Brevet FR2009540A1 — publié le 19700206

î Pour fabriquer un composant en pellicule mince, on dépose un conducteur métallique ou un élément de circuit sur une surface choisie d'un substrat. Un procédé pour effectuer un tel dépôt consiste à recouvrir le substrat 5 par un masque qui laisse à découvert les surfaces choisies. Le substrat ainsi caché peut alors être disposé dans une ohambre de dépôt où un métal est déposé sur les surfaces à découvert du substrat par évaporation ou bombardement sous un vide poussé. 10 Dans la technique antérieure, les masques ou ca ches réalisés à partir d'un graphite de poids spécifique élevé, à grains fins, pressé, ont présenté un certain nombre d'avantages. Du fait que le coefficient de dilatation thermique, du graphite est très faible, la chaleur 15 ne déforme pas le cache en graphite tandis que des caches réalisés à partir de métaux se dilatent ou se déforment lorsqu'ils sont exposés à la chaleur pendant le dépôt par évaporation ou bombardement. De plus, les-caractéristiques de faible friction du graphite permettent 20 aux caches de glisser facilement sur des surfacee métalliques tandis que des caches métalliques s'accrochent ou collent aux surfaces métalliques lorsqu'il se trouvent dans un vide poussé. Après qu'un cache a été utilisé un certain nombre 25 de fois, le métal ou les métaux qui j sont déposés s'accumulent suivant un grand nombre de couches sur le graphite. Dans la technique antérieurs, on a utilisé divers liquides ou solutions pour dissoudre certains métaux ou alliages déposés ou réagir avec ceux-ci pour les élimi-30 ner. Cependant, des métaux précieux déposés9 tels que l'or, nécessitent un solvant$ tel que l'eau régale qui attaque également le graphite pressé. Il s'ensuit que le cache en graphite devient inutilisable après un certain nombre de dépôts, 35 De plus, les équipements utilisant des caches de la technique antérieure n'étaient pas capables de traiter des quantités importantes de substrats d'une manière fiania et économique» Le cache doit être aligné avec pré» cision sur chaque substrat et icoler d'une façon efficace BAD ORIGINAL 69 14786 a 2009540 les surfaces non à découvert du métal qui est déposé. Les dimensions des substrats varient légèrement du fait de faibles défauts de précision qui ne peuvent pas être supprimés pendant leur fabrication,» Par exemple, des sub-5 strats en matière céramique fabriqués en moulant une argile et un liant et en les cuisant dans un four rotatif présentent des dimensions qui varient du fait des défauts de précision inévitables qui se produisent pendant le moulage des substrats bruts et du fait des retraits dif-10 férents qui se produisent pendant la cuisson de lots différents d'argile et de liant. Les équipements utilisant des caches de la technique antérieure ne pouvaient pas traiter des quantités importantes de substrats en empêchant en même temps toute exposition erronée de cert'ai-15 nés pgrties des substrats due aux légères variations de dimensions de ces derniers. En conséquence5 la présente invention a pour but de fournir s - un cache nouveau et perfectionné destiné à recou-20 vrir une base ou un substrat pour fabriquer un composant en pellicule mince » - un procédé pour récupérer un cache après l'avoir utilisé. - un nouvel ensemble perfectionné de cache et de 25 plateau permettant de fabriquer des quantités importantes de composante en pellicule mince. Pour obtenir ces résultats, on usine un cache suivant une configuration voulue à partir d'un graphite pressé à grains fins et à poids spécifique élevé. Les surfaces 30 du cache qui doivent être exposées au métal déposé reçoivent un revêtement en un métal qui peut être enlevé facilement 9 tel que du cuivre, de sorte qu1après un grand nombre d'utilisations, le métal du revêtement peut être dissous ou bien on peut le faire réagir svec un acide pour 35 récupérer le métal précieux, qui s'est accumulé sur