FR3015528A1 - METHOD AND DEVICE FOR CATHODIC SPRAY DEPOSITION - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un Procédé de dépôt par pulvérisation cathodique, dans lequel on place, sur une cathode (2), une cible (3) comprenant une première partie (4) et une deuxième partie (5), le matériau de la première partie étant différent du matériau de la deuxième partie ; on génère un plasma (6) entre la cathode (2) et un échantillon (8), de sorte que le plasma (6) soit en contact simultanément de la première partie (4) et de la deuxième partie (5) ; puis, alors que le plasma (6) est généré et que la cible (3) est placée sur la cathode (2), on dépose une première couche (9) sur l'échantillon (8), en disposant un cache (11) entre la deuxième partie (5) et l'échantillon (8), la première couche (9) comprenant le matériau provenant de la première partie (4) de la cible, et on dépose une deuxième couche sur l'échantillon, sans que le cache (11) soit entre la deuxième partie (5) et l'échantillon (8), la deuxième couche comprenant le matériau provenant de la deuxième partie (5) de la cible.The present invention relates to a sputter deposition method, in which a target (3) comprising a first part (4) and a second part (5) is placed on a cathode (2), the material of the first part being different from the material of the second part; a plasma (6) is generated between the cathode (2) and a sample (8) so that the plasma (6) is simultaneously in contact with the first portion (4) and the second portion (5); then, while the plasma (6) is generated and the target (3) is placed on the cathode (2), a first layer (9) is deposited on the sample (8), with a cover (11) between the second portion (5) and the sample (8), the first layer (9) comprising the material from the first portion (4) of the target, and depositing a second layer on the sample, without the cache (11) is between the second portion (5) and the sample (8), the second layer comprising the material from the second portion (5) of the target.
Description
- 1 - «Procédé et dispositif de dépôt par pulvérisation cathodique» Domaine technique La présente invention concerne un procédé de dépôt par pulvérisation cathodique. Elle concerne aussi un dispositif de dépôt par pulvérisation cathodique. Elle concerne aussi une cible pour un procédé ou dispositif selon l'invention. Un tel dispositif ou procédé permet à un utilisateur de déposer plusieurs couches par pulvérisation cathodique de manière simple et rapide. Etat de la technique antérieure On connaît des procédés de dépôt de couches tels que les procédés de type PVD (pour « Physical Vapor Deposition » ou dépôt physique en phase vapeur) qui permettent de déposer successivement plusieurs couches de natures différentes pour réaliser éventuellement des structures relativement complexes. Cependant, le dépôt de plus d'une couche peut demander des manipulations complexes et/ou consommatrices de temps.The present invention relates to a method of deposition by sputtering. It also relates to a sputtering deposition device. It also relates to a target for a method or device according to the invention. Such a device or method allows a user to deposit several layers by sputtering in a simple and fast manner. STATE OF THE PRIOR ART Layering processes of layers such as PVD (physical vapor deposition) methods which make it possible to successively deposit several layers of different natures in order to possibly produce relatively complex. However, the deposition of more than one layer may require complex manipulations and / or time consuming.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant, de manière simple et rapide, de déposer au moins deux couches de natures différentes sur un échantillon par pulvérisation cathodique. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un procédé de dépôt par pulvérisation cathodique, dans lequel : - on place, sur une cathode, une cible comprenant une première partie et une deuxième partie, le matériau de la première partie étant différent du matériau de la deuxième partie, - on génère un plasma entre la cathode et un échantillon, de sorte que le plasma soit en contact simultanément de la première partie et de la deuxième partie, puis, alors que le plasma est ainsi généré et que la cible est ainsi placée sur la cathode: -2- - on dépose une première couche sur l'échantillon, en disposant un cache entre la deuxième partie et l'échantillon, la première couche comprenant le matériau provenant de la première partie de la cible, et (de préférence puis) - on dépose une deuxième couche sur l'échantillon, sans que le cache soit entre la deuxième partie et l'échantillon, la deuxième couche comprenant le matériau provenant de la deuxième partie de la cible. On remarque que la première couche n'est pas nécessairement déposée avant la deuxième couche. Le terme « première couche » ou « deuxième couche », plutôt que de faire référence à un ordre chronologique, fait plutôt référence au fait que ladite première ou deuxième couche comprend de la matière provenant respectivement de la première ou deuxième partie de la cible. La première partie de la cible est de préférence solidaire de la deuxième partie de la cible. Lors du dépôt de la deuxième couche: - le cache peut être situé ni entre la première partie et l'échantillon ni entre la deuxième partie et l'échantillon, ou - le cache peut être situé entre la première partie et l'échantillon.The object of the present invention is to provide a method and a device allowing, in a simple and fast manner, to deposit at least two layers of different types on a sample by sputtering. DISCLOSURE OF THE INVENTION This objective is achieved with a sputter deposition method, in which: a target is placed on a cathode comprising a first part and a second part, the material of the first part being different from the material of the second part, - a plasma is generated between the cathode and a sample, so that the plasma is in contact simultaneously with the first part and the second part, then, while the plasma is thus generated and the target is thus placed on the cathode: a first layer is deposited on the sample, having a cache between the second part and the sample, the first layer comprising the material coming from the first part of the target, and preferably then) - a second layer is deposited on the sample, without the cover being between the second part and the sample, the second layer comprising the material coming from the second part part of the target. Note that the first layer is not necessarily deposited before the second layer. The term "first layer" or "second layer", rather than referring to a chronological order, rather refers to the fact that said first or second layer comprises material respectively from the first or second part of the target. The first part of the target is preferably integral with the second part of the target. When depositing the second layer: - the cache may be located between the first part and the sample or between the second part and the sample, or - the cache may be located between the first part and the sample.
Lors du dépôt de la première couche, la distance entre cible et échantillon est de préférence au moins trois fois plus grande que la distance entre la cible et le cache. Une surface du cache peut être en vis-à-vis d'une surface de la deuxième partie de la cible lors du dépôt de la première couche. Dans ce cas-là : - la surface du cache peut avoir une aire plus grande que l'aire de la surface de la deuxième partie de la cible, et/ou - la surface du cache et la surface de la deuxième partie peuvent avoir une même forme.When depositing the first layer, the distance between target and sample is preferably at least three times greater than the distance between the target and the cache. A surface of the cover may be facing a surface of the second part of the target during the deposition of the first layer. In this case: - the surface of the cover may have an area larger than the area of the surface of the second part of the target, and / or - the surface of the cover and the surface of the second part may have a same form.
