FR3127761A1 - Module for controlling the physical characteristics gradients of a thin layer deposition by a set of automated caches - Google Patents

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Cyril Dupeyrat
Maxime PARAILLOUS
Joël FLEURY
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Safran Electronics and Defense SAS
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Abstract

Ce module de contrôle (12) pour machine de dépôt de couche mince (8), comprend un ensemble de caches (15) soutenu par une structure mécanique (13) et positionné sur le trajet d’un flux de vapeur (11) de manière à en diminuer localement le flux, un ensemble de moteurs (16) actionnant la structure mécanique (13) et l’ensemble de caches (15), un ensemble de capteurs (17), une batterie d’alimentation (18) du module de contrôle (12), et une carte mère (20) comprenant un programme de pilotage de l’ensemble de moteurs (16) et de l’ensemble de capteurs (17) à partir de données reçues d’un appareil distant (23) pourvu d’un dispositif émetteur/récepteur radio (24) de communication avec une carte radiofréquence (22) de la carte mère (20). Figure pour l’abrégé : Fig 1This control module (12) for a thin layer deposition machine (8) comprises a set of covers (15) supported by a mechanical structure (13) and positioned on the path of a vapor flow (11) in such a way to locally reduce the flow thereof, a set of motors (16) actuating the mechanical structure (13) and the set of covers (15), a set of sensors (17), a supply battery (18) of the controller (12), and a motherboard (20) comprising a program for controlling the set of motors (16) and the set of sensors (17) from data received from a remote device (23) provided a radio transmitter/receiver device (24) for communication with a radiofrequency card (22) of the motherboard (20). Figure for abstract: Fig 1

Description

Module de contrôle des gradients de caractéristiques physiques d’un dépôt de couche mince par un ensemble de caches automatisésModule for controlling the physical characteristics gradients of a thin layer deposition by a set of automated caches

La présente invention concerne le domaine de la mécatronique appliquée au dépôt de couches minces sur un substrat, par exemple un élément optique.The present invention relates to the field of mechatronics applied to the deposition of thin layers on a substrate, for example an optical element.

La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de dépôt multicouches par une méthode PVD (Physical Vapor Deposition) comme par exemple l’évaporation par canon à électrons.The present invention relates more particularly to a multilayer deposition process by a PVD (Physical Vapor Deposition) method such as for example evaporation by electron gun.

Techniques antérieuresPrior techniques

Les traitements optiques multicouches sont des traitements appliqués sur des surfaces par des procédés d’empilement de couches minces.Multilayer optical coatings are coatings applied to surfaces by stacking processes of thin layers.

Un procédé connu est l’évaporation par canon à électrons ou encore la pulvérisation cathodique. Dans ce cadre, une cathode, par exemple un matériau métallique, est placée dans une enceinte sous vide comprenant également un substrat. Une différence de potentiel électrique est appliquée entre la cathode et les parois de l’enceinte, créant un plasma dans l’enceinte. Le plasma comprend des particules chargées positivement qui sont attirées par la cathode et entrent en collision avec les atomes de la cathode. Les atomes se détachent de la cathode sous la forme d’un flux de vapeur et viennent se condenser sur la surface du substrat à traiter de manière à former une couche mince uniforme.A known process is evaporation by electron gun or cathode sputtering. In this context, a cathode, for example a metallic material, is placed in a vacuum chamber also comprising a substrate. An electric potential difference is applied between the cathode and the walls of the enclosure, creating a plasma in the enclosure. The plasma comprises positively charged particles which are attracted to the cathode and collide with the atoms of the cathode. The atoms detach from the cathode in the form of a vapor flow and come to condense on the surface of the substrate to be treated so as to form a uniform thin layer.

Les performances optiques de ces couches minces dépendent en partie du matériau utilisé, de son épaisseur et de sa densité qui joue grandement sur son comportement optique.The optical performance of these thin layers depends in part on the material used, its thickness and its density, which plays a major role in its optical behavior.

