FR1449724A - Procédé de formation d'éléments de circuit électrique à pellicules minces en utilisant des procédés de nucléation sélective - Google Patents

Description

Procédé de formation d'éléments de circuit électrique à pellicules minces en uti lisant des procédés de nuciéation sélective. La présente invention a trait aux éléments de circuit à pellicules minces, actifs et passifs et, plus particulièrement, à un procédé de formation d'élé ments de circuit électriques à pellicules minces mi- crominiaturisés en ayant recours à des procédés techniques de dépôt par vapeur.

Le développement d'appareils électroniques ex trêmement importants et complexes dont les frais de fabrication sont très élevés, entraîne l'industrie à fournir un effort considérable pour exploiter de nouveaux éléments de circuit électriques ainsi que de nouveaux procédés de fabrication et de montage desdits éléments de circuit. La majeure partie de cet effort est dirigé sur l'exploitation des procédés de fabrication en série où l'on procède à la formation d'une grande variété d'éléments de circuit électriques avec leurs interconnexions sur un seul support. Le but à atteindre consiste à simplifier les procédés de fabrication ainsi qu'à réduire<B>le</B> prix de revient de ces appareils électroniques.

Les éléments de circuit électriques, actifs et passifs, à envisager sont formés de minces pellicules conduc trices superposées et convenablement isolées les unes des autres par une mince couche diélectrique. Par exemple, un élément de circuit tout nouvelle ment exploité est le cryotron qui comprend de minces pellicules conductrices métalliques de com mande et de passage direct superposées de façon à créer un champ magnétique. Un élément de circuit passif formé de fa même façon est un condensateur qui comprend deux minces pellicules métalliques séparées par une pellicule diélectrique dont chaque dépôt exige la mise en place et l'enregistrement d'un masque particulier de définition de configura tion.

Généralement, les minces pellicules conductrices et diélectriques constitutives de ces éléments de circuit, ainsi que leurs interconnexions, sont formées à partir de procédés par métallisation sous vide où les différents matériaux sont tour à tour thermi- quement évaporés et déposés sur un support sui vant des configurations géométriques précises. Dans l'antériorité, les procédés requièrent successi vement la mise en place et l'enregistrement précis de nombreux masques de configuration de manière à définir des différentes configurations de dépôt. Cependant, la densité de garnissage des éléments de circuit sur le support n'est pas optimale étant donné que les dimensions de ces éléments ainsi que leurs interconnexions sont nécessairement limitées par les dimensions des ouvertures des masques de défini tions. Dans la technologie actuelle, les dimensions des ouvertures égaies ou inférieures à 0,025 mm sont très difficiles à réaliser. De plus, durant le procédé de dépôt, le matériau d'évaporation qui adhère au bord des ouvertures varie leurs dimensions En conséquence, les masques de définition de confi guration doivent-ils être fréquemment enlevés du système à vide pour être soumis à de minutieux procédés de nettoyage. Aussi, étant donné les effets d'ombre bien connus, ii est difficile de fabriquer de grands ensembles de circuits sur un support à grande superficie. Ces effets d'ombre, dus à une direction angulaire du matériau d'évaporation lors- qu'il vient frapper la surface du support, est la cause d'une répartition inégale et d'une certaine dis torsion de la configuration de dépôt. De manière à assurer une haute fiabilité et à améliorer les tolé rances du système d'enregistrement du masque, des couches diélectriques superposées dans les pelli- cules conductrices sont normalement déposées sui vant une dimension supérieure à celle exigée de manière à réduire les possibilités de court-circuit qui tendent à limiter encore davantage la densité de garnissage.

En conséquence; la nécessité d'utiliser des procé dés de masquage physiques dans de tels systèmes, limite, premièrement, la définition des couches de dépôt finales par suite des effets d'ombre; seconde ment, la densité de garnissage des éléments de cir cuit électriques, et, troisièmement, complique et prolonge les procédés de fabrication. S'il n'était pas nécessaire d'avoir recours à des procédés physiques de masquage dans les procédés de métallisation sous vide et s'ils pouvaient être remplacés par d'autres procédés pouvant définir les configurations des pellicules conductrices déposées, la fabrication en série d'éléments de circuit à pellicules minces serait grandement simplifiée.

En conséquence, un premier objet de la présente invention consiste à fournir un nouveau procédé de formation de minces pellicules conductrices dans des configurations géométriques sélectionnées, en utilisant des procédés de métallisation sous vide.

Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un nouveau procédé de dépôt de minces pellicules conductrices dans des configurations géo métriques sélectionnées dont la résolution est meil- leure que celle réalisée en utilisant des procédés de masquage physiques.

Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un procédé de formation d'éléments de circuit à couches multiples, actifs et passifs, en uti lisant des procédés de métallisation sous vide qui ne font pas intervenir les procédés de masquage phy siques.

Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un nouveau procédé dans lequel une mince couche diélectrique sert à définir une image de nucléation d'une mince pellicule conductrice déposée ultérieurement ainsi qu'à assurer un isolement élec trique.

Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un procédé de formation de connexions électriques de croisement en point sur la surface d'un support plan.

Ces caractéristiques et avantages ainsi que d'autres relatifs à la présente invention sont réalisés en utilisant avantageusement les propriétés particu lières de certains matériaux organiques pouvant être polymérisés. Il s'est avéré que des matériaux orga niques, qui sont également diélectriques, ont des coefficients d'adhérence différents par rapport à des matériaux d'évaporation particuliers lorsqu'ils sont traités (polymérisés) à différents degrés par un milieu énergétique externe. La différence finale des coefficients d'adhérence est telle qu'une quantité donnée de matériau d'évaporatisation métallique forme une pellicule électriquement continue sur le matériau organique dans un état de polymérisation et non dans l'autre. En conséquence, lorsqu'une mince pellicule organique est traitée sélectivement (polymérisée), dans un mode de configuration, une pellicule électriquement continue peut être formée dans une configuration désirée. La quantité de ma tériau de dépôt devrait être suffisante pour ne for mer une pellicule électriquement continue que sur les parties du matériau organique offrant le coeffi cient d'adhérence le plus élevé par rapport aux maté riaux de dépôt. Les zones traitées du matériau orga nique forment, en effet, une image de nucléation positive qui remplit une double fonction dans le procédé de fabrication. Premièrement, une telle image définit la configuration du matériau de dépôt en fournissant des sièges de nucléation très effi caces (c'est-à-dire, un coefficient d'adhérence élevée) et, secondement, une telle image fournit un isolement électrique entre la configuration du matériau de dépôt métallique et une mince pellicule métallique déposée préalablement. Il est à noter tout particu lièrement que la configuration du matériau de dépôt est formée sans avoir recours à des procédés de masquage physiques, ce qui accroît alors consi dérablement la résolution et également la densité de garnissage de ces configurations. De préférence, l'épaisseur et aussi le traitement du matériau orga nique sont tels qû ils peuvent complètement poly mériser les parties définissant l'image de nucléation de manière à fourysr un isolement électrique entre les pellicules conductrices adjacentes. Une épaisseur préférée de matériau organique polymérisé est d'environ 500 Â et elle assure une surface fisse ainsi qu'une pellicule d'isolement continue. Si besoin est, une autre épaisseur de matériau organique peut être polymérisée sur la pellicule conductrice lorsqu'elle est formée.

Dans l'antérioté récente, les minces pellicules organiques sont polymérisées soit par bombardement de particules, c'est-à-dire, électrons, ions, etc., soit par des procédés photolytiques. Dans de tels procé dés, le bombardement de particules ainsi que Pirra- diation par la lumière actinique élèvent les molécules d'un matériau organique à un état excité permettant la réalisation de la polymérisation. Lorsqu'il est fait usage des procédés de bombardement par des particules, le traitement de polymérisation est obtenu, par un mécanisme de changement de niveau d'énergie dù aux énergies importantes des particules incidentes. Lorsqu'il est fait usage des procédés photolytiques ce procédé est obtenu par un méca nisme de polymérisation par addition de vinyle. Comme il est décrit par la suite, l'un ou l'autre de ces procédés peut être utilisé pour mettre en pra tique les principes de la présente invention.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exem ple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente une vue d'ensemble des configurations de minces pellicules métalliques su- perposées définissant une connexion de croisement en point sur un support plan et représente de façon symbolique de nombreux éléments de circuit élec triques, actifs et passifs, qui peuvent être formés conformément aux principes de la présente inven tion.

Les figures 2A à 2F représentent une vue en coupe de la même structure laminée faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 utile pour la description du proces sus de dépôt conforme aux principes de la présente invention.