lui. Une antre caractéristique de la présente invention réside dans l'utilisation d'un cache et d!un plateau dans . lequel une série de substrats en pellicule mince sont BAD ORIGINAL t i ï 69 14786 2009540 chargés sur le plateau pour les aligner avec précision suivant un agencement voulu. Le cache est ensuite disposé au-dessus du plateau et on renverse le plateau et le cache de telle sorte que le cache devient l'élément porteur et 5 supporte les substrats. La pesanteur repousse les substrats Contre le cache de manière à assurer que seules les surfaces voulues des substrats sont à découvert. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressoi'tiront au cours de la description dé-10 taillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, La Pig. 1 est une vue en plan d'un substrat pour une 15 résistance. La Pig. 2 est une vue en plan d'un plateau destiné à maintenir une série de substrats tels que ceux représentés sur la Fig.. 1. La Fig. 3 est une vue latérale partielle, en coupe, 20 du plateau représenté sur la Pig. 2. La Pig. 4- est une vue en plan d'un cache destiné à être associé avec le plateau représenté sur la Pig. 2. La Pig. 5 est line vue latérale partielle, en coupe, du cache représenté sur la Pig. 4- et du plateau représenté 25 sur les Pig. 2 et 3. La Pig. 6 est une vue en perspective d'un appareil utilisant le cache et les plateaux représentés sur les Pig. 2 à 5 pour déposer des métaux sur les substrats représentés sur la Pig. 1. 30 La Pig. 7 est une coupe à grande échelle d'une par tie du cache et du plateau représentés sur les Pig. de 2 à 5» représentant partiellement une couche de métal précieux qui s'est accumulée sur une couche de cuivre formant un revêtement sur une base en graphite. 35 En se reportant à la Pig. 1, elle représente une ré sistance 10 en pellicule mince. La résistance 10 comporte un substrat non conducteur 11. Une pellicule métallique résistante, telle que par exemple en nitrure de tantale, BAD ORIGINAL 69 14786 2009540 est déposée sur toute la surface supérieure du substrat 11. Des éléments d'extrémité 13 et 14 en un métal précieux sont ensuite déposés sur la pellicule résistante à chaque extrémité du substrat 11. Les éléments d'extré-5 mité peuvent être en une combinaison de chrome de palladium et d'or. Après que les éléments d'extrémité 13 et 14 aient été formés, la pellicule résistante qui se trou™ ve au-dessus de la partie centrale du substrat 11 est usée pour laisser la pellicule résistante qui se trouve 10 dans la rainure 15 et pour lui donner la valeur voulue. En se reportant aux Fig. 2 et 3, elles représentent un plateau 16 destiné à recevoir et aligner une série de substrats 11 sur- lesquels des pellicules résistantes ont été déposées. Les plateaux sont réalisés en graphite 15 pressé à grain fin et à poids spécifique élevé, tel que celui qu'on trouve dans le commerce comme P.G. Graphites qualité EP 192 auprès de Poco Graphite, Inc. de Gerland* Texas. Le graphite- pressé est usiné pour former une série de canaux parallèles 17 destinés à recevoir les substrats 20 11 côte à côte, comme on le voit sur la Fig. 2. Les stib= strats 11 sont disposés à l'intérieur des canaux 17 et ils sont maintenus suivant un alignement prédéte'^ni^é en "rangées du fait des dimensions des canaux 17» En se reportant aux Fig. 4 et 5j elles représentent 25 un cache 21 qui est conçu pour s'ajuster au-dessus des substrats 11 se trouvant dans le plateau 16 de telle sorte que les extrémités des substrats 11 soient à découvert • à travers des fentes en biseau 22 qui sont parallèles aux canaux 17 du plateau 16. Le cache 21 est usiné à l'ai-30 de de graphite pressé qui est constitué par la même matière que celle utilisée pour le plateau 16. Le plateau 16 et le cache 21 sont fixés ensemble par des agrafes élastiques 23 disposées au-dessus des bords du plateau et du cache . Lorsque le plateau 16 et le cache 21 sont ren-35 