De plus, une couche mince uniforme permet de garantir la robustesse chimique et mécanique au substrat.In addition, a uniform thin layer guarantees the chemical and mechanical robustness of the substrate.

Cependant, un dépôt parfaitement uniforme sur un substrat à forte courbure est complexe à obtenir, compte tenu de la géométrie du substrat. En outre, certaines applications requièrent une exaltation de certaines propriétés (épaisseur, indice optique…) des couches déposées à certains points du substrat plutôt qu’à d’autres. Il en résulte un besoin de maîtrise du gradient de caractéristiques physiques d’une couche mince en différent points du substrat.However, a perfectly uniform deposit on a substrate with a strong curvature is complex to obtain, given the geometry of the substrate. In addition, some applications require an enhancement of certain properties (thickness, optical index, etc.) of the layers deposited at certain points of the substrate rather than at others. This results in a need to control the gradient of physical characteristics of a thin layer at different points of the substrate.

Aucune solution ne permet actuellement de contrôler le gradient de caractéristiques physiques comme des propriétés morphologiques (par exemple l’épaisseur) dans l’environnement d’un réacteur de dépôt sous vide, en tenant compte des contraintes de pression, de température et également des contraintes mécaniques ou de connectiques imposées par les mouvements possibles du substrat avec et dans son support, par exemple un carrousel.No solution currently makes it possible to control the gradient of physical characteristics such as morphological properties (for example the thickness) in the environment of a vacuum deposition reactor, taking into account the constraints of pressure, temperature and also the constraints mechanical or connectors imposed by the possible movements of the substrate with and in its support, for example a carousel.

La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et d’assurer la maîtrise du gradient de caractéristiques physiques, telles des propriétés morphologiques (par exemple l’épaisseur) et des propriétés optiques d’une couche mince lors de son dépôt sur un substrat.The object of the present invention is therefore to overcome the aforementioned drawbacks and to ensure control of the gradient of physical characteristics, such as morphological properties (for example thickness) and optical properties of a thin layer during its deposition on a substrate.

La présente invention a pour objet un module de contrôle de gradients, notamment optiques, d’un ou plusieurs substrats à traiter dans une enceinte sous vide de dépôt de couche mince, par exemple par pulvérisation cathodique, l’enceinte comprenant une source, par exemple une cathode, destinée à libérer un flux de vapeur en direction du substrat, le module de contrôle comprenant une structure mécanique destinée à être placée entre le substrat et la source, un ensemble de caches soutenu par la structure mécanique et positionné sur le trajet du flux de vapeur de manière à en diminuer localement le flux, un ensemble de moteurs actionnant la structure mécanique et l’ensemble de caches, un ensemble de capteurs, une batterie d’alimentation du module de contrôle, et une carte mère électronique comportant une carte radiofréquence d’émission/réception et un microcontrôleur comprenant un programme de pilotage de l’ensemble de moteurs et de l’ensemble de capteurs à partir de données reçues d’un appareil distant.The subject of the present invention is a gradient control module, in particular optical, of one or more substrates to be treated in a vacuum chamber for thin film deposition, for example by sputtering, the chamber comprising a source, for example a cathode, intended to release a flow of vapor in the direction of the substrate, the control module comprising a mechanical structure intended to be placed between the substrate and the source, a set of covers supported by the mechanical structure and positioned on the path of the flow steam so as to locally reduce the flow, a set of motors actuating the mechanical structure and the set of covers, a set of sensors, a control module power supply battery, and an electronic motherboard comprising a radiofrequency card transmitter/receiver and a microcontroller comprising a program for controlling the set of motors and the set of sensors based on data received from a remote device.