La figure 3A représente (le cas idéal des courbes) du logarithme du coefficient d'adhérence d'un maté riau organique particulier par rapport nu plomb, à l'étain et à l'indium en fonction du degré de poly mérisation.

La figure 3B représente la courbe idéale du loga rithme du coefficient d'adhérence en fonction de la structure d'une mince pellicule organique polymé risée.

La figure 4 illustre un système convenant à la mise en pratique des principes de la présente invention. La figure 1 représente une structure laminée qui comprend des pellicules métalliques minces super posées 1 et 3 formées dans les configurations désirées et isolées l'une de l'autre par une première pellicule diélectrique mince 5 et d'un support plan 9 par une seconde couche diélectrique -mince 7. Comme le montre la figure, la structure laminée définit une connexion électrique de croisement en point utile, par exemple, pour interconnecter des éléments de circuit actifs, non représentés, formés sur le support 9. Ii est évident pour l'homme de l'art que les pelli- cules métalliques 1 et 3 peuvent être déposées con formément à la méthode décrite ci-après dans une configuration voulue quelconque pour former tout élément bien connu de circuit actif et passif à fine pellicule, par exemple, du cryotron, un condensa teur, etc. La structure laminée de la figure 1 repré sente symboliquement ces dispositifs en ce sens que les pellicules métalliques 1 et 3 sont successivement déposées dans des configurations déterminées et électriquement isolées les unes des autres par une couche diélectrique 5.

Jusqu'ici, les pellicules 1 et 3 étaient formées dans des configurations désirées en interposant des mas ques de définition de configurations sur le support 9 de façon à intercepter les parties sélections nées d'un courant de matériau d'évaporation. Pour la formation de la structure laminée de la figure 1, par exemple, il était nécessaire de déposer successi vement les pellicules 1 et 3 ainsi que les couches diélectriques 5 et 7, chaque dépôt exigeant la mise en place et l'enregistrement d'un masque particu lier de définition de configurations. Le procédé de la présente invention pallie aux inconvénients inhé rents à l'art antérieur puisque les configurations distinctes des pellicules métalliques 1 et 3 sont déter- minées par la polymérisation sélective; dans le mode de configuration des couches préalablement formées 5 et 7 du matériau organique. Lorsqu'elles sont polymérisées dans le mode de configuration, le caractère de la surface des parties traitées des couches 5 et 7 du matériau organique change suffi- samment pour définir une image de nuciéation des pellicules métalliques 1 et 3 déposées ultérieurement. Ces parties traitées présentent un coefficient d'adhé rence 01 supérieur au coefficient d'adhérence 02 des parties non traitées des couches 5 et 7 du maté riau organique. C'est pourquoi le matériau de dépôt métallique dirigé sur les couches 5 et 7 du matériau organique tend à adhérer et à s'agglomérer plus rapidement sur les parties traitées définissant l'image de nuciéation (coefficient d'adhérence 01) et à s'évaporer de nouveau des parties non traitées (coef ficient 02). En conséquence, lorsque la quantité du matériau de dépôt métallique est commandée, une pellicule métallique électriquement continue se forme uniquement sur les parties traitées (poly mérisées) des couches 5 et 7 présentant le plus fort coefficient d'adhérence 01, c'est-à-dire, l'image de nuciéation. Aussi, les mêmes parties des couches 5 et 7, puisqu'elles sont polymérisées, servent-elles à isoler électriquement, la configuration finale à minces pellicules métalliques.

Le procédé de fabrication est donc considérable ment simplifié en ce sens que les étapes de défini tion des configurations des minces pellicules conduc trices 1 et 3 et d'isolement électrique, sont combinées Les différentes étapes du processus sont décrites d'une façon plus détaillée par la suite en regard de la figure 4 qui illustre un système à vide utilisé pour la réalisation du principe de la présente invention faisant appel aux procédés de polymérisation photo- lytique et de faisceau électronique.

Le système de la figure 4 comprend une chambre à vide 13 définie par un élément de protection cylin- drique 15 et deux plaques supérieure et inférieure et 19. L'élément 15 s'adapte dans les rainures 21 et 23 des plaques respectives 17 et 19 pour les for mations de joints sous vide hermétiques aux pres sions de l'ordre par exemple, de 10-6 mm/Hg. Une pompe à vide 25, de conception classique, communique avec l'intérieur de la chambre à vide 13 par l'orifice d'échappement 27 fait dans la plaque inférieure 19.

