FR3025220A1 - Dispositif sous vide pour le traitement ou l'analyse d'un echantillon - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif sous vide (100) pour le traitement ou l'analyse d'un échantillon comportant : - une première chambre (110), une deuxième chambre (120) et un raccord tubulaire (101) qui s'étend entre celles-ci et sur lequel est disposée une vanne (102) permettant de transférer ledit échantillon d'une chambre à l'autre, - une canne de transfert (130) comprenant un tube de transfert (131), une tige de transfert munie d'un plateau qui est montée mobile en translation dans le tube de transfert de manière à transférer ledit échantillon reçu par le plateau d'une chambre à l'autre à la faveur de la translation de ladite tige de transfert, et des moyens d'actionnement (135, 136) de la tige de transfert, et - une armoire (140) adaptée à accueillir des appareils électriques (141, 142). Selon l'invention, l'armoire comprend un logement (143) adapté à accueillir une partie au moins du tube de transfert.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le domaine du traitement ou de l'analyse d'un échantillon sous vide. Elle concerne plus particulièrement un dispositif sous vide comportant : - une première chambre et une première pompe adaptée à faire un premier vide dans ladite première chambre, - une deuxième chambre et une deuxième pompe adaptée à faire un deuxième vide dans ladite deuxième chambre, - un raccord tubulaire s'étendant entre ladite première chambre et ladite deuxième 10 chambre, - une vanne disposée sur ledit raccord tubulaire qui permet, dans une position fermée, d'isoler ladite première chambre de ladite deuxième chambre, et, dans une position ouverte, de transférer ledit échantillon de l'une à l'autre desdites chambres, - une canne de transfert pour réaliser ce transfert comprenant : 15 un tube de transfert sensiblement coaxial avec ledit raccord tubulaire présentant une première extrémité libre fermée et une deuxième extrémité opposée qui est raccordée à la première chambre, une tige de transfert qui est logée partiellement à l'intérieur dudit tube de transfert et qui est munie, à l'une de ses extrémités opposée à l'extrémité libre du 20 tube de transfert, d'un plateau adapté à recevoir ledit échantillon, ladite tige de transfert étant montée mobile en translation le long dudit tube de transfert de manière à transférer ledit échantillon reçu par le plateau d'une chambre à l'autre à la faveur de la translation de ladite tige de transfert, des moyens d'actionnement de la translation de ladite tige de transfert, et 25 - une armoire adaptée à accueillir des appareils électriques pour l'alimentation ou le contrôle desdites pompes et vanne. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE De manière classique, la première chambre, la deuxième chambre et le tube de transfert de la canne de transfert sont arrangés de manière linéaire les uns à côté des autres de 30 sorte que la tige de transfert puisse coulisser à l'intérieur du tube de transfert, puis au travers de la première chambre et enfin jusque dans la deuxième chambre. La « longueur » d'un tel ensemble peut donc s'avérer relativement importante, par exemple comprise entre 3 et 5 mètres. Dans les dispositifs à vide de l'art antérieur, ces éléments du dispositif sous vide sont, 35 pour des raisons pratiques et de commodités, séparés de l'armoire située à une certaine distance, seuls des câbles reliant les appareils électriques de cette armoire aux pompes et vanne du dispositif. Parfois, pour parvenir à installer un dispositif sous vide dans un espace réduit tel 3025220 2 qu'un laboratoire ou une salle d'essai, l'armoire du dispositif est disposée perpendiculairement au reste des éléments. De plus, il est souvent nécessaire de prévoir une zone de dégagement autour du dispositif sous vide pour pouvoir accéder aux différents éléments et pour permettre aussi 5 l'ouverture des portes de l'armoire lorsque celle-ci en est équipée. Dans ces conditions, les dispositifs sous vide de l'art antérieur présentent une emprise au sol qui est importante. Par ailleurs, le tube de transfert se présente généralement sous la forme d'un tube long et fin, typiquement de longueur comprise entre 800 mm et 1200 mm et de diamètre compris entre 20 et 30 mm, ce qui le rend encombrant, fragile et susceptible de se tordre sous l'effet d'un choc. De plus, ce tube de transfert est situé à hauteur d'homme, typiquement de 1 à 1,5 m du sol, et constitue ainsi un obstacle dangereux. Les cas d'incidents dus à des chocs involontaires des utilisateurs du dispositif sous vide avec les tubes de transfert des cannes de transfert ne sont pas rares, ce qui entraine des coûts supplémentaires de maintenance importants. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose un dispositif sous vide présentant une emprise au sol qui est réduite et protégeant le tube de transfert des chocs qui peuvent endommager la canne de transfert du dispositif sous vide. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un dispositif sous vide tel que défini en introduction, dans lequel ladite armoire comprend un logement adapté à accueillir une partie au moins dudit tube de transfert comprenant ladite première extrémité libre.

