FR2691834A1 - Procédé pour produire et pour amorcer une décharge basse tension, installation de traitement sous vide et chambre à cathode pour celle-ci, et utilisations du procédé. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour produire une décharge basse tension entre une ou plusieurs cathodes thermoioniques (3) prévues dans une chambre à cathode (1), et une anode (38, 36) prévue dans une chambre de traitement sous vide (11) reliée à la chambre (1) par l'intermédiaire d'un dispositif de diaphragme (9). Selon ce procédé, une formation d'étincelles au niveau de parties (17) limitant l'intérieur de la chambre (11), autour du dispositif (9), est au moins sensiblement empêchée à l'aide d'un écran (20) qui fonctionne avec un courant électrique flottant et qui est maintenu par rapport aux parties (17) à une distance formant chambre noire. L'invention concerne aussi un procédé pour amorcer ladite décharge, une installation de traitement sous vide et une chambre à cathode, et des utilisations de celles-ci et desdits procédés.
Description
A 2691834
Procédé pour produire et pour amorcer une décharge basse tension, installation de traitement sous vide et chambre à cathode pour celle-ci, et utilisations du procédé La présente invention concerne un procédé pour produire une décharge basse tension entre une ou plusieurs cathodes thermoioniques prévues dans une chambre à cathode, et une anode prévue dans une chambre de traitement sous vide reliée à la chambre à cathode par l'intermédiaire d'un
dispositif de diaphragme.
L'invention concerne également un procédé pour amorcer et opérer une décharge basse tension dans une chambre à cathode contenant au moins une cathode thermoionique, ainsi qu'une installation de traitement sous vide et une chambre à cathode, et enfin des utilisations de celles-ci et desdits procédés. Pour différents procédés de traitement sous vide, on connaît un moyen d'utiliser des décharges en arc basse tension D'après les demandes CH-PS-456 294, CH-PS-551 497, CH-PS-645 137 ou la publication spéciale 7/66, pp 161-164 concernant la technique du vide, intitulée "Procédé de production pour la réalisation de couches fines par pulvérisation cathodique dans le domaine du vide poussé" (titre original: "Ein Produktionsverfahren zur Herstellung d nner Schichten durch Kathodenzerstâubung im Hochvakuumbereich", F Gaydou, Rudolf A Lang Verlag, Wiesbaden), ou encore d'après la publication spéciale de Mikroelektronik 2, pp 183-192 intitulée "Procédé pour réaliser des couches fines par pulvérisation ionique dans le domaine de 1 OE-4 torr" (titre original: "Ein Verfahren zur Herstellung d Unner Schichten durch Ionenzerstâubung im 1 OE-4
Torr Bereich", F P Gaydou, Balzers Aktiengesellschaft, FL-
Balzers, Oldenburg/M nchen-Wien 1967), par exemple, on connaît des moyens de produire une décharge en arc basse tension dans une chambre de traitement sous vide et de relier à celle-ci, par l'intermédiaire d'un dispositif de diaphragme, une chambre à cathode dans laquelle est disposée une cathode thermoionique La décharge en arc basse tension d'une électrode d'amorçage séparée qui est mise à un potentiel d'amorçage anodique positif par rapport à la
cathode thermoionique.
Après l'amorçage de la décharge basse tension dans la chambre à cathode, la décharge est maintenue primaire entre la cathode thermoionique et une anode disposée côté chambre de traitement Celle-ci peut être définie par des parties au moins de la paroi intérieure de la chambre de traitement, ou un dispositif d'anode séparé peut être prévu dans la chambre
de traitement, et isolé électriquement de la paroi de celle-
ci de telle sorte que la chambre de traitement et ledit dispositif d'anode puissent être mis à un potentiel séparément, électriquement Un dispositif d'anode de ce type
peut être défini par exemple par un support de substrat.
Dans certains cas d'application, par exemple d'après CH-PS-551 497, le dispositif de diaphragme est utilisé avec un potentiel électrique flottant, et dans d'autres cas, par exemple d'après CH-PS-456 294, il est mis au potentiel de la
paroi de la chambre de traitement.
Il s'est avéré qu'il se formait, avec un dispositif de ce type, des décharges par étincelles, connues sous le nom de "arcing" ou formations d'arc, notamment au niveau de parties de la paroi intérieure de la chambre de traitement, et d'autant plus prononcées que ces parties sont exposées à la décharge et que l'intensité de champ électrique au niveau
de ces parties est élevée.
De telles décharges par étincelles provoquent une sollicitation des appareils d'alimentation électriques prévus pour le maintien de la décharge, un comportement incontrôlé pendant le processus, avec par exemple des interruptions et des impuretés dues à des émanations de gaz, à la réduction en poussières ou à l'évaporation de matériaux indésirables, etc. Cela peut empêcher complètement le processus Une réduction en poussières de parties de paroi concernées par la formation d'un arc entraîne, pour des procédés de traitement délicats nécessitant une atmosphère de traitement contrôlée
extrêmement pure, une contamination intolérable.
Le résultat est que pour des procédés de traitement pour lesquels les contaminations mentionnées ne sont pas tolérables, on n'a pas mis en oeuvre les procédés de traitement à décharge en arc basse tension cités, qui seraient extrêmement avantageux en soi grâce à l'énergie cinétique basse des porteurs de charge dans la décharge en arc basse tension pour une densité de porteurs de charge en
même temps élevée.
La présente invention, sous son aspect principal, a pour but de résoudre ce problème, en d'autres termes de perfectionner des procédés utilisant une décharge en arc basse tension, c'est-à-dire une décharge de courant fort basse tension, pour qu'ils puissent être mis en oeuvre même pour des procédés de traitement très exigeants en matière
d'atmosphère de traitement.
A cet effet, le procédé du domaine spécifié en introduction se caractérise en ce qu'une formation d'étincelles au niveau de parties limitant l'intérieur de la chambre de traitement, autour du dispositif de diaphragme, est au moins sensiblement empêchée à l'aide d'un écran qui fonctionne avec un courant électrique flottant et qui est maintenu par rapport auxdites parties à une distance formant
chambre noire.
On a constaté que les parties de la paroi intérieure de la chambre de traitement le plus souvent exposées à la formation d'un arc étaient situées autour du dispositif de diaphragme L'écran prévu selon l'invention empêche dans cette zone l'apparition des étincelles mentionnées Il est donc possible, désormais, de mettre en oeuvre un procédé du domaine cité même pour des procédés qui doivent répondre à
des exigences d'atmosphère de traitement très sévères.