Le matériau de la deuxième partie de la cible peut comprendre ou peut être de l'or. Le matériau de la première partie de la cible peut comprendre ou peut être du molybdène. -3- Le cache est de préférence relié à une masse électrique. Vu de l'échantillon sans le cache: - chaque partie de la cible peut avoir la forme d'un disque, de sorte que le disque de la première ou la deuxième partie de la cible soit centré à l'intérieur respectivement du disque de la deuxième ou de la première partie de la cible, ou - chaque partie de la cible peut avoir la forme d'une plaque dont un côté longe un côté de l'autre partie de la cible.The material of the second part of the target may comprise or may be gold. The material of the first part of the target may comprise or may be molybdenum. The cover is preferably connected to an electrical ground. Seen from the sample without the cache: - each part of the target may be in the form of a disk, so that the disk of the first or the second part of the target is centered inside respectively of the disk of the second or first part of the target, or - each part of the target may have the shape of a plate with one side along one side of the other part of the target.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de dépôt par pulvérisation cathodique, comprenant : - une cathode, agencée pour accueillir une cible comprenant une première partie et une deuxième partie, la cathode étant agencée pour accueillir simultanément la première partie de la cible dans une première zone de cible et la deuxième partie de la cible dans une deuxième zone de cible, - un porte échantillon, agencé pour accueillir un échantillon dans une zone d'échantillon, - un générateur de plasma, agencé pour générer un plasma entre la cathode et la zone d'échantillon, de sorte que le plasma soit en contact simultanément de la première zone de cible et de la deuxième zone de cible, - un cache, agencé pour avoir deux positions différentes possibles lorsque le plasma est généré et que la cible est accueillie sur la cathode: o une première position de cache dans laquelle le cache est situé entre la deuxième zone de cible et la zone d'échantillon, et o une deuxième position de cache dans laquelle le cache n'est pas situé entre la deuxième zone de cible et la zone d'échantillon.According to yet another aspect of the invention, there is provided a sputter deposition device, comprising: a cathode, arranged to receive a target comprising a first portion and a second portion, the cathode being arranged to simultaneously accommodate the first part of the target in a first target zone and the second part of the target in a second target zone, - a sample gate, arranged to receive a sample in a sample zone, - a plasma generator, arranged to generate a plasma between the cathode and the sample area, so that the plasma is in contact simultaneously with the first target area and the second target area, - a cover, arranged to have two different possible positions when the plasma is generated and that the target is received on the cathode: o a first cache position in which the cache is located between the second target zone e t the sample area, and o a second cache position in which the cache is not located between the second target area and the sample area.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé une cible de dépôt par pulvérisation cathodique, caractérisée en ce qu'elle comprend une première partie et une deuxième partie, le matériau de la première partie étant différent du matériau de la deuxième partie . -4- Le matériau de la première partie peut comprendre ou consister en du molybdène. Le matériau de la deuxième partie peut comprendre ou consister en de l'or.According to yet another aspect of the invention, a sputter deposition target is proposed, characterized in that it comprises a first portion and a second portion, the material of the first portion being different from the material of the second portion. . The material of the first part may comprise or consist of molybdenum. The material of the second part may comprise or consist of gold.
La première partie de la cible est de préférence solidaire de la deuxième partie de la cible. Pour une vue de face de la cible : - chaque partie de la cible peut avoir la forme d'un disque, de sorte que le disque de la première ou la deuxième partie de la cible soit centré à l'intérieur respectivement du disque de la deuxième ou de la première partie de la cible, ou - chaque partie de la cible peut avoir la forme d'une plaque dont un côté longe un côté de l'autre partie de la cible.The first part of the target is preferably integral with the second part of the target. For a front view of the target: each part of the target may be in the form of a disk, so that the disk of the first or the second part of the target is centered inside respectively of the disk of the target; second or first part of the target, or - each part of the target may have the shape of a plate with one side along one side of the other part of the target.
Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 est une vue de coupe de profil d'un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, qui est le mode de réalisation préféré de l'invention, et qui met en oeuvre un premier mode de réalisation de procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue de coupe de profil d'une cible 3 et d'un cache 11 dans le premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue de face de la cible 3 et du cache 11 dans le premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une vue de face de la cible 3 dans le premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 5 est une vue de coupe de profil d'une variante de cible 3 pour le premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 6 est une vue de coupe de profil d'une autre variante de cible 3 pour le premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 7 est une vue de coupe de profil d'une cible 3 et d'un cache 11 dans un deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention, qui - 5 - met en oeuvre un deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention, - les figures 8 et 9 sont des vues de face de la cible 3 et du cache 11 dans le deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 10 est une vue de coupe de profil d'un échantillon 8 recouvert de deux couches 9, 10 déposées selon le premier mode de réalisation de procédé selon l'invention - la figure 11 est un spectre de l'échantillon 8 de la figure 10, recouvert uniquement de la première couche 9, - la figure 12 est un spectre de l'échantillon 8 de la figure 10, recouvert des première 9 et deuxième 10 couches. Ces modes de réalisation étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou à différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and particularities of the invention will appear on reading the detailed description of implementations and non-limiting embodiments, and the following appended drawings: FIG. 1 is a view profile section of a first embodiment of the device according to the invention, which is the preferred embodiment of the invention, and which implements a first embodiment of the method according to the invention, - the FIG. 2 is a profile sectional view of a target 3 and a cover 11 in the first device embodiment according to the invention; FIG. 3 is a front view of the target 3 and the cover 11 in FIG. the first embodiment of the device according to the invention; FIG. 4 is a front view of the target 3 in the first embodiment of the device according to the invention; FIG. a target variant 3 for the prem 1st embodiment of the device according to the invention; FIG. 6 is a profile sectional view of another variant of target 3 for the first device embodiment according to the invention; FIG. sectional cutting of a target 3 and a cover 11 in a second device embodiment according to the invention, which implements a second embodiment of the method according to the invention, - the figures 8 and 9 are front views of the target 3 and the cover 11 in the second embodiment of the device according to the invention; FIG. 10 is a profile sectional view of a sample 8 covered with two layers; 10 is a spectrum of the sample 8 of FIG. 10, covered only with the first layer 9; FIG. 12 is a spectrum of the Sample 8 of Figure 10, covered with the first 9 and second 10 layers. These embodiments being in no way limiting, it will be possible in particular to consider variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently isolated from the other characteristics described (even if this selection is isolated within a sentence comprising these other characteristics), if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art. This selection comprises at least one feature preferably functional without structural details, or with only a part of the structural details if this part alone is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
On va tout d'abord décrire, en référence aux figures 1 à 4 et 10, un premier mode de réalisation de dispositif 1 de dépôt par pulvérisation cathodique selon l'invention, mettant en oeuvre un premier mode de réalisation procédé selon l'invention.Firstly, with reference to FIGS. 1 to 4 and 10, a first embodiment of sputter deposition device 1 according to the invention will be described, implementing a first embodiment of the method according to the invention.
Le dispositif 1 comprend une cathode 2, agencée pour accueillir une cible 3 comprenant une première partie 4 et une deuxième partie 5, la cathode 2 étant agencée pour accueillir simultanément la première partie 4 de la cible dans une première zone de cible 44 et la deuxième partie 5 de la cible dans une deuxième zone de cible 55. - 6 - Le dispositif 1 comprend en outre un porte échantillon 7, agencé pour accueillir un échantillon 8 dans une zone d'échantillon 88. Par « zone », on entend un volume. Le porte échantillon 7 est relié à une masse électrique 16 du dispositif 1. Le dispositif 1 comprend un générateur de plasma, agencé pour générer un plasma 6 entre la cathode 2 et la zone d'échantillon 88 (ou entre la cathode 2 et le porte échantillon 7), de sorte que le plasma 6 soit en contact simultanément de la première zone de cible 44 et de la deuxième zone de cible 55. Le générateur de plasma comprend : - La cathode 2, - Un injecteur 21, agencé pour injecter un fluide 22 (typiquement un mélange de gaz comprenant de l'oxygène), - un système électrique (non illustré), comprenant typiquement un générateur de tension continue ou RF (Radio Fréquence) et agencé pour générer une différence de potentiel électrique entre la cathode 2 et au moins une anode (typiquement une différence de potentiel typiquement entre 300 Volts et 800 Volts, par exemple de l'ordre de 500 V).The device 1 comprises a cathode 2, arranged to receive a target 3 comprising a first part 4 and a second part 5, the cathode 2 being arranged to simultaneously accommodate the first part 4 of the target in a first target zone 44 and the second Part 5 of the target in a second target zone 55. The device 1 further comprises a sample holder 7, arranged to receive a sample 8 in a sample zone 88. By "zone" is meant a volume . The sample holder 7 is connected to an electrical ground 16 of the device 1. The device 1 comprises a plasma generator, arranged to generate a plasma 6 between the cathode 2 and the sample zone 88 (or between the cathode 2 and the gate sample 7), so that the plasma 6 is in contact simultaneously with the first target zone 44 and the second target zone 55. The plasma generator comprises: - The cathode 2, - an injector 21, arranged to inject a fluid 22 (typically a gas mixture comprising oxygen), - an electrical system (not shown), typically comprising a DC voltage generator or RF (Radio Frequency) and arranged to generate an electrical potential difference between the cathode 2 and at least one anode (typically a potential difference typically between 300 volts and 800 volts, for example of the order of 500 volts).
