Brevet FR2549496A1 — publié le 19850125

2549496, La présente invention se rapporte d'une façon générale à un appareil et un procédé de commande de dépôt d'un revêtement par pulvérisation et concerne plus particulièrementun appareil et un procédé de revêtement par 5 pulvérisation dans lesquels l'impédance d'un plasma est contrôlée. Les dispositifs modernes de revêtement par pulvérisation sont généralement du type à magnétron, comprenant une cathode cible, une anode et un plasma contenant des ions charges positivement qui bombardent une surface de la cible Sous l'effet du bombardement, des atomes sont projetés depuis la surface et se propagent vers un substrat pour le revêtir Le plasma est formé par des électrons d'ionisation qui se déplacent entre la cathode et l'anode, dans un gaz inerte Les électrons d'ionisation ont tendance a être confinés à proximité de la surface d'émission de la cible par un champ magnétique avec des lignes de forces voisines de la surface d'émission de la cible Le champ magnétique de confinement est perpendicu20 laire aux lignes de forces voisines de la surface d'émission de la cible Le champ magnétique de confinement est perpendiculaire aux lignes de forces d'un champ électrique entre l'anode et la cathode La relation perpendiculaire entre le champ électrique et le champ magnétique 25 produit un effet de magnétron, sous la forme de mise en spirale de particules chargées dans le voisinage de la cible. La cible a tendance à s'éroder sous l'effet du bombardement par les ions dans le plasma L'érosion de la 30 cible n'est pas uniforme; elle est fonction de la position de la surface de la cible par rapport à une position déterminée dans le plasma L'érosion non uniforme de la matière de la cible modifie la trajectoire de la matière projetée de la cible vers le substrat Ainsi, le profil de la matière pulvérisée, déposée sur le substrat, change en fonction du temps pendant lequel une cible particulière 2 ' 2549496 est utilisée. I 1 a déjà été établi que le profil de la matière pulvérisée, déposée sur le substrat est fonction -duprofil d'érosion de la cible qui, à son tour, est fonc5 tion de l'impédance du plasma Il a aussi été établi que, dans une certaine mesure, des variations du profil peuvent être compensées en changeant l'impédance du plasma Il est connu que l'impédance du plasma est fonction de ( 1) la géométrie de l'appareil de revêtement par pulvérisation, ( 2) 10 des caractéristiques du gaz inerte, par exemple de la pression du gaz, de son potentiel d'ionisation, de sa contamination, et ( 3) de l'intensité et la géométrie du champ magnétique Il a été généralement supposé dans la technique antérieure que la géométrie de revêtement par pulvérisation 15 était constante Dans la technique antérieure, la pression du gaz inerte était contrôlée pour compenser des variations prévues du profil de la matière pulvérisée, associées avec l'érosion de la cible L'intensité et la géométrie du champ magnétique par rapport à la base de la cible variait d'une 20 manière non contr 8 ôlée. Il a aussi été suggéré, dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique N 4 166 783 qu'une compensation du vieillissement et dela détérioration de la cible pouvait être contrôlée par un calculateur réagissant à des informa25 tions de vitesses de dép Ot voulues pour commander une décharge dans le plasma Le calculateur règle le fonctionnement d'un système en boucle fermée dans lequel la puissance dissipée par une source d'excitation du plasma est contrôlée à partir du courant prélevé à la cathode et de la tension 30 cathode-anode La puissance dissipée dans la décharge de pulvérisation est corrigée pour maintenir la vitesse de dépôt voulue à partir de la cathode cible Le calculateur vérifie une indication sur le passé cumulatif de la cible pour mettre à jour périodiquement la correction La vitesse 35 de dépôt voulue est obtenue d'informations fournies indépendemment au calculateur Ce dernier détermine un niveau de vitesse de dépôt de référence auquel l'opération est stabilisée Le calculateur détermine à partir de critères 3 25494961 objectifs basés sur l'expérience avec une cible d'un type particulier, le moment o la fin de la durée utile d'une cathode cible particulière est atteint. Bien que les systèmes antérieurs fonctionnent de façon satisfaisante jusqu'à