Avec les procédés connus, les problèmes cités plus haut en matière de décharge par étincelles apparaissent non seulement lorsque les parties avec le dispositif de diaphragme fonctionnent suivant un potentiel flottant, mais aussi, et de manière plus prononcée, lorsque ces parties
fonctionnent suivant un potentiel assujetti.
Mais grâce au procédé de l'invention, il est même possible d'utiliser ces parties suivant un potentiel assujetti, ce qui présente de très grands avantages de flexibilité de câblage électrique et de mise à un potentiel de la chambre à cathode, de la chambre de traitement et de
parties situées autour du dispositif de diaphragme.
Les parties mentionnées comportant le dispositif de diaphragme ou prévues autour de celui-ci peuvent ainsi être utilisées comme électrode d'amorçage pour la décharge basse tension A cet effet, elles sont mises à des potentiels électriques différents, pendant l'opération de la décharge basse tension, en vue de l'amorçage L'avantage obtenu est qu'il n'y a pas besoin de prévoir en supplément ni de faire passer une électrode d'amorçage isolée électriquement dans la chambre à cathode, mais que des éléments qui sont prévus de toutes façons, à savoir les parties mentionnées, peuvent être
utilisés en même temps comme électrode d'amorçage.
Une variante de procédé extrêmement simple est obtenue lorsque les parties mentionnées sont mises à un potentiel fixe par l'intermédiaire d'un élément de commutation passif limiteur de courant, notamment un élément de résistance, éventuellement un élément formant diode Une partie du courant de décharge provoque, lors de l'opération de la décharge, une chute de tension, de telle sorte que lesdites parties sont alors mises à un potentiel négatif par rapport au potentiel d'amorçage Il faut signaler ici que le terme "potentiel" est employé dans le sens de la théorie du
champ, et donc sans référence (référence -O 0-O).
Mais il est également tout à fait possible, en plus de l'élément de commutation passif ou à sa place, de mettre les parties mentionnées servant d'électrode d'amorçage à un potentiel fixe par l'intermédiaire d'une source de tension
commandée par courant.
En particulier dans le cas de l'assujettissement approprié des parties mentionnées à des potentiels électriques prédéfinis, il est également avantageux de pouvoir réaliser cela indépendamment de la manière dont la paroi de la chambre de traitement est mise ou amenée à un potentiel. A cet effet, la présente invention propose d'isoler électriquement de la paroi de la chambre de traitement les parties mentionnées. De plus, d'une manière préférée, ces parties sont définies par la paroi de la chambre à cathode Cela donne notamment la possibilité d'utiliser comme électrode d'amorçage les parties formant le dispositif de diaphragme et entourant l'ouverture ou les ouvertures de diaphragme
proprement dites.
Dans le cas d'un montage isolé de la chambre de traitement et des parties mentionnées, celles-ci fonctionnent, d'une manière préférée, à un potentiel électrique différent par rapport au potentiel de la paroi intérieure de la chambre de traitement Cela permet d'extraire la décharge principale, après son amorçage, à travers le dispositif de diaphragme et de l'amener dans la chambre de traitement, même lorsque lesdites parties ont été
montées précédemment comme électrode d'amorçage.
D'une manière avantageuse, la paroi de la chambre de traitement ou des parties de celle-ci définissent l'anode pour la décharge, par rapport à la cathode thermoionique, ou bien il est prévu, dans la chambre de traitement, une anode
( 38) définie par exemple par une électrode, un porte-
substrat, etc, qui est apte à être mise à un potentiel
indépendamment de la paroi de la chambre de traitement.
Dans un autre mode de réalisation préféré, la chambre à cathode et la chambre de traitement fonctionnent à des pressions de service différentes et le dispositif de diaphragme est en même utilisé comme étage de pression entre les deux chambres Cela permet d'établir, en particulier côté chambre à cathode, une pression de service plus élevée afin de faire passer à travers le dispositif de diaphragme un écoulement de gaz pendant l'opération de décharge, et ce en fonction de l'action d'étage de pression du dispositif de diaphragme. Pour obtenir un découplage optimal en matière de pression entre la chambre à cathode et la chambre de traitement, il est également proposé, côté chambre à cathode et/ou côté chambre de traitement, de pourvoir l'ouverture ou les ouvertures du dispositif de diaphragme d'une tubulure servant de résistance d'écoulement, moyennant quoi l'action
d'étage de pression de ladite ouverture est accrue.
Pour le découplage de pression de la chambre à cathode et de la chambre de traitement, il est également prévu, selon la présente invention, au moins deux dispositifs de diaphragme espacés qui définissent chacun un étage de pression, et une aspiration a lieu entre eux dans le sens
d'un pompage différentiel.
Dans un autre mode de réalisation préféré, l'écran vient jusqu'à une zone entourant directement l'ouverture ou les ouvertures du dispositif de diaphragme, et cet écran peut être prolongé sous forme de tubulure afin d'accroître l'action d'étage de pression mentionnée Cela est prévu en particulier dans le cas d'un pompage différentiel mentionné
précédemment.
Il s'est avéré que le seul fait d'entourer les parties mentionnées, même à une certaine distance de l'ouverture ou des ouvertures du dispositif de diaphragme, entraînait une amélioration sensible en matière de formation d'étincelles au niveau de la paroi intérieure de la chambre
de traitement.
Selon l'invention, la répartition dans l'espace de la décharge basse tension est commandée par l'application d'un champ magnétique stationnaire et/ou variable dans le temps
dans la chambre de traitement.
De plus, l'influence exercée sur les trajectoires des électrons de la décharge basse tension par le champ magnétique terrestre variant localement est compensée à
l'aide du champ magnétique.
La répartition de l'action de la décharge basse tension et la densité de plasma de celle-ci sont commandées à l'aide du champ magnétique le long d'une zone de surface
soumise à un traitement avec l'aide de la décharge.
Enfin, la répartition de l'action de la décharge basse tension et la densité de plasma de celle-ci sont déplacées le long d'une zone de surface soumise à un traitement avec l'aide de la décharge, en étant commandées par une variation dans le temps et dans l'espace du champ magnétique. En ce qui concerne le second aspect de la présente invention, qui, comme il apparaîtra clairement, peut être combiné d'une manière optimale aux dispositions relatives au premier aspect, l'invention propose un procédé pour amorcer et opérer une décharge basse tension du type spécifié en introduction, qui se caractérise en ce que des parties au moins de la paroi de la chambre à cathode sont mises à un potentiel fixe par l'intermédiaire d'un élément limiteur de courant, notamment un élément de résistance, une tension d'amorçage existant entre ce potentiel fixe et le potentiel
prévu au niveau de la cathode.