Ainsi, l’ensemble de caches est motorisé et permet d’occulter une partie du flux de vapeur en direction du substrat de manière à rendre le dépôt parfaitement uniforme en épaisseur ou au contraire parfaitement non-uniforme selon un gradient, en particulier d’un gradient d’une caractéristique physique, défini au préalable. Dans le cadre d’un dépôt assisté par canon à ions (IBAD pour Ion Beam Assisted Deposition) comme par exemple dans le cadre de dépôts par canon à électron (EB-PVD pour Electron Beam Physical Vapor Deposition) ou dépôt par pulvérisation par faisceau d’ions (IBS pour Ion Beam Sputtering), l’ensemble de caches est motorisé et permet d’occulter une partie des ions issus du canon d’assistance de manière à rendre le dépôt parfaitement uniforme en densité et/ou en stœchiométrie (et donc en indices optiques).Thus, the set of covers is motorized and makes it possible to obscure part of the flow of vapor in the direction of the substrate so as to make the deposit perfectly uniform in thickness or on the contrary perfectly non-uniform according to a gradient, in particular of a gradient of a physical characteristic, defined beforehand. In the context of ion gun assisted deposition (IBAD for Ion Beam Assisted Deposition) such as for example in the context of electron gun deposition (EB-PVD for Electron Beam Physical Vapor Deposition) or sputtering deposition by electron beam ions (IBS for Ion Beam Sputtering), the set of caches is motorized and makes it possible to obscure part of the ions coming from the assistance gun so as to make the deposit perfectly uniform in density and/or in stoichiometry (and therefore in optical indices).

De plus, la batterie d’alimentation permet de rendre le module de contrôle autonome et mieux adapté à son intégration au sein d’une machine de dépôt comprenant un support de substrat tournant.In addition, the power supply battery makes the control module autonomous and better suited to its integration within a deposition machine comprising a rotating substrate support.

Avantageusement, l’ensemble de moteurs comprend des servomoteurs et/ou des moteurs pas à pas, l’ensemble de moteurs fonctionnant en électronique basse tension.Advantageously, the set of motors comprises servomotors and/or stepper motors, the set of motors operating in low voltage electronics.

Avantageusement, l’ensemble de caches comprend des caches de dispersion et/ou des écrans destinés à se déplacer en translation et en rotation au moyen de l’ensemble de moteurs au travers du flux de vapeur de manière à faire varier des caractéristiques physiques, notamment l’épaisseur et la densité, du dépôt de couche mince sur le substrat en obstruant localement une fraction du flux de vapeur.Advantageously, the set of covers comprises dispersion covers and/or screens intended to move in translation and in rotation by means of the set of motors through the flow of vapor so as to vary physical characteristics, in particular the thickness and the density, of the deposition of a thin layer on the substrate by locally obstructing a fraction of the vapor flow.

Avantageusement, l’ensemble de caches comprend une grille de collimation destinée à se déplacer en translation et en rotation à l’aide de l’ensemble de moteurs et destinée à ne laisser passer qu’une fraction configurable du flux de vapeur.Advantageously, the set of covers comprises a collimation grid intended to move in translation and in rotation with the aid of the set of motors and intended to allow only a configurable fraction of the vapor flow to pass.

Dans un mode de réalisation, la fraction configurable comprend l’ensemble des particules du flux de vapeur ayant un angle d’incidence prédéterminé.In one embodiment, the configurable fraction comprises all of the particles in the vapor stream having a predetermined angle of incidence.

Avantageusement, l’ensemble de capteurs comprend des capteurs de température de l’enceinte et/ou des capteurs de déplacement de l’ensemble de caches, l’ensemble de capteurs étant relié à la carte mère, le programme de pilotage de l’ensemble de moteurs et de l’ensemble de capteurs étant pourvu d’un module de gestion de température adapté pour transmettre des données de température audit appareil distant pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du module de contrôle.Advantageously, the set of sensors comprises temperature sensors of the enclosure and/or displacement sensors of the set of covers, the set of sensors being connected to the motherboard, the control program for the set motors and the set of sensors being provided with a temperature management module suitable for transmitting temperature data to said remote device provided with a program for supervising the operation of the control module.

