FR2705690A1 - Installation pourvue d'un dispositif d'admission de gaz, pour le traitement de substrats dans un récipient sous vide, et procédé pour ce traitement. - Google Patents

Installation pourvue d'un dispositif d'admission de gaz, pour le traitement de substrats dans un récipient sous vide, et procédé pour ce traitement. Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne une installation pour le traitement de substrats dans un récipient sous vide, formée d'au moins une cible présentant une surface pourvue du matériau à pulvériser ou à vaporiser et d'au moins un dispositif d'admission de gaz formé d'orifices (6) qui sont prévus pour l'entrée dans le récipient d'un gaz de travail et/ou d'un gaz réactif ou d'un mélange, et qui sont reliés par un système de conduites à une source de gaz (1) à pression gazeuse donnée. Les coefficients de résistance des orifices sont calculés, par rapport aux points du système de conduites présentant ladite pression gazeuse, pour qu'un écoulement de gaz commandé sorte par chaque orifice. L'invention concerne aussi une installation de pulvérisation cathodique ainsi conçue, et un procédé pour le traitement.

Description

Installation pourvue d'un dispositif d'admission de qaz, pour le
traitement de substrats dans un récipient sous vide, et procédé pour ce traitement La présente invention concerne une installation pour le traitement de substrats dans un récipient sous vide à l'aide de procédés de revêtement physiques ou chimiques ou de procédés de gravure, formée d'au moins une cible présentant une surface pourvue du matériau à pulvériser ou à vaporiser, et d'au moins un dispositif d'admission de gaz formé de plusieurs orifices de sortie de gaz qui sont prévus pour l'entrée dans le récipient d'un gaz de travail et/ou d'un gaz participant de façon réactive au traitement ou d'un mélange, et qui sont reliés par l'intermédiaire d'un système de conduites à au moins une source de gaz présentant une pression gazeuse donnée. L'invention concerne aussi une installation de pulvérisation ou de vaporisation, et enfin un procédé pour le traitement uniforme de substrats avec une
installation de ce type.
Lors du traitement de substrats, notamment lors du revêtement sous vide poussé, par exemple, il peut être très important que le traitement ou le revêtement soit réparti sur toute la surface de façon uniforme ou homogène. Il s'est avéré que dans les cas o on travaillait avec des gaz de travail ou des gaz réactifs, en particulier, le système d'admission de gaz représentait une composante sensible à ce sujet. Dans la technique de gravure et de revêtement utilisant des plasmas, en particulier, comme la pulvérisation cathodique dans un récipient, par exemple, on obtient, en présence de pressions partielles non homogènes des gaz de travail ou des gaz réactifs, des surfaces ou une répartition de couche non homogènes en matière d'épaisseur de couche et de caractéristiques de couche telles que l'indice de réfraction, le coefficient d'extinction, la tension de couche, la composition, etc. Pour résoudre cette problématique, on connaît diverses applications. On propose de compenser d'une part des différences de pression partielle à l'aide de surfaces de dégazage et d'obturateurs, et d'autre part d'empêcher ce qu'on appelle un "empoisonnement" de la cible par le gaz nécessaire au niveau du substrat pour une séparation réactive. La demande EP-A-0 347 567 propose ainsi d'utiliser un obturateur avec un espace intermédiaire entre la cible et le
substrat, les gaz étant amenés dans cet espace intermédiaire.
Dans S.Maniv et al., J.Vac.Sci.Technol. 18(2), 195, 1981, on propose de disposer entre la cible et le substrat un écran pourvu d'un passage, et d'amener un gaz réactif grâce à un système de conduites qui entoure l'orifice de passage, les orifices de sortie de ce système de conduites étant
dirigés vers le substrat.
Dans Schiller et al., Thin Solid Films, 64, 455, 1979, on prévoit, dans la zone de la cible, ce qu'on appelle des surfaces de dégazage afin d'empêcher un "empoisonnement" de la surface de la cible par le gaz réactif qui est amené à proximité de la surface du substrat. Ces surfaces de dégazage absorbent le gaz réactif comme l'oxygène, par exemple. A proximité de la surface de la cible est également amené un gaz de travail inerte afin de maintenir le gaz réactif
éloigné de la cible.