Un élément de maintien 29 du support 9 est placé dans la partie supérieure de la chambre à vide 13 (fig. 1). Cet élément 29 est monté sur pivot de ma nière à pouvoir tourner sur le tourillon 31 qui se trouve sur la paroi arrière de l'élément cylindrique 15 et est connecté à une manette de commande 33. L'élément de maintien 29, lorsqu'il est en position A, comme le montre la figure, et qu'il s'appuie sur l'axe d'arrêt 35, est placé immédiatement au-dessus d'un ensemble de sources d'évaporation 37, 39 et 41. Ces sources d'évaporation peuvent être de con ception classique et contiennent des matériaux d'éva poration sélectionnés pour former la structure lami- née de la figure 1. Par exemple, si la structure lami- née définit un dispositif cryotron 3> ayant un con ducteur à passage direct (pellicule mince 3) formé par un matériau doux supraconducteur, par exemple de l'étain (Sn), et un conducteur de commande (pel licule mince 1) formé par un matériau dur supra conducteur, par exemple du plomb (Pb), les maté riaux d'évaporation de l'étain et du plomb sont contenus dans les sources respectives 37 et 39. En outre, si la structure laminée définit une connexion de croisement en point comme le montre la figure, dans laquelle les pellicules métalliques 1 et 3 sont formées à partir d'un même matériau, par exemple de l'argent, une seule source d'évaporation est néces saire. La troisième source d'évaporation 41 contient un matériau organique pouvant être polymérisé, par exemple, huile au silicone, épichlorhydrine de bisphénol-A, éther de digiicidyle de résorcine, siloxane phéniiique méthylique, etc., présentant une faible tension de vapeur et qui va se déposer, lorsqu'il sera volatilisé, sous forme d'une mince pé1iicule sur le support 9. Les sources 37, 39 et 41 sont respectivement connectées à des régulateurs de température 42, de type classique, qui commandent l'énergie électrique qui leur est appliquée.

En outre, tandis que l'élément de maintien est en position A, toute la surface du support 9 est exposée à un faisceau électronique provenant du canon élec tronique 43. Le canon 43 comprend un système de déflexion, soit électromagnétique, soit électrostatique constitué par des plaques de déflexion 45 et 47 montées sur un support 48. Les plaques de déflexion 45 et 47 sont connectées à une unité d'adressage 49 convenablement programmée, par exemple, par un programme emmagasiné, une bande magnétique, etc., pour fournir des signaux appropriés de sorte que le faisceau électronique vienne frapper les zones sélectionnées du support 9 dans le mode de confi guration. Comme il sera vu par la suite, lorsqu'une couche de matériau organique a été déposée sur le support 9, le faisceau électronique est adressé par l'unité d'adressage 49 pour bombarder les zones sélectionnées de chaque couche dans la configura tion désirée. Les molécules bombardées du matériau organique sont élevées à un état excité et polymérisent les parties réagissant présentent un coefficient d'adhé rence 61 supérieur à celui que présentent les parties ne réagissant pas. En conséquence, les parties réa- gissantes, ou polymérisées, de chaque couche présentent un plus grand nombre de sièges de nuciéa- tion auxquels un matériau de dépôt métallique ulté rieur adhère de préférence. Les parties excitées des couches 5 et 7 définissent alors la configuration finale du matériau de dépôt et jouent le rôle des masques physiques de définition de configurations des pro- cédés de l'art antérieur.

Inversement, lorsque l'élément de maintien 29 vient en position B (représenté sur la figure par une ligne hachurée), le support 9 est placé en-dessous d'un système optique 51 pour effectuer une poly mérisation photolytique. Le système, optique 51 comprend une source 53 de lumière ultraviolette de fréquences contrôlées, une lentille de coüimation 55, et un masque optique 57, le support 9 est ainsi illuminé dans des configurations optiques détermi nées. La configuration optique définie par le masque optique 57 est dirigée par un boîtier en quartz 59 qui traverse la plaque supérieure 17, pour pénétrer dans la chambre 13. Lorsque la configuration optique de fréquence choisie est projetée sur une couche adsorbée du matériau monomérique formé sur le support 9, la polymérisation photoiytique des zones illuminées est réalisée.