L’invention a également pour objet une machine de dépôt sous vide comprenant une enceinte à vide et des moyens de dépôt de couches minces sur substrat dans l’enceinte à vide, par exemple dépôt par pulvérisation cathodique, la machine comprenant au moins un module de contrôle tel que défini précédemment disposé dans l’enceinte, et un appareil distant apte à communiquer avec le module de contrôle et pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du module de contrôle pour piloter les mouvements du module de contrôle et d’un support de substrats.The invention also relates to a vacuum deposition machine comprising a vacuum enclosure and means for depositing thin layers on the substrate in the vacuum enclosure, for example deposition by sputtering, the machine comprising at least one control as defined above arranged in the enclosure, and a remote device able to communicate with the control module and provided with a program for supervising the operation of the control module to control the movements of the control module and a support of substrates.

Avantageusement, l’appareil distant comprend un ordinateur ou un calculateur industriel pourvu d’une interface homme-machine adaptée pour la programmation des conditions de dépôt des multicouches et interfacé avec le module de contrôle au moyen de la liaison radio pour piloter à distance le module de contrôle disposé dans l’enceinte.Advantageously, the remote device comprises a computer or an industrial calculator provided with a man-machine interface suitable for programming the conditions of deposition of the multilayers and interfaced with the control module by means of the radio link to remotely control the module control arranged in the enclosure.

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence au dessin annexé sur lequel :Other aims, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawing in which:

illustre schématiquement une machine de dépôt de couche mince comprenant un module de contrôle selon l’invention. schematically illustrates a thin layer deposition machine comprising a control module according to the invention.

Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisationDetailed description of at least one embodiment

On a représenté schématiquement sur la une machine de dépôt 1 de couches minces.Schematically represented on the a deposition machine 1 for thin layers.

La machine de dépôt 1 comprend une enceinte 2 étanche délimitée par une paroi 3 et destinée à contenir une atmosphère sous vide.The deposition machine 1 comprises a sealed enclosure 2 delimited by a wall 3 and intended to contain a vacuum atmosphere.

La machine de dépôt 1 est par exemple une machine à pulvérisation cathodique et comprend une source 5, par exemple une cathode 5 métallique positionnée dans l’enceinte 2. Elle comprend en outre un substrat 6 comprenant une surface à traiter 7 avec un traitement multicouches. En particulier, le substrat 6 est destiné à accueillir une couche mince 8 optique.The deposition machine 1 is for example a sputtering machine and comprises a source 5, for example a metal cathode 5 positioned in the enclosure 2. It further comprises a substrate 6 comprising a surface to be treated 7 with a multilayer treatment. In particular, the substrate 6 is intended to receive a thin optical layer 8.

La surface à traiter 7 du substrat 6 est par exemple plane ou courbée.The surface to be treated 7 of the substrate 6 is for example flat or curved.

La machine de dépôt 1 comprend en outre un support 10 pour le substrat 6. Le support 10 est positionné dans l’enceinte 2 et est motorisé sur plusieurs axes de manière à entrer en rotation ou suivre des mouvements de translation.The deposition machine 1 further comprises a support 10 for the substrate 6. The support 10 is positioned in the enclosure 2 and is motorized on several axes so as to enter into rotation or follow translational movements.

La machine de dépôt 1 est destinée à appliquer une différence de potentiel électrique entre la cathode 5 et la paroi 3 de l’enceinte 2, créant un plasma dans l’enceinte 2. Le plasma comprend des particules chargées positivement qui sont attirées par la cathode 5 et entrent en collision avec les atomes de la cathode 5 qui se détachent de la cathode 5 sous la forme d’un flux de vapeur 11 et viennent se condenser sur la surface à traiter 7 du substrat 6 de manière à former une couche mince 8.The deposition machine 1 is intended to apply an electric potential difference between the cathode 5 and the wall 3 of the enclosure 2, creating a plasma in the enclosure 2. The plasma comprises positively charged particles which are attracted by the cathode 5 and collide with the atoms of the cathode 5 which detach from the cathode 5 in the form of a vapor flow 11 and condense on the surface to be treated 7 of the substrate 6 so as to form a thin layer 8 .