Le dispositif 1 comprend un cache 11 agencé pour avoir deux positions différentes possibles lorsque le plasma 6 est généré et que la cible 3 est accueillie sur la cathode 2: - une première position de cache (illustrée sur les figures 1, 2 et 3) dans laquelle le cache 11 est situé entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88, mais pas entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88, et - une deuxième position de cache dans laquelle le cache 11 n'est plus situé entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 (comme illustré sur la figure 4).The device 1 comprises a cover 11 arranged to have two different possible positions when the plasma 6 is generated and the target 3 is accommodated on the cathode 2: a first cache position (illustrated in FIGS. 1, 2 and 3) in which the cover 11 is located between the second target area 55 and the sample area 88, but not between the first target area 44 and the sample area 88, and - a second cache position in which the cover 11 is no longer located between the second target area 55 and the sample area 88 (as shown in Fig. 4).
Le cache 11 est relié à la masse électrique 16 du dispositif 1. On remarque sur la figure 3 que seul le contour extérieur 27 du cache 11 (qui est un disque plein, sans trous) est illustré pour permettre de distinguer la deuxième partie 5 de la cible 3. - 7 - Un bras 18 solidaire du cache 11 permet de faire passer le cache 11 entre sa première position et sa deuxième position (et inversement) selon un mouvement 19 de rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure 3.The cover 11 is connected to the electrical ground 16 of the device 1. It should be noted in FIG. 3 that only the outer contour 27 of the cover 11 (which is a solid disk, without holes) is illustrated to make it possible to distinguish the second portion 5 from the target 3. - 7 - An arm 18 secured to the cover 11 makes it possible to pass the cover 11 between its first position and its second position (and vice versa) according to a movement 19 of rotation about an axis perpendicular to the plane of FIG. 3.
Dans sa deuxième position de cache, le cache n'est situé ni entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 ni entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88. Dans la première position de cache, la distance 13 entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 est au moins trois fois plus grande (de préférence au moins dix fois plus grande) que la distance 12 entre la deuxième zone de cible 55 et le cache 11. Dans la première position de cache, la distance 63 entre la cathode 2 et le porte échantillon 7 est au moins trois fois plus grande (de préférence au moins dix fois plus grande) que la distance 62 entre la cathode 2 et le cache 11. Dans la présente description, on mesurera chaque distance (notamment les distances 12, 13, 62 et 63) entre deux objets ou zones : - parallèle à un axe 17 perpendiculaire à une surface plane 77 du porte échantillon 7 prévue pour porter l'échantillon 8, - reliant le couple de points de ces deux objets les plus proches pour que la distance soit la plus courte possible. Dans la présente description, on entendra de préférence qu'un cache (11 ou 110) est situé entre une zone de cible (44 ou 55) et la zone d'échantillon 88 : - si toute ligne droite, parallèle à l'axe 17 et passant par cette zone de cible, passe par ce cache, ou - autrement dit si, vu de la zone d'échantillon 88, cette zone de cible est entièrement cachée par ce cache. Dans la présente description, on entendra de préférence qu'un cache (11 ou 110) est situé entre une partie de cible (4 ou 5) et l'échantillon 8 : - si toute ligne droite, parallèle à l'axe 17 et passant par cette partie de cible, passe par ce cache, ou - autrement dit si, vu de l'échantillon 8, cette partie de cible est entièrement cachée par ce cache. - 8 - Dans la présente description, on entendra de préférence qu'un cache (11 ou 110) n'est pas situé entre une zone de cible (44 ou 55) et la zone d'échantillon 88 : - s'il existe au moins une ligne droite, parallèle à l'axe 17 et passant par cette zone de cible, mais qui ne passe pas par ce cache ou - autrement dit si, vu de la zone d'échantillon 88, cette zone de cible n'est pas entièrement cachée par ce cache. Dans la présente description, on entendra de préférence qu'un cache (11 ou 110) n'est pas situé entre une partie de cible (4 ou 5) et l'échantillon 8 : - s'il existe au moins une ligne droite, parallèle à l'axe 17 et passant par cette partie de cible, mais qui ne passe pas par ce cache ou - autrement dit si, vu de l'échantillon 8, cette partie de cible n'est pas entièrement cachée par ce cache. Dans la première position de cache, une surface 28 du cache 11 est en vis-à-vis d'une surface 29 de la deuxième partie 5 de la cible, la surface 28 du cache ayant une aire plus grande (de préférence au moins quatre fois plus grande) qu'une aire de la surface 29 de la deuxième partie 5 de la cible. La cathode 2, l'au moins une anode, la première zone de cible 44, la deuxième zone de cible 55, le cache 11 dans sa première position, le porte échantillon 7 et la zone d'échantillon 88 sont situés dans une même chambre de dépôt 14 délimité par un bâti 15 typiquement en aluminium et/ou acier, ou en pyrex ou en quartz (par exemple dans le cas d'une chambre 14 d'un métaliseur).In its second cache position, the cache is located neither between the second target area 55 and the sample area 88 nor between the first target area 44 and the sample area 88. In the first cache position the distance 13 between the second target zone 55 and the sample zone 88 is at least three times larger (preferably at least ten times greater) than the distance 12 between the second target zone 55 and the cache 11 In the first cache position, the distance 63 between the cathode 2 and the sample holder 7 is at least three times larger (preferably at least ten times greater) than the distance 62 between the cathode 2 and the cover 11. In the present description, each distance (in particular the distances 12, 13, 62 and 63) between two objects or zones will be measured: parallel to an axis perpendicular to a flat surface 77 of the sample holder 7 intended to carry the sample - connecting the couple of points of these two closest objects so that the distance is as short as possible. In the present description, it will preferably be understood that a mask (11 or 110) is located between a target zone (44 or 55) and the sample zone 88: - if any straight line, parallel to the axis 17 and passing through this target area, passes through this cache, or - in other words if, seen from the sample area 88, this target area is completely hidden by this cache. In the present description, it will preferably be understood that a cover (11 or 110) is located between a target part (4 or 5) and the sample 8: - if any straight line, parallel to the axis 17 and passing by this target part, goes through this cache, or - in other words if, seen from the sample 8, this part of target is completely hidden by this cache. In the present description, it will preferably be understood that a cache (11 or 110) is not located between a target zone (44 or 55) and the sample zone 88: - if it exists at least a straight line, parallel to the axis 17 and passing through this target zone, but which does not pass through this cache or in other words if, seen from the sample zone 88, this target zone is not completely hidden by this cache. In the present description, it will preferably be understood that a cache (11 or 110) is not located between a target portion (4 or 5) and the sample 8: - if there is at least one straight line, parallel to the axis 17 and passing through this target part, but which does not pass through this cache or - in other words if, seen from the sample 8, this target part is not completely hidden by this cache. In the first cache position, a surface 28 of the cover 11 is vis-à-vis a surface 29 of the second portion 5 of the target, the surface 28 of the cache having a larger area (preferably at least four times larger) than an area of the surface 29 of the second part 5 of the target. The cathode 2, the at least one anode, the first target zone 44, the second target zone 55, the mask 11 in its first position, the sample holder 7 and the sample zone 88 are located in the same chamber deposition 14 delimited by a frame 15 typically made of aluminum and / or steel, or pyrex or quartz (for example in the case of a chamber 14 of a metalisor).