Ainsi, en principe, il n'y a pas besoin de monter au niveau de la chambre à cathode une électrode d'amorçage prévue spécialement à cet effet Grâce au fait que la partie de la paroi intérieure de la chambre à cathode agissant désormais comme électrode d'amorçage est mise à un potentiel fixe par l'intermédiaire d'un élément de commutation passif, on évite d'une manière simple d'avoir à appliquer la tension d'amorçage à l'électrode d'amorçage à l'aide d'une source de tension apte à être commandée et ce afin de pouvoir, après l'amorçage de la décharge, maintenir la décharge primaire entre la cathode thermoionique et une anode de service
disposée à un endroit quelconque.
Une installation de traitement sous vide répondant au but recherché par la présente invention sous son premier aspect se caractérise en ce qu'il est prévu, côté chambre de traitement, autour du dispositif de diaphragme, un écran qui fonctionne suivant un courant électrique flottant et qui est monté, par rapport à des parties de paroi entourant le dispositif de diaphragme et tournées vers l'intérieur de la chambre de traitement, à une distance définissant une chambre noire. Selon un mode de réalisation préféré de cette installation, des zones au moins des parties couvertes par l'écran par rapport à l'intérieur sont commutées sur un
potentiel fixe.
Ces parties sont mises, par l'intermédiaire d'un élément limiteur de courant, de préférence un élément de résistance et/ou une source de tension commandée par courant, à un potentiel fixe qui est positif par rapport à un
potentiel appliqué à la cathode thermoionique.
D'une manière avantageuse, le potentiel prévu au niveau des parties détermine, sans flux de courant de décharge, par rapport au potentiel prévu au niveau de la
cathode thermoionique, une tension d'amorçage.
Des zones au moins de ces parties sont montées en étant isolées électriquement d'autres parties de paroi
tournées vers l'intérieur de la chambre de traitement.
Lesdites parties sont commutées au potentiel de la
paroi de chambre de traitement.
Dans la chambre de traitement, l'anode de décharge est définie par la paroi de ladite chambre de traitement, par des parties de cette paroi ou par d'autres éléments situés
dans la chambre.
Les parties qui sont couvertes par l'écran sont
définies par les parties de la paroi de la chambre à cathode.
D'une manière préférée, l'écran vient jusqu'à une zone située directement au niveau de l'ouverture ou des
ouverture du dispositif de diaphragme.
Le dispositif de diaphragme est conçu comme un étage de pression et l'ouverture ou les ouvertures de diaphragme se prolongent côté chambre à cathode et/ou côté chambre de
traitement à l'aide d'une tubulure.
Il est prévu, dans le sens de la décharge, au moins deux dispositifs de diaphragme espacés l'un de l'autre et conçus comme des étages de pression, et, entre eux, un
raccordement de pompe.
Il est également prévu, débouchant dans la chambre à cathode, au moins une admission de gaz pour un gaz ionisant tel que de l'argon, et éventuellement aussi pour un gaz réactif. Enfin, des organes de pompe sont raccordés au moins
à la chambre de traitement.
Sous son second aspect qui, comme il a été dit, peut être combiné de manière optimale au premier, la présente invention propose une chambre à cathode pour la production d'une décharge basse tension, contenant une cathode thermoionique Cette chambre à cathode se caractérise en ce que des parties au moins de sa paroi sont mises à un potentiel fixe, comme électrode d'amorçage, par l'intermédiaire d'un élément limiteur de courant, de préférence un élément de résistance ou une source de tension commandée par courant, et en ce que le potentiel de ces parties détermine, hors circuit, une tension d'amorçage par
rapport au potentiel de cathode.
Comme il a été mentionné, la présente invention permet maintenant de mettre en oeuvre des procédés et des installations de traitement sous vide des domaines cités pour des processus de traitement spécialement délicats, et en particulier pour le traitement de pièces dans la chambre de traitement à l'aide de porteurs de charge monopolaires extraits par voie électrostatique et/ou électrodynamique de la décharge opérée dans la chambre de traitement, comme pour des réactions chimiques à stimulation électronique sur les pièces en présence d'une densité électronique élevée et d'une faible énergie électronique Les procédés peuvent aussi être mis en oeuvre pour le traitement de pièces à basse température dans la chambre de traitement et/ou pour des procédés de croissance de couche sur des pièces dans la chambre de traitement, comme pour des procédés de revêtement
à homo et hétéro-épitaxie.
Selon l'invention, le procédé et l'installation décrits précédemment peuvent également être utilisés pour l'enlèvement ou le nettoyage opérés sur une surface de pièce ou sur la paroi de chambre de traitement et d'éléments situés dans la chambre de traitement. D'une manière avantageuse, du gaz hydrogène est amené
dans la chambre et activé à l'aide de la décharge.
L'invention va maintenant être décrite à titre
d'exemple en référence aux figures.
La figure 1 montre, à l'aide d'un schéma fonctionnel, le principe d'une installation de traitement sous vide et du procédé conformes à l'invention, la figure 2 montre schématiquement, pour expliquer également les procédés, un mode de réalisation préféré d'une installation de traitement sous vide conforme à l'invention, comportant une chambre à cathode conforme à l'invention, la figure 3 est une coupe partielle schématique du passage de la chambre à cathode à la chambre de traitement de la figure 2, suivant un autre mode de réalisation, les figures 4 a à 4 e sont des coupes partielles du passage entre la chambre à cathode et la chambre de traitement de la figure 2, suivant des variantes de réalisation, la figure 5 représente qualitativement la courbe de potentiels sur l'axe de temps t pour une chambre à cathode conforme à l'invention telle qu'elle est utilisée dans l'installation de la figure 2, pour expliquer le procédé d'amorçage de l'invention, la figure 6 est une vue de dessus schématique d'une installation de traitement sous vide conforme à l'invention, comportant des sources de champs magnétiques destinées à influencer de manière commandée l'extension du plasma, et en particulier les trajectoires des électrons dans la chambre de traitement, la figure 7 est une représentation schématique analogue à la figure 2 d'une installation dans laquelle un porte-pièce se trouve hors portée optique par rapport à la il cathode thermoionique et les électrons de la décharge,
commandés par champ magnétique, sont déviés vers le porte-
pièce et vers les pièces, la figure 8 montre, par l'intermédiaire du rayon d'une pastille gravée à l'aide d'un procédé et d'une installation de traitement conformes à l'invention, la répartition de gravure en pourcentage sans déviation magnétique et la figure 9 avec déviation magnétique, et la figure 10 est une coupe partielle schématique d'une installation de la figure 2, dans laquelle le dispositif de diaphragme est pourvu de deux étages de pression et un pompage différentiel a lieu entre les étages
de pression.