La machine de dépôt 1 comprend également un module de contrôle 12 disposé dans l’enceinte 2. Le module de contrôle 12 peut s’insérer dans n’importe quelle machine de dépôt 1 existante. De plus, plusieurs modules de contrôle 12 peuvent être utilisés dans une machine de dépôt 1.The deposition machine 1 also includes a control module 12 arranged in the enclosure 2. The control module 12 can be inserted into any existing deposition machine 1. In addition, several control modules 12 can be used in a deposition machine 1.

Le module de contrôle 12 permet de contrôler les gradients, notamment optiques, d’un substrat 6 traité par un traitement monocouche ou multicouches. En particulier, le module de contrôle 12 permet de contrôler l’épaisseur locale de la couche mince 8 lors de son dépôt sur le substrat 6. Le module de contrôle 12 permet également de contrôler les gradients de densité et d’indice optique.The control module 12 makes it possible to control the gradients, in particular optical, of a substrate 6 treated by a monolayer or multilayer treatment. In particular, the control module 12 makes it possible to control the local thickness of the thin layer 8 during its deposition on the substrate 6. The control module 12 also makes it possible to control the density and optical index gradients.

Le module de contrôle 12 comprend une structure mécanique 13 placée entre la cathode 5 et le substrat 6 ainsi qu’un ensemble de caches 15 et un ensemble de moteurs 16. La structure mécanique 13 soutient l’ensemble de caches 15, par exemple à l’aide de bras mécaniques, tandis que l’ensemble de moteurs 16 actionne la structure mécanique 13 et la motorise afin de mettre en mouvement les caches 15 selon des mouvements latéraux de rotation ou de translation.The control module 12 comprises a mechanical structure 13 placed between the cathode 5 and the substrate 6 as well as a set of covers 15 and a set of motors 16. The mechanical structure 13 supports the set of covers 15, for example at the using mechanical arms, while the set of motors 16 actuates the mechanical structure 13 and motorizes it in order to set the covers 15 in motion according to lateral rotational or translational movements.

L’ensemble de moteurs 16 comprend par exemple des servomoteurs et/ou des moteurs pas à pas de manière à mettre précisément en mouvement les caches 15. De plus, les moteurs 16 fonctionnent en électronique basse tension, par exemple à 5 V. L’ensemble de moteurs 16 est rendu compatible d’une utilisation sous vide à haute température en remplaçant la graisse standard des pignons par une graisse à vide et en câblant des fils électriques de commande des moteurs avec une gaine PTFE.The set of motors 16 comprises, for example, servomotors and/or stepper motors so as to set the covers 15 in motion precisely. In addition, the motors 16 operate with low-voltage electronics, for example at 5 V. set of motors 16 is made compatible with use under vacuum at high temperature by replacing the standard grease of the pinions by a vacuum grease and by wiring electrical control wires of the motors with a PTFE sheath.

L’ensemble de caches 15 est destiné à pouvoir être positionné sur le trajet du flux de vapeur 11 de manière à en diminuer localement le flux et d’influer ainsi sur l’épaisseur de la couche mince 8. L’ensemble 15 comprend par exemple des caches de dispersion et/ou des écrans destinés à occulter une fraction du flux de vapeur 11 pendant le dépôt de la couche mince 8. La position de l’ensemble de caches 15 est configurable avant ou pendant le dépôt afin de former un gradient d’épaisseur désiré, ou un motif particulier de couche mince 8.The set of covers 15 is intended to be able to be positioned on the path of the vapor flow 11 so as to locally reduce the flow and thus influence the thickness of the thin layer 8. The set 15 comprises for example dispersion masks and/or screens intended to obscure a fraction of the vapor flow 11 during the deposition of the thin layer 8. The position of the set of masks 15 can be configured before or during the deposition in order to form a gradient of desired thickness, or a particular pattern of thin layer 8.