Le dispositif sous vide selon l'invention permet donc un gain de place important grâce à l'utilisation d'un volume libre de l'armoire pour loger le tube de transfert. De plus, l'accueil du tube de transfert dans le logement prévu dans l'armoire électrique évite qu'un utilisateur du dispositif ne heurte le tube de transfert, empêchant que celui-ci ne se torde sous l'action du choc. De cette façon, les réparations de la canne de transfert sont moins fréquentes et les interventions de maintenance sur celle-ci moins fréquentes, ce qui réduit le coût d'utilisation du dispositif sous vide. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif sous vide conforme à l'invention sont les suivantes : - ledit logement comporte une ouverture sur une face avant de ladite armoire ; - il est prévu un volet amovible adaptée pour obturer ladite ouverture du logement ; - il est prévu un volet rabattable adaptée pour obturer ladite ouverture du logement ; - le volet est rigide, 3025220 3 - le volet est un volet rideau coulissant, - le volet est transparent, - le volet est opaque, - ledit volet rabattable comprend des moyens de verrouillage pour verrouiller 5 l'obturation de l'ouverture par le volet rabattable ; - le verrouillage du volet est mécanique et/ou magnétique et/ou électromécanique, - ledit logement comprend des parois internes formant écran thermique entre ledit tube de transfert et lesdits appareils électriques. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION 10 La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue de face du dispositif sous vide selon un mode de 15 réalisation préféré de l'invention ; - la figure 2 est une vue de trois-quarts avant du dispositif sous vide de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique de côté de l'armoire électrique du dispositif sous vide de la figure 1. En préambule, on notera que dans l'exposé qui va suivre, les termes « haut » et 20 « bas » seront utilisés relativement au local dans lequel l'appareil de dépôt sous vide est installé, le haut désignant le côté tourné vers le plafond du local et le bas désignant le côté tourné vers le plancher. De même, les termes « inférieur » et « supérieur » désigneront les côtés tournés respectivement vers le plancher et vers le plafond du local. Sur les figure 1 et 2, on a représenté un appareil de dépôt sous vide 100 pour le 25 dépôt de matériaux sur un échantillon (non visible sur les figures). Plus précisément, cet appareil de dépôt sous vide 100 est ici une machine d'épitaxie par jet moléculaire ou communément machine « MBE » (pour « Molecular Beam Epitaxy » en anglais). La technique d'épitaxie par jet moléculaire une technique connue de dépôt sous 30 ultravide qui consiste à faire croitre des couches minces (typiquement de quelques nanomètres à quelques milliers de nanomètres) de matériaux composés généralement de 1 ou plusieurs matériaux, sur une face d'intérêt d'un substrat, de préférence monocristallin. Par exemple, la machine MBE des figures 1 et 2 est adaptée à faire croitre des couches d'arséniure de gallium (GaAs) sur un substrat monocristallin généralement d'arséniure de gallium grâce à la 35 combinaison d'un jet moléculaire de gallium et d'un jet moléculaire d'arsenic. D'autres matériaux comme des dopants peuvent aussi être déposés en même temps (en quantité bien inferieure) comme par exemple du Silicium ou du Béryllium. D'autres matériaux peuvent remplacer tout ou partie du gallium, pour, par exemple, faire croitre du 3025220 4 GaAIAs, ou de l'arsenic pour faire croitre du GaAsSb. On peut avoir à déposer plus de six éléments en même temps. Au cours du temps, la composition des couches successives sur le même substrat peut varier et former au final une couche de structure très complexe. Ces variations sont le résultat de l'utilisation de flux d'intensités et de compositions différentes qu'on 5 obtient en modifiant la température de chaque cellule et même en supprimant l'action d'un flux en interposant un cache qui stoppe le jet correspondant (cache dit cache cellule). Le dispositif sous vide 100 comporte une enceinte 120 généralement métallique, par exemple en acier, dans laquelle est ménagée une chambre sous vide (ou chambre de dépôt sous vide) qui accueille, en partie haute, l'échantillon avec sa face d'intérêt tournée vers le bas, 10 c'est-à-dire ici vers le plancher 1. Cette enceinte 120 présente ici une forme globalement cylindrique, avec une paroi latérale 123 de laquelle s'élève radialement et vers l'extérieur, en partie haute, une bride 122 du haut de l'enceinte. La bride 122 du haut de l'enceinte est fixée à une bride 124 de même diamètre pour fermeture haute de l'enceinte. La bride de fermeture 124 forme donc un 15 couvercle de la chambre et elle reçoit des équipements internes à la chambre comme le four rotatif du plateau substrat. Ainsi, la bride de fermeture 124 comprend des moyens de chauffage de l'échantillon, ainsi qu'un support de substrat rotatif permettant de faire tourner l'échantillon dans la chambre de dépôt sous vide lors du dépôt de matériau pour une plus grande uniformité d'épaisseur des couches de matériaux déposées sur la face d'intérêt de l'échantillon.