On propose par ailleurs qu'un dispositif d'admission de gaz comporte un volume tampon au niveau duquel sont prévus plusieurs orifices de sortie, le volume tampon étant sensiblement supérieur aux amplitudes des pulsations de volume déplacé qui sont produites par le dispositif d'admission de gaz. En règle générale, des volumes tampons de ce type consistent en chambres tampons s'étendant longitudinalement et pourvues d'orifices de sortie espacés le plus régulièrement possible dans le sens longitudinal. Le problème posé par des chambres tampons de ce type, appelées aussi douches à gaz à tuyaux, réside dans le fait qu'il est à peine possible de commander le passage de gaz par tous les orifices de sortie, étant donné que ce passage dépend fortement du type d'écoulement dans la chambre tampon. Il est bien possible de disposer des obturateurs ou d'autres résistances à l'écoulement dans des chambres tampons de ce type, mais le calcul de ces constructions est extrêmement compliqué. La demande DE-OS-33 31 707 décrit aussi des mesures spéciales qui ont pour but de découpler les actions du gaz
réactif sur la cible et sur le substrat.
Le brevet US-A-4 931 158, enfin, propose même une
seconde décharge (plasma auxiliaire) à proximité du substrat.
Là aussi, un gaz de travail est introduit à proximité de la cible, et un gaz réactif à proximité du substrat. A l'aide
d'une grille, les deux plasmas sont séparés l'un de l'autre.
L'inconvénient de toutes ces mesures est que les taux de revêtement sont relativement faibles et qu'il y a toujours un risque que les compositions de gaz ou l'écoulement de gaz soient irréguliers localement, et l'homogénéité exigée au
départ pour un revêtement, par exemple, n'est pas garantie.
En raison de différences de composition de gaz ou de pression partielle, il peut aussi se produire de faibles décharges en
arc au niveau de la cible.
La présente invention a donc pour but de garantir une répartition de gaz homogène reproductible le long d'une cible ou le long d'un substrat, afin de garantir d'une part l'homogénéité voulue lors du traitement d'un substrat, et d'autre part une rentabilité maximale du processus de
traitement.
Selon l'invention, ce but est atteint grâce à une installation caractérisée en ce que les coefficients de résistance des orifices de sortie sont calculés, par rapport aux points du système de conduites présentant la pression gazeuse donnée, pour qu'un écoulement de gaz commandé sorte
par chaque orifice vers le récipient.
Grâce à cet écoulement de gaz apte à être commandé à chaque point du système de conduites, il est possible d'influer sur la répartition du gaz dans le récipient et de
la rendre la plus homogène possible, comme cela est exigé.
Avec la solution proposée selon la présente invention, il est possible d'introduire un gaz réactif au niveau de la cible suivant un dosage et/ou une répartition précis, à savoir directement au niveau de la cible, alors que l'art antérieur vise au contraire à tenir les gaz réactifs
éloignés de la cible.
Il est avantageux, d'une part, que les orifices de sortie du dispositif d'admission de gaz soient disposés, par rapport à au moins une cible ou à une source de matériau et/ou à un ou plusieurs substrats, en étant répartis le plus régulièrement possible. Cela empêche une concentration accrue
localement du gaz amené.
D'une manière avantageuse, d'autre part, le système de conduites est étudié pour que les coefficients de résistance des orifices de sortie individuels soient au moins approximativement égaux, de sorte que chaque orifice de sortie laisse sortir vers le récipient, pour chaque unité de
temps, au moins approximativement la même quantité de gaz.
Cette mesure a elle aussi pour effet de garantir une répartition de gaz aussi régulière que possible dans le récipient, que ce soit à proximité de la cible ou à proximité
d'un ou plusieurs substrats.