versés, comme on le voit sur la Fig. 5s la pesanteur repousse les parties centrales des substrats 11 étroitement contre le cache 21, en assurant que seules les extrémités des substrats 11 sont à découvert» Cet agencement parti-culier de plateau et de cache permet de traiter.des quan BAD ORIGINAL 69 14786 5 2009540 tités importantes de substrats et d'assurer en même temps que le dépôt du métal ne s'effectue que sur les surfaces voulues des substrats. Après avoir formé en graphite pressé le. plateau 16 5 et le cache 21, ceux-ci sont mis "dans un bain éleeteolyti-que de sulfate de cuivre. On fait passer alors un courant à travers le graphite et l1électrolyte afin de déposer une couche' mince ou pellicule de cuivre sur le graphite. En se reportant à la Pig. la coupe de cette figure 10 représente la couche de cuivre 41 déposée sur le graphite 40. Le revêtement en cuivre 41 peut ultérieurement être dissous ou bien on peut le faire réagir avec une solution acide, telle que de l'acide nitrique dilué pour'libérer les métaux précieux 42 qui s'accumulent pendant les uti— 15 lisations répétées du plateau et du cache. Les aétoux pré*= cieux 42 libérés sont enlevés du plateau et du eaeba et ils sont récupérés par des procédés classiques. Le plateau et le cache dénudé reçoivent alors un nouveau revêtement avec une pellicule de cuivre pour les préparer à être uti» 20 Usés à nouveau. En se reportant maintenant à la ï'ig. 6, elle représente un appareil d'évaporation destiné à utiliser le plateau 16 et le cache 21. Les plateaux 16 et les caches 21 assemblés, qui contiennent des substrats 11, sont 25 chargés dans une chambre fermée 30 qui est isolé© du reste de l'appareil d'évaporation par une vaaae 36® La chambre 30 est mise au vide par un' agencement classique de pompes à vide mécanique et par diffusion (non représentées). Après avoir mis au vide la chambre 303 on peut 30 ouvrir la vanne 36. Un mécanisme approprié fait alors -avancer successivement les caches et les plateaux, les caches 21 étant tournés vers le bas, le long de deux rails 31 au-dessus de trois chambres d'évaporation 32, 33 et 34, dans lesquelles les métaux (chrome, palladium et or) 3$ sont évaporés successivement sur les parties à découvert des substrats 11 par dea évaporateurs à faisceau d'électrons classiques. Les plateaux et les caches assemblés sont 2009540 6 avancés successivement dans une chambre de déchargement 35 çpii est alors isolée par une vaane 37 pour permettre de décharger les plateaux et les eaches assemblés» Il va de soi que la présent© invention n'a été dé— 5 crite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 14786 69 14786 2009540 7 REVENDICATIONS 1» Dispositif à masque, pour couvrir un ou plusieurs substrats de façon à permettre le dépôt sur celui-ci ou ceux-ci d'une empreinte donnée de métal précieux comprenant un masque en graphite traversé par la forme de l'em-5 preinte et .'une couche mince de métal étant déposée sur la surface du masque qui est destinée à venir en contact arec le substrat, dispositif caractérisé en ce que la couche de métal est formée au moins sur les surfaces découvertes du masque et que ce métal peut être ealû'ré par 10 un réactif qui n'attaque ni ne dissout le métal précieux et le graphite. 2. Dispositif à masque suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un plateau en graphite reçoit le ou les substrats, en ce que le masque graphite lorsqu'il 15 est placé au-dessus du substrat se trouvant dans le plateau s'adapte à ce dernier de telle sorte que seules des parties prédéterminées de ce substrat sont découvertes à travers la configuration présentée par le masque et en ce qu'au, moins certain®des parties découvertes du plateau 20 portent un revêtement mince de ce métal qui peut être dissous facilement• 3. Dispositif à masque suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la matière pouvant être dissoute facilement est du cuivre.