L'injecteur 21 débouche dans la chambre 14, par rapport au cache 11, du côté de la cathode 2 plutôt que du côté du support 7, c'est-à-dire plus proche de la cathode 2 que du support 7. Dans le premier mode de réalisation de procédé de dépôt par pulvérisation cathodique selon l'invention, on place, sur la cathode 2, la cible 3 comprenant sa première partie 4 et sa deuxième partie 5, le matériau de la première partie étant différent du matériau de la deuxième partie, de sorte que la première partie 4 et la deuxième partie 5 soient simultanément reliés électriquement à la cathode 2. Plus précisément, la première partie 4 est placée dans (et correspond au volume de) la première - 9 - zone 44 de cible et la deuxième partie 5 est située dans (et correspond au volume de) la deuxième zone 55 de cible. On place l'échantillon 8 sur le porte échantillon 7 (plus exactement sur la surface plane 77 dédiée de ce porte échantillon).The injector 21 opens into the chamber 14, with respect to the cover 11, on the side of the cathode 2 rather than on the side of the support 7, that is to say closer to the cathode 2 than the support 7. In the first embodiment of sputter deposition method according to the invention is placed on the cathode 2, the target 3 comprising its first part 4 and its second part 5, the material of the first part being different from the material of the second part, so that the first part 4 and the second part 5 are simultaneously electrically connected to the cathode 2. More specifically, the first part 4 is placed in (and corresponds to the volume of) the first target area 44 and the second part 5 is located in (and corresponds to the volume of) the second target area 55. The sample 8 is placed on the sample holder 7 (more exactly on the dedicated flat surface 77 of this sample holder).
L'échantillon 8 comprend typiquement un substrat de matière, par exemple un substrat de matériau isolant. Ce substrat peut par exemple comprendre un substrat de verre ou de résine. On crée du vide primaire (pression comprise entre 10-3mbar et 1 mbar) ou secondaire (pression comprise entre 10-7mbar et 10-3 mbar) dans 10 la chambre de dépôt 14. Le vide est créé par des moyens de pompage 20 (comprenant une pompe) faisant partie du dispositif 1. On génère le plasma 6 entre la cathode 2 et l'échantillon 8, plus exactement entre la cathode 2 et la première position du cache 11, de sorte que le plasma 6 soit en contact simultanément de la première partie 4 et de 15 la deuxième partie 5 de la cible. Le plasma est créé du fait de la différence de potentiel entre la cathode 2 et l'au moins une anode. Le porte échantillon 7 et/ou le cache 11 peut jouer le rôle d'une telle anode. Le plasma est un plasma « réactif », c'est-à-dire qu'il comprend un plasma d'un gaz (de préférence de l'oxygène) non neutre (on entend par 20 gaz neutre un gaz d'Argon, d'Hélium, de Néon ou de Xénon). Ainsi, pour réaliser ce plasma 6, on a injecté dans la chambre 6 de l'oxygène (02) en plus d'un ou plusieurs gaz neutres (par exemple Argon (Ar)) plus éventuellement d'autres gaz (par exemple Azote (N2)). Des molécules ou atomes ionisés 23 de ce plasma (typiquement des 25 atomes d'oxygènes ionisés) entrent en collision avec la première partie 4 de la cible et avec la deuxième partie 5 de la cible. Tout d'abord, on place le cache 11 dans sa première position. Des molécules ou atomes ionisés 23 de ce plasma (typiquement des atomes d'oxygène ionisés) entrent en collision avec la première partie 4 de la cible 30 et avec la deuxième partie 5 de la cible et arrachent d'une part de la matière 26 de la première partie 4 de la cible qui parcourt un chemin 24 jusqu'à l'échantillon 8 et d'autre part de la matière de la deuxième partie 5 de la cible qui parcourt un chemin 25 bloqué par le cache 11. Ainsi, alors que le plasma 6 est généré et que la cible 3 est placée sur la cathode 2 -10- comme décrit précédemment, on dépose une première couche 9 sur l'échantillon 8 en disposant le cache 11 entre la deuxième partie 5 et l'échantillon 8 mais pas entre la première partie 4 et l'échantillon 8, la première couche 9 comprenant le matériau provenant de la première partie 4 de la cible. La première couche 9 comprend pas ou très peu de matériau provenant de la deuxième partie 5 de la cible. Lors du dépôt de la première couche 9, la distance 13 entre la deuxième partie 5 de la cible 3 et l'échantillon 8 est au moins trois fois (de préférence au moins dix fois) plus grande que la distance 12 entre la deuxième partie 5 de la cible 3 et le cache 11. La surface 28 du cache 11 est en vis-à-vis de la surface 29 de la deuxième partie 5 de la cible lors du dépôt de la première couche 9. La surface 28 du cache 11 a une aire plus grande (de préférence au moins quatre fois plus grande) qu'une aire de la surface 29 de la deuxième partie 5 de la cible. La surface 28 du cache 11 et la surface 29 de la deuxième partie 5 ont une même forme (avec les mêmes formes de contours, avec les mêmes valeurs d'angles et les mêmes proportions entre les différentes longueurs et largeurs de la forme, mais avec des échelles ou dimensions ou tailles différentes), par exemple une forme de disque sur les figures 1 à 4 (mais on pourrait imaginer des formes en hexagone, carré, rectangle, losange, etc.). Puis, on place le cache 11 dans sa deuxième position. Des molécules ou atomes ionisés 23 de ce plasma (typiquement des atomes d'oxygène ionisés) entrent en collision avec la première partie 4 de la cible et avec la deuxième partie 5 de la cible et arrachent d'une part de la matière de la première partie 4 de la cible qui parcourt un chemin jusqu'à l'échantillon 8, et d'autre part de la matière de la deuxième partie 5 de la cible qui parcourt un chemin jusqu'à l'échantillon 8. Ainsi, toujours alors que le plasma 6 est généré et que la cible 3 est placée sur la cathode 2 comme décrit précédemment, on dépose une deuxième couche 10 sur l'échantillon 8 en retirant le cache 11 d'entre la deuxième partie 5 et l'échantillon 8, la deuxième couche 10 comprenant le matériau provenant de la deuxième partie 5 de la cible. La deuxième couche 10 comprend aussi le matériau provenant de la première partie 4 de la cible. Lors du dépôt de la deuxième -11- couche 10, le cache 11 n'est situé ni entre la première partie 4 et l'échantillon 8 ni entre la deuxième partie 5 et l'échantillon 8. Pendant chacun de ces dépôts, et pendant le temps séparant ces deux dépôts, la cible 3 ne bouge pas et reste immobile au sein de la chambre 14, c'est-à-dire notamment par rapport à la cathode 2, au porte échantillon 7 et à l'échantillon 8. Pendant chacun de ces dépôts, et pendant le temps séparant ces deux dépôts, la cathode 2 ne bouge pas et reste immobile au sein de la chambre 14, c'est-à-dire notamment par rapport à la cible 3, au porte échantillon 7 et à l'échantillon 8. Pendant chacun de ces dépôts, et pendant le temps séparant ces deux dépôts, l'échantillon 8 ne bouge pas et reste immobile au sein de la chambre 14, c'est-à-dire notamment par rapport à la cathode 2, à la cible 3, et au porte échantillon 7.Sample 8 typically comprises a substrate of material, for example a substrate of insulating material. This substrate may for example comprise a glass or resin substrate. Primary vacuum (pressure between 10-3mbar and 1 mbar) or secondary pressure (pressure between 10-7mbar and 10-3 mbar) is created in the deposition chamber 14. The vacuum is created by pumping means 20 ( comprising a pump) forming part of the device 1. The plasma 6 is generated between the cathode 2 and the sample 8, more exactly between the cathode 2 and the first position of the cover 11, so that the plasma 