Pour que les coefficients de résistance individuels des différents orifices de sortie soient au moins approximativement égaux, un mode de réalisation propose que les distances individuelles parcourues entre la source de gaz et les orifices de sortie soient sensiblement égales et que les surfaces de section transversale des orifices de sortie individuels soient sensiblement de même taille. Pour répondre à cette exigence, il est par exemple possible de prévoir, entre la source de gaz et chaque orifice de sortie de gaz, des conduites de transport séparées présentant des diamètres
et des longueurs sensiblement égaux.
Mais la liaison entre la source de gaz et les orifices de sortie de gaz peut aussi être conçue d'une manière analogue au système de ce qu'on appelle un arbre binaire, étant précisé que la source de gaz et chaque embranchement prévu dans le système de conduites alimentent, suivant un même écartement, deux embranchements montés en aval ou suivants qui alimentent chacun, éventuellement, deux embranchements montés en aval ou éventuellement des orifices
de sortie.
Fondamentalement, l'enseignement de l'invention est que l'admission de gaz dans un récipient sous vide est réglable et reproductible par l'intermédiaire de la longueur de la conduite d'amenée ou par l'intermédiaire de la section transversale de l'orifice de sortie, ou encore à l'aide des
deux mesures.
Au cas o plusieurs gaz doivent être introduits dans le récipient, par exemple d'une part à proximité de la cible et d'autre part à proximité d'un ou plusieurs substrats, il est avantageux de disposer pour chaque gaz de travail ou chaque gaz réactif à introduire un dispositif d'admission de gaz pour la cible et le ou les substrats, les différents dispositifs d'admission de gaz étant conçus selon l'invention
comme il a été décrit précédemment.
L'installation définie selon l'invention convient en particulier pour une installation de pulvérisation ou de vaporisation comportant au moins une cible présentant une
surface pourvue du matériau à pulvériser ou à vaporiser.
Il peut s'agir par exemple d'une installation de pulvérisation cathodique comportant une cible utilisée comme un magnétron et un dispositif d'admission de gaz entourant ou contenant au moins en partie le magnétron ou la cathode, étant précisé que les orifices de sortie sont de préférence répartis le plus régulièrement possible par rapport au magnétron. Selon un mode de réalisation préféré d'une installation de pulvérisation cathodique de ce type, l'invention propose que le dispositif d'admission de gaz soit intégré dans un bâti anodique du magnétron qui entoure la cathode, et fasse donc lui-même partie de l'anode. Ainsi, la décharge peut être produite de façon ciblée vers les orifices de sortie afin d'obtenir une excitation efficace du gaz
réactif.
Selon un autre mode de réalisation, il est possible de faire fonctionner le dispositif d'admission de gaz isolé électriquement ou de le mettre sous tension ou à la masse en
vue de former un second circuit de décharge.
Selon un mode de réalisation préféré d'une installation de pulvérisation cathodique de l'invention, le magnétron est défini par la cible, un bâti anodique et les orifices de sortie de gaz intégrés dans ledit bâti anodique, lequel est de préférence refroidi à l'eau et est éventuellement conçu pour dépasser suffisamment par rapport au bord de la cible pour que les orifices de sortie soient dirigés vers la tranchée d'érosion de la cible, la distance de fond noir présentant de préférence partout la même configuration. En plus du dispositif d'admission de gaz intégré dans un bâti anodique, il est bien évidemment possible de prévoir d'autres dispositifs d'admission de gaz qui sont prévus par exemple pour l'introduction d'un gaz réactif dans la zone du ou des substrats à traiter ou à revêtir. Mais le dispositif d'admission de gaz ne doit pas impérativement être intégré dans le bâti anodique; il peut au contraire être intégré
dans n'importe quel bâti, indépendamment du bâti anodique.