La figure 1 représente sous forme de schéma fonctionnel le principe de la présente invention selon son
premier aspect.
Dans une chambre à cathode 1 contenant une cathode thermoionique 3, une décharge en arc basse tension est amorcée à l'aide d'une anode d'amorçage 5 Après son amorçage, la décharge en arc basse tension est attirée dans une chambre de traitement sous vide 11, à travers un dispositif de diaphragme 7 comportant au moins une ouverture de diaphragme 9 Cela se fait à l'aide d'une anode principale 13, à un potentiel anodique positif par rapport à la cathode
thermoionique 3.
Dans la chambre de traitement sous vide 11 sont montées, avec un potentiel flottant ou dépendant, suivant le procédé, une ou plusieurs pièces 15 Des orifices d'admission
de gaz, des alimentations électriques et des groupes moto-
pompes menant à la chambre à cathode 1 et à la chambre de traitement 11, ou entre les groupes prévus côté chambre à cathode ou chambre de traitement et agissant électriquement
comme des électrodes ne figurent pas sur le schéma.
L'invention consiste à pourvoir des parties de paroi 17 entourant ou enveloppant au moins une ouverture de diaphragme 9 et dégagées par rapport à la chambre de traitement 11, d'un écran 20 qui entoure unilatéralement la ou lesdites ouvertures 9 du dispositif de diaphragme, et ce au moins largement, ou du moins avec des interruptions réduites, seulement, et qui est maintenu par rapport aux surfaces de paroi des parties 17 tournées vers la chambre de traitement 11 à une distance d formant chambre noire L'écran peut entourer ladite ouverture 9 suivant une distance relativement grande, mais il peut aussi venir à proximité immédiate de la zone d'ouverture, comme il sera expliqué plus
loin.
En prévoyant l'écran 20, selon l'invention, on empêche largement la formation d'un arc sur les surfaces de paroi mentionnées et, ainsi, sur les parties des surfaces exposées à l'espace de processus P dans la chambre de traitement 11, qui sont le plus exposées à cette formation d'arc. La figure 2 représente schématiquement un premier mode de réalisation préféré d'une installation conforme à l'invention Les unités correspondant à celles qui ont déjà été décrites en référence à la figure 1 sont pourvues des
mêmes chiffres de référence.
Les parties 17 qui entourent le dispositif de diaphragme ou l'ouverture ou les ouvertures 9 de celui-ci font partie, dans ce mode de réalisation, de la paroi de la chambre à cathode La chambre à cathode 1 est montée, par l'intermédiaire de supports isolants 22, sur la paroi de la chambre de traitement 11 L'écran 20, utilisé suivant un potentiel flottant non seulement par rapport à la chambre à cathode 1, mais aussi par rapport à la chambre de traitement 11, entoure ici les parties 17 mentionnées, à une distance d définissant une chambre noire, jusqu'à proximité immédiate de
l'ouverture de diaphragme 9 prévue.
La cathode thermoionique 3 fonctionne à l'aide d'un courant de chauffage I, grâce à une source 24, et est guidée, par l'intermédiaire d'une source de tension 26 et, d'une manière générale, d'une unité 28, sur une partie au moins de la paroi de la chambre à cathode, de préférence sur la paroi de la chambre à cathode en soi L'unité 28 agit comme limitation de courant et provoque, en fonction du courant i qui la traverse, une chute de tension u Elle peut être réalisée, comme il est représenté en trait discontinu, grâce à une source de tension commandée par courant, mais elle consiste de préférence en un élément de circuit passif,
notamment un élément de résistance 30.
Le pâle négatif de la source de tension 26 peut être mis à un potentiel de référence comme la masse ou un autre potentiel prédéfini, ou il peut fonctionner sans potentiel, comme cela est représenté purement schématiquement par le commutateur de possibilités 32 De même, la chambre de traitement 11, étant donné qu'elle est isolée électriquement par rapport à la chambre à cathode 1, peut fonctionner au potentiel de masse, à un potentiel de référence ou, éventuellement, suivant un potentiel flottant, comme il est représenté purement schématiquement à l'aide du commutateur de possibilités 34 Suivant le processus qui doit se dérouler dans l'espace de processus P, la paroi intérieure 36 de la chambre de traitement, ou des parties au moins de celle-ci sont montées comme anode par rapport à la cathode thermoionique 3, de sorte que la décharge se forme essentiellement entre la cathode 3 et lesdites parties de
paroi intérieure.
Dans d'autres cas, comme le montre un trait discontinu, il est prévu une anode séparée 38 qui est branchée, par l'intermédiaire d'une source de tension 14, de manière anodique, c'est-à-dire positive, par rapport à la cathode thermoionique 3 On est alors libre, d'une manière adaptée au processus, par rapport à la mise au potentiel de la paroi de la chambre de traitement N'importe quel élément situé dans la chambre 11 peut servir d'anode, notamment un porte-pièce. Un gaz ionisant est amené pour la décharge basse tension vers la chambre à cathode 1 et/ou vers la chambre de traitement 11, par des conduites d'amenée de gaz 40, un gaz réactif est amené éventuellement vers la chambre à cathode 1, là encore, et/ou vers la chambre de traitement 11, de préférence vers celle-ci, lequel gaz réactif, d'une manière connue, réagit chimiquement dans la décharge lumineuse, avec des particules de matière participant au processus, par exemple vaporisées ou enlevées, dans le cadre d'un processus
de décapage ou de revêtement réactif.
Comme il est représenté schématiquement en 35, la conduite d'amenée de gaz 40, découplée du potentiel de la paroi de la chambre, peut fonctionner suivant un potentiel de masse, suivant un autre potentiel ou sans potentiel pour produire de manière appropriée des effets d'excitation ou
d'ionisation supplémentaires.