6 is in contact simultaneously with the first part 4 and the second part 5 of the target. The plasma is created because of the potential difference between the cathode 2 and the at least one anode. The sample holder 7 and / or the cover 11 can act as such an anode. Plasma is a "reactive" plasma, that is to say it comprises a plasma of a non-neutral gas (preferably oxygen) (the term "neutral gas" means an Argon gas, Helium, Neon or Xenon). Thus, to produce this plasma 6, oxygen (02) has been injected into the chamber 6 in addition to one or more neutral gases (for example Argon (Ar)) plus possibly other gases (for example nitrogen ( N2)). Ionized molecules or atoms 23 of this plasma (typically ionized oxygen atoms) collide with the first part 4 of the target and with the second part 5 of the target. First, the cache 11 is placed in its first position. Ionized molecules or atoms 23 of this plasma (typically ionized oxygen atoms) collide with the first part 4 of the target 30 and with the second part 5 of the target and tear out of the material 26 of the first part 4 of the target which travels a path 24 to the sample 8 and secondly the material of the second part 5 of the target which travels a path 25 blocked by the cache 11. Thus, while the plasma 6 is generated and the target 3 is placed on the cathode 2 as described above, a first layer 9 is deposited on the sample 8 by placing the cover 11 between the second part 5 and the sample 8 but not between the first part 4 and the sample 8, the first layer 9 comprising the material from the first part 4 of the target. The first layer 9 comprises no or very little material from the second part 5 of the target. During the deposition of the first layer 9, the distance 13 between the second portion 5 of the target 3 and the sample 8 is at least three times (preferably at least ten times) greater than the distance 12 between the second portion 5 of the target 3 and the cover 11. The surface 28 of the cover 11 is vis-à-vis the surface 29 of the second part 5 of the target during the deposition of the first layer 9. The surface 28 of the cover 11 has a larger area (preferably at least four times larger) than an area of the surface 29 of the second part 5 of the target. The surface 28 of the cover 11 and the surface 29 of the second part 5 have the same shape (with the same contour shapes, with the same values of angles and the same proportions between the different lengths and widths of the shape, but with scales or sizes or different sizes), for example a disk shape in Figures 1 to 4 (but one could imagine shapes in hexagon, square, rectangle, rhombus, etc.). Then, the cache 11 is placed in its second position. Molecules or ionized atoms 23 of this plasma (typically ionized oxygen atoms) collide with the first part 4 of the target and with the second part 5 of the target and tear first of the material of the first part 4 of the target which travels a path to the sample 8, and secondly of the material of the second part 5 of the target which travels a path to the sample 8. Thus, always while the plasma 6 is generated and the target 3 is placed on the cathode 2 as previously described, a second layer 10 is deposited on the sample 8 by removing the cover 11 from between the second part 5 and the sample 8, the second layer 10 comprising the material from the second part 5 of the target. The second layer 10 also includes the material from the first part 4 of the target. During the deposition of the second layer 10, the cover 11 is located neither between the first part 4 and the sample 8 nor between the second part 5 and the sample 8. During each of these deposits, and during the time separating these two deposits, the target 3 does not move and remains stationary within the chamber 14, that is to say in particular with respect to the cathode 2, the sample holder 7 and the sample 8. During each of these deposits, and during the time separating these two deposits, the cathode 2 does not move and remains stationary within the chamber 14, that is to say in particular with respect to the target 3, to the sample holder 7 and to the sample 8. During each of these deposits, and during the time separating these two deposits, the sample 8 does not move and remains stationary within the chamber 14, that is to say in particular with respect to the cathode 2, target 3, and sample holder 7.
Pendant chacun de ces dépôts, et pendant le temps séparant ces deux dépôts, le porte échantillon 7 ne bouge pas et reste immobile au sein de la chambre 14, c'est-à-dire notamment par rapport à la cathode 2, à la cible 3 et à l'échantillon 8. Concernant la cible 3 utilisée, la première partie 4 de la cible est solidaire de la deuxième partie 5 de la cible. Le matériau de la deuxième partie 5 de la cible comprend (et plus précisément est) de l'or. Le matériau de la première partie 4 de la cible comprend (et plus précisément est) du molybdène.During each of these deposits, and during the time separating these two deposits, the sample holder 7 does not move and remains stationary within the chamber 14, that is to say in particular with respect to the cathode 2, at the target 3 and the sample 8. Regarding the target 3 used, the first part 4 of the target is secured to the second part 5 of the target. The material of the second portion of the target comprises (and more specifically is) gold. The material of the first part 4 of the target comprises (and more specifically is) molybdenum.
Comme illustré, vu de face, typiquement vu de l'échantillon 8 ou du porte échantillon 7, et sans le cache 11, chaque partie 4, 5 de la cible a la forme d'une plaque (par exemple en forme de disque), de sorte que la forme de la plaque de la deuxième partie 5 de la cible soit centré à l'intérieur de la forme de la plaque de la première partie de la cible 4 (dans une variante, on peut avoir la forme de la plaque de la première partie de la cible 4 qui est centré à l'intérieur de la forme de la plaque de la deuxième partie 5 de la cible). La deuxième partie 5 est un disque en or de 15 mm de diamètre. - 12 - La première partie 4 de la cible est un cylindre droit et la deuxième partie 5 de la cible est un cylindre droit, les cylindres droits de la première partie 4 et de la deuxième partie 5 ayant un même axe de révolution. Le cylindre de la deuxième partie 5 est posé sur le cylindre de la première partie 4. Dans une variante illustrée sur la figure 5, le cylindre de la deuxième partie 5 est inséré intégralement dans le cylindre de la première partie 4. La deuxième partie 5 traverse de part en part la première partie 4.As illustrated, seen from the front, typically seen from the sample 8 or the sample holder 7, and without the cover 11, each part 4, 5 of the target has the shape of a plate (for example in the form of a disk), so that the shape of the plate of the second part of the target is centered within the shape of the plate of the first part of the target 4 (alternatively, one can have the shape of the plate of the first part of the target 4 which is centered inside the shape of the plate of the second part 5 of the target). The second part 5 is a gold disc 15 mm in diameter. The first part 4 of the target is a right cylinder and the second part 5 of the target is a right cylinder, the right cylinders of the first part 4 and the second part 5 having the same axis of revolution. The cylinder of the second part 5 is placed on the cylinder of the first part 4. In a variant illustrated in Figure 5, the cylinder of the second part 5 is inserted integrally into the cylinder of the first part 4. The second part 5 crosses right through the first part 4.