20 Comme le montrent bien les figures 1 et 2, l'enceinte 120 comprend, en partie basse, des ouvertures destinées à permettre le montage sur l'enceinte 120 de différents équipements 103 de traitement ou d'analyse de la face d'intérêt de l'échantillon. De tels équipements 103 peuvent par exemple comprendre : - des sources de jets moléculaires d'arsenic (As), de gallium (Ga), 25 - des cellules d'effusion de matériaux telles que du phosphore, - des jauges de pression ou des sondes de température, - des appareils d'analyse pour mesurer l'épaisseur ou la composition des couches déposées sur le substrat, - des sources de faisceau d'électrons pour faire des mesures de diffraction 30 électronique sur les couches. Après montage, la majorité des équipements 103 montés au niveau de la partie basse de l'enceinte 120 présentent un corps 104 qui fait alors saillie à l'extérieur de l'enceinte 120 vers le bas, soit de manière verticale, soit de manière oblique (voir par exemple l'équipement 103 de la figure 1 avec son corps 104).

35 Afin d'élaborer des couches de bonne qualité qui ne contiennent pas trop d'impuretés et de pouvoir obtenir des jets dit moléculaires, il est nécessaire d'effectuer le dépôt dans un vide généralement très poussé, dit « ultra-vide » ou UHV (pour « Ultra High Vacuum » en anglais), correspondant à une pression (hors celles des jets moléculaires utilisés) dans la 3025220 5 chambre de dépôt sous vide qui est inférieure à 10-9 millibar (mbar). À cet effet, l'appareil de dépôt sous vide 100 comprend au moins une pompe d'enceinte pour faire le vide dans la chambre sous vide. L'appareil de dépôt sous vide 100 comprend ici trois pompes d'enceinte : une pompe cryogénique 121, une pompe ionique au 5 titane 125 et une pompe turbo-moléculaire couplée à une pompe primaire (non visibles sur les figures). Une telle combinaison de pompes permet d'atteindre dans l'enceinte 120 un vide ultra poussé, avec typiquement une valeur de pression tombant jusqu'à 10-11 mbar. Le type et le nombre de pompes dépendent des types de matériaux évaporés et de leurs intensités d'évaporation.

10 D'autres équipements sont raccordés a l'enceinte 120 sur sa partie cylindrique comme des jauges à vide et des hublots d'observation ou l'équipement de diffraction d'électrons. Face à chaque cellule un dispositif de cache permet d'interrompre rapidement les flux (caches cellules). Ces dispositifs sont disposés radialement au droit de chaque cellule.

15 La ou les pompes d'enceinte sont connectées au moyen d'une conduite 105 piquée sur l'enceinte 120, dont le diamètre est adapté au volume de l'enceinte 120 et aux capacités de pompage des différentes pompes d'enceinte. L'ultra-vide dans l'enceinte 120 n'est généralement atteint qu'après une opération d'étuvage de l'appareil de dépôt sous vide 100 à une température comprise entre 200 et 300°C.

20 Cet étuvage provoque la désorption des molécules ou composés injectés dans la chambre sous vide des parois ce qui conduit à « nettoyer » l'intérieur de l'appareil de dépôt sous vide 100, en particulier la paroi interne de l'enceinte 120 et éviter que ces molécules ou composés piégés sur les parois ne viennent polluer un substrat lors d'un dépôt ultérieur. L'opération d'étuvage, qui est longue et dure généralement de 24 à 48 heures, rend 25 l'appareil de dépôt sous vide 100 inutilisable. Aussi, afin de limiter la fréquence de cette opération, il est prévu d'utiliser un système de sas permettant d'introduire les échantillons dans l'enceinte 120 en passant par une ou plusieurs chambres intermédiaires entre la chambre sous vide et l'atmosphère. Ces chambres intermédiaires présentent des volumes faibles, pouvant être 30 facilement et rapidement pompés pour atteindre un niveau de vide qui se rapproche du vide final poussé nécessaire. Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'appareil de dépôt sous vide 100 comporte ici deux telles chambres intermédiaires : une chambre de chargement 160 (appelée « load lock » en anglais) et une chambre de transfert 110 (appelée « buffer » en anglais) située en 35 aval de la chambre de chargement 160, entre celle-ci et la chambre sous vide. Une vanne de séparation 161 située entre la chambre de chargement 160 et la chambre de transfert 110 permet d'isoler ces deux chambres l'une de l'autre. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif sous vide pourrait ne comprendre que 3025220 6 la chambre de chargement, sans chambre-tampon entre celle-ci et la chambre sous vide. La chambre de chargement 160 comporte une ouverture 162, généralement fermée par un hublot 163 étanche (voir figure 2), permettant l'introduction d'un échantillon dans la chambre de chargement 160. L'échantillon peut être par exemple rangé dans une cassette (non 5 représentée), face d'intérêt tournée vers le bas, pouvant accueillir un ou plusieurs échantillons. Après introduction de l'échantillon au travers de l'ouverture 162 et fermeture du hublot 163, la chambre de chargement 160, isolée de la chambre de transfert 110 grâce à la vanne de séparation 161 qui est fermée, est pompée en moins d'une heure jusqu'à atteindre une pression de l'ordre de 10-6 mbar. Elle est alors mise en communication avec la chambre de 10 transfert 110 dans laquelle règne une pression de l'ordre de 10-8 à 10-9 mbar, intermédiaire entre le vide de la chambre de chargement 160 et le vide de la chambre de dépôt sous vide. Ce vide est réalisé grâce à une pompe 111 de la chambre de transfert 110, qui est dans cet exemple ionique et titane ou turbo-moléculaire On a donc deux niveaux de vides moins poussés pour passer le l'atmosphère à 15 l'ultra-vide ce qui permet de maintenir dans la chambre de dépôt sous vide un vide très poussé propre sans avoir à étuver la chambre sous vide. Ceci présente un gain de plusieurs jours pour l'étuvage et le refroidissement à l'ambiante de l'enceinte 120. De manière connue, la chambre de transfert 110 comporte un ascenseur 112 vertical comprenant une tige de préhension (non visible) coulissant verticalement pour monter et 20 descendre la cassette entre la chambre de chargement 160 et la chambre de transfert 110. Comme le montre la figure 1, l'appareil de dépôt sous vide 100 comporte par ailleurs un raccord tubulaire 101, ici de forme cylindrique, qui s'étend entre la chambre de transfert 110 et la chambre sous vide 120. Une vanne 102, ici une vanne-tiroir, qui est disposée sur ce raccord tubulaire 101, 25 permet : - dans une position fermée : d'isoler la chambre de transfert 110 de la chambre de dépôt sous très bon vide, et - dans une position ouverte : le passage de l'échantillon de l'une à l'autre de ces chambres 110, 120.