La description du procédé photolytique est bien connue de l'homme de l'art. Le matériau monomé- rique, sous forme gazeuse et sensible à la polymé risation photolytique, est tout d'abord introduit dans la chambre 13 par l'orifice d'entrée 69. Le matériau monomérique, par exemple, le méthacryiate de butyle, l'acétate de vinyle, le méthacrylate de mé thyle, etc., se répartit entre la phase vapeur et les couches adsorbées sur les surfaces internes de la chambre à vide, par exemple, la surface du support 9. Pour accélérer la formation de cette couche ad sorbée, le support 9 peut être maintenu à des tem pératures réduites au moyen d'une bobine de refroi dissement 61. Lorsque les molécules du matériau monomérique sont illuminées par la configuration optique de fréquences sélectionnées, elles sont ame nées à un état excité et réagissent par un procédé de polymérisation par vinyle pour former une con figuration à pellicule polymérique continue. Le procédé de polymérisation photolytique diffère légèrement du procédé à faisceau électronique en ce sens que l'image de nuciéation est définie par une différence de structure plutôt que par la polymé risation des parties sélectionnées de la pellicule poly- mérique. Par exemple, le matériau non polymérisé adsorbé sur la surface du support 9 s'évaporerait lorsque les pressions appliquées sur le système décroissent et la température du support s'accroît durant le dépôt sous forme de vapeur du matériau métallique. Conformément au procédé photolytique; le masque optique 57 est enlevé et toute la couche adsorbée du matériau monomérique est initiale ment polymérisée par l'illumination de la lumière ultraviolette de fréquence donnée au moyen du sys tème optique 51. La configuration de nucléation désirée est alors réalisée en soumettant la pellicule poiymérique à une configuration lumineuse définie par le masque 57 et de lumière ultraviolette de fréquence plus élevée. L'illumination par la lumière ultraviolette de fréquence plus élevée altère la structure des parties sélectionnées de la couche poiy- mérique. Étant donné cette différence de structure, les parties illuminées de la pellicule polymérique montrent un coefficient d'adhérence plus élevé par rapport au matériau de dépôt métallique. Ii est supposé que l'illumination par la lumière ultra violette de plus haute fréquence varie le degré de liaison dans les parties illuminées de la pellicule poiymérique et, de ce fait, accroît le coefficient d'adhérence au matériau de dépôt métallique. Par exemple, une couche adsorbée d'acétate de vinyle, lorsqu'elle est illuminée par une lampe à arc de mercure-argon sous une haute pression, se polymé rise et présente un coefficient d'adhérence 02 rela tivement faible aux matériaux de dépôt métalliques. Inversement, lorsqu'il est fait usage d'une lampe à arc de mercure sous une pression moyenne, la pellicule polymérique résultante présente un coeffi- cient d'ahérence plus élevé 01. Ii est évident que la configuration de nucléation peut être formée de façon photoiytique en irradiant, comme ii a été vu, soit des couches adsorbées formées successive ment soit une même couche adsorbée du matériau monomérique par des configurations lumineuses de fréquences différentes. Ii est bien entendu évident qu'une image de nuciéation négative peut être for mée par une légère variation du procédé photo- lytique, comme ii a été vu précédemment. Par exem ple, lorsque la couche adsorbée du matériau orga nique est illuminée uniquement par une configura tion optique de fréquences données provenant du système optique 51, des parties non réagissantes de cette couche peuvent être désorbées en réduisant la pression dans la chambre 13 au moyen d'une pompe à vide 25 de manière à exposer la surface d'une pellicule polymérique ayant réagi préalable ment et présentant un coefficient d'adhérence plus grand 01. En conséquence, une quantité contrôlée de matériau de dépôt métallique va de préférence adhérer et former une pellicule continue uniquement sur la surface présentant le plus fort coefficient d'adhérence.