Dans une variante illustrée sur la figure 6, la deuxième partie 5 est insérée intégralement dans le cylindre de la première partie 4. La deuxième partie 5 comprend deux cylindres de diamètres différents et mis bout à bout, ces deux cylindres ayant le même axe de révolution que le cylindre de la première partie 4. La deuxième partie 5 traverse de part en part la première partie 4. On va maintenant décrire, en référence aux figures 7 à 9 et uniquement pour ses différences par rapport au premier mode des figures 1 à 6, un deuxième mode de réalisation de dispositif 1 de dépôt par pulvérisation cathodique selon l'invention, mettant en oeuvre un deuxième mode de réalisation procédé selon l'invention qui lui aussi ne sera décrit que pour ses différences par rapport au premier mode de réalisation de procédé selon l'invention.In a variant illustrated in FIG. 6, the second part 5 is inserted integrally into the cylinder of the first part 4. The second part 5 comprises two cylinders of different diameters and placed end to end, these two cylinders having the same axis of revolution that the cylinder of the first part 4. The second part 5 completely through the first part 4. We will now describe with reference to Figures 7 to 9 and only for its differences from the first mode of Figures 1 to 6 , a second embodiment of sputter deposition device 1 according to the invention, implementing a second embodiment of the method according to the invention which will also be described only for its differences with respect to the first embodiment of the invention. process according to the invention.
Vu de face, typiquement vu de l'échantillon 8 ou du porte échantillon 7, et sans le cache 11 : - la première partie 4 de la cible a la forme d'une plaque (de préférence la forme d'un polygone), et - la deuxième partie 5 de la cible a la forme d'une plaque (de préférence la forme d'un polygone) située à côté de la première partie 4, et a un côté qui longe (et est de préférence en contact avec et de préférence solidaire de) un côté de la première partie 4 de la cible. On remarque sur les figures 8 et 9 que seul le contour extérieur 27 du cache 11 (qui est une plaque rectangulaire pleine, sans trous) est illustré -13- pour permettre de distinguer la première partie 4 et la deuxième partie 5 de la cible 3. Le bras 18 solidaire du cache 11 permet de faire passer le cache 11 entre sa première position et sa deuxième position (et inversement) selon un mouvement 19 de translation parallèle au plan de la figure 8. La première position de cache de ce deuxième mode de réalisation est illustrée sur les figures 7 et 8. Dans sa deuxième position de cache illustrée sur la figure 9, le cache 11 est situé entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 mais pas entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88. Dans la deuxième position de cache, la surface 28 du cache 11 est en vis-à-vis d'une surface 30 de la première partie 4 de la cible, la surface 28 du cache 11 ayant une aire plus grande (de préférence au moins quatre fois plus grande) qu'une aire de la surface 30 de la première partie 4 de la cible.Seen from the front, typically seen from the sample 8 or the sample holder 7, and without the cover 11: the first part 4 of the target has the shape of a plate (preferably the shape of a polygon), and the second part 5 of the target is in the form of a plate (preferably in the form of a polygon) situated next to the first part 4, and has a side which runs along (and is preferably in contact with and from preferably secured to) a side of the first portion 4 of the target. It is noted in Figures 8 and 9 that only the outer contour 27 of the cover 11 (which is a solid rectangular plate without holes) is illustrated -13- to distinguish the first part 4 and the second part 5 of the target 3 The arm 18 integral with the cover 11 makes it possible to pass the cover 11 between its first position and its second position (and vice versa) according to a translation movement 19 parallel to the plane of FIG. 8. The first cache position of this second mode embodiment is illustrated in Figures 7 and 8. In its second cache position illustrated in Figure 9, the cover 11 is located between the first target area 44 and the sample area 88 but not between the second target area 55 and the sample area 88. In the second cache position, the surface 28 of the cover 11 is opposite a surface 30 of the first portion 4 of the target, the surface 28 of the cover 11 having a larger area (preferably at least ins four times larger) than an area of the surface 30 of the first part 4 of the target.
Dans ce deuxième mode de réalisation de dispositif et de procédé selon l'invention, la surface 28 du cache 11 et la surface 30 de la première partie 4 ont une même forme, par exemple une forme de rectangle comme illustré sur les figures 7 à 9. Dans ce deuxième mode de réalisation de dispositif et de procédé selon l'invention, la surface 28 du cache 11 et la surface 29 de la deuxième partie 5 ont une même forme, par exemple une forme de rectangle comme illustré sur les figures 7 à 9. Lors du dépôt de la deuxième couche 10, le cache 11 est situé entre la première partie 4 et l'échantillon 8 mais pas entre la deuxième partie 5 et l'échantillon 8. Dans la deuxième position de cache, la distance entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 est au moins trois fois (de préférence au moins dix fois) plus grande que la distance entre la première zone de cible 44 et le cache 11.In this second device and method embodiment according to the invention, the surface 28 of the cover 11 and the surface 30 of the first part 4 have the same shape, for example a rectangle shape as illustrated in FIGS. 7 to 9 In this second device and method embodiment according to the invention, the surface 28 of the cover 11 and the surface 29 of the second part 5 have the same shape, for example a rectangle shape as illustrated in FIGS. 9. During the deposition of the second layer 10, the cover 11 is located between the first portion 4 and the sample 8 but not between the second portion 5 and the sample 8. In the second cache position, the distance between the first target area 44 and the sample area 88 is at least three times (preferably at least ten times) larger than the distance between the first target area 44 and the cover 11.
Dans la deuxième position de cache, la distance entre la cathode 2 et le porte échantillon 7 est au moins trois fois (de préférence au moins dix fois) plus grande que la distance entre la cathode 2 et le cache 11. Lors du dépôt de la deuxième couche 10, la distance entre la première partie 4 de la cible 3 et l'échantillon 8 est au moins trois fois (de - 14 - préférence au moins dix fois) plus grande que la distance entre la première partie 4 de la cible 3 et le cache 11. On va maintenant décrire un troisième mode de réalisation de dispositif selon l'invention uniquement pour ses différences par rapport au premier mode de réalisation de dispositif précédemment décrit, ce troisième mode de réalisation de dispositif mettant en oeuvre un troisième mode de réalisation de procédé selon l'invention décrit uniquement pour ses différences par rapport au premier mode de réalisation de procédé selon l'invention. Dans ce troisième mode de dispositif et de procédé selon l'invention, le cache 11 est un premier cache 11. Le dispositif 1 comprend en outre un deuxième cache 110, illustré en pointillés sur la figure 4.In the second cache position, the distance between the cathode 2 and the sample holder 7 is at least three times (preferably at least ten times) greater than the distance between the cathode 2 and the cover 11. When depositing the second layer 10, the distance between the first part 4 of the target 3 and the sample 8 is at least three times (preferably at least ten times) greater than the distance between the first part 4 of the target 3 and cache 11. A third device embodiment according to the invention will now be described only for its differences with respect to the first device embodiment described above, this third device embodiment implementing a third embodiment of the invention. embodiment of the method according to the invention described solely for its differences with respect to the first method embodiment of the invention. In this third mode of device and method according to the invention, the cover 11 is a first cover 11. The device 1 further comprises a second cover 110, shown in dashed lines in FIG.