30 L'appareil de dépôt sous vide 100 comporte également une armoire 140 qui accueille des appareils électriques 141, 142 (voir figures 1 et 2) pour l'alimentation ou le contrôle de la pompe d'enceinte 121, de la pompe 111 de la chambre de transfert 110 et de la vanne-tiroir 102. Ces appareils électriques 141, 142 se présentent sous la forme de « baies » 35 insérables dans des rails de l'armoire 140. Les panneaux de commande ou d'affichage des appareils électriques sont ici tournés vers une face avant 145 de l'armoire 140, alors que les différents câbles d'alimentation et de contrôle se trouvent du côté de la face arrière 149 de cette armoire 140 (voir figure 3).

3025220 7 La hauteur et la largeur de l'armoire 140 peuvent être ajustées afin de pouvoir accueillir tous les appareils électriques utiles et nécessaires au fonctionnement du dispositif sous vide 100, leur nombre pouvant s'avérer parfois important. L'armoire présente également une profondeur déterminée entre sa face avant qui 5 donne accès aux appareils qu'elle peut contenir, notamment appareils électriques, pour visualisation ou actionnement par un opérateur, et sa face arrière de fermeture. En effet, outre les appareils électriques 141, 142 précédemment cités, l'armoire peut accueillir notamment : - les alimentations de puissance et contrôleur de température des cellules 10 d'évaporation, - les alimentations de puissance et contrôleur pour les sources à vannes, - les alimentations de puissance et contrôleur pour les sources à plasma, - le contrôle des caches cellules, - les alimentations des jauges de mesures des pressions et du flux cellules, 15 - les alimentations et contrôles des fours substrat, - l'alimentation de la rotation substrat, - l'alimentation du canon à électron de diffraction, - un PC et automate pour le contrôle du système par programmes (« process control »), 20 - l'alimentation du mesureur de pressions partielles, généralement par un spectromètre de masse, - le contrôle et l'alimentation d'évaporateur par canon à électrons, - l'alimentation et le contrôle du pyromètre. Enfin, afin de réaliser le transfert de l'échantillon de la chambre de transfert 110 à la 25 chambre sous vide 120, et vice versa, le dispositif sous vide 100 comporte une canne de transfert 130. Cette canne de transfert 130 comprend (voir par exemple figure 1) un tube de transfert 131 qui est sensiblement coaxial avec le raccord tubulaire 101 et qui présente une première extrémité 132 libre fermée et une deuxième extrémité 133 opposée à la première 30 extrémité 132, cette deuxième extrémité 133 étant ouverte et raccordée à la chambre de transfert 110 au moyen d'une bride de raccordement 134. Une tige de transfert (non visible sur les figures) est logée partiellement à l'intérieur du tube de transfert 131 et est munie, à l'une de ses extrémités opposée à la première extrémité 132 libre du tube de transfert 131, d'un plateau adapté à recevoir l'échantillon. Cette 35 tige de transfert est montée mobile en translation le long du tube de transfert 131 de manière à transférer l'échantillon reçu par le plateau d'une chambre 110, 120 à l'autre 110, 120 à la faveur de la translation de la tige de transfert. Des moyens d'actionnement 135, 136 commandent la translation de cette tige de 3025220 8 transfert. La canne de transfert 130 permet, d'une part, de préserver la valeur très basse du vide et la propreté nécessaires, et, d'autre part, de translater linéairement le plateau situé à l'extrémité de la tige de transfert d'une chambre à l'autre.

5 Cette canne de transfert 130 est ici du type magnétique et comporte une masse polaire magnétique fixée de manière solidaire à une section de la tige de transfert. Comme le montre la figure 1, la canne de transfert 130 comprend alors un anneau magnétique 135 formé d'un ou plusieurs aimants extérieurs puissants qui coulisse le long du tube de transfert 131.