Les procédés précités produisent des images de nucléation qui sont conformes aux configurations conductrices à former. Ii est propre à de tels procédés que la couche du matériau organique, déposée par vapeur ou adsorbée, soit traitée dans le mode de configuration par le milieu énergitique, par exemple, bombardement de faisceau électronique, radiation ultraviolette, etc., pour former une image de nuciéa- tion caractérisée par un coefficient d'adhérence élevé. En outre, les parties de la pellicule polyméri- que définissant l'image de nucléation fournissent un isolement électrique entre la configuration de pellicules métalliques à déposer et une configuration de pellicules métalliques déposées préalablement. Lorsque les coefficients d'adhérence de l'image de nuciéation ainsi formée et les parties restantes de la pellicule polymérique sont tout à fait différents, la valeur critique de la commande de la quantité de matériau de dépôt métallique est réduite. La quantité du matériau de dépôt métallique dirigé sur<B>le</B> support 9 et sur la couche du matériau orga nique devrait au moins être suffisante pour former une pellicule métallique continue sur les parties qui ont été traitées par le milieu énergétique pour définir l'image de nucléation. Bien qu'un peu du matériau de dépôt métallique puisse adhérer sur les parties non traitées de la couche du matériau orga nique, la quantité du matériau métallique déposée devrait être insuffisante pour y former une pellicule continue.

La séquence de dépôt pour former la structure laminée de la figure 1 est illustrée sur les figures 2A à 2F. Initialement, la chambre à vide 13 est vidée par la pompe à vide 25 sous une pression, par exem ple de 10-s mm/Hg pression suffisante pour accom plir le procédé de dépôt par évaporation. En suppo sant l'emploi des procédés de polymérisation par faisceau électronique, l'élément de maintien 29 du support est amené en position A. Un régulateur de températures approprié 42 est actionné pour élever la température de la source 41 de façon à ce qu'elle dépasse au moins la température de vaporisation du matériau organique, par exemple, le produit d'adduc tion d'épichlorhydrine de bisphénoi contenu dedans. Le matériau organique volatilisé monte et se dépose sous forme de mince pellicule 61 sur la surface totale du support 9, comme le montre la figure 2A; la couche 61 est suffisamment mince, par exemple 500 A, de façon que toute l'épaisseur soit bien polymérisée par les procédés à faisceaux élec troniques. Le canon électronique 43 est alors pro grammé par l'unité d'adressage 49 en vue d'un bombardement de manière à polymériser les parties sélectionnées de la couche 61, comme l'indiquent les parties hachurées ce pointillé de la figure, et à définir l'image de nucléation de la pellicule métal lique 3.

Le changement de condition de surface des par ties polymérisées sélectionnées par rapport aux parties non traitées de la couche 61, peut être appré cié en se reportant à la figure 3 où le coefficient d'adhérence du procuit d'addition d'épichlorhy- drine de bisphénol-A polymérisé par rapport au plomb, à l'étain et à l'indium, est représenté comme une fonction logarithmique du degré de polyméri sation. Le degré de polymérisation dépend à la fois de l'intensité et de la durée du bombardement du faisceau électronique. Tandis que les courbes de la figure 3 correspondent à un résultat optimal; ii existe un ensemble de courbes semblables pour chaque matériau polymérique. Comme le montre la figure 3, le coefficient d'adhérence 0 croît ini tialement très rapidement au fur et à mesure que le degré de polymérisation de la couche 61 croît, puis se nivelle et reste rigoureusement constant. Ii est préférable que le degré de polymérisation soit sélectionné de sorte que la différence des coeffi cients d'adhérence des parties sélectionnées et non sélectionnées de la couche 61, soit maximale.

Dans le cas concernant la formation de l'image de nucléation désirée au moyen des procédés pho- toiyticpzes, le support 9 est amené en position B et, un matériau monomérique, par exemple de l'acétate de vinyle, sensible à la polymérisation photoiytique, est introduit sous forme gazeuse dans la chambre à vide 13. La bobine de refroidissement 61 est action né pour réduire la température du support 9 et accélérer le procédé d'adsorption. Dans les procédés photolytiques, il est préférable que toute la couche adsorbée 61 du matériau monomérique soit poly mérisée à un certain degré de manière à prévenir toute désorption des parties non réagissantes qui ne définissent pas l'image de nucléation. Par exem ple, comme le montre la figure 3 considérant le cas idéal,<B>le</B> support 9, ou une pellicule diélectrique ou métallique préalablement déposée peut présenter un coefficient d'adhérence 8 rigoureusement égal à celui de l'image de nuciéation finale. En conséquen ce, le contrôle requis pour le matériau de dépôt complique grandement le procédé de dépôt. Pour définir une image de nucléation prononcée, le masque optique 57 est alors enlevé et toute<B>la</B> surface de la couche adsorbée 61 du matériau monomérique est illuminée, par le système optique 51, par de la lumière ultraviolette de fréquences sélectionnées. Ainsi, toute la couche adsorbée 61 de la figure 2A est poiymériEée pour montrer une structure a figure BB dont le coefficient d'sdhérence est 61. A ce moment, aucune image de nuciéation n'est formée dans la couche 61 et le matériau de dépôt métallique adhérerait sur toute sa surface. Pour former une image de nuciéation, le masque optique 5 7 est placé dans le système optique 51 et la fré quence de la source lumineuse 53 est augmentée et de ce fait, une configuration de lumière de plus grande énergie est dirigée sur la couche 61. Cette configuration lumineuse altère ensuite<B>là</B> structure des zones sélectionnées de la couche 61 en b (fig. 3B) de manière à présenter un plus fort coefficient d'adhérence 62 (représenté sur la fig. 2A par des pointillés et des hachures). LA changement final de la stucture des zones sélectionnées de la couche 61 forme donc une image de nuciéation pour une configuration de pellicules conductrices, par exem ple, la pellicule 3 de la figure 2B.