Le deuxième cache 110 est agencé pour avoir deux positions différentes possibles lorsque le plasma 6 est généré et que la cible 3 est accueillie sur la cathode 2: - une première position (cf figure 3) dans laquelle le cache 110 est situé ni entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 ni entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à-dire ni entre la deuxième partie 5 de la cible et l'échantillon 8 ni entre la première partie 4 de la cible et l'échantillon 8); le cache 110 est dans cette première position lors du dépôt de la première couche 9 ; et - une deuxième position (cf figure 4) dans laquelle le cache 110 est situé entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à- dire entre la première partie 4 de la cible et l'échantillon 8) mais pas entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à-dire pas entre la deuxième partie 5 de la cible et l'échantillon 8); le cache 110 est dans cette deuxième position lors du dépôt de la deuxième couche 10. Le cache 110 est relié à la masse électrique 16 du dispositif 1. Sur le figure 4, seuls le contour extérieur 270 et le contour intérieur 370 du cache 110 (qui a une forme d'anneau avec un trou central délimité -15- par le contour intérieur 370) sont illustrés pour permettre de distinguer la cible 3. Un bras 180 solidaire du cache 110 permet de faire passer le cache 110 entre sa première position et sa deuxième position (et inversement) selon un mouvement 190 de rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure 4. Dans la deuxième position du cache 110, la distance entre la cathode 2 et le porte échantillon 7 est au moins trois fois plus grande (de préférence au moins dix fois plus grande) que la distance entre la cathode 2 et le cache 110. On va maintenant décrire un quatrième mode de réalisation de dispositif selon l'invention uniquement pour ses différences par rapport au deuxième mode de réalisation de dispositif précédemment décrit, ce quatrième mode de réalisation de dispositif mettant en oeuvre un quatrième mode de réalisation de procédé selon l'invention décrit uniquement pour ses différences par rapport au deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention. Dans ce quatrième mode de dispositif et de procédé selon l'invention, le cache 11 est un premier cache 11. Le premier cache 11 est agencé pour avoir deux positions différentes possibles lorsque le plasma 6 est généré et que la cible 3 est accueillie sur la cathode 2: - une première position (cf figure 8) dans laquelle le cache 11 est situé entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à- dire entre la deuxième partie 5 de la cible et l'échantillon 8) mais pas entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à-dire pas entre la première partie 4 de la cible et l'échantillon 8); le cache 11 est dans cette première position lors du dépôt de la première couche 9 ; et - une deuxième position dans laquelle le cache 11 est situé ni entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 ni entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à-dire ni entre la deuxième partie 5 de la cible et l'échantillon 8 ni entre la - 16 - première partie 4 de la cible et l'échantillon 8); le cache 11 est dans cette deuxième position lors du dépôt de la deuxième couche 10. Le dispositif 1 comprend en outre un deuxième cache 110, qui remplace le cache 11 sur la figure 9.The second cover 110 is arranged to have two different possible positions when the plasma 6 is generated and the target 3 is accommodated on the cathode 2: - a first position (see Figure 3) in which the cover 110 is located between the second target area 55 and the sample area 88 or between the first target area 44 and the sample area 88 (i.e., between the second part of the target 5 and the sample 8 or between the first part 4 of the target and the sample 8); the cover 110 is in this first position during the deposition of the first layer 9; and a second position (see FIG. 4) in which the cover 110 is situated between the first target zone 44 and the sample zone 88 (that is to say between the first part 4 of the target and the sample 8) but not between the second target area 55 and the sample area 88 (i.e., not between the second portion of the target and the sample 8); the cover 110 is in this second position during the deposition of the second layer 10. The cover 110 is connected to the electrical ground 16 of the device 1. In FIG. 4, only the outer contour 270 and the inner contour 370 of the cover 110 ( which has a ring shape with a central hole delimited by the inner contour 370) are illustrated in order to make it possible to distinguish the target 3. An arm 180 integral with the cover 110 makes it possible to pass the cover 110 between its first position and its second position (and conversely) according to a movement 190 of rotation about an axis perpendicular to the plane of FIG. 4. In the second position of the cover 110, the distance between the cathode 2 and the sample holder 7 is at least three times greater (preferably at least ten times larger) than the distance between the cathode 2 and the cover 110. A fourth embodiment of the device according to the invention will now be described solely for its differences by way of port to the second device embodiment previously described, this fourth device embodiment implementing a fourth embodiment of the method according to the invention described only for its differences with respect to the second embodiment of the method according to the invention . In this fourth mode of device and method according to the invention, the cover 11 is a first cover 11. The first cover 11 is arranged to have two different possible positions when the plasma 6 is generated and the target 3 is received on the cathode 2: a first position (see FIG. 8) in which the cover 11 is situated between the second target zone 55 and the sample zone 88 (that is to say between the second part 5 of the target and sample 8) but not between the first target area 44 and the sample area 88 (i.e. not between the first part 4 of the target and the sample 8); the cover 11 is in this first position during the deposition of the first layer 9; and a second position in which the cover 11 is located neither between the second target area 55 and the sample area 88 nor between the first target area 44 and the sample area 88 (i.e. neither between the second part of the target and the sample 8 nor between the first part 4 of the target and the sample 8); the cover 11 is in this second position during the deposition of the second layer 10. The device 1 further comprises a second cover 110, which replaces the cover 11 in FIG. 9.