10 La masse polaire, située dans le vide du tube de transfert 131 partagé avec le vide de la chambre de transfert 110, est alors en regard de l'anneau magnétique 135 de sorte que le coulissement de celui-ci sur le tube de transfert 131 entraîne, à l'intérieur du tube de transfert 131, le déplacement de la masse polaire magnétique de sorte que la tige de transfert est elle-même entraînée en translation.

15 De préférence, le tube de transfert 131 est réalisé dans un matériau métallique amagnétique, tel que de l'acier inoxydable amagnétique. La canne de transfert 130 permet donc d'actionner un ou plusieurs mouvements sous vide à partir d'une action faite par un utilisateur situé à l'extérieur sous atmosphère habituelle. Cette action est ici manuelle et la canne de transfert 130 comporte alors une 20 poignée 136 en forme de coulisse pour tirer ou pousser l'anneau magnétique 135. Dans d'autres modalités de réalisation, cette poignée 136 peut être omise. En variante encore, la canne de transfert pourrait être une canne de type mécanique avec une commande actionnée par l'utilisateur depuis l'extérieur grâce à une traversée de rotation de type « queue de chat » utilisant une technologie UHV pour répondre aux mêmes 25 contraintes. En variante, ces cannes de transfert peuvent être commandées de manière automatique au moyen de moteurs. Le tube de transfert 131 présente une longueur importante, typiquement comprise entre 0,5 m et 1,5 m, longueur qui est supérieure à la course de transfert nécessaire pour le 30 déplacement du plateau de la chambre de transfert 110 vers la chambre de dépôt sous vide 120. Le tube de transfert 131 présente également un diamètre faible avec un diamètre maximum d'environ 100 mm au niveau de la bride de raccordement 134, et un diamètre de seulement 20 à 30 mm environ sur sa plus grande longueur.

35 II est généralement situé à une hauteur du sol comprise entre 1 m et 1,5 m si bien qu'il constitue un obstacle important et pas très visible. La canne de transfert 130 est donc encombrante et fragile, car le tube de transfert 131 faisant barrière au vide est souvent relativement mince pour assurer un bon 3025220 9 couplage magnétique. De plus, un poids trop élevé du tube de transfert 131 ferait flamber la canne de transfert 130 et ne permettrait donc pas une bonne reproductibilité du transfert et une bonne horizontalité du mouvement. Enfin, l'acier inoxydable n'est pas un acier très rigide. Le faible diamètre du tube de 5 transfert 131 et l'utilisation d'un tel matériau rendent la tube de transfert 131 peu visible dans un environnement où beaucoup d'équipements sont réalisés dans ce même alliage si bien que les utilisateurs présents dans l'environnement proche de l'appareil de dépôt sous vide 100 peuvent heurter la canne de transfert 130 et tordre le tube de transfert 131. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du dispositif sous vide 100 10 selon l'invention, l'armoire 140 comprend un logement 143 adapté à accueillir une partie au moins du tube de transfert 131, cette partie comprenant la première extrémité 132 libre du tube de transfert 131. Le logement 143 de la canne de transfert est horizontal et disposé côté face avant dans la profondeur de l'armoire. De préférence, le logement n'occupe pas toute la profondeur 15 de l'armoire et cette dernière comporte donc une partie rétrécie côté arrière de l'armoire qui permet le passage de câbles et/ou conduites, voire l'installation d'appareils électriques ou même d'une soufflante. Ceci permet, d'une part, d'éviter que la canne de transfert 130 ne soit heurtée par accident par un utilisateur du dispositif sous vide 100, et, d'autre part, d'agencer l'armoire 140 20 au plus près des chambres 110, 120 de manière à ce que la surface totale occupée par le dispositif sous vide 100 soit limitée. Le logement 143 de l'armoire 140 accueille ici tout le tube de transfert sauf sa deuxième extrémité 133. Comme représenté schématiquement sur la figure 3, le logement 143 comporte une 25 ouverture 144 permettant ici un accès manuel direct à la poignée 136 pour actionner l'anneau magnétique 135 et permettre le transfert de l'échantillon de l'une à l'autre des chambres 110, 120. De préférence, cette ouverture 144 est tournée vers la face avant 145 de l'armoire 140 de telle manière qu'un utilisateur de l'appareil de dépôt sous vide puisse 30 manipuler la canne de transfert 130 tout en scrutant les appareils électriques 141, 142 qui peuvent fournir par exemple des informations sur le bon positionnement de l'échantillon dans la chambre de dépôt sous vide 120. Dans un mode de réalisation alternatif où la canne de transfert est pilotée automatiquement par un actionneur, le logement prévu dans l'armoire peut être fermé.