La pellicule conductrice 3 de la figure 2B est formée en ramenant l'élément clé maintien 29 du support en position A et en excitant la source 37 par le régulateur (le température approprié 42. Tandis que le matériau métallique d'évaporation, par exemple l'étain, est dirigé sur la surface entière de la couche 61. ce matériau n'adhère que sur les parties traitées et tend à s'évaporer de nouveau des parties non traitées de la couche 61, comme vu précédemment. Lorsque la pellicule conductrice Sa été formée, toute la surface de la couche 61 est de nouveau exposée au milieu énergétique pour poly mériser totalement les parties non sélectionnées de la pellicule 61, comme le montre la figure 2C. Lorsque l'étape 2C est accomplie, la structure. lami née partiellement formée comprend la couche 61 entièrement polymérisée (couche 7 de la figure 1) formée sur la surface entière du support 9 et la pellicule conductrice 3 forméa dans la configuration désirée. Si besoin est, une couche polymérique sup plémentaire 61`, indiquée sur la figure par des hachures, peut être déposée suivant le procédé décrit pour assurer l'isolement électrique entre les couches métalliques et la structure laminée.

Pour former la pellicule conductrice 5 de la figure 1, les étapes des figures 2A, 2B et 2C sont exactement répétées dans les figures 2D, 2E et 2F. Par exemple, dans la figure 2D, une seconde couche 63 du matériau polymérisable est formée de la manière décrite (fig. 2C) et la source d'énergie, c'est-à-dire, le canon électronique 43 ou le système optique 51, est actionné pour agir sur les parties sélectionnées de façon à définir une image de nuciéa- tion de la pellicule conductrice 1 comme l'indiquent les pointillés et les hâchures. Lorsque l'image de nuciéation a été formée dans la couche 63, l'élément de maintien 29 du support est ramené en position A et une source d'évaporation distincte, soit 37 soit 39, est excitée pour faire volatiliser un materiau d'évaporation métallique par exemple, de l'étain ou du plomb. L@ matériau évaporé est dirigé vers le haut et, comme le montre la figure 2E, vient adhérer uniquement sur les parties de réaction dei3 couche 63 pour former 1 à pellicule conductrice 1. Ensuite, comme le montre la figure 2F, les parties non réagissantes de la couche 63 sont alors traitées pour accomplir le procédé de fabrication.

Il est évident que le procédé décrit peut également être utilisé pour déposer des configurations de pellicules minces de composants chimiques, par exemple, du sulfure de plomb (Pbs), du sulfure de cadmium (CdS); etc. Dans un tel procédé, les diffé rents composants peuvent se dissocier de manière à s'évaporer comme espèces atomiques distinctes, ou peuvent s'évaporer comme espèces moléculaires. Par exemple, le sulfure de cadmium (CdS) s'évapore d'une source d'évaporation, du tv_ pe illustré, se dissocie selon la réaction 2CdS @-. 2Cd -;- S.,. L-cs atomes de cadmium Cd sont dirigés vers<B>le</B> haut et se déposent de préférence sur l'image de nurléation formée de la manière décrite préalablement. L-s parties sélectivement traitées de la pellicule poiy- mérique 61 présentent un coefficient d'adhérence 8, plus élevé pour les atomes de cadmium Cd que ne le fait les parties non réagissantes. Étant donné que If-, atomes de cadmium Cd sont chimiquement non satu rés, ils se recombinent lorsqu'ils sont déposés sur la couche polymérique 61 avec le soufre à l'état libre contenu dans le système pour former le com posant S Cd suivant la réaction 2 Cd -I- S2 2CdS. Le procédé, comme il a été vu, réagit avec les composants chimiques qui s'évaporent sous forme d'espèces atomiques, la couche 61, lorsqu'elle est traitée, étant sélectionnée pour présenter un coeffi- cient d'adhérence plus élevé par rapport au cons tituant métallique (comparer avec la figure 3B).