Dans ce qui suit, la chambre de traitement 11 fonctionne à l'aide d'un groupe moto-pompe 42 destiné à faire
le vide.
Le dispositif de diaphragme comportant l'ouverture ou les ouvertures de diaphragme 9 agit de plus comme étage de pression entre la pression de la chambre à cathode 1 et la pression de la chambre de traitement 11 Suivant la configuration de leur action de découplage de pression, les deux chambres peuvent fonctionner sensiblement indépendamment l'une de l'autre en matière de pression Ainsi, la pression partielle d'un gaz réactif, par exemple, peut être maintenue sensiblement supérieure dans la chambre de traitement 11 par rapport à celle de la chambre à cathode 1, dans laquelle un tel gaz pourrait par exemple réagir au niveau de la cathode 3 et réduire radicalement la durée de celle-ci Inversement, la pression partielle de gaz ambiants comme l'argon, par exemple, peut être maintenue sensiblement inférieure dans la chambre de traitement 11 par rapport àcelle de la chambre à cathode 1, dans laquelle ce gaz est nécessaire pour produire
la décharge.
Comme le montre la figure 2, l'écran 20 vient à proximité immédiate de l'ouverture de diaphragme 9 et définit, avec des parties de la paroi de la chambre à cathode, un espace intermédiaire L'ouverture 9 a définit en même temps un second diaphragme C'est pourquoi un pompage différentiel peut être réalisé avec ce dispositif, comme il est représenté en 42 a, grâce à une évacuation par pompe dans l'espace intermédiaire mentionné, ce qui améliore encore le
découplage de pression.
La figure 10 montre un détail d'une autre configuration de la zone du dispositif de diaphragme sur l'installation de la figure 2, dans laquelle le dispositif de diaphragme lui-même est conçu en double, et on procède dans l'espace intermédiaire 10 ainsi formé à un pompage différentiel Les tubulures prévues d'une manière préférée, selon la figure 10, au niveau des ouvertures de diaphragme 9 a
et 9 b, seront décrites en détail en référence à la figure 4.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la chambre à cathode est conçue d'une manière inventive en soi, comme il va être expliqué plus loin Cela n'est pas nécessaire pour la réalisation de l'invention sous son premier aspect, qui vise à empêcher la formation d'un arc, c'est-à-dire que c'est indépendant d'un écran 20, mais c'est
de préférence combiné avec celui-ci.
Avec cette chambre à cathode 1 conforme à l'invention, une partie au moins de sa paroi intérieure est utilisée comme électrode d'amorçage, de préférence de la
manière représentée sur la figure 2.
Le fonctionnement de l'amorçage ainsi réalisé va être
expliqué en référence à la figure 5.
Sur cette figure sont inscrits qualitativement, sur l'axe des temps t: 0 B t le potentiel négatif de la source 26 selon la figure 2, O %f le potentiel d'une anode de décharge prévue côté chambre de traitement, c'est-à-dire de 38, selon la figure 2, ou de parties au moins de la paroi intérieure 36 de la chambre de traitement, 0 z, le potentiel de la partie ou des parties de la paroi intérieure de la chambre à cathode qui servent d'électrode d'amorçage, et 0 r K le potentiel de la cathode thermoionique 3, correspondant au pôle négatif de la source 26, qui est
utilisé comme potentiel de référence sur la figure 5.
Pour amorcer la décharge basse tension, on chauffe tout d'abord la cathode thermoionique 3 en vue d'une émission d'électrons, à l'aide du courant de chauffage I' On fait entrer dans la chambre à cathode 1 au moins un gaz ionisant comme par exemple de l'argon, par la conduite 40, soit par l'intermédiaire de la chambre de traitement 11, soit, d'une
manière habituelle, directement dans la chambre à cathode 1.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, toute la paroi de la chambre à cathode 1 est mise au potentiel positif par rapport à la cathode thermoionique 3, et la tension d'amorçage U se forme ainsi, selon la figure 5, entre la cathode thermoionique 3 et la paroi de la chambre à cathode
1 avant l'amorçage de la décharge.
En raison du champ électrique résultant de la relation d'écartement entre la paroi mentionnée et la cathode, a lieu l'amorçage de la décharge, et un courant i correspondant à une part du courant de décharge passe, en sens inverse par rapport au courant d'électrons (sens de courant conventionnel), par l'unité 28 et, en particulier dans le mode de réalisation préféré, par l'élément de
résistance 30.
Le potentiel O z de la paroi de la chambre à cathode 1 baisse, moyennant quoi il se produit, pendant l'opération de décharge entre la paroi de la chambre à cathode 1 et la cathode 3, une réduction sensible de la tension U (figure ). Ainsi, en service, la paroi de la chambre 1 n'agit plus comme anode que dans une mesure négligeable La décharge primaire est maintenue entre la cathode 3 et l'anode située côté chambre de traitement grâce au dispositif de diaphragme
comportant l'ouverture 9.
Pour que ce procédé simple puisse être exécuté, au moins la partie de la paroi de la chambre à cathode qui est utilisée comme électrode d'amorçage doit alors être séparée du potentiel de la paroi de la chambre de traitement si cette dernière, d'une manière préférée, sert d'anode située côté chambre de traitement Si toute la paroi de la chambre à cathode et, de ce fait, les parties 17 sont utilisées d'une manière simple comme électrode d'amorçage, ces parties 17 restent cathodiques après l'amorçage, comme le montre la figure 5, moyennant quoi ce procédé simple ne peut être réalisé sans risque de formation d'arc, en particulier pour des processus délicats, que si l'on prévoit également, selon
l'invention, l'écran 20.
La figure 3 montre, pour représenter l'invention sous son premier aspect, que le dispositif de diaphragme, avec son ouverture ou ses ouvertures 9, peut aussi être défini par la
paroi de la chambre de traitement 11.
Sur les figures 4 a à 4 e sont représentés d'autres modes de réalisation en partie préférés du détail de la
figure 2 entourant le dispositif de diaphragme.
