Brevet FR2132642A1 — publié le 19721124

i 2132642 La présente invention concerne un appareillage permettant de précipiter sur des substrats sous vide de minces couches multiples, cet appareillage comprenant une chambre à vide dans laquelle se trouvent au moins deux sources dont au moins l'une est conçue 5 sous forme de cathode de pulvérisation. Dans la réalisation de couches multiples de diverses matières dans une seule chambre sous vide en utilisant au moins une cathode de pulvérisation il se présente un problème qui peut être résumé par l'expression "empoisonnement cathodique". L«obtention 10 d'un taux de pulvérisation suffisant suppose que la cathode, notamment sa surface extérieure destinée à être pulvérisée, se trouve dans un état de bonne conductibilité électrique. C'est pourquoi en règle générale la cathode est en métal ou en alliage métallique. Cependant, il est fréquent que la matière cathodique précipitée sur 15 le substrat ne présente pas une résistance suffisante aux sollicitations d'ordre mécanique ou chimique. Il faut donc appliquer un revêtement supplémentaire résistant, pour lequel on utilise surtout, de façon connue, des fluorures et des oxydes de différents éléments, surtout des oxydes de silicium et d'aluminium. Des verres 20 de composition déterminée se sont également révélés être d'excellents matériaux pour constituer ces couches de revêtement. Cependant, ces corps ne sont pas conducteurs de l'électricité. Pour assurer un taux de précipitation suffisant, ils sont vaporisés de préférence par voie thermique et précipités sur les substrats. 25 L'utilisation de faisceaux d'électrons s'est révélée particulièrement avantageuse en tant que source d'énergie pour cette vaporisation. Mais ces oxydes, verres, etc. ont la propriété de précipiter non seulement sur les substrats, mais aussi sur les parties intérieures de l'appareillage. Ceci est naturellement vrai aussi pour 30 la cathode de pulvérisation qui est au repos durant l'application de la couche de revêtement. Une telle précipitation do corps non conducteurs de l'électricité sur la cathode aurait cependant pour résultat de la mettre hors d'état de fonctionner. On sait que différentes sources de matières à précipiter 35 ne doivent pas s *influencer entre elles. C'est ainsi que pour éviter une telle interférence il a été proposé, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ii° 3 503 368, de disposer plusieurs sources de vaporisation de façon telle, du côté extérieur d'un écran pris- 72 08908 2 2132642 matique, qu'il n'existe aucune liaison visuelle entre les différentes sources. Une telle disposition est cependant absolument insuffisante lorsqu'il existe une cathode de pulvérisation dans la chambre, car malgré l'absence de liaison visuelle il peut se pro-5 duire un empoisonnement considérable de la cathode. Pour résoudre le même problème il est proposé, dans la demande de brevet d'invention publiée en République Fédérale d'Allemagne sous le n° OS 1 615 237, d'utiliser une source garnie de différentes matières de revêtement et de lui donner une possibili-10 té de rotation de façon que la matière non mise en oeuvre puisse être amenée dans l'enceinte d'un écran. Par suite de la mobilité que doit avoir une telle source, le dispositif formant écran ne peut être réalisé avec une sécurité suffisante. Par ailleurs, on se heurte, notamment dans le cas de cathodes de pulvérisation à 15 grande surface, à des problèmes en ce qui concerne l'alimentation en haute tension requise, de sorte que déjà pour cette raison il est extrêmement peu souhaitable que les cathodes soient mobiles. L'invention a en conséquence pour but d'éviter les inconvénients inhérents aux solutions connues et d'indiquer comment 20 line cathode de pulvérisâtion peut être disposée de façon fixe dans la même chambre sous vidu que d'autres sources pour la précipitation de couches en une autre matière, sans que cette cathode de pulvérisation encoure le danger d'un empoisonnement. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit ossentielle-25 ment un dispositif d'occultation qui peut être amené devant la cathode de pulvérisation et y exercer une étanchéité hermétique. Ce dispositif d'occultation peut présenter différentes formes. C'est ainsi par exemple que l'on peut imaginer de lui donner la forme d'une plaque pouvant être amenée devant la cathode de pulvé-30 risation au moyen d'un mécanisme de translation spécial, puis abaissée sur la cathode au moyen d'un bord faisant étanchéité. Mais une solution particulièrement peu encombrante et très simple est fournie par l'invention qui prévoit de donner à ce dispositif la forme d'un rideau enroulable. Un tel rideau suppose un mécanis-35 me de commande relativement simple et n'occupe, lorsqu'il ne masque pas l'électrode de pulvérisation, pratiquement pas de place supplémentaire grâce à la possibilité de l'enrouler sur un tambour. De plus, un tel rideau donne la possibilité d'assurer 1'étanchéité 72 08908 2132642 de manière simple au moyen de rails do guidage disposés des doux côtés de la cathode de pulvérisation parallèlement à la.direction du déplacement du rideau afin que ce dernier se déplace bien droit. Le rideau est disposé avec possibilité de déplacement 5 parallèlement à la cathode de pulvérisation, à proximité immédiate de celle-ci, dans les rails de guidage qui peuvent avoir par exemple une section en forme de lettre U. Grâce