une certaine mesure, certains perfectionnements peuvent être apportés en contrôlant le processus de revêtement par pulvérisation à magnétron, particulièrement dans le cas de commande 10 automatique Selon le brevet précité, pour corriger l'érosion de la cathode, il est supposé que la vitesse voulue du dépôt, la durée pendant laquelle la cathode doit être utilisée, la puissance appliquée au plasma et la pression de ce dernier sont liés pour contrôler la 15 puissance appliquée à la cathode mais il n'y a aucun contrôle direct en boucle fermée de l'impédance du plasma bien qu'il soit connu que cette impédance change avec l'érosion en raison des variations de position et de géométrie du champ magnétique par rapport à la surface de cible érodée Dans de nombreux cas, il est souhaitable de prévoir un contrôle direct de l'impédance du plasma en raison des variations associées avec la pression du gaz inerte et avec l'intensité et la configuration du champ magnétique. Le champ magnétique présente une tendance particulière à changer pendant l'utilisation normale quand la cible est faite d'une matière magnétique, c'est-à-dire une matière ayant une haute perméabilité magnétique Des cibles magnétiques sont couramment utilisées pour différentes 30 raisons dont l'une est de faciliter la fabrication des mémoires à disques magnétiques ayant une très haute densité de données Pour contrôler avec précision l'épaisseur et l'uniformité des matériaux magnétiques déposés sur des substrats non magnétiques, généralement en aluminium qui 35 sont utilisés pour les mémoires à disques magnétiques, il est extrêmement important de contrôler la manière dont la matière de la cible s'érode, pour assurer l'uniformité du dépôt sur le substrat pendant toute la durée de la cible. 4 2549496 hi Le profil de dép Ot de la matière pulvérisée sur le substrat peut être maintenu uniforme quand la cible s'érode, uniquement en contrôlant l'impédance du plasma à moins que des moyens compliqués et coûteux soient utilisés pour manipuler les substrats pendant le dépôt Le contrôle de l'impédance du plasma d'une cible magnétique est compliqué car le matériau magnétique affecte l'intensité et la forme du champ magnétique de confinement La cible magnétique a tendance à représenter 10 une dérivation à réductance variable pour le champ magnétique. La réluctance d'un circuit magnétique contenant la cible magnétique a tendance à changer en fonction de la température de la cible et de son érosion Lorsqu'une cible de perméabilité magnétique relativement élevée est mise en place initialement et maintenue à peu près à la température ambiante, elle n'a qu'une très faible réluctancemagnétique de sorte que virtuellement tout le champ magnétique qui lui est appliqué passe par la cible et le champ de fuite au voisinage est relativement faible Quand la température d'une telle cible augmente, sa perméabilité magnétique a tendance à diminuer sous l'effet du point de Curie La diminution de perméabilité magnétique due à l'effet du point de Curie est un phénomène progressif, par 25 lequel la perméabilité diminue comme une fonction continue quand la température augmente jusqu'à ce qu'une certaine température soit atteinte pour laquelle la perméabilité magnétique de la cible décroit virtuellement jusqu'à zéro. Quand la cible s'érode, sa section diminue ce qui entraîne 30 une augmentation de l'induction magnétique, c'est-à-dire que B = augmente parce que A diminue, A o B est l'induction magnétique dans la cible, + est le flux magnétique total appliqué à la cible et A est la section de la cible par laquelle passe le flux magnétique. 2549496 Les effets du point de Curie et de l'érosion modifient matériellement la nature du champ magnétique de combinement au voisinage de la cible Quand la température de cette dernière augmente, entraînant une diminution de sa perméabilité magnétique, sa réluctance augmente; quand la réluctance de la cible augmente, il se produit une augmentation du champ de fuite dans son voisinage D'une façon similaire, la diminution de la section de la cible accompagnant son érosion entraîne une augmentation de sa réluctance avec l'augmentation du champ de fuite dans son voisinage Quand le champ de fuite au voisinage de la cible augmente, le plasma à proximité de la surface d'émission de la cible est confiné dans une plus large mesure, c'est-à-dire dans un plus petit volume car le champ magnétique passant par la cible diminue Ainsi, l'impédance du plasma varie. Un objet de l'invention est donc de proposer un procédé et un appareil pour commander un appareil à magnétron dedépôt de revêtement par pulvérisation. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé et un appareil de commande d'un appareil à magnétron de dépôt de revêtement par pulvérisation comprenant une cible qui s'érode lorsqu'elle est utilisée pendant le dépôt. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé et un appareil pour commander un appareil à magnétron de dépôt de revêtement par pulvérisation dans lequel la tendance à variation de la distribution des atomes sur un substrat de cible lorsque cette dernière s'érode est 30 compensée de manière à être pratiquement éliminée. Un autre objet de l'invention est de proposer un appareil et un procédé de commande d'un appareil de revêtement par pulvérisation à magnétron pour déposer des matériaux magnétiques sur un substrat. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé et un appareil pour commander un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation à magnétron de manière à compenser la tendance de la-cathode cible magnétique de changer les caractéristiques du champ magnétique de confinement quand la cible s'érode. Un autre objet de l'invention est de proposer un appareil et un procédé de compensation de la tendance de variation de la courbe de réluctance de cathode cible magnétique d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation à magnétron, au fur et à mesure que la 10 cathode cible s'use. Un autre objet encore de l'invention est de proposer un appareil et un procédé de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation à magnétron comprenant une cathode cible magnétique qui a 15 tendance à présenter une réluctance variable en raison des variations de température. Un autre objet enfin de l'invention est de proposer un appareil et un procédé de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation à magnétron comprenant une cathode cible magnétique qui a tendance à présenter un circuit de réluctance variable sous l'effet de l'érosion de la cible. Selon l'invention, l'impédance électrique du plasma d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvéri25 sation à magnétron est contrôlée en commandant l'intensité du champ magnétique en réponse à des paramètres du plasma ayant tendance à varier Dans un mode de réalisation, l'intensité du champ magnétique est contrôlée en commandant l'intensité d'un courant appliqué à un électro-aimant 30 qui établit l'intensité du champ magnétique Le courant appliqué à l'électro-aimant est à son tour commandé en comparant la tension du plasma, c'est-à-dire la tension entre l'anode et la cathode cible à une valeur prédéterminée La valeur prédéterminée de la tension du plasma peut être réglée par un opérateur ou programmée pour varier avec le temps et l'érosion de la cible ou selon toute autre 7 2549496 fonction voulue Un premier moniteur proportionnelintégral-différentiel (PID) pour le courant l'électroaimant réagit à un signal d'erreur indiquant l'écart entre la valeur programmée et la valeur mesurée de la tension du plasma L'intensité du plasma est contrôléeindépendamment de sa tension en réponse à la sortie d'une seconde boucle proportionnelleintégrale-différentielle réagissant à un signal d'erreur produit en comparant l'intensité réelle du plasma avec une valeur prédéterminée Cette seconde boucle contrôle effectivement la puissance du plasma La seconde boucle n'affecte que l'intensité du plasma car la première boucle gère sa tension. Ainsi, la première boucle fermée proportionnelleintégrale-différentielle entraîne un fonctionnement à une 15 valeur-prédéterminée de la tension du plasma, résultant d'un contrôle constant de l'impédance du plasma en modifiant l'intensité du champ de fuite par la commande du courant dans la bobine d'électroaimant Pour compléter ce principe de commande, la seconde boucle proportionnelle20 integrale-différentielle (PID) contrôle le signal de commande de puissance de la source d'alimentation du plasma en réponse à une valeur prédéterminée de l'intensité de plasma. La valeur de courant prédéterminé peut aussi être réglée par un opérateur ou