Brevet FR2497237A1 — publié le 19820702

La présente invention se rapporte à un appareil de pulvérisation capable d'effectuer une pulvérisation efficace en permettant à la pression d'un gaz de différer d'un emplacement à un autre dans un tube sous vide. En général, dans un appareil de pulvérisation, une cible et un substrat à pulvériser sont placés dans un tube sous vide contenant un gaz atmosphérique et une tension à haute fréquence ou une tension continue est appliquée entre la cible et le substrat pour produire une décharge luminescente et en conséquence ioniser le gaz atmosphérique. Alors, les ions font un impact sur la cible pour ainsi en extraire des atomes ayant composé la cible et leur per- mettre de venir reposer sur la surface du substrat. En particulier, dans un procédé de fabrication de divers appareils semiconducteurs, on adopte un mode de pulvérisa- tion réactive o un gaz actif tel que 02' N2 et autre, est utilisé comme gaz atmosphérique afin de réagir sur les atomes extraits de la cible pour permettre ainsi à une couche composée d'un oxyde, d'un nitrure ou analogue,de couvrir le substrat. Traditionnellement, un appareil de pulvérisation est agencé de façon que la pression du gaz atmosphérique soit sensiblement régulière dans le tube sous vide, mais aucun n'est conçu particulièrement de façon que la pression du gaz varie d'un emplacement à un autre dans le tube. La pression du gaz affecte la pulvérisation comme suit. En effet, quand la pression du gaz est relativement élevée, la fonction de pulvérisation devient active et la pression relativement élevée du gaz est requise dans le cas d'un mode de pulvérisation réactive. Par ailleurs, quand la pression du gaz est relativement faible, la cristallisabilité est améliorée et l'efficacité de formation de la couche est élevée parce que la quantité de substance de pulvérisation qui retourne est maintenue à une valeur faible. Dans un tel appareil traditionnel de pulvérisation, il faut choisir les avantages obtenus dans l'un des deux cas ci-dessus, sans qu'il puisse présenter tous les avantages indiqués. La présente invention a par conséquent pour objet, afin de résoudre l'inconvénient ci-dessus, un appareil de pulvérisation agencé de façon que la pression du gaz dans un tube sous vide varie graduellement dans une direction du tube sous vide, pour accomplir ainsi une opération efficace de pulvérisation. Selon la présente invention, on prévoit un appareil de pulvérisation qui comprend un tube sous vide; un moyen de maintien du substrat prévu dans le tube pour maintenir un substrat; un moyen de support d'une cible pour supporter une cible face au substrat, dans le tube sous vide; un moyen de décharge de gaz disposé adjacent au moyen de maintien du substrat; et un moyen d'alimentation en gaz pour alimenter le tube sous vide en gaz atmosphérique de façonque la pression du gaz diminue graduellement de la cible vers le substrat. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - les figures 1(a) et 1(b) montrent une vue en coupe et en plan, respectivement7d'un mode de réalisation selon l'invention; - les figures 2(a) et 2(b) montrent une vue en coupe et en plan, respectivement, d'un autre mode de réalisation selon l'invention; et - les figures 3(a) et 3(b) montrent une vue en coupe et en plan, respectivement, d'un autre mode de réalisation de l'invention. La présente invention sera maintenant décrite en détail en se référant auxmodes de réalisation préférés illustrés sur les dessins. Les figures 1(a) et 1(b) montrent une vue en coupe et en plan, respectivement, illustrant toutes deux le contour d'un appareil de pulvérisation selon un mode de réalisation de l'invention o le repère 1 désigne un tube sous vide et le repère 2 désigne un porte-substrat qui est monté à une partie supérieure du tube sous vide pour supporter un substrat 3 à pulvériser. Le repère 4 désigne un joint torique pour l'obturation du porte-substrat 2 et les repères 5 et 6 désignent des tubes de décharge de gaz qui sont montés dans des parties adjacentes au porte- substrat 2. Le repère 7 désigne une cible qui est disposée sur une planche 8 dans une partie inférieure à l'intérieur du tube 1, le repère 9 désigne une ouverture de jet de gaz, le repère 10 un tube d'alimentation en gaz qui est connecté à l'ouverture 9 du jet de gaz et le repère 11 est une vanne de réglage d'écoulement pour régler la quantité de gaz qui la traverse. Le repère 12 désigne une plaque de rebondissement du gaz qui est montée en une position intermédiaire en aval de l'ouverture 9 du jet de gaz, et le repère 13 désigne des ailettes également montées à proximité de l'ouverture 9. Avec cet agencement, le gaz atmosphérique est guidé dans le tube sous vide 1ides tubes 10 d'alimentation en gazpar les ouvertures 9 de jet de gaz. Dans ce cas, en déterminant de façon appropriée les diamètres des tubes d'alimentation en gaz 10 et des ouvertures 9 de jet de gaz ainsi qu'en contrôlant la pression du gaz, la pression du gaz dans le tube 1 est agencée de