Le deuxième cache 110 est agencé pour avoir deux positions différentes possibles lorsque le plasma 6 est généré et que la cible 3 est accueillie sur la cathode 2: - une première position dans laquelle le cache 110 est situé ni entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 ni entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à-dire ni entre la deuxième partie 5 de la cible et l'échantillon 8 ni entre la première partie 4 de la cible et l'échantillon 8); le cache 110 est dans cette première position lors du dépôt de la première couche 9 ; et - une deuxième position (cf figure 9) dans laquelle le cache 110 est situé entre la première zone de cible 44 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à- dire entre la première partie 4 de la cible et l'échantillon 8) mais pas entre la deuxième zone de cible 55 et la zone d'échantillon 88 (c'est-à-dire pas entre la deuxième partie 5 de la cible et l'échantillon 8); le cache 110 est dans cette deuxième position lors du dépôt de la 2 0 deuxième couche 10. Le cache 110 est relié à la masse électrique 16 du dispositif 1. Ainsi, sur la figure 9, le cache 11 et son bras 18 sont remplacés par le cache 110 et un bras 180 solidaire du cache 110 et agencé pour faire passer le cache 110 entre sa première position et sa deuxième position (et 25 inversement) selon un mouvement de translation et/ou rotation. Dans la deuxième position du cache 110, la distance entre la cathode 2 et le porte échantillon 7 est au moins trois fois plus grande (de préférence au moins dix fois plus grande) que la distance entre la cathode 2 et le cache 110. 30 On remarque que, dans le cas des deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation décrits ci-dessus, lorsque l'on place le cache 11 et/ou 110 dans sa deuxième position, des molécules ou atomes ionisés 23 de ce plasma (typiquement des atomes d'oxygènes ionisés) entrent en collision - 17 - avec la première partie 4 de la cible et avec la deuxième partie 5 de la cible et arrachent d'une part de la matière de la première partie 4 de la cible qui est bloquée par le cache 11 ou 110, et d'autre part de la matière de la deuxième partie 5 de la cible qui parcourt un chemin jusqu'à l'échantillon 8.The second cover 110 is arranged to have two different possible positions when the plasma 6 is generated and the target 3 is accommodated on the cathode 2: a first position in which the cover 110 is located between the second target area 55 and the sample area 88 or between the first target area 44 and the sample area 88 (i.e., between the second portion of the target and the sample 8 and between the first portion 4 of the target target and sample 8); the cover 110 is in this first position during the deposition of the first layer 9; and a second position (see FIG. 9) in which the cover 110 is situated between the first target zone 44 and the sample zone 88 (that is to say between the first part 4 of the target and the sample 8) but not between the second target area 55 and the sample area 88 (i.e., not between the second portion of the target and the sample 8); the cover 110 is in this second position during the deposition of the second layer 10. The cover 110 is connected to the electrical ground 16 of the device 1. Thus, in FIG. 9, the cover 11 and its arm 18 are replaced by the cover 110 and an arm 180 secured to the cover 110 and arranged to pass the cover 110 between its first position and its second position (and vice versa) in a translational movement and / or rotation. In the second position of the cover 110, the distance between the cathode 2 and the sample holder 7 is at least three times larger (preferably at least ten times larger) than the distance between the cathode 2 and the cover 110. note that, in the case of the second, third and fourth embodiments described above, when placing the cover 11 and / or 110 in its second position, ionized molecules or atoms 23 of this plasma (typically atoms ionized oxygen) collide with the first part 4 of the target and the second part 5 of the target and tear first part of the material of the first part 4 of the target which is blocked by the cache 11 or 110, and secondly the material of the second part 5 of the target which travels a path to the sample 8.
Ainsi, toujours alors que le plasma 6 est généré et que la cible 3 est placée sur la cathode 2, on dépose la deuxième couche 10 sur l'échantillon 8, la deuxième couche 10 comprenant le matériau provenant de la deuxième partie 5 de la cible. La deuxième couche 10 ne comprend pas ou très peu du matériau provenant de la première partie 4 de la cible.Thus, still while the plasma 6 is generated and the target 3 is placed on the cathode 2, the second layer 10 is deposited on the sample 8, the second layer 10 comprising the material from the second part 5 of the target . The second layer 10 does not include or very little material from the first part 4 of the target.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 10, 11 et 12, des résultats expérimentaux de dépôts des couches 9, 10 sur un exemple d'échantillon 8. L'exemple d'échantillon est un substrat silicium (mais on pourrait remplacer plus généralement le silicium par un conducteur, un semi- conducteur, ou un isolant). Le plasma est généré à partir d'un mélange d'Oxygène, d'Argon et d'Azote. Le spectre (courbe 31) de la figure 11 a été réalisé sur cet exemple d'échantillon 8 après dépôt de la première couche 9 (qui est une couche sacrificielle) mais avant dépôt de la deuxième couche 10. La courbe 32 de la figure 12 a été réalisée sur cet exemple d'échantillon 8 après dépôt de la première couche 9 puis de la deuxième couche 10 (qui est une couche conductrice).Reference will now be made, with reference to FIGS. 10, 11 and 12, of experimental results of deposits of the layers 9, 10 on an example of sample 8. The sample example is a silicon substrate (but one could replace more generally silicon by a conductor, a semiconductor, or an insulator). Plasma is generated from a mixture of Oxygen, Argon and Nitrogen. The spectrum (curve 31) of FIG. 11 was made on this sample example 8 after deposition of the first layer 9 (which is a sacrificial layer) but before deposition of the second layer 10. Curve 32 of FIG. 12 was performed on this sample example 8 after deposition of the first layer 9 and the second layer 10 (which is a conductive layer).
La courbe 33 de la figure 12 a été réalisée sur cet exemple d'échantillon 8 après dissolution des couches 9 et 10. On remarque sur la courbe 31 de la figure 11 : - que la première couche 9 comprend peu ou pas d'or (à 2,122 keV, par comparaison avec la courbe 33 de la figure 12), et - que la première couche 9 comprend de l'oxyde de molybdène (à 2,293 keV), c'est-à-dire le matériau (Molybdène) de la première partie 4, sous forme oxydée. On remarque sur la courbe 32 de la figure 12 : -18- - que la deuxième couche 10 comprend de l'or (à 2,122 keV, par comparaison avec la courbe 31 de la figure 11), c'est-à-dire le matériau de la deuxième partie 5, et - que la deuxième couche 10 comprend de l'oxyde de molybdène (à 2,293 keV, par comparaison avec la courbe 31 de la figure 11) c'est-à-dire le matériau (Molybdène) de la première partie 4, sous forme oxydée. Ainsi, l'invention permet de réaliser de manière rapide et efficace une bicouche, telle qu'une bicouche (une couche sacrificielle 9 et une couche conductrice 10) décrite dans la demande W02013/064782A1.Curve 33 of FIG. 12 was made on this sample example 8 after dissolution of layers 9 and 10. Note on curve 31 of FIG. 11: that the first layer 9 comprises little or no gold ( at 2.122 keV, compared with curve 33 of FIG. 12), and - the first layer 9 comprises molybdenum oxide (at 2.293 keV), ie the material (molybdenum) of the first part 4, in oxidized form. Note on the curve 32 of FIG. 12: that the second layer 10 comprises gold (at 2.122 keV, compared with the curve 31 of FIG. 11), that is to say the material of the second part 5, and - the second layer 10 comprises molybdenum oxide (at 2.293 keV, compared with the curve 31 of FIG. 11), that is to say the material (molybdenum) of the first part 4, in oxidized form. Thus, the invention makes it possible to rapidly and efficiently produce a bilayer, such as a bilayer (a sacrificial layer 9 and a conductive layer 10) described in application WO2013 / 064782A1.
De manière plus générale, l'invention permet de faire un dépôt de deux couches de natures différentes avec une seule cible. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.More generally, the invention makes it possible to deposit two layers of different types with a single target. Of course, the invention is not limited to the examples that have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
Par exemple, dans une variante de chacun des modes de réalisation de procédé selon l'invention, on peut déposer la deuxième couche 10 avant la première couche 9. En particulier, on peut donc dans une variante du premier mode de réalisation du procédé selon l'invention déposer la deuxième couche 10 (avec le cache 11 ne cachant pas complètement la deuxième partie 5 pour l'échantillon 8) avant la première couche 9 (avec le cache 11 cachant complètement la deuxième partie 5 pour l'échantillon 8). Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.30For example, in a variant of each of the method embodiments according to the invention, it is possible to deposit the second layer 10 before the first layer 9. In particular, it is therefore possible in a variant of the first embodiment of the process according to the invention. The invention proposes to deposit the second layer 10 (with the cover 11 not completely hiding the second part 5 for the sample 8) before the first layer 9 (with the cover 11 completely hiding the second part 5 for the sample 8). Of course, the various features, shapes, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, all the variants and embodiments described above are combinable with each other.
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| FR1363303A FR3015528B1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | METHOD AND DEVICE FOR CATHODIC SPRAY DEPOSITION |
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| Publication number | Publication date |
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| FR3015528B1 (en) | 2017-05-19 |
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