Selon la figure 4 a, l'écran 20 prévu sur le dispositif de la figure 2 ne s'étend pas jusqu'à proximité immédiate de l'ouverture ou des ouvertures 9 du dispositif de diaphragme, mais il entoure les parties 17, à une certaine distance de l'ouverture 9 du dispositif de diaphragme Cela suffit pour obtenir une réduction importante de la foramtion d'un arc, en particulier, comme dans le cas de l'utilisation de la chambre à cathode de l'invention, lorsque celle-ci fonctionne à un potentiel différent de celui de la paroi de la chambre de traitement, par exemple lorsque celle-ci sert d'anode. Comme il a été mentionné, il est extrêmement avantageux qu'avec le dispositif de diaphragme, un étage de pression soit réalisé entre la chambre à cathode et la chambre de traitement Cet effet peut être renforcé, selon les figures 4 b à 4 d, grâce au fait qu'il est prévu, au niveau de l'ouverture ou des ouvertures de diaphragme 9, côté chambre à cathode et côté chambre de traitement, des tubulures respectives 44 et 44 B (figure 4 b) ou, côté chambre à cathode seulement, la tubulure 44, (figure 4 c) ou encore, côté chambre de traitement seulement, la tubulure 44 B (figure 4 d). Sur les figures 4 b à 4 d sont représentés en trait
discontinu les écrans 20 conformes à l'invention.
Selon la figure 4 e, la tubulure 44, est formée par l'écran 20 et est donc à potentiel flottant, et des supports isolants supplémentaires 46 sont éventuellement prévus à cet effet. Selon le procédé conforme à l'invention et avec l'installation de traitement sous vide conforme à l'invention, une décharge gazeuse de courant fort basse tension est utilisée ou produite Ce procédé est remarquablement bien adapté pour des applications dans lesquelles un enlèvement de matière sur une surface doit être réalisé dans la chambre de traitement On peut nettoyer la surface de pièces, ou bien la paroi intérieure de la chambre sous vide 11, selon la figure 2 Il s'est avéré qu'un procédé d'enlèvement réactif, destiné par exemple à éliminer des impuretés composées d'oxyde, de carbone et de composés de carbone, donnait des résultats extrêmement bons avec du gaz hydrogène comme gaz réactif C'est pourquoi, dans cette utilisation du procédé conforme à la présente invention et de l'installation correspondante, du gaz hydrogène est amené dans la chambre de traitement 11 de l'installation de la figure 2, et activé dans la décharge en arc basse tension Le procédé d'enlèvement ainsi réalisé permet de nettoyer des surfaces sur lesquelles peuvent être posées par la suite des couches adhérentes de la plus grande pureté On obtient alors un taux d'enlèvement élevé, et donc une grande rentabilité du
procédé.
En raison des courants forts de la décharge basse tension, il se forme sur la paroi du récipient, suivant sa focalisation, un flux d'électrons qui peut produire des réchauffements locaux allant par exemple jusqu'à 4001 C, ce qui est dans certains cas inacceptable Si le flux d'électrons ne rencontre pas la paroi intérieure du récipient, comme lors du nettoyage de celle-ci, mais un substrat, pour le nettoyage de sa surface, les sollicitations thermiques mentionnées sont bien évidemment inacceptables, dans de nombreux cas Souvent, des températures de substrat qui dépendent entre autre de la durée du processus ne doivent pas dépasser 1101 C, température fréquemment atteinte après quelques minutes seulement De plus, le flux d'électrons est dévié par des champs magnétiques résiduels de l'installation
et de l'environnement, et par le champ magnétique terrestre.
On obtient ainsi des trajectoires d'électrons et, de ce fait, une zone d'impact de flux qui dépend de l'orientation locale
de l'installation dans l'espace.
Par ailleurs, lors du traitement de surface de substrats et en particulier avec du plasma de la décharge en arc basse tension relativement focalisé, on obtient souvent une action d'usinage non homogène, par exemple un taux d'enlèvement non homogène, dans la mesure o l'enlèvement réalisé dans une zone de la surface de la pièce ou du substrat est plus important que dans une autre zone, et qu'il
est relativement incontrôlé.
Tous ces problèmes, qui résultent des valeurs élevées du courant de décharge de 90 ampères pour 40 volts, par exemple, peuvent être en grande partie résolus grâce à l'application dans la chambre de traitement d'un champ
magnétique constant et/ou variable dans le temps.
Pour empêcher qu'un réchauffement local trop important n'apparaisse lors du nettoyage de la paroi du récipient ou d'un substrat, les électrons du plasma de décharge basse tension sont déviés à l'aide d'un champ magnétique, c'est-à-dire que la zone à nettoyer est raclée ou que le flux d'électrons fonctionne de manière localement oscillante à l'aide du champ magnétique, et qu'il est soumis à une wobulation On obtient ainsi un équilibre de
température le long de la surface nettoyée.
Les influences exercées par le champ magnétique terrestre et des champs magnétiques résiduels sur la trajectoire des électrons sont compensées, après le montage de l'installation à sa place, à l'aide de champs magnétiques compensatoires au niveau de la chambre de traitement Une répartition non homogène de l'action de la décharge basse tension sur un substrat à usiner, notamment sur un substrat à décaper, par exemple à des fins de nettoyage, est également supprimée au moins partiellement grâce à l'application de champs magnétiques rectificateurs de trajectoire, étant précisé qu'avec lesdits champs magnétiques, le flux d'électrons peut également être élargi La différence entre des procédés de décapage avec et sans déviation magnétique dans une installation selon la figure 2 est illustrée sur les
figures 8 et 9.
Le profil de décapage peut être commandé de manière magnétique. De plus, l'application d'un champ magnétique accroit la densité du plasma Si cela se produit dans la zone d'un substrat à décaper, l'augmentation locale de la densité du plasma accroît elle-même le taux d'enlèvement, et ce sans que l'énergie cinétique de particules incidentes augmente Le taux de décapage est par conséquent accru, la durée d'usinage
réduite, ainsi que la sollicitation thermique du substrat.
La figure 6 montre très schématiquement la chambre de traitement 11 de la figure 2, avec une trajectoire d'électrons e représentée schématiquement Grâce à l'application du champ magnétique B, la trajectoire e est déviée, comme le montre le trait discontinu Le champ magnétique B est généré à l'aide d'aimants permanents ou, comfée il est représenté, d'électro-aimants qui sont prévus par paire ou bien, dans le sens d'un quadripôle, par double paire le long de la paroi de la chambre de traitement, et sont destinés à optimiser les trajectoires d'électrons et le
flux d'électrons.
Selon la figure 7, qui est une coupe longitudinale schématique de l'installation de la figure 2, un porte-pièce est disposé dans la chambre de traitement 11 de manière à
être hors contact visuel avec la cathode thermoionique 3.