Dans un mode particulier de réalisation, l’ensemble de caches 15 comprend une grille de collimation. La grille de collimation permet d’occulter une fraction du flux de vapeur 11 tout en laissant passer une fraction configurable du flux de vapeur 11. La fraction configurable dépend de la grille de collimation utilisée. Par exemple, la fraction configurable comprend l’ensemble des particules du flux de vapeur 11 ayant un angle d’incidence prédéterminé. Dans un cas particulier, l’ensemble de caches 15 comprend une grille de collimation ne laissant passer que les particules du flux de vapeur 11 ayant un angle d’incidence normal à la grille de collimation.In a particular embodiment, the set of masks 15 comprises a collimation grid. The collimation grid makes it possible to obscure a fraction of the vapor flow 11 while allowing a configurable fraction of the vapor flow 11 to pass. The configurable fraction depends on the collimation grid used. For example, the configurable fraction includes all the particles of the vapor flow 11 having a predetermined angle of incidence. In a particular case, the set of covers 15 comprises a collimation grid allowing only the particles of the vapor flow 11 having an angle of incidence normal to the collimation grid to pass.

Le module de contrôle 12 comprend en outre un ensemble de capteurs 17 et une batterie d’alimentation 18 du module de contrôle. La batterie d’alimentation 18 permet en particulier de rendre autonome le module de contrôle et ainsi de ne pas encombrer l’enceinte 2 de câbles d’alimentation provenant de l’extérieur de l’enceinte 2. La batterie d’alimentation 18 est préférablement une batterie Li-ion étanche de grande capacité fonctionnant sous vide et à haute température et qui répond plus généralement à des caractéristiques spatiales.The control module 12 further comprises a set of sensors 17 and a power supply battery 18 of the control module. The power supply battery 18 makes it possible in particular to make the control module autonomous and thus not to clutter the enclosure 2 with power cables coming from outside the enclosure 2. The power supply battery 18 is preferably a large capacity sealed Li-ion battery operating under vacuum and at high temperature and which responds more generally to spatial characteristics.

L’ensemble de capteurs 17 comprend des capteurs de température de l’enceinte et/ou du substrat. Dans un mode de réalisation, les capteurs de températures sont des thermocouples. L’ensemble de capteurs 17 comprend également des capteurs de déplacement de l’ensemble de caches 15 de manière à connaitre avec précision la position des écrans et/ou caches de dispersion et/ou grille de collimation dans le flux de vapeur 11.Sensor assembly 17 includes enclosure and/or substrate temperature sensors. In one embodiment, the temperature sensors are thermocouples. The set of sensors 17 also includes sensors for the movement of the set of covers 15 so as to know precisely the position of the screens and/or dispersion covers and/or collimation grid in the vapor flow 11.

Le module de contrôle 12 comprend également une carte mère 20 électronique comprenant un microcontrôleur 21 et une carte radiofréquence 22.The control module 12 also comprises an electronic motherboard 20 comprising a microcontroller 21 and a radiofrequency card 22.

Le microcontrôleur 21 comprend un programme de pilotage de l’ensemble de moteurs 16 et de l’ensemble de capteurs 17. Le microcontrôleur 21 est relié aux capteurs 17 et aux moteurs 16, ainsi qu’à la batterie d’alimentation 18. Le programme de pilotage de l’ensemble de moteurs 16 et de l’ensemble de capteurs 17 est pourvu d’un module de gestion de la température et d’un module de gestion de la position de l’ensemble de caches 15 adaptés à transmettre des données au travers de la carte radiofréquence 22.The microcontroller 21 comprises a program for controlling the set of motors 16 and the set of sensors 17. The microcontroller 21 is connected to the sensors 17 and to the motors 16, as well as to the power supply battery 18. The program for controlling the set of motors 16 and the set of sensors 17 is provided with a temperature management module and a module for managing the position of the set of covers 15 adapted to transmit data through the radiofrequency card 22.

La carte radiofréquence 22 comprend une électronique d’émission/réception comprenant par exemple un module RF 433 MHZ avec une antenne ou un module Wifi ou Bluetooth adapté à travailler à haute température.The radiofrequency card 22 comprises transmission/reception electronics comprising for example a 433 MHz RF module with an antenna or a Wifi or Bluetooth module suitable for working at high temperature.