Le but fixé par l'invention est enfin atteint grâce à un procédé du type spécifié en introduction, caractérisé en ce que l'écoulement de gaz sortant de chaque orifice de sortie se fait de façon commandée, les coefficients de résistance des orifices d'admission individuels étant calculés, par rapport aux points du système de conduites présentant la pression gazeuse donnée, suivant l'écoulement de gaz exigé. D'une manière préférée, la même quantité de gaz est introduite dans le récipient au niveau de chaque orifice
de sortie, pour chaque unité de temps.
Il est bien évident que les installations et le procédé de l'invention décrits précédemment ne se limitent pas à l'installation de pulvérisation cathodique pourvue d'un magnétron indiquée à titre d'exemple, mais qu'ils sont applicables avec n'importe quels installations et dispositifs de traitement ou de revêtement dans lesquels un traitement ou un revêtement homogène d'un substrat est exigé. Peu importe qu'on travaille dans le récipient à une pression de travail normale ou à une pression réduite comme sous vide poussé ou sous ultravide. Les dispositifs d'admission de gaz définis selon l'invention et le procédé correspondant sont également appropriés pour introduire n'importe quels gaz de travail ou
gaz réactifs dans un récipient.
L'invention va être décrite plus en détail à titre
d'exemple, en référence aux figures annexées.
La figure 1 représente un dispositif d'admission de gaz selon l'état de la technique, qui comprend ce qu'on appelle une chambre tampon ou une douche à tuyau à gaz, la figure 2 montre un dispositif d'admission de gaz selon l'invention, conçu comme ce qu'on appelle un arbre binaire, la figure 3 montre un autre mode de réalisation d'un dispositif d'admission de gaz, la figure 4 montre une installation de pulvérisation cathodique comportant un magnétron et un dispositif d'admission de gaz comme celui qui est représenté sur la figure 2, par exemple, la figure 5 est une coupe transversale de la cible et d'un bâti anodique d'une installation de pulvérisation cathodique analogue à celle qui est représentée schématiquement sur la figure 4, et la figure 6 est un schéma de détail d'un mode de réalisation préféré d'un bâti anodique avec un orifice de sortie de gaz, à utiliser par exemple dans le dispositif de
la figure 5.
La figure 1 représente un dispositif d'admission de gaz tel qu'on le connaît dans l'état de la technique, dans lequel une chambre tampon 10 est montée en amont des orifices de sortie individuels 6. Le long de cette chambre tampon 10 sont disposés des orifices de sortie individuels s'étendant longitudinalement et présentant de préférence le même écartement entre eux. Plus la surface de section transversale 11 choisie pour la chambre tampon 10 est grande, et plus on est sûr que le coefficient de résistance des orifices de sortie individuels 6 est le même et que des quantités de gaz égales traversent ces orifices de sortie individuels. Dans la pratique, il s'est néanmoins avéré que pour la sortie de quantités de gaz égales, il fallait choisir des sections transversales relativement grandes pour des chambres tampons de ce type ou des douches à tuyau à gaz. De plus, le fonctionnement d'une douche à tuyau à gaz de ce type dépend largement du débit de gaz total choisi et du type d'écoulement, de sorte qu'on peut très bien obtenir une répartition homogène avec un débit choisi alors qu'avec
d'autres débits totaux, la répartition n'est plus uniforme.
Il est vrai qu'il serait possible de disposer en supplément des déflecteurs ou des éléments de résistance dans la chambre tampon, mais le calcul de constructions de ce type est très compliqué et cela ne suffit pas à garantir que le type d'écoulement soit toujours le même dans toute la chambre tampon. Pour cette raison, l'invention propose des alternatives plus simples comme celles qui sont représentées
sur les figures décrites dans ce qui suit.
