Brevet FR2213351A1 — publié le 19740802

L'invention concerne les dispos#itifs pour l'obtention des structures à couches minces, multiples, plus spécialement les dispositifs de dépbt des couches minces polymères sur des supports métallisés qu'on utilise généralement en micro-electroni- que, pour la fabrication des condensateurs à couches minces, et pour les couches d'isolement et de protection des microcircuits. On connais un dispositif de dépôt des couches minces polymères sur des supports mét-allisds dans une décharge luminescente. Le dispositif connu se présente sous la forme d'une chambre à vide dont les électrodes métalliques jouent également le rôle de supports sur lesquels se dépose le film polymère. En utilisant le dispositif connu permettant de déposer la couche polymère sur un support métallisé associé à l'électrode, il est impossible d'obtenir une épaisseur uniforme de la couche déposée par suite de l'irrégularité du champ électrique aux bords des électrodes. L'utilisation d'une telle pellicule polymère, par exemple dans des condensateurs à couches minces, ré- duit la rigidité diélectrique de ces condensateurs et la dépendance entre leur capacité spécifique effective et leurs valeurs nominales. Aussi, le dispositif en question ne permet pas d'utiliser les pellicules polymères déposées en décharge incandescente pour l'obtention des condensateurs à films minces pour microcircuits. En ce qui concerne les pellicules de configuration compliquée, leur obtention, qui nécessite l'amenée du potentiel électrique à chaque partie métallisée du support, est très difficile et parfois même impossible au moyen dudit dispositif. Le but de la présente invention est de parer aux inconvénients ci-dessus. Le problème principal de l'invention a été la création d'un dispositif de dépôt des couches minces polymères sur des supports métallisés qui ne sont pas des électrodes, ce dispositif permettant de déposer sur le support métallisé une couche d'épaisseur régulière présentant des paramètres électrophysiques homogènes et ayant n'importe quelle configuration, ce qui assure à la fabrication un pourcentage eeve de bons articles. Ce problème est résolu par le fait que le dispositif de dépôt des couches minces polymères sur des supports métallisés, comprenant une chambre à vide avec des électrodes qui y sont disposées, est doté, selon l1invention,d'un moyen de fixation du support, ce moyen étant disposé de façon telle que le support qui y est fixé se trouve entre les électrodes,et électriquement isolé de la chambre et des électrodes. Afin de localiser la décharge dans l'intervalle interélectrode, il est rationnel de prévoir sur les électrodes, du côté opposé à celui qui est orienté vers le support, des plaques en diélectrique. Il est également rationnel de munir le dispositif d'un moyen pour superposer les supports et les caches Le dispositif réalisé en conformité avec la présente invention permet d'obtenir des couches polymères d'épaisseur régu hère, présentant des paramètres électrophysiques homogènes. La couche obtenue sur support métallisé peut avoir n'importe quelle configuration et peut être utilisée comme diélectrique dans les condensateurs à couches minces et comme couche isolante dans la protection des microcircuits, tout en assurant un pourcentage élevé de fabrication de bons articles. Dans le texte qui suit, l'invention est expliquée par la description des exemples concrets de sa réalisation, et des dessins représentant la fig. 1, la vue schématique du dispositif de dépôt des couches minces polymères selon l'invention la fig. 2, la vue schématique d'une autre variante du dispositif de dépôt des couches minces polymères prévue pour un nombre plus grand de supports. Le dispositif représenté sur la fig. 1 contient une chambre à vide 1, un système 2 de pompage de la chambre, un système 3 d'admission des vapeurs de polymère à déposer sous forme de pellicule, un robinet 4 pour la fermeture du système d'admission 3 lors du pompage de la chambre 1 et après l'obtention à l'intérieur de celle-ci de la pression de travail. Dans la chambre 1 se trouvent des électrodes métalliques plates 5 (par exemple, en acier inoxydable), un moyen de fixation 6, des supports 7 dans l'intervalle interélectrode 8, et un moyen 9 de superposition des supports 7 et d'un cache 10. Le moyen de fixation 6 se présente sous la forme d'un disque métallique Il comportant un trou 12, sur le pourtour duquel se fixent les montures 14 des supports 7 à l'aide des ressorts plats 13. A sa partie centrale, le disque 11 est relié à un mécanisme (on ne-le voit pas sur la fig. 1) qui effectue son déplacement le long de l'axe de rotation dans le plan vertical et sa rotation autour du même axe dans le plan horizontal.