La machine de dépôt 1 comprend également un appareil distant 23 pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du module de contrôle 12. L’appareil distant 23 est par exemple disposé hors de l’enceinte 2.The deposit machine 1 also comprises a remote device 23 provided with a program for supervising the operation of the control module 12. The remote device 23 is for example placed outside the enclosure 2.

L’appareil distant 23 comprend un dispositif émetteur/récepteur radio 24 adapté pour réaliser une liaison radio avec la carte radiofréquence 22 du module de contrôle 12 de manière à piloter les mouvements de l’ensemble de caches 15 du module de contrôle 12 et du support 10 des substrats 6 et de manière à recevoir et envoyer des informations concernant la température, la position de l’ensemble de caches 15 ou tout autre donnée participant à la réalisation d’une couche mince 8.The remote device 23 comprises a radio transmitter/receiver device 24 suitable for establishing a radio link with the radiofrequency card 22 of the control module 12 so as to control the movements of the set of covers 15 of the control module 12 and of the support 10 of the substrates 6 and so as to receive and send information concerning the temperature, the position of the set of covers 15 or any other data participating in the production of a thin layer 8.

L’appareil distant 23 comprend par exemple un ordinateur ou un calculateur industriel pourvu d’une interface homme-machine adaptée à la programmation des conditions de dépôt des multicouches par un opérateur et interfacé avec le module de contrôle 12 au travers de la liaison radio pour piloter à distance le module de contrôle 12 disposé dans l’enceinte 2 à partir de ladite programmation.The remote device 23 comprises for example a computer or an industrial calculator provided with a man-machine interface adapted to the programming of the conditions of deposition of the multilayers by an operator and interfaced with the control module 12 through the radio link for remotely control the control module 12 disposed in the enclosure 2 from said programming.

Claims (8)

