Brevet FR2513661A1 — publié le 19830401

La présente invention a pour objet une installation pour le déport de couches sous vide å travers des masques, cette installation étant munie d'un dispositif permettant de changer de masque in situ. Elle trouve une application dans la realisation de dispositifs électroniques, élecrro-optiques, électroluminescents, etc... La technique du masquage sous vide présente un intérêt considérable pour de nombreuses applications parmi lesquelles on peut citer a fabrication d'écrans plats électroluminescents. En effet, la réalisation de ces dispositifs nécessite les dé1;7Cts successifs de plusieurs couches de nature e-t de motifs différents.La figure 1 annexée représente, à outre d'ex.emple, une coupe transversale d'un écran d1a-trichage. I1 comprend une électrode Erontale 10 transparente, généralement obtenue par dépôt sur un substrat de verre 12 d'une couche d'oxyde d'indium dopé à l'oxyde- d'étain Cette couche est ensuite recuite afin quelle présente les caractéristiques requises pour ce qui concerne la transparence et la conductivité, puis photogravée selon le motif recherché. L'électrode 10 est recouverte d'une première couche diélectrique 14 surmontée d'une couche électroluminescente i6 recouverte d'une seconde couche diélectrique 18.L'ensemble est recouvert dune électrode postérieure 20. Les quatre couches 14, 16, 18 et 20 sont obtenues par évaporation sous vide des matériaux correspondants au travers de masques différents successivement disposés devant l'échantillon. Pour realiser ces couches, on procède en général de la manière suivante : on ouvre le bati d'éva- poration après chaque dépôt de couche, on change de masque puis on effectue le dépôt suivant. Avec une telle technique, il est clair que les risques de pollution des interfaces sont grands De il't; le ternps de fabrication d'un dispositif complet à plus leurs couches est considérable car il est nécessaire de refaire un vide secondaire convenable dans le bâti d'évaporation. Une variante à cette techn que consiste à utiliser un sas de chargement, mais, meme dans ce cas, le nombre d'opérations à effectuer reste élevé. Il serait souhaitable, afin d'éviter ces inconvénients, de disposer d'une installation permettant de changer de masque sans qu'il soit besoin de remettre à l'air le bati d'évaporation. Le problème posé est rendu difficile par le fait que le substrat sur lequel les opérations de dépôt s'effectuent est en général animé d'un mouvement de rotation afin qu l'adhérence et l'homogénéité des couches soient de bonne qualité. L'invention a justement pour objet une installation qui résout ce problème. De façon précise, l'invention a pour objet une installation pour le dépôt de couches sous vide à travers des masques, cette installation comprenant un bâti d'évaporation sous vide équipé d'un porte-échantillon muni d'un emplacement de traitement destiné à recevoir un échantIllon, ce porte-échantillon étant entraîné en rotation par des moyens appropriés ; l'installation est caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un disque monté sur un axe relié au porte-échantillon et entraîné avec celui-ci dans sa rotation, ce disque supportant des masques disposés à sa périphérie de manière à pouvoir être placés, par rotation du disque autour de son axe1 devant l'emplacement de traitement du porte-échantillon, un moyen étant prévu pour, à llarret du porte-échantillon et de l'extérieur de l'en- ceinte, faire tourner l'axe du disque porte-masques. Les caractéristiques de l'invention apparaî- tront mieux après la description qui suit, d'un exemple de réalisation donné à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1, déjà décrite, représente en coupe un dispositif d'affichage à plusieurs couches, - la figure 2 représente une installation conforme à l'invention, - la figure 3 représente, en vue de dessus, un ensemble porte-échantillon avec son disque portemasques, - la figure 4 illustre un exemple de réalisation d'un disque porte-masques. L'installation représentée sur la figure 2 comprend un bâti d'évaporation sous vide 30 comprenant des moyens connus comme une enceinte 32, un porteéchantillon 34 muni d'un emplacement 36 destiné à recevoir l'échantillon à traiter et solidaire d'un axe 38 traversant l'enceinte 32 par un passage étanche 40, cet axe étant animé d'un mouvement de rotation grâce à un moteur 42. L'installation comprend encore un passage étanche 44 traversé par des connexions électriques 46 permettant d'assurer une régulation en température d'une chaufferette non représentée qui permet de maintenir l'échantillon disposé dans l'emplacement 36 à une température appropriée. L'installation représentée comprend enfin des moyens de pompage et des moyens d'évaporation de matériaux qui ne sont pas représentés car bien connus. L'invention porte essentiellement sur le dispositif permettant d'amener devant l'échantillon un masque parmi