Cela présente l'avantage essentiel d'empêcher des interférences gênantes entre la cathode et la pièce Après sa sortie du diaphragme 9, le flux d'électrons e est dévié à l'aide du champ magnétique B vers le porte-pièce 50 et vers
les pièces.
L'application de champs magnétiques permet ainsi de déterminer de manière appropriée l'allure et/ou l'élargissement du flux d'électrons dans le plasma de
décharge basse tension.
Pour revenir à l'installation de la figure 2, on a par ailleurs utilisé pour l'élément de résistance 30 une valeur de résistance de 22 ohms, ce qui a entraîné, avec un courant de décharge total de 10 à 20 ampères et une tension cathode/anode de 25 volts, un courant passant par la résistance de 1 ampère Il faut également signaler que la forte influence constatée des champs magnétiques mentionnés et, ainsi, la bonne maniabilité des trajectoires d'électrons dépendent sensiblement du fait que l'énergie cinétique des électrons est faible grâce à la décharge basse tension mise
en oeuvre.
L'installation et le procédé conformes à la présente invention, en particulier sous leur premier aspect, donnent la possibilité d'utiliser des décharges basse tension pour des applications très difficiles, comme par exemple la fabrication de semi-conducteurs nécessitant des pressions partielles du gaz de procédé inférieures à 1 09 nmbar, d'une manière caractéristique Mais avec des pressions totales de procédé sensiblement supérieures, par exemple à partir de l Oinbar, on obtient déjà des avantages sensibles par rapport
à la formation d'un arc mentionnée.
Au cas o le procédé conforme à la présente invention est mis en oeuvre pour des applications sous vide très poussé ou sous ultra-vide, les liaisons d'isolation et d'étanchéité des éléments à prévoir en principe sur la figure 2 sont bien évidemment réalisées suivant les techniques habituelles pour les zones sous vide correspondantes Précisément pour des procédés de traitement selon lesquels il faut assurer des pressions partielles extrêmement basses pour les gaz de procédé ou de travail concernés, le perfectionnement du dispositif de diaphragme en vue d'une formation d'étages de pression selon les figures 4 b à 4 e et 10 s'est avéré excellent. Les décharges par arc basse tension mentionnées peuvent ainsi être utilisées pour des procédés très difficiles, notamment pour le traitement de pièces à l'aide de porteurs de charge monopolaires extraits par voie électrostatique de la décharge opérée dans la chambre de traitement, comme pour des réactions chimiques à stimulation électronique sur les pièces en présence d'une densité électronique élevée et d'une faible énergie électronique, et en particulier pour des procédés de traitement à basse température, des procédés de croissance de couche sur les pièces, comme pour des procédés de revêtement à homo et
hétéro-épitaxie.
Claims (29)
1 Procédé pour produire une décharge basse tension entre une ou plusieurs cathodes thermoioniques ( 3) prévues dans une chambre à cathode ( 1), et une anode ( 38, 36) prévue dans une chambre de traitement sous vide ( 11) reliée à la chambre à cathode ( 1) par l'intermédiaire d'un dispositif de diaphragme ( 7, 9), caractérisé en ce qu'une formation d'étincelles au niveau de parties ( 17) limitant l'intérieur de la chambre de traitement ( 11), autour du dispositif de diaphragme ( 7, 9), est au moins sensiblement empêchée à l'aide d'un écran ( 20) qui fonctionne avec un courant électrique flottant et qui est maintenu par rapport aux
parties ( 17) à une distance formant chambre noire.
2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties ( 17) qui limitent l'espace intérieur situé autour du dispositif de diaphragme ( 7, 9) fonctionnent à un
potentiel assujetti ( O BI U)-
3 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les parties
( 17), utilisées comme électrode d'amorçage pour la décharge basse tension, fonctionnent à des potentiels différents ( O o; 0 B-U) pour l'amorçage et l'opération de la décharge basse tension. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties ( 17) sont mises à un potentiel fixe ( O B) par l'intermédiaire d'une unité ( 28) qui produit une tension en fonction du courant (i) qui la traverse, et qui est formée de préférence par un ou plusieurs éléments de commutation passifs, de préférence par un élément de résistance ( 30) au niveau duquel une partie du courant de décharge provoque une chute de tension (u) lors de l'opération de la décharge basse tension, de telle sorte que le potentiel des parties ( 17) est alors déplacé à partir du potentiel d'amorçage (o 0) vers le
potentiel (o) de la cathode.
5 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les parties ( 17)
sont mises à un potentiel fixe ( O B) par l'intermédiaire d'une
source de tension commandée par courant.
6 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parties ( 17)
sont isolées électriquement ( 22) de la paroi de la chambre de
traitement ( 11).
7 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parties ( 17)
sont définies par la paroi de la chambre à cathode ( 1).
8 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les parties ( 17)
fonctionnent à un potentiel électrique différent par rapport
au potentiel de la paroi de la chambre de traitement ( 11).
9 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la paroi de la
chambre de traitement ( 11) ou des parties de celle-ci définissent l'anode pour la décharge, par rapport à la cathode thermoionique, ou en ce qu'il est prévu, dans la chambre de traitement, une anode ( 38) définie par exemple par une électrode, un porte-substrat, etc, qui est apte à être mise au potentiel indépendamment de la paroi de la chambre de traitement. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la chambre à
cathode et la chambre de traitement fonctionnent à des pressions de service différentes et le dispositif de diaphragme ( 7, 9) est en même utilisé comme étage de pression. 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de diaphragme ( 7, 9) est pourvu de tubulures ( 44) situées côté chambre à cathode et/ou côté chambre de traitement, en vue d'un accroissement de son
action d'étage de pression.
12 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il est prévu au
moins deux dispositifs de diaphragme espacés qui définissent chacun un étage de pression, et une aspiration a lieu entre
eux dans le sens d'un pompage différentiel.
13 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'écran ( 20)
vient jusqu'à une zone entourant directement l'ouverture ou
les ouvertures ( 9) du dispositif de diaphragme ( 7).
14 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la répartition
dans l'espace de la décharge basse tension est commandée par l'application d'un champ magnétique stationnaire et/ou
variable dans le temps dans la chambre de traitement.
Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'influence exercée sur les trajectoires des électrons de la décharge basse tension par le champ magnétique terrestre variant localement est compensée à
l'aide du champ magnétique.