- Le moyen de superposition 9 comporte des plaquettes métalliques rectangulaires 15 reliées à la chambre 1 par l'intermédiaire des montants 16. A ces plaquettes 15 se fixe, au moyen des ressorts plats 17, un cadre métallique 18 destiné à supporter le cache 10. Au déplacement du disque Il le long de son axe de rotation, le cadre 18 s'associe avec la monture à laide des chevilles (on ne les voit pas sur la fig. 1)-.Les électrodes 5 sont munies de plaques 19 en dielectrique qui tiennent au vide (par exemple, en résine fluorocarbonée) se fixant du côté opposé à celui qui est orienté vers le support 7. Le moyen de fixation 6 et le moyen 9 sont isolés de la chambre 1 à l'aide des brides 20 en diélectrique qui tiennent au vide et ne sont pas en contact électrique avec les électrodes 5. Le dispositif montré sur la fig. 1 est destiné au dépôt de couches polymères sur des supports introduits pièce par pièce dans l'intervalle interélectrodes 8. Le dispositif montré sur la fig. 2 possède, à la différence du. dispositif de la fig. 1, un moyen 6 pour la fixation des supports 7 qui se présente sous la forme d'une plaque 21 montée fixe sur la chambre 1 au moyen des montants 22 en matière isolante. Sur la surface de la plaque 21 sont répartis des trous 23. Dans ces trous, des deux côtés de la plaque 21, se fixent, au moyen des pinces 24, les montures de support 14 dont chacune s'associe avec le cadre 19 supportant le cache 10. Le dispositif selon la fig. 2 possède des électrodes rectangulaires 25 d'une surface dépassant de 1,5 fois celle de la plaque 21 Outre cela, le dispositif de dépôt simultané des couches minces polymères sur plusieurs supports peut être exécuté de telle façon que les supports et le moyen de fixation des supports ayant la forme des cylindres coaxiaux se trouvent entre les électrodes. te dispositif selon Id fiy. ,c-çx e comme suit. On place, dans la chambre à vide 1, le cadre 18 avec cache de forme convenable et les montures 14 avec supports 7. Puis, on ferme la chambre et on la vide au moyen du système de pompage 2 jusqu'à une pression égale ou inférieure à 104 Torr. Après avoir ouvert le robinet 4 du système 3, on admet les vapeurs de liquide de travail jusqu'à une pression de 0,1 à 0,5 Torr. En se servant du mécanisme de déplacement, on fait descendre verticalement le disque 11 et on superpose le support 7 avec le cache 10. Ensuite, on applique aux électrodes 5 une tension U = 500 à 800 V dont la fréquence s'échelonne de 400 à 1000 Hz (la source d'alimentation n'est pas représentée sur la fig. 1), ce qui a pour résultat de faire apparaitre la décharge incandescente dans l'intervalle 8 entre les électrodes 5. Du fait que l'accessoire 6 de fixation des supports est électriquement isolé des électrodes 5, une mince couche de polymère se forme sur le support# 7 grtce au flux diffusé d'ions et de molécules du plasma formé dans 1 'intervalle 8 entre les électrodes, en présence de la décharge incandescente. Afin d'obtenir une couche d'epaisseur régulière et présentant des propriétés électriques homogènes, il faut que le plasma soit homogène lui aussi sur toute la surface du support 7. Ceci ne peut être réalisé que dans le cas où toutes fuites d'électricité du domaine de décharge sont exclues, et que ce dernier se trouve autant que possible dans l'intervalle 8 entre les électrodes 7. Cette condition est observée par l'isolement du moyen de fixation 6 des supports, par les brides 20, et par la mise sous écran diélectrique du domaine de décharge incandescente ayant recours à cette fin aux plaques 19. Après le dépôt d'une couche d'épaisseur voulue, on fait monter le disque verticalement au moyen du mécanisme de déplacement, on le fait tourner d'un angle qui est fonction du nombre de montures 14 et on commence le traitement du support suivant, tout comme nous venons de décrire. A la différence du dispositif selon la fig. 1, en utilisant le dispositif selon la fig. 2, #n #uperpose, avant le processus, tous les supports avec leurs caches respectifs et on dépose simultanément les couches minces polymères sur tous les supports. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de dépôt des couches minces polymères sur des supports métallisés contenant une chambre à vide qui renferme des électrodes métalliques, caractérisé par le fait qu'il est doté d'un moyen de fixation des supports, disposé de telle façon que le support qui y est fixé se trouve dans l'intervalle entre les électrodes, ledit moyen de fixation étant isole électriquement de la chambre et des électrodes. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, du côté opposé à celui orienté vers le support des électrodes, se fixent des plaques en matière diélectrique destinées à localiser la décharge dans l'intervalle entre les électrodes. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est doté d'un moyen spécial pour superposer les supports avec les caches.