plusieurs, sans détruire le vide qui règne dans le bâti. Ce dispositif comprend un disque portemasques 50 fixé à l'extrémité d'un axe 52 relié au por te-échantillon 34 et par conséquent entraîné en rotation avec celui-ci. Comme on le voit mieux sur la figure 3, le disque 50 porte, à sa périphérie, des masques M1, M2, M3 et M4 qui peuvent, par rotation du disque 50, venir en regard de l'emplacement 36 où est disposé l'échantillon à traiter. Pour en revenir à-la figure 2, le disque 50 est appliqué sur la partie inférieure du porte-échantillon par un ressort 54. Pour assurer le positionnement correct de chaque masque devant l'emplacement de traitement, autant d'ouvertures 56 que de masques sont percées dans le disque porte-écrans 50. Ces ouvertures viennent coopérer avec une butée 58 prévue dans le porte-échantillon. Pour faire tourner le disque porte-masques 50, il est prévu une tige 60 traversant l'enceinte par un passage étanche 62 et disposée de manière à se présenter dans le prolongement de l'axe 52 pour une position particulière du disque porte-masques. Cette tige 60 peut être déplacée verticalement de telle sorte que son extrémité inférieure vienne au contact avec l'ex- trémité supérieure de l'axe 52. Ces deux extrémités sont munies d'un système du genre tourne-vis qui permet de solidariser en rotation la tige 60 et l'axe 52. La mise en place d'un masque particulier s'effectue par les opérations suivantes - immobilisation de l'ensemble porte-échantillon dans la position où l'axe 52 du disque portemasques est dans le prolongement de la tige 60, - engagement de l'extrémité inférieure de la tige 60 dans l'extrémité supérieure de l'axe 52 afin de soli dariser les deux pièces, - rotation de la tige 60 jusqu a amener le masque choi si en regard de l'échantillon à traiter, - désolidarisation de la tige 60 et l'axe 52, - remise en rotation du porte-échantillpn. L'installation qui vient d'etre décrite a permis ia réalisation d'afficheurs électro3uminescents à matrice d* pnint sur des substrats de base de 50 nm par 50 mm après photogravure de l'électrode frontale en 26 lignes de 0,8 mm de large au pas de 1,27 mm. Le disque porte-masques utilisé pour cette réalisation est représenté sur la fiable 4. Il utilise trois masques différents A12, M3, M4. Le masque de l'emplacement M2 sert pour le dépôt des deux couches diélectriques 14 et 18 de la figure l, celui de l'emplacement M3 servant au dépôt de la couche électroluminescente 16 de sulfure de zinc dopé au manganèse. Le dépôt des électrodes poste rieures 20 en aluminium, sous frme de colonnes de 0,8 mm de large au pas de 1,27 m,m est effectué au tra vers du masque de l'emplacement M4. Ce dernier masque, obtenu par usinage chimique d'une feuille de molybdène, est ajusté sur le disque porte-masques. Quant aux masques M2 et M3 ils sont directement obtenus par usinage mécanique du disque porte-masques la qualité des afficheurs obtenus est excellente du fait du parfait positionnement des masques et de l'absence de remisé à l'air entre le dépôt des différentes couches, ce qui évite bon nombre de défauts d'interface. REVENDTCATIONS 1. Installation pour le dépôt de couches sous vide à travers des masques, cette installation comprenant un bâti d 1évaporation sous vide (30) équipé dlun porte-échantillon (34) muni d'un emplacement (36) de traitement destiné à recevoir un échantIllon à traiter, ce porte-écIantiI1on étant entrain en rotation par des moyens appropriés (38, 42), caractérisee en ce qu'elle comprend en outre un disque (50) monté sur un axe (52) relié au porte-échantillon (34) et entraîné avec celuici dans sa rotation, ce disque supportant des masques (M1, M2...) disposés à sa périphérie de aigre à pouvoir être placés, par rotation du disque autour de son axe, devant l'emplacement de traitement du porte-échantillon, un moyen étant prévu pour, à l'arret du porte échantillon, et de l'extérieur de l'enceinte, faire tourner l'axe du disque porte-masques. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le porte-échantillon est muni d'une butée (58) et le disque porte-masques (50) d'autant d'ouvertures (56) que de masques, chaque ouverture pouvant venir coopérer avec la butée pour définir une position relative du disque par rapport au porte-échantillon. 3. Installation selon l'une quelcongue des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un ressort de rappel (52) apte à appliquer le disque porte-masques (50) sur le porte-échantil lon (34). 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen permettant de faire tourner l'axe du disque porte-mas aues (50) est une tige (60) disposée dans le prolongement de l'axe (52) du disque porte-masques pour une position particulière de celui-ci, cette tige (60) pouvant coulisser et se solidariser avec l'axe (52) du disque porte-masques. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que certains masques sont directement usinés dans le disque porte-masques.