La figure 2 représente schématiquement un dispositif d'admission de gaz pour l'introduction d'un gaz de travail ou d'un gaz réactif dans un récipient. A partir d'une source de gaz 1, une conduite mène à un premier embranchement 2. A une même distance de cet embranchement, des seconds embranchements 3 sont alimentés par l'intermédiaire de deux conduites de mêmes dimensions. A partir de chacun de ces embranchements 3, des troisièmes embranchements 4 sont alimentés par l'intermédiaire de conduites de mêmes longueurs et de mêmes dimensions. Enfin, des quatrièmes embranchements alimentent chacun deux orifices de sortie 6. Cette construction du système d'admission de gaz garantit que chaque orifice de sortie 6 présente le même coefficient de résistance et qu'ainsi, la même quantité de gaz est amenée dans le récipient par chaque orifice de sortie 6 et pour chaque unité de temps. Il est bien évidemment possible de former des embranchements dans d'autres plans, auquel cas les embranchements ou le nombre d'orifices de sortie doivent être choisis en fonction de la taille de la cible ou du substrat
vers lesquels le gaz à introduire doit être émis.
Grâce au dispositif d'admission de gaz représenté sur la figure 2, il est possible d'obtenir une répartition de gaz homogène sur un substrat ou une cible, moyennant quoi on a un taux de réaction homogène, par exemple. Les objectifs concernant les caractéristiques de revêtement homogènes exigées, comme il a été indiqué précédemment, peuvent ainsi être atteints sur une zone souhaitée ou sur tout le substrat
à traiter ou à revêtir.
Un autre mode de réalisation d'un dispositif d'admission selon l'invention est représenté schématiquement sur la figure 3. A partir d'une source de gaz 1 sont alimentés, par l'intermédiaire de conduites de transport 8 de mêmes longueurs et de mêmes dimensions, les orifices de sortie de gaz 6 disposés à l'extrémité de chacune desdites conduites 8. Ces orifices de sortie de gaz 6 présentent des dimensions pratiquement identiques, c'est-à-dire que leur surface de section transversale présentent des dimensions identiques. Cette configuration du système d'admission de gaz garantit là aussi que les coefficients de résistance des orifices de sortie de gaz individuels soient les mêmes et qu'ainsi, pour chaque unité de temps, la même quantité de gaz
soit amenée dans le récipient.
Sur les représentations des figures 2 et 3, on a dans tous les cas des conduites de mêmes longueurs, moyennant quoi on obtient aussi le même écoulement de gaz dans chaque orifice de sortie, en présence du même diamètre choisi pour l'orifice de sortie. Mais en faisant varier le diamètre ou la surface de section transversale de l'orifice de sortie, on peut commander de façon reproductible l'écoulement de gaz dans chaque orifice de sortie, de façon ciblée, avec des conduites d'amenée de mêmes longueurs et de mêmes sections transversales. On peut à l'inverse, d'une manière analogue, commander l'écoulement de gaz de façon reproductible, en présence d'orifices de sortie de mêmes tailles, en faisant varier la longueur ou la section transversale des conduites d'amenée. Un tel réglage reproductible ciblé de l'écoulement de gaz est à peine possible avec une douche à tuyau à gaz,
par exemple, telle qu'elle est représentée sur la figure 1.
La figure 4 représente schématiquement un dispositif d'admission de gaz comme celui qui est représenté sur la figure 2, par exemple, disposé par rapport à une cible ou un magnétron d'une installation de pulvérisation cathodique. De part et d'autre de l'extension longitudinale d'un magnétron, qui comprend une cible 22 et un bâti anodique 28 entourant celle-ci de tous les côtés et refroidi par exemple à l'eau, sont disposés des dispositifs de sortie de gaz 6 qui sont dirigés vers la cible 22. Ces orifices de sortie de gaz 6 sont alimentés par un système de conduites à partir d'une source de gaz 1 qui alimente un embranchement 2 alimentant lui-même successivement des embranchements 3 et 4. On peut voir clairement sur la figure 4 que le système de conduites est construit suivant un arbre binaire d'une manière analogue à la figure 2, la source de gaz 1 et les embranchements 2, 3 et 4 alimentant d'autres embranchements ou les orifices de sortie de gaz 6 qui sont disposés à égale distance de l'embranchement correspondant. Cela garantit qu'entre la source 1 et chaque orifice de sortie de gaz 6, la même
distance doive être parcourue dans le système de conduites.
