde en dents de scie X et Y puissent être déterminées par comparaison avec des tensions de référence et non pas simplement en 25 fonction des caractéristiques djéléments actifs qui peuvent évoluer; de cette manière, on peut obtenir la précision désirée dans la délimitation des zones balayées. Les fréquences de balayage X et Y des trames produites par le générateur 40 peuvent être ajustées de manière à assurer l'exposition électronique requise du matériau de réserve utilisé. Comme précédemment décrit, la fréquence de balayage Y 30 est choisie telle que les balayages successifs dans la direction X se chevauchent effectivement, de façon que toute la superficie d'un rectangle du matériau de réserve soit soumise à une exposition électronique. Cependant que de nouveaux signaux d'entrée sont appliqués au générateur de tracé et pendant la progression d'un pas d'une case à la suivante dans les deux directions X et Y, un signal est appliqué, par l'intermédiaire du conducteur 55 35 (Fig. 6 A) pour supprimer le faisceau électronique et, par conséquent, éviter le tracé de traits parasites quelconques sur le matériau de réserve par le faisceau électronique. On comprendra également que le générateur de triame n'engendre aucune trame de balayage d'alignement lors du fonctionnement suivant le mode d'exposition du matériau de réserve. Le signal vidéo tiré, dans l'exemple décrit ci-dessus, par le multi-40 plicateur d'électrons 24 des électrons secondaires émis par la pastille 1 en réponse au 70 24346 13 2060026 bombardement de celle-ci par le faisceau électronique, peut être produit également d'autres manières. Par exemple, les deux grilles de référence peuvent être formées dans la surface de la pastille 1 sous la forme de traits de type de conductivité opposé à celui du corps principal de ladite pastille. Si celle-ci est une pastille de silicium du type p, on 5 peut alors diffuser un agent dopant convenable tel que, par exemple, de l'arsenic dans la surface de la pastille 1 le long des traits de la grille de référence, l'arsenic ptant un agent dopant particulièrement convenable du fait qu'il présente un faible coefficient de diffusion aux températures généralement rencontrées au cours de la fabrication de dispositifs semiconducteurs et, par conséquent, n'est pas affecté par les opérations de diffusion ultérieures 10 auxquelles la pastille peut être soumise. Après le dopage des traits de la grille de référence, des zones de contact telles que 61 et 62 représentées sur la Fig. 7 sont formées sur la pastille 1 par des techniques classiques et sont, respectivement, connectées au corps principal de la pastille 1 et aux traits du type n de la grille de référence. La Fig. 8a montre l'utilisation des traits de référence formés de 15 cette manière comme moyen permettant d'obtenir un signal vidéo à partir de la pastille 1 en réponse à l'action du faisceau électronique. Sur cette figure est représentée une vue en coupe transversale d'une partie de la surface de la pastille 1 montrant le matériau du type n définissant un trait 5 de la grille 4 (Fig. 1 et 2). La surface de la pastille 1 est représentée revêtue d'une pellicule 63 d'oxyde et le faisceau électronique est représenté par 20 la référence 64. Avant l'insertion dans la machine à faisceau électronique, des connexions sont établies avec les contacts 61 et 62 (Fig. 7) et des potentiels sont appliqués à ces connexions pour polariser en sens inverse la jonction pn 65 formée entre le corps du type p de la pastille 1 et le matériau du type n du trait 5 de la grille de référence. Si le faisceau électronique 64 ne vient pas frapper la surface de l'oxyde d'un côté ou de 25 l'autre du trait 5, pratiquement aucun courant inverse ne traverse alors la jonction pn. Par contre, lorsque le faisceau 64 tombe sur la jonction d'un côté ou de l'autre du trait 5, des paires électron-trou sont créées dans la région d'appauvrissement à la jonction, ce qui provoque le passage à travers celle-ci d'un courant inverse. Ce courant inverse peut être utilisé comme signal vidéo indiquant la position du faisceau électronique 64 par rapport 30 aux traits 5 de la grille de référence. Comme représenté sur la Fig. 8b, le courant inverse traversant la jonction présente deux crêtes et lorsque le faisceau électronique est directement à l'aplomb du trait 5, le courant inverse présente la faible valeur indiquée sur la Fig. 8b entre les deux crêtes 66. La Fig. 9 représente, à titre d'exemple, une configuration possible 35 d'un transistor