à cette disposition la distance prédéterminée que le procédé impose entre la cathode de pulvérisation et le substrat n'a pas à être"modifiée 10 défavorablement. Etant donné que les lisières du rideau sont incluses dans les rails de guidage, une étanchéité suffisante est assurée contre-un empoisonnement de la cathode. Le rideau peut être constitué par une mince feuille avantageusement revêtue d'un revêtement qui réfléchit la chaleur 15 pour protéger la feuille, car durant la pulvérisation la cathode et les substrats traités s'échauffent. Des influences thermiques provenant des sources de précipitation des autres couches peuvent finalement s'exercer aussi sur le rideau. Le revêtement formant réflecteur thermique sur ce dernier peut par exemple être en alu-20 minium. Un exemple d'exécution d'un appareillage selon l'invention, destiné à déposer des couches de matières sur des substrats de grande surface constitués par du verre à vitre, est décrit ci-après avec référence à la figure unique du dessin schématique 25 annexé à cette description. On précipite tout d'abord, sur les feuilles de verre, un agent d'adhérence à base d'un alliage de chrome et de nickel, puis une couche d'or, par pulvérisation cathodique. Ensuite, par évapo-ration thermique au moyen de faisceaux d'électrons, on précipite 30 du verre sur ces fouilles. Los vitres ainsi obtenues constituent des filtres à infrarouges qui laissent passer dans une grande mesure la lumière visible mais réfléchissant le rayonnement calorique indésirable. Elles sont utilisées dans les bâtiments et pour équiper des véhicules automobiles. 35 On voit au dessin une chambre à vide 1 à laquelle sont raccordés un sas d'entrée 2 et un sas de sortie 3. Les robinets qui équipent Ces chambres à sas font partie de l'état de la technique et n'ont donc pas été représentés'. Dans la chambre "à vide 1 se trouvent plusieurs cathodes rectangulaires 4 en un alliage de chro 72 08908 4 2132642 me et de nickel qui présente d'excellentes propriétés promotrices d'adhérence. A ces cathodes fait suite une série de cathodes de pulvérisation 5 en or qui, sous forme de mince couche déposée par précipitation, exerce l'effet filtrant proprement dit. Ces catho-5 des ont une longueur au moins égale à la largeur du substrat à traiter. Par contre, leur largeur ne représente qu'une fraction de la longueur de ce substrat. Le dépôt des couches a donc lieu pendant un déplacement régulier du substrat 6 parallèlement à la surface de la rangée de cathodes 4 et 5. Au dessin le substrat 6 10 est représenté alors qu'il se trouve au début de son déplacement dans l'appareil. Les cathodes 4 et 5 sont suivies par une rangée d'éva-porateurs électroniques 7 constitués par les canons électroniques 8 et la matière à évaporer 9. Cette matière est par exemple une 15 feuille de verre dont la surface peut être évaporée en forme de-spirale par' le mouvement relatif d'un faisceau d'électrons 10. Si l'on considère que le substrat 6 continue de se déplacer dans la direction indiquée par la flèche 11, il parvient, après avoir quitté les cathodes de pulvérisation 4 et 5, dans le champ d'action 20 des jets de vapeur issus de la matière 9 en cours d'évaporation. La vapeur se condense sur le substrat 6, en ayant toutefois tendance à pénétrer aussi dans l'intervalle entre ce substrat et les cathodes 4 et 5. Cependant, avant de mettre en oeuvre les évaporateurs 25 électroniques 7, on isole hermétiquement les cathodes de pulvérisation 4 et 5. Dans ce but il est prévu au-dessous de la rangée de cathodes un rideau 13 enroulable sur un cylindre 12. Ce rideau peut être déplacé dans le sens vertical par l'intermédiaire de deux câbles 14 et 15 disposés des deux côtés, guidés sur des galets 30 de renvoi 16 et 17 et enroulés sur un tambour 18 pouvant être mis en rotation par l'intermédiaire d'un arbre 19 commandé par un mécanisme moteur non représenté. Entre ce mécanisme et un générateur de courant, également non représenté, pour les évaporateurs à faisceaux d'électrons 7, il est aisé d'assurer un verrouillage qui em-35 pêche la mise en marche de ces évaporateurs lorsque le rideau 13 est abaissé, et vice versa. Des rails de guidage 20 et 21 assurent le guidage latéral et 1'étanchéité du rideau 13. 72 08908 5 2132642 RgVSIiDICATIOK S 1.- Appareillage pour la précipitation de minces couches multiples sur des substrats sous vide, composé d'une chambre à vide dans laquelle se trouvent au moins deux sources dont au moins 5 l'une est conçue en tant que cathode de pulvérisation, cet appareillage étant remarquable en ce qu'il comporte un dispositif d'occultation qui peut être amené devant la cathode de pulvérisation et y exercer une étanchéité hermétique. 2.- Appareillage selon la revendication 1, remarquable 10 en ce que le dispositif d'occultation est constitué par un rideau enroulable. 3.- Appareillage selon la revendication 2, remarquable en ce que le rideau enroulable est constitué par une mince feuille. 15 4.- Appareillage selon la revendication 3, remarquable en ce que la mince feuille est munie d'un revêtement réfléchissant la chaleur. 5.- Appareillage selon la revendication 2, remarquable en ce que des deux côtés eu la cathode de pulvérisation sont dis-20 posés des rails de guidage parallèles à la direction du déplacement du rideau et dont la fonction est d'assurer 1*étanchéité de ce dernier ainsi que la verticalité de son déplacement.