L'avantage de cette configuration est que l'efficacité du ou des gaz introduits est toujours la même dans ce dispositif, indépendamment du type d'écoulement ou de la zone d'écoulement. A condition que la section transversale des conduites soit partout la même et que la section transversale d'orifice ait la même taille pour chaque orifice de sortie 6, les coefficients de résistance de tous les orifices de sortie 6 sont les mêmes, moyennant quoi la même quantité de gaz est amenée vers la cible 22 au niveau de chaque orifice de sortie de gaz et pour chaque unité de temps, indépendamment du type d'écoulement. En ce qui concerne le gaz à amener, il peut s'agir d'un gaz de travail tel qu'un gaz rare inerte comme il l'argon, par exemple, ou d'un gaz réactif comme l'azote ou l'oxygène, par exemple, ou encore d'un mélange gazeux composé par exemple d'un gaz rare inerte (Ar) et d'oxygène (02). Le gaz réactif réagit avec le métal à vaporiser ou à pulvériser, moyennant quoi des nitrures ou des oxydes correspondants peuvent être produits pour la réalisation de couches de nitrure ou d'oxyde sur un substrat. La formation de nitrure ou d'oxyde peut se faire dès la surface de la cible, ou après la vaporisation du métal. Les orifices de sortie de gaz individuels 6 présentent de préférence le même écartement, afin de produire une répartition de gaz régulière sur la cible. D'une manière analogue au dispositif d'admission de gaz représenté sur la figure 4, on peut bien évidemment disposer aussi un dispositif d'admission de gaz pour un
substrat en construisant le système comme un arbre binaire.
La figure 5 est une coupe transversale, réalisée par exemple suivant la ligne I-I de la figure 4, d'une cible et du bâti anodique d'un magnétron qui entoure la cible. Pour l'explication du dispositif de la figure 5, on peut se référer à la figure 6, qui est une coupe transversale d'un détail d'une partie du bâti anodique tel qu'il a été utilisé dans le dispositif de la figure 5. Ce détail montre l'endroit du bâti anodique o un tuyau de gaz ou un orifice de sortie
6 est disposé.
Le bâti anodique 28 d'un magnétron est disposé latéralement par rapport à la cible 22, laquelle est disposée à l'horizontale sur une plaque de refroidissement de cible 21 elle-même disposée à l'horizontale sur un refroidissement à l'eau comportant un système magnétique 20. Dans le cas du dispositif représenté, il s'agit de ce qu'on appelle un magnétron tel qu'il est utilisé par exemple avec des installations de pulvérisation cathodique. La cible 22, enfin, est maintenue latéralement sur la plaque de refroidissement de cible 21 à l'aide d'une bague de serrage de cible 23. La cible 22, la plaque de refroidissement 21, le système magnétique 20 et la bague de serrage de cible 23
forment ensemble la cathode 24 du magnétron représenté.
L'anode disposée latéralement par rapport à la cathode 24 comprend le bâti anodique 28 qui est traversé par un tuyau de gaz 29 comportant, côté frontal, l'orifice de sortie de gaz 6. Pour le refroidissement du bâti anodique 28, il est prévu un refroidissement à eau 27 qui est important en particulier au cas o la décharge doit être produite en direction de l'orifice de sortie de gaz pour provoquer une excitation efficace du gaz réactif. Cela est obtenu en particulier lorsque le tuyau de gaz fait lui-même partie de l'anode ou lorsque l'orifice de sortie de gaz n'est pas isolé par rapport à l'anode. Une disposition ainsi intégrée de l'orifice de sortie de gaz dans l'anode a des conséquences positives tant sur la qualité de revêtement que sur le taux de revêtement. Il est par ailleurs avantageux que les orifices de sortie de gaz soient dirigés vers la tranchée d'érosion de la cible, qui est représentée schématiquement sur la figure 6 par le creux 32 dans la surface de la cible
22.