35 Par ailleurs, lorsque le logement 143 est ouvert comme sur la figure 3, il peut être prévu un volet rabattable 146, ici mobile autour d'une charnière 146A, pour obturer l'ouverture 144 du logement 143. Dans ce cas, le volet rabattable 146 comprend de préférence des moyens de verrouillage 147 pour verrouiller l'obturation de l'ouverture 144 par le volet 3025220 10 rabattable 146. Ces moyens de verrouillage comportent ici un auberon 147 qui coopèrent avec une auberonnière 147A prévue en correspondance sur la face avant 145 de l'armoire 140. Ce système de serrure, qui peut être par exemple condamné au moyen d'une clé, ce qui permet 5 d'interdire la manipulation de la canne de transfert 130. Enfin, le logement 143 comprend de préférence des parois internes 148 qui forment un écran thermique entre le tube de transfert 131 et les appareils électriques 141, 142 présents dans l'armoire. En effet, lors des opérations d'étuvage de la canne de transfert 130 jusqu'à des 10 températures de 100 à 200°C, il est nécessaire de p-otéger les appareils électriques 141, 142 contre une élévation trop forte de la température afin de ne pas dégrader leurs performances, ni compromettre leurs durées de vie. Pour cela, les parois internes 148 peuvent par exemple comprendre un feuillet métallique réfléchissant dans l'infrarouge, de manière à réfléchir la chaleur rayonnée par la 15 canne de transfert 130 chauffée et par les moyens d'étuvage. Les parois internes peuvent également être recouvertes d'un matériau isolant thermiquement. Pour des températures plus élevées d'étuvage, une soufflante d'air frais peut être disposée dans les baies en arrière du logement 143 afin de souffler l'air frais sur la canne en étuvage et afin d'éliminer l'air réchauffé de préférence vers la sortie du logement volet ouvert.

20 Une ventilation active, spécifique des appareils électriques de l'armoire, peut, dans certaines variantes de réalisation, être mise en oeuvre. On va maintenant décrire la manière dont l'appareil de dépôt sous vide 100, et en particulier l'enceinte 120, est fixé au plancher 1. À cet effet, l'appareil de dépôt sous vide 100 comporte des moyens de support 153 25 d'un châssis 150 (voir figure 1) posé sur le plancher 1, qui sont adaptés à coopérer avec des moyens de montage complémentaires 152, 154 pour la fixation de l'enceinte 120 au-dessus du plancher 1. On observera sur les figures 1 et 2 tout d'abord que l'espace situé sous la partie basse de l'enceinte 120 est quelque peu encombré par les nombreux équipements 103 30 (sources de matériaux, canons à électrons, jauges ou sondes, appareils de mesure divers, etc...) montés sur cette enceinte 120. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse du dispositif sous vide 100 selon l'invention, les moyens de support 153 et les moyens de montage complémentaires 152, 154 prévus sur le châssis opèrent la suspension de l'enceinte 120 munie 35 de ses équipements 103. Ainsi la suspension de l'enceinte 120 au châssis 150 du dispositif sous vide 100, permet de libérer l'espace situé sous la partie basse de l'enceinte de manière à ménager un accès facilité aux différents équipements branchés sur cette enceinte 120.