Tandis qu'il vient d'être donné fa description de la formation d'une image positive, c'est-à-dire le matériau de dépôt adhère uniquement sur les parties sélectivement traitées de la couche 61, il est évident qu'il pourrait être obtenu, de la même façon, une configuration négative lorsque le milieu éner gétique réagit pour réduire<B>le</B> coefficient d'adhérence des parties sélectionnées d'une surface exposée par rapport au matériau de dépôt métallique. En se référant à la figure 3B, ii est supposé qu'une pel licule polymérique préalablement déposée présente une structure b ayant un coefficient d'adhérence 83 élevé et que seules les parties sélectionnées de la couche adsorbée 61 du matériau monomérique formé dessus aient été illuminées par le système optique 51 de manière à présenter une structure d ayant un coefficient d'adhérence 81 (61 < 83). En réduisant les pressions dans la chambre 13 au moyen d'une pompe à vide 25, les parties non réa- gissantes de la couche 61 sont désorbées et, de ce fait, l'image de nucléation est définie par la surface exposée de la pellicule poiymérique préalablement déposée. En conséquence, le matériau de dépôt mé tallique adhère de préférence à la surface exposée de la pellicule poiymérique préalablement déposée et la configuration finale est négative par rapport à celle contenue dans le masque optique 57.

Il reste bien. entendu que la description qui pré cède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limi tatif, et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de la présente invention.

Claims (2)

RÉSTIMÉ La présente invention a pour objet

1. Un procédé de fabrication d'éléments de cir cuits électriques à pellicules minces par nucléation préférentielle sous vide. En effet, certains matériaux organiques présentent des coefficients d'adhérence différents pour certaines vapeurs, lorsqu'ils sont polymérisés à différents degrés par une source d'éner gie externe. Une quantité donnée de métal vaporisé forme une pellicule continue sur le support orga nique dans un état de polymérisation et pas dans l'autre. Ainsi, lorsqu'une mince pellicule du support organique est polymérisée selon une figure particu- lière, une quantité donnée de vapeur métallique se dépose pour former une configuration électrique ment continue, conformément aux zones polymé risées. Le matériau déposé mentionné ci-dessus peut aussi bien être un semi-conducteur. En conséquence, un premier objet de la présente invention consiste à fournir un nouveau procédé de formation de minces pellicules conductrices dans des configurations géométriques données, en utilisant des procédés de métallisation sous vide. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un nouveau procédé de dépôt de minces pellicules conductrices dans des configurations géo métriques données dont la résolution est meilleure que celle réalisée en utilisant des procédés de mas- quage physiques. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un procédé de formation d'éléments de cir cuit à couches multiples, actifs et passifs, en utilisant des procédés de métallisation sous vide ne faisant pas intervenir de masquage physique. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un nouveau procédé dans lequel une mince couche diélectrique sert à définir l'image d'une mince pellicule conductrice déposée ultérieurement, ou à assurer un isolement électrique. Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un procédé de formation de connexions électriques de croisement en pont sur la surface d'un support plan.

2. Un appareil pour la mise en eeuvre. du procédé selon 1 et caractérisé en ce qu'il comprend (fig. 4) Une chambre à vide 13; Une pompe à vide 25 de conception classique; Un isolement de maintien 29 du support, entraîné dans un mouvement rotatif par une manette 33; Des éléments de refroidissement 61; Des sources d'évaporation régulées 37, 39, 41, 42; Un canon électronique 43 et système de déflexion électromagétique ou électrostatique 45, 47, équipé d'un système d'adressage 49; Un système optique 51 travaillant en ultraviolet; Un orifice d'entrée de gaz 69. Bien que l'on ait décrit dans ce cpii précède et représenté sur les dessins, les caractéristiques essen tielles de l'invention appliquées à un mode (le réa lisation de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toute modification de forme ou de détail qu'il juge utile sans sortir pour autant de ladite invention.