Le bâti anodique 28 est posé sur une plaque de montage d'anode 26 à laquelle le bâti est relié de façon fixe par l'intermédiaire de vis, par exemple, ce qui permet de démonter facilement le bâti anodique. La plaque de montage 26 est elle-même disposée sur une plaque de base d'anode 25. La plaque de base d'anode 25, la plaque de montage 26 et le bâti anodique 28 peuvent bien évidemment être réalisés d'une seule pièce. Sur le détail représenté sur la figure 6, la plaque de montage d'anode 26 dépasse du bord de la cible, au-dessus de la bague de serrage de cible 23, afin d'atténuer efficacement les claquages qui se produisent dans les zones du bord de la cible. Il est bien évident qu'on peut envisager de faire dépasser encore plus la plaque de montage d'anode 26 par rapport à la cible. Ce qui est essentiel, dans ce cas, c'est que la distance de fond noir 30 soit partout la même, afin que le plasma formé au-dessus de la cible soit protégé de façon efficace. On peut bien entendu réaliser cette protection du plasma de nombreuses manières, mais le mode de réalisation représenté à titre d'exemple sur la figure 6
s'est avéré avantageux.
Dans le cas des applications d'un dispositif d'admission de gaz de l'invention qui sont représentées sur les figures 4 à 6, il s'agit simplement d'un exemple de réalisation destiné à décrire l'invention plus en détail. Il est donc possible, par exemple, de disposer des conduites
d'admission de gaz indépendamment du bâti anodique, c'est-à-
dire isolées de celui-ci dans un bâti quelconque, et entourant la cible. De plus, le dispositif d'admission de gaz
peut être mis à la masse ou encore à une tension séparée.
Il est bien évidemment possible d'utiliser les différents modes de réalisation de dispositifs d'admission de gaz décrits et revendiqués dans tous les types possibles d'installations de traitement et de revêtement dans lesquelles un substrat placé dans un récipient doit subir un traitement de surface. Il faut penser notamment à tous les modes de réalisation possibles d'installations tels qu'ils sont utilisés pour l'exécution de procédés PVD (procédé de dépôt par voie physique en phase vapeur) et CVD (procédé de
dépôt par voie chimique en phase vapeur).
La configuration des dispositifs d'admission de gaz définis selon l'invention n'est pas limitée, elle non plus, aux exemples des figures 2 et 3, mais elle couvre tous les systèmes d'admission de gaz pour les installations dans lesquelles l'admission de gaz se fait de façon commandée et dans lesquelles une répartition de gaz de préférence homogène
peut être obtenue à l'aide d'une admission de gaz ciblée.

Claims (15)

REVENDICATIONS
1. Installation pour le traitement de substrats dans un récipient sous vide à l'aide de procédés de revêtement physiques ou chimiques ou de procédés de gravure, formée d'au moins une cible présentant une surface pourvue du matériau à pulvériser ou à vaporiser, et d'au moins un dispositif d'admission de gaz formé de plusieurs orifices de sortie de gaz (6) qui sont prévus pour l'entrée dans le récipient d'un gaz de travail et/ou d'un gaz participant de façon réactive au traitement ou d'un mélange, et qui sont reliés par l'intermédiaire d'un système de conduites à au moins une source de gaz (1) présentant une pression gazeuse donnée, caractérisée en ce que les coefficients de résistance des orifices de sortie (6) sont calculés, par rapport aux points du système de conduites présentant la pression gazeuse donnée, pour qu'un écoulement de gaz commandé sorte par
chaque orifice.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices de sortie (6) sont conçus, par rapport à la ou aux cibles (22) ou à une source de matériau et/ou à un ou plusieurs substrats, suivant un profil de répartition prédéfini, et sont par exemple répartis régulièrement.
3. Installation selon l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif
d'admission de gaz est étudié pour que les coefficients de résistance des orifices de sortie individuels présentent des valeurs au moins approximativement prédéfinies et par exemple approximativement égales, de sorte que chaque orifice de sortie laisse sortir vers le récipient, pour chaque unité de temps, au moins approximativement la quantité prédéfinie, par exemple la même quantité de gaz, indépendamment de la zone ou
du type d'écoulement.