16 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que la répartition
de l'action de la décharge basse tension et la densité de plasma de celle-ci sont commandées à l'aide du champ magnétique le long d'une zone de surface soumise à un
traitement avec l'aide de la décharge.
17 Procédé selon l'une quelconque des
revendications 14 à 16, caractérisé en ce que la répartition
de l'action de la décharge basse tension et la densité de plasma de celle-ci sont déplacées le long d'une zone de surface soumise à un traitement avec l'aide de la décharge, en étant commandées par une variation dans le temps et dans
l'espace du champ magnétique.
18 Procédé pour amorcer et opérer une décharge basse tension dans une chambre à cathode ( 1) dans laquelle est prévue au moins une cathode thermoionique ( 3), caractérisé en ce que des parties au moins de la paroi de la chambre à cathode sont mises à un potentiel fixe ( O B) par l'intermédiaire d'un élément limiteur de courant, notamment un élément de résistance ( 30), une tension d'amorçage existant entre ce potentiel fixe et le potentiel ( O K) prévu
au niveau de la cathode ( 3).
19 Installation de traitement sous vide comportant une chambre de traitement ( 11), une chambre à cathode ( 1) reliée à celle-ci par l'intermédiaire d'un dispositif de diaphragme ( 7, 9) et contenant au moins une cathode thermoionique ( 3) pour la production d'une décharge basse tension, caractérisée en ce qu'il est prévu, côté chambre de traitement, autour du dispositif de diaphragme, un écran ( 20) qui fonctionne suivant un courant électrique flottant et qui est monté, par rapport à des parties de paroi ( 17) entourant le dispositif de diaphragme ( 7, 9, 17) et tournées vers l'intérieur de la chambre de traitement, à une distance
définissant une chambre noire.
20 Installation de traitement sous vide selon la revendication 19, caractérisée en ce que des zones au moins des parties ( 17) couvertes par l'écran ( 20) par rapport à
l'intérieur sont commutées sur un potentiel fixe (o B).
21 Installation de traitement sous vide selon la revendication 20, caractérisée en ce que les parties ( 17) sont mises, par l'intermédiaire d'un élément limiteur de courant, de préférence un élément de résistance ( 30) et/ou une source de tension commandée par courant, à un potentiel fixe ( O o) qui est positif par rapport à un potentiel ( O x)
appliqué à la cathode thermoionique ( 3).
22 Installation de traitement sous vide selon la revendication 21, caractérisée en ce que le potentiel ( 03) prévu au niveau des parties ( 17) détermine, sans flux de courant de décharge, par rapport au potentiel (o) prévu au niveau de la cathode thermoionique ( 3), une tension
d'amorçage (Uz).
23 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 22, caractérisée en ce que
des zones au moins des parties ( 17) sont montées en étant isolées électriquement ( 22) d'autres parties de paroi ( 11)
tournées vers l'intérieur de la chambre de traitement.
24 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 23, caractérisée en ce que
les parties ( 17) sont commutées au potentiel de la paroi de
la chambre de traitement ( 11).
25 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 24, caractérisée en ce
que, dans la chambre de traitement ( 11), l'anode de décharge est définie par la paroi de ladite chambre de traitement ( 11), par des parties de cette paroi ou par d'autres éléments
situés dans la chambre ( 11).
26 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 25, caractérisée en ce que
les parties qui sont couvertes par l'écran ( 20) sont définies
par les parties de la paroi de la chambre à cathode ( 1).
27 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 26, caractérisée en ce que
l'écran ( 20) vient jusqu'à une zone située directement au niveau de l'ouverture ou des ouvertures ( 9) du dispositif de
diaphragme ( 7, 9).
28 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 27, caractérisée en ce que
le dispositif de diaphragme ( 7, 9) est conçu comme un étage de pression et l'ouverture ou les ouvertures de diaphragme ( 9) se prolongent côté chambre à cathode et/ou côté chambre
de traitement à l'aide d'une tubulure ( 44).
29 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 18 à 28, caractérisée en ce
qu'il est prévu, dans le sens de la décharge, au moins deux dispositifs de diaphragme espacés l'un de l'autre, conçus comme des étages de pression et présentant de préférence
entre eux un raccordement de pompe.
Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 29, caractérisée en ce
qu'il est prévu, débouchant au moins dans la chambre à cathode ( 1), au moins une admission de gaz ( 40) pour un gaz ionisant tel que de l'argon, et éventuellement aussi pour un
gaz réactif.
31 Installation de traitement sous vide selon l'une
quelconque des revendications 19 à 30, caractérisée en ce que
des organes de pompe sont raccordés au moins à la chambre de traitement. 32 Chambre à cathode pour la production d'une décharge basse tension, contenant une cathode thermoionique ( 3), caractérisée en ce que des parties au moins de sa paroi sont mises à un potentiel fixe ( O o), comme électrode d'amorçage, par l'intermédiaire d'un élément limiteur de courant, de préférence un élément de résistance ( 30) ou une source de tension commandée par courant, et en ce que le potentiel des parties détermine, hors circuit, une tension
d'amorçage par rapport au potentiel de cathode (o).
33 Utilisation du procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 à 18 ou de l'installation de traitement
et de la chambre à cathode selon l'une quelconque des
revendications 19 à 32, pour le traitement de pièces dans la
chambre de traitement à l'aide de porteurs de charge monopolaires extraits par voie électrostatique et/ou électrodynamique de la décharge opérée dans la chambre de traitement, comme pour des réactions chimiques à stimulation électronique sur la pièce en présence d'une densité
électronique élevée et d'une faible énergie électronique.
34 Utilisation du procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 à 18, de l'installation et de la chambre
à cathode selon l'une quelconque des revendications 19 à 32
pour des processus de traitement de pièces à basse température dans la chambre de traitement et/ou pour des procédés de croissance de couche sur des pièces dans la chambre de traitement, comme pour des procédés de revêtement
à homo et hétéro-épitaxie.
Utilisation du procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 à 18 et de l'installation selon l'une
quelconque des revendications 19 à 31 pour l'enlèvement ou le
nettoyage opérés sur une surface de pièce ou sur la paroi de la chambre de traitement et d'éléments situés dans la chambre
de traitement.
36 Utilisation selon la revendication 35, caractérisée en ce que du gaz hydrogène est amené dans la
chambre et activé à l'aide de la décharge.
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