3025220 11 La suspension de l'enceinte 120 au châssis permet également de dégager les obstacles inutiles situés en partie basse de l'enceinte. La suspension simplifie par ailleurs le raccordement de nouveaux équipements de contrôle in situ dont la taille est souvent peu compatible avec la faible hauteur libre sous 5 l'enceinte 120. La suspension procure enfin un accès facilité tout autour du dispositif sous vide 100. Comme le montre bien la figure 2, le châssis comporte ici un portique comprenant des montants 151 qui s'élèvent latéralement de part et d'autre de l'enceinte 120, et, dans une partie supérieure du châssis 150, deux traverses 153 horizontales portée chacune par les par 10 les montants 151 du portique. Il est ici également prévu une deuxième traverse 157 inférieure, également horizontale, qui est située près du plancher 1 et qui relie les deux montants 151 verticaux du châssis 150. Par ailleurs, le châssis 150 comporte ici des pieds 155 de hauteur ajustable pour 15 régler finement la hauteur de suspension de l'enceinte 120 et régler l'horizontalité des deux traverses 153 horizontales supérieures lorsque le plancher 1 n'est pas parfaitement plan. Le châssis 150 comporte également des roulettes 156 situées à la base des montants 151 pour faciliter le déplacement du châssis 150 sur le plancher 1. Les montants 151, les deux traverses 153 supérieures, et la traverse 157 inférieure 20 comprennent des moyens de passage de câble pour l'alimentation ou le contrôle des différentes pompes du dispositif sous vide 100 et des différents équipements 103 montés sur l'enceinte. Ceci permet d'éviter que des câbles ne traînent sur le plancher 1, ce qui peut être une source d'accident pour un utilisateur évoluant à proximité du dispositif sous vide 100. Comme le montre la figure 1, les moyens de montage du dispositif sous vide 100 25 comprennent ici des goussets de l'enceinte 120. Les moyens de montage complémentaires du châssis 150 comprennent deux traverses supérieures 153 et deux barres de suspension 152 verticales qui s'étendent chacune vers le bas depuis la traverse supérieure 153 correspondante du portique jusque vers la bride 122 de l'enceinte 120. Ces deux barres de suspension 152 présentent chacune une extrémité inférieure 154 qui vient se fixer sur un gousset 30 correspondant, gousset qui est fixé contre la paroi latérale 123 de l'enceinte 120, de préférence par soudure, en dessous de la bride 122. De préférence, l'extrémité inférieure 154 de la barre de suspension 152 comporte un crochet et elle est fixée par crochetage sur le gousset correspondant. Dans une variante, l'extrémité inférieure 154 de la barre de suspension 152 est boulonnée sur le gousset. Dans 35 d'autres variantes, des moyens d'amortissement sont mis en oeuvre entre l'extrémité inférieure 154 de la barre de suspension 152 et le gousset afin de réduire la transmission de vibrations. Les extrémités inférieures des barres verticales qui viennent se fixer sur des goussets, de préférence par crochetage, permettent la mise en oeuvre de barres de suspension 3025220 12 verticales pour la fixation de l'enceinte en suspension qui passent latéralement à la bride supérieure 122 et en laissant donc libre la bride de fermeture 124 qui forme le couvercle de l'enceinte. Plus précisément, on peut voir que le châssis comporte deux montants 151 latéraux 5 d'extension sensiblement verticale, une traverse 153 supérieure antérieure, une traverse 153 supérieure postérieure et une traverse 157 inférieure postérieure, les traverses 153 supérieures antérieure et postérieure étant reliées à leurs extrémités respectives par deux barres de liaison latérales horizontales, le châssis comportant en outre à sa partie inférieure deux barres support horizontales étendues vers l'avant à partir des extrémités latérales respectives de la 10 traverse 157 inférieure postérieure. L'avant ou antérieur définit une face d'accessibilité principale du dispositif sous vide pour un opérateur et, en l'espèce, on a pris comme convention que c'est la face par laquelle on visualise le dispositif sur la Figure 1. En particulier, chaque montant 151 latéral est constitué, d'une part, d'un profilé vertical étendu dans le plan vertical passant par la traverse 153 supérieure postérieure et la 15 traverse 157 inférieure postérieure et, d'autre part, de deux profilés obliques, un profilé oblique supérieur incliné du haut et l'avant vers le bas et l'arrière entre la barre de liaison latérale correspondante et le profilé vertical correspondant, un profilé oblique inférieur incliné du haut et l'arrière vers le bas et l'avant entre le profilé vertical correspondant et la barre support horizontale correspondante. Grâce à cette disposition, on dispose d'un espace interne libre 20 important dans le châssis où l'on peut installer l'enceinte 120 de la chambre et ses pompes, chambres annexes et autres accessoires tout en ayant une stabilité du dispositif qui reste importante. Afin d'optimiser cet espace interne libre, le profilé oblique supérieur et le profilé oblique inférieur rejoignent le profilé vertical sensiblement à la même hauteur déterminée dudit profilé vertical, ladite hauteur déterminée correspondant sensiblement à la hauteur de 25 l'extension horizontale principale de l'enceinte 120. L'extension horizontale principale de l'enceinte 120 est celle de l'alignement des chambres annexes, dont de transfert, et pompes ainsi que du tube de transfert 131. De préférence, les montants, traverses, profilés qui sont métalliques sont fixés entre eux par des soudures. Afin d'obtenir une rigidité suffisante du châssis, ils présentent une section en forme de L, de carré ou de rectangle.