qui peut être produit par le procédé suivant l'invention. Il est à noter que ce transistor fait partie d'un banc de dispositifs du même type disposés dans des positions analogues dans chacune des cases 6 définies par les traits 5 de la grille de référence sur la surface de la pastille 1 qui est supposée être du type p. Le transistor 70 comporte des régions d'émetteur (n+), de base (p) et de collecteur (n) rectangulaires 71, 40 72 et 73, respectivement, ainsi que des régions de contact de base (p+) 74 et des régions 70 24346 14 2060026 de contact de collecteur (n+) 75. Les régions de contact de base et de collecteur 74 et 75 sont exposées à travers des fenêtres pratiquées dans la couche d'oxyde recouvrant la surface de la pastille qui présente également des fenêtres de contact 76 donnant accès aux régions d'émetteur 71. Chacune de ces régions et les fenêtres de contact d'émetteur 5 ont été gravées en utilisant une trame de faisceau électronique pour tracer une couche sensible aux électrons, comme décrit ci-dessus, des dimensions types de la région de collecteur 75 étant de 25 microns x 3o microns et les fenêtres de contact d'émetteur ayant une largeur inférieure au micron. Bien qu'un unique élément semi-conducteur soit représenté à l'intérieur de cette case 6 particulière, on comprendra aisément que plusieurs élé-1 q ments de ce type pourraient être formés en même temps en suivant les techniques normales de fabrication des circuits intégrés. L'invention n'est pas limitée à la production de régions rectangulaires étant donné qu'on peut ajuster la forme de la trame balayée par le faisceau en faisant varier X|_ et Y|_ pour produire une région de toute forme désirée, par exemple sous la commande d'une information numérique convenable mémorisée. Pour 15 obtenir ce résultat, il serait nécessaire de remplacer les commutateurs des réseaux résistifs des convertisseurs numérique-analogique 41 et 42 par exemple, par des commutateurs transistorisés afin d'assurer un fonctionnement suffisamment rapide. 70 24346 15 2060026 REVENDICATIONS 1. — Procédé d'exposition sélective d'un matériau sensible à un bombardement d'électrons à l'action d'un faisceau électronique, caractérisé en ce que le faisceau électronique est focalisé sur le matériau et en ce qu'on lui fait décrire une trame g étroitement balayée sur chaque zone à exposer. 2. — Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude du balayage des lignes de la trame est ajustée pendant le balayage, de manière à décrire une forme désirée de trame. 3. — Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, 10 caractérisé en ce que la déviation du faisceau électronique, destinée à lui faire décrire ladite trame, est assurée par des signaux de commande qui sont comparés avec des signaux de référence représentant les limites d'une zone du matériau sensible à exposer pour empêcher toute exposition du matériau à l'extérieur de la zone désirée. 4. — Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les 15 signaux de référence représentent les coordonnées de position de la zone du matériau sensible à exposer. 5. — Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le faisceau électronique est commandé par des signaux de déviation de façon qu'il balaie plusieurs trames étroitement et successivement sur des zones respecti- 20 ves du matériau sensible. 6. — Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'après le balayage de chaque trame, le faisceau électronique avance automatiquement d'un pas jusqu'à une nouvelle position où il est amené à balayer une trame analogue. 7. — Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que pour 25 chaque position de pas, le faisceau électronique est commandé par les signaux de déviation de façon qu'il balaie plusieurs petites trames analogues étroitement espacées disposées de la même manière par rapport aux positions de pas respectives. 8. — Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'antérieurement au balayage de la ou des trames précitées, des repères 30 d'alignement associés à des emplacements désirés sur la zone intéressée du matériau sensible sont utilisés pour établir un alignement désiré entre le faisceau électronique et ce matériau. 9. — Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, permettant l'exposition pas-à-pas et répétitive, d'un tracé d'un matériau sensible au bombar- 35 dement électronique sur un substrat, caractérisé en ce que le substrat présente un réseau de référence constitué par une série de repères de référence respectivement associés à des positions prédéterminées choisies du substrat auxquelles la déviation du faisceau électronique doit amener celui-ci pas-à-pas pour exposer le matériau sensible, en ce qu'avant le balayage desdites trames sur le matériau sensible le substrat est aligné approximativement avec le 40 faisceau électronique après quoi, à des positions de déviation prédéterminées de celui-ci, il 70 24346 16 2060026 est amené à balayer les repères d'alignement, ce qui provoque la production de signaux indiquant le décalage entre lesdites positions de déviation du faisceau et les repères d'alignement, et en ce que les positions relatives de la déviation du faisceau électronique et des repères d'alignement sont ajustées jusqu'à ce que les signaux ainsi engendrés indiquent g une relation désirée entre les positions de déviation du faisceau et les repères d'alignement, relation qui correspond à un alignement des positions de progression pas-à-pas du faisceau électronique et des positions prédéterminées précitées du substrat. 10. — Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le substrat est une pastille semi-conductrice portant un revêtement superficiel protecteur les 1Q repères d'alignement étant gravés dans la surface de la pastille. 11. — Procédé suivant la rëvendication 10, caractérisé en ce que les repères d'alignement sont formés sur des zones distinctes de la surface de la pastille semi-conductrice et en ce que, pendant l'opération d'alignement, chaque repère d'alignement balayé l'est suivant une trame très serrée. 15 12. — Appareil permettant d'exposer un matériau sensible au bombar dement électronique, comprenant des moyens pour former un faisceau électronique focalisé sur ce matériau sensible ainsi que des moyens générateurs de signaux de déviation capable de dévier le faisceau électronique jusqu'à des positions désirées, ledit appareil étant caractérisé en ce que des signaux de balayage font balayer au faisceau une trame très serrée pour 20 exposer une zone désirée du matériau de réserve, et étant en outre caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour produire un signal de référence représentant les limites d'une zone désirée de réserve à exposer à l'action du faisceau électronique et des moyens permettant de comparer les signaux de balayage et les signaux de référence pour confiner entre les limites désirées la zone du matériau de réserve exposé à l'action du faisceau 25 électronique. 13. — Appareil suivant la revendication 12, permettant d'exposer une série de tracés analogues sur un matériau sensible à l'action d'un faisceau 30 ce que des moyens de déviation déplacent le faisceau électronique jusqujà des positions désirées où il balaie des trames successives étroitement espacées correspondant aux tracés respectifs à former dans le matériau sensible, et en ce qu'il comprend un moyen capable, en réponse au balayage des repères d'alignement par le faisceau électronique, d'engendrer des signaux qui peuvent être commandés pour établir une relation entre les positions des 35 repères d'alignement et des positions de déviation prédéterminées du faisceau électronique pour permettre d'amener les repères d'alignement dans une relation de position désirée avec les positions de déviation prédéterminées précitées du faisceau électronique. 14. — Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen permettant d'amener les repères d'alignement et les positions de déviation prédéter- 40 minées du faisceau électronique dans la relation de position désirée, comprend un moyen 70 24346 17 2060026 de visualisation permettant une présentation visuelle d'images des repères d'alignement à mesure qu'ils sont balayés et en ce qu'il comprend des moyens à commande manuelle permettant d'agir sur les moyens de déviation, moyennant quoi un opérateur peut obtenir la relation de position désirée en se référant aux images présentées. 5 15. — Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen de déviation est agencé de manière à faire balayer les repères d'alignement individuellement par de petites trames respectives assez largement séparées les unes des autres et en ce que, sur le moyen de présentation visuelle, les images des repères d'alignement sont engendrées par des trames respectives plus grandes et relativement rapprochées, de 10 sorte que, dans la présentation visuelle, un décalage entre les repères d'alignement et les positions de déviation prédéterminées du faisceau électronique est accentué.