façon à diminuer gra- duellement de la partie proche de la cible 7 vers la partie proche du porte-substrat 2. En effet, le gaz à amener au tube sous vide 1 n'entre pas directement. il est au contraire guidé par les ouvertures et de plus, il est régulièrement éjecté sur la cible 7. Par conséquent, l'écoulement de gaz rebondissant de la surface supérieure de la cible 7 avance vers le substrat 3, provoquant ainsi une variation de la pression du gaz. Par ailleurs, comme les tubes 5 et 6 de décharge de gaz sont placés à proximité du porte-substrat 2, la pression du gaz autour du portesubstrat 2 se trouve plus faible. Ainsi, comme on l'a décrit ci-dessus, la pression du gaz varie graduellement pour diminuer de la partie proche de la cible 7 vers le porte-substrat 2. Plus de tubesde décharge de gaz 5 et 6 peuvent être prévus aux parties supérieures ou aux parbeslatérales du porte-substrat 2. Afin d'empêcher que la pression du gaz éjecté par les ouvertures 9 varie rapidement autour de ces ouvertures 9, il est préférable de dilater au préalable le gaz dans les tubes 10 d'alimentation en gaz. Les ailettes prévues à proximité des ouvertures 9 servent à guider l'écoulement de gaz dans une direction prédéterminée pour permettre ainsi au gaz de se dilater régulièrement. Par ailleurs, la vitesse de l'écoulement de gaz est diminuée par la plaque 12 de rebondissement qui est prévue en aval de l'écoulement du gaz par rapport aux ouvertures 9, ainsi l'écoulement de la substance de la cible vers le substrat pendant la pulvérisation peut être empêché de se mettre en désordre. Quand on agence la plaque 12 de rebondissement du gaz afin de guider l'écoule- ment de gaz vers la surface supérieure de la cible 7, la substance de pulvérisation qui retourne vers la cible 7 peut être enlevée en la soufflant. Les figures 2(a), (b), et les figures 3(a), (b) illustrent d'autres modes de réalisation selon l'invention. La figure 2 montre une structure o une partie 11' de guidage du gaz s'étend de chaque ouverture 9 pour permettre au gaz d'être éjecté directement vers la surface supérieure de la cible 7 tandis que la figure 3 illustre une structure o la cible 7 est traversée d'un certain nombre de trous 14 pour permettre au gaz d'être éjecté directement vers la surface supérieure de la cible 7, à travers ces trous. Une pression semblable du gaz peut être obtenue à proximité de la cible, dans les deux structures. Comme cela est apparent à la lecture de la description qui précède, selon la présente invention o la pression du gaz dans le tube sous vide est agencée pour diminuer graduellement de la partie proche de la cible vers le porte-substrat, la pression du gaz est maintenue à une valeur relativement élevée autour de la cible tandis qu'elle est maintenue à une valeur relativement faible autour du porte-substrat, permettant ainsi à l'appareil de présenter tous les avantages entre lesquels on devait choisir dans les appareils traditionnels. En effet, il est possible d'atteindre simultanément tous les avantages, c'est-à-dire de permettre une fonction de pulvérisation active, de permettre une formation facile d'une coucne ayant une bonne cristallisabilité et de diminuer la substance de pulvérisation qui retourne afin de maintenir ainsi une forte efficacité de formation de couche. Par ailleurs, comme la pression du gaz peut être maintenue à une valeur élevée, il est possible d'atteindre tous les avantages du mode de pulvérisation, en accomplis- sant ainsi une pulvérisation très efficace. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Appareil de pulvérisation caractérisé en ce qu'il comprend: un tube sous vide (1); un moyen (2) de maintien d'un substrat prévu dans ledit tube pour maintenir un substrat (3); un moyen (8) de support d'une cible pour supporter une cible (7) face audit substrat dans ledit tube; un moyen de décharge de gaz (5, 6) disposé adjacent audit moyen de maintien du substrat, et un moyen d'alimentation en gaz (9, 10) pour alimenter ledit tube en gaz atmosphérique de façon que la pression du gaz diminue graduellement de ladite cible vers ledit substrat. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité d'alimentation en gaz comprend une ouverture (9) de jet de gaz qui est prévue à proximité de la surface supérieure de la cible. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une plaque (12) de rebondisse- ment du gaz qui est prévue en aval de l'écoulement de gaz par rapport à l'ouverture précitée de jet de gaz. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des ailettes (13) prévues à proximité de l'ouverture du jet de gaz pour guider l'écoulement de gaz. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisé en ce qu'une partie (11') de guidage du gaz s'étend. de l'ouverture du jet de gaz pour permettre au gaz d'être éjecté directement vers la surface supérieure de la cible précitée. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la cible précitée présente un certain nombre de trous (14) communiquant avec l'ouverture de jet de gaz.