30 D'autres goussets 108 sont aussi prévus sur d'autres parties des équipements du dispositif afin qu'ils puissent également être suspendus tout comme l'enceinte par d'autres barres de suspension 158 comme par exemple visible sur la partie d'équipement 106 de la Figure 1. Grâce à la structure du châssis, on peut disposer dans son espace interne libre 35 l'enceinte 120 qui est en outre reliée à au moins une chambre annexe, notamment chambre de transfert 131, et à au moins une pompe à vide et à un tube de transfert 131, les chambres, pompe(s) et tube de transfert étant suspendus. Le dispositif sous vide 100 comporte donc également des barres de suspension 3025220 13 supplémentaires 158 dont l'extrémité haute est attelée au châssis 150, sur les traverses 153 supérieures. Chaque barre de barre de suspension supplémentaire 158 comprend un crochet (non visible) à son extrémité inférieure et, en correspondance, le dispositif sous vide 100 comprend 5 des goussets 108 supplémentaires auxquels peuvent s'accrocher ces crochets, les goussets 108 supplémentaires et les crochets formant d'autres points de suspension de l'appareil de dépôt sous vide. Le poids de l'ensemble de l'appareil est alors répartis sur un plus grand nombre de point de suspension et les risques de décrochement de l'enceinte 120 et du reste du dispositif sous vide 100 sont diminués. On peut voir une de ces barres de suspension 10 supplémentaires 158 et un de ces goussets 108 supplémentaires en relation avec la partie 106 de l'équipement du dispositif Figure 1. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. Ainsi, les variantes suivantes sont prévues : les parois internes comprennent un feuillet 15 métallique réfléchissant dans l'infrarouge et/ou les parois internes sont recouvertes d'un matériau isolant thermiquement. On prévoit également que l'armoire est de profondeur déterminée entre une face avant et une face arrière et le logement est disposé horizontalement côté face avant de l'armoire, ledit logement ne s'étendant pas en profondeur jusqu'à la face arrière de l'armoire et créant dans l'armoire une partie rétrécie d'armoire. En particulier, une 20 soufflante est disposée dans la partie rétrécie de l'armoire, en arrière du logement, pour soufflage d'air dans le logement. Enfin, l'extrémité de la première extrémité du tube de transfert est maintenue en position par un dispositif de fixation à une extrémité fermée du logement. A titre d'autres exemples, le dispositif peut comporter un nombre de chambres différent. Ainsi, pour un système plus simple, on peut mettre en oeuvre seulement deux chambres, la 25 chambre de transfert (« buffer ») étant confondue avec la chambre de chargement (« Load Lock »), le dispositif de transfert restant quant à lui inchangé. Ceci s'applique à tout dispositif/système de l'invention et pour toutes les techniques applicables : dépôts et analyses. En particulier, bien qu'une machine MBE ait été décrite ci-dessus, la description s'applique à tout type d'appareil de dépôt sous ultra sous vide ou vide classique dans lequel le 30 transfert d'un échantillon d'une chambre à une autre s'opère grâce à une canne de transfert. On peut citer par exemple les machines de dépôt par pulvérisation cathodique (« sputtering » en anglais), les machines de dépôt en phase vapeur, MOCVD, ALE, CVD etc. De même, l'invention concerne également tout type de dispositif d'analyse sous vide tels que : spectromètre Auger (AES), spectromètre de masse(SIMS), spectromètre d'électrons 35 (XPS ou ESCA) produits par un faisceau de rayons X ou de lumière (UPS par exemple) ou autres techniques sous vide.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif sous vide (100) pour le traitement ou l'analyse d'un échantillon comportant : - une première chambre (110) et une première pompe (111) adaptée à faire un premier vide dans ladite première chambre (110), - une deuxième chambre (120) et une deuxième pompe (121) adaptée à faire un deuxième vide dans ladite deuxième chambre (120), - un raccord tubulaire (101) s'étendant entre ladite première chambre (110) et ladite deuxième chambre (120), - une vanne (102) disposée sur ledit raccord tubulaire (101) qui permet, dans une position fermée, d'isoler ladite première chambre (110) de ladite deuxième chambre (120), et, dans une position ouverte, de transférer ledit échantillon de l'une (110, 120) à l'autre (110, 120) desdites chambres, - une canne de transfert (130) pour réaliser ce transfert comprenant : - un tube de transfert (131) sensiblement coaxial avec ledit raccord tubulaire (101) présentant une première extrémité (132) libre fermée et une deuxième extrémité (133) opposée qui est raccordée à la première chambre (110), - une tige de transfert qui est logée partiellement à l'intérieur dudit tube de transfert (131) et qui est munie, à l'une de ses extrémités opposée à la première extrémité (132) du tube de transfert (131), d'un plateau adapté à recevoir ledit échantillon, ladite tige de transfert étant montée mobile en translation le long dudit tube de transfert (131) de manière à transférer ledit échantillon reçu par le plateau d'une chambre (110, 120) à l'autre (110, 120) à la faveur de la translation de ladite tige de transfert, - des moyens d'actionnement (135, 136) de la translation de ladite tige de transfert, et - une armoire (140) adaptée à accueillir des appareils électriques (141, 142) pour l'alimentation ou le contrôle desdites pompes (111, 121) et vanne (102), caractérisé en ce que ladite armoire (140) comprend un logement (143) adapté à accueillir une partie au moins dudit tube de transfert (131) comprenant ladite première extrémité (132) libre.
2. 2. Dispositif sous vide (100) selon la revendication 1, dans lequel ledit logement (143) comporte une ouverture (144) sur une face avant (145) de ladite armoire (140).
3. 3. Dispositif sous vide (100) selon la revendication 2, dans lequel il est prévu un volet rabattable (146) adaptée pour obturer ladite ouverture du logement (143).
4. 4. Dispositif sous vide (100) selon la revendication 3, dans lequel ledit volet rabattable (146) comprend des moyens de verrouillage (147) pour verrouiller l'obturation de 3025220 15 l'ouverture (144) par le volet rabattable (146).
5. 5. Dispositif sous vide (100) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit logement (143) comprend des parois internes (148) formant écran thermique entre ledit tube de transfert (131) et lesdits appareils électriques (141, 142). 5
6. 6. Dispositif sous vide (100) selon la revendication 5, dans lequel les parois internes (148) comprennent un feuillet métallique réfléchissant dans l'infrarouge.
7. 7. Dispositif sous vide (100) selon la revendication 5 ou la 6, dans lequel les parois internes sont recouvertes d'un matériau isolant thermiquement.
8. 8. Dispositif sous vide (100) selon l'une des revendications précédentes, dans 10 lequel l'armoire est de profondeur déterminée entre une face avant et une face arrière et le logement (143) est disposé horizontalement côté face avant de l'armoire, ledit logement ne s'étendant pas en profondeur jusqu'à la face arrière de l'armoire et créant dans l'armoire une partie rétrécie d'armoire.
9. 9. Dispositif sous vide (100) selon la revendication précédente, dans lequel une 15 soufflante est disposée dans la partie rétrécie de l'armoire, en arrière du logement, pour soufflage d'air dans le logement (143).
10. 10. Dispositif sous vide (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité de la première extrémité (132) du tube de transfert (131) est maintenue en position par un dispositif de fixation à une extrémité fermée du logement.