4. Installation selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les distances
individuelles parcourues entre la source de gaz (1) et les
orifices de sortie (6) sont sensiblement égales.
5. Installation selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est prévu,
entre la source de gaz et chaque orifice de sortie de gaz, des conduites de transport séparées (8) présentant des diamètres et des longueurs sensiblement égaux.
6. Installation selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la liaison entre
la source de gaz (1) et les orifices de sortie de gaz (6) est conçue d'une manière analogue au système de ce qu'on appelle un arbre binaire, étant précisé que la source de gaz (1) et chaque embranchement (2, 3, 4) prévu dans le système de conduites alimentent, suivant un même écartement, deux embranchements (3, 4, 5) montés en aval ou suivants qui alimentent chacun, éventuellement, deux embranchements (4, 5)
montés en aval ou éventuellement des orifices de sortie (6).
7. Installation selon l'une quelconque des
revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu au
moins un dispositif d'admission de gaz pour une cible ou une
source de matériau et/ou le ou les substrats.
8. Installation selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il s'agit
d'une installation de pulvérisation cathodique comportant une cible (22) utilisée comme un magnétron et un dispositif d'admission de gaz entourant ou contenant au moins en partie le magnétron ou la cathode (24), étant précisé que le courant de gaz sortant de chaque orifice de sortie (6) présente une valeur prédéfinie et agit par exemple le plus uniformément
possible sur le magnétron.
9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif d'admission de gaz est intégré dans un bâti anodique (28) du magnétron qui entoure
la cathode (24).
10. Installation selon l'une quelconque des
revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le dispositif
d'admission de gaz est conçu de telle sorte qu'une décharge est produite de façon ciblée vers les orifices de sortie (6), par exemple grâce à une mise sous tension du dispositif d'admission de gaz, de sorte que les orifices (6) forment, en
tant qu'éléments d'une électrode, une voie de décharge.
11. Installation selon l'une quelconque des
revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le dispositif
d'admission de gaz est isolé électriquement en vue de former
un second circuit de décharge.
12. Installation selon l'une quelconque des
revendications 8 à 11, caractérisée en ce que le magnétron
est défini par la cible (22), un bâti anodique (28) et les orifices de sortie (6) intégrés dans ledit bâti anodique (28), lequel est de préférence refroidi à l'eau et est conçu pour dépasser suffisamment par rapport au bord de la cible pour atténuer efficacement des claquages apparaissant dans les zones du bord de la cible, et en ce que les orifices de sortie de gaz (6) sont de préférence dirigés vers la tranchée
d'érosion (32) de la cible (22).
13. Installation selon l'une quelconque des
revendications 8 à 12, caractérisée en ce qu'un ou plusieurs
autres dispositifs d'admission de gaz sont disposés pour au
moins un substrat.
14. Procédé pour le traitement uniforme de substrats à l'aide de procédés de revêtement physiques ou chimiques ou à l'aide de procédés de gravure dans un récipient sous vide, avec au moins une cible présentant une surface pourvue du matériau à pulvériser ou à vaporiser, selon lequel, par l'intermédiaire d'un dispositif d'admission de gaz formé de plusieurs orifices de sortie (6), à partir d'au moins une source de gaz (1) présentant une pression gazeuse prédéfinie, au moins un gaz de travail et/ou un gaz participant de façon réactive au traitement est introduit dans le récipient, caractérisé en ce que l'écoulement de gaz sortant de chaque orifice de sortie (6) se fait de façon commandée, les coefficients de résistance des orifices d'admission étant calculés, par rapport aux points du système de conduites présentant la pression gazeuse donnée, suivant l'écoulement
de gaz exigé.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que, au niveau de chaque orifice de sortie (6), au moins approximativement la même quantité de gaz est
introduite dans le récipient pour chaque unité de temps.
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