Module de contrôle (12) de gradients, notamment optiques, d’un ou plusieurs substrats (6) à traiter dans une enceinte (2) sous vide de dépôt de couche mince (8), l’enceinte (2) comprenant une source (5) destinée à libérer un flux de vapeur (11) en direction du substrat (6), caractérisé en ce qu’il comprend une structure mécanique (13) destinée à être placée entre le substrat (6) et ladite source (5), un ensemble de caches (15) soutenu par la structure mécanique (13) et positionné sur le trajet du flux de vapeur (11) de manière à en diminuer localement le flux, un ensemble de moteurs (16) actionnant la structure mécanique (13) et l’ensemble de caches (15), un ensemble de capteurs (17), une batterie d’alimentation (18) du module de contrôle (12), et une carte mère (20) électronique comportant une carte radiofréquence (22) d’émission/réception et un microcontrôleur (21) comprenant un programme de pilotage de l’ensemble de moteurs (16) et de l’ensemble de capteurs (17) à partir de données reçues d’un appareil distant (23).Gradient control module (12), in particular optical, of one or more substrates (6) to be treated in a chamber (2) under vacuum for depositing a thin layer (8), the chamber (2) comprising a source ( 5) intended to release a flow of vapor (11) towards the substrate (6), characterized in that it comprises a mechanical structure (13) intended to be placed between the substrate (6) and the said source (5), a set of covers (15) supported by the mechanical structure (13) and positioned on the path of the steam flow (11) so as to locally reduce the flow thereof, a set of motors (16) actuating the mechanical structure (13) and the set of covers (15), a set of sensors (17), a power supply battery (18) of the control module (12), and an electronic motherboard (20) comprising a radiofrequency card (22) d transmission/reception and a microcontroller (21) comprising a program for controlling the set of motors (16) and the set of sensors (17) from data received from a remote device (23). Module selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble de moteurs (16) comprend des servomoteurs et/ou des moteurs pas à pas, l’ensemble de moteurs (16) fonctionnant en électronique basse tension.A module according to claim 1, wherein the motor assembly (16) comprises servo motors and/or stepper motors, the motor assembly (16) operating in low voltage electronics. Module selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel l’ensemble de caches (15) comprend des caches de dispersion et/ou des écrans destinés à se déplacer en translation et en rotation à l’aide de l’ensemble de moteurs (16) au travers du flux de vapeur (11) de manière à faire varier des caractéristiques physiques, notamment l’épaisseur et la densité, du dépôt de couche mince (8) sur le substrat (6) en obstruant localement une fraction du flux de vapeur (11).Module according to one of Claims 1 and 2, in which the set of covers (15) comprises dispersion covers and/or screens intended to be moved in translation and in rotation by means of the set of motors (16) through the vapor flow (11) so as to vary the physical characteristics, in particular the thickness and the density, of the deposit of a thin layer (8) on the substrate (6) by locally obstructing a fraction of the flow steam (11). Module selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’ensemble de caches (15) comprend une grille de collimation destinée à se déplacer en translation et en rotation au moyen de l’ensemble de moteurs (16) et destinée à ne laisser passer qu’une fraction configurable du flux de vapeur (11).Module according to any one of Claims 1 to 3, in which the set of covers (15) comprises a collimation grid intended to be moved in translation and in rotation by means of the set of motors (16) and intended to allowing only a configurable fraction of the steam flow (11) to pass. Module selon la revendication 4, dans lequel la fraction configurable comprend l’ensemble des particules du flux de vapeur (11) ayant un angle d’incidence prédéterminé.Module according to claim 4, in which the configurable fraction comprises all the particles of the vapor stream (11) having a predetermined angle of incidence. Module selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’ensemble de capteurs (17) comprend des capteurs de température de l’enceinte (2) et/ou des capteurs de déplacement de l’ensemble de caches (17), l’ensemble de capteurs (17) étant relié à la carte mère (20), le programme de pilotage de l’ensemble de moteurs (16) et de l’ensemble de capteurs (17) étant pourvu d’un module de gestion de température adapté pour transmettre des données de température audit appareil distant (23) pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du module de contrôle (12).Module according to any one of claims 1 to 5, in which the set of sensors (17) comprises temperature sensors of the enclosure (2) and/or displacement sensors of the set of covers (17) , the set of sensors (17) being connected to the motherboard (20), the program for controlling the set of motors (16) and the set of sensors (17) being provided with a management module temperature suitable for transmitting temperature data to said remote device (23) provided with a program for supervising the operation of the control module (12). Machine de dépôt (1) sous vide comprenant une enceinte (2) à vide et des moyens de dépôt de couches minces (8) sur substrat (6) dans l’enceinte (2) à vide, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un module de contrôle (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 disposé dans l’enceinte (2), et un appareil distant (23) apte à communiquer avec le module de contrôle et pourvu d’un programme de supervision du fonctionnement du module de contrôle (12) pour piloter les mouvements du module de contrôle (12) et d’un support (10) de substrats (6).Vacuum deposition machine (1) comprising a vacuum enclosure (2) and means for depositing thin layers (8) on substrate (6) in the vacuum enclosure (2), characterized in that it comprises at at least one control module (12) according to any one of claims 1 to 6 disposed in the enclosure (2), and a remote device (23) able to communicate with the control module and provided with a supervision program the operation of the control module (12) to control the movements of the control module (12) and of a support (10) of substrates (6). Machine de dépôt (1) sous vide selon la revendication 7, pour laquelle l’appareil distant (23) comprend un ordinateur ou un calculateur industriel pourvu d’une interface homme-machine adaptée pour la programmation des conditions de dépôt des multicouches et interfacé avec le module de contrôle (12) au moyen de la liaison radio pour piloter à distance le module de contrôle (12) disposé dans l’enceinte (2).Vacuum deposition machine (1) according to Claim 7, for which the remote device (23) comprises a computer or an industrial calculator provided with a man-machine interface suitable for programming the conditions for deposition of the multilayers and interfaced with the control module (12) by means of the radio link to remotely control the control module (12) arranged in the enclosure (2).
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