programmée pour changer avec le temps 25 et l'érosion de la cible, ou selon toute autre fonction voulue Etant donné que la première boucle proportionnelleintégrale-différentielle (PID) produit toujours:une tension prédéterminée du plasma, toute variation du signal de commande de la source d'alimentation du plasma qui, dans la technique antérieure, modifiait à la fois la tension et le courant de plasma, peut maintenant changer seulement le courant de plasma La puissance appliquée au plasma résulte maintenant d'une tension et d'une intensitévoulus, sélectionnés et/ou programmés à l'avance Il en résulte que la 35 tension et le courant de plasma sont initialement sélectionnés indépendamment par l'opérateur Cette dimension 8 25494961. supplémentaire du contrôle obtenu selon l'invention permet une sélection indépendante de la tension et du courant du plasma Ainsi, l'invention apporte de nombreux choix à l'opérateur pour contrôler des para5 mètres de dépôt aux valeurs voulues. Selon un autre aspect de l'invention, la tendance de l'érosion de la surface d'émission de la cible à changer ladistribution des atomes sur un substrat est compensée en normalisant de temps à autre 10 certains paramètres de l'appareil de dépôt Pendant que l'appareil se trouve en état normalisé, une réponse de la cible est déterminée La réponse déterminée est comparée avec une valeur prédéterminée de la réponse pour indiquer si la cible s'est érodée dans une mesure qui nécessite un réglage des paramètres du plasma ou si elle doit être considérée comme épuisée La réponse déterminée établit les valeurs de point de réglage de la tension du plasma de son courant et du champ magnétique Les valeurs établies des points de réglage sont telles que lorsque 20 les paramètres du plasma sont contrôlées, la tendance à variation de la distribution avec l'érosion de la cible est pratiquement éliminée. Dans le cas d'une cible magnétique, un champ magnétique prédéterminé est fourni à la cible pendant que 25 l'appareil se trouve en condition normalisée L'amplitude d'un champ de fuite dans le voisinage de la cible, résultant de ce champ prédéterminé est détectée pour établir les valeurs de point de réglage La condition normalisée pour la cible magnétique est établie sans que le plasma 30 soit déclenché et pendant que l'anode se trouve à une température stable prédéterminée. Dans le cas d'une cible non magnétique, la condition normalisée est établie avec le plasma déclenché et sous une pression et une intensit Sprédéterminés Le courant 35 de l'enroulement qui détermine le champ magnétique est ensuite contrôlé pour que la tension du plasma atteigne 9 2549496 une valeur prédéterminée L'intensité dans la bobine détermine la durée de la cathode cible et les valeurs programmées de la tension du plasma, de son courant et de l'intensité dans la bobine. Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de pulvérisation à magnétron pour déposer un matériau magnétique sur un substrat consiste à appliquer à la cible un champ magnétique ayant une intensité suffisante pour saturer le matériau magnétique de la cible sur une très petite longueur dans la direction du champ magnétique. Etant donné qu'une partie du matériau magnétique de la cible est saturée, un champ de fuite magnétique est établi à proximité de la surface d'émission de la cible Le champ de fuite part et revient à des positions séparées de la cible qui sont voisines de la partie saturée Ces parties voisines forment des prolongements des structures polaires de polarité opposée à celle de la structure magnétique du dispositif; magnétron Le champ magnétique de fuite est le champ magnétique de confinement dans ce cas Le champ 20 magnétique est contr Olé en réponse à une indication d'impédance du plasma La cible a tendance à changer de température pendant le fonctionnement en raison de son bombardement Les propriétés magnétiques de la cible ont donc tendance à changer pendant le fonctionnement Pour compenser 25 cette tendance de l'intensité du champ magnétique à varier en fonction de la température, l'amplitude du champ est modifiée de manière que la configuration du champ de fuite et son intensité tendent à rester constantes sur une base à court terme, c'est-à- dire dans une période pendant laquelle 30 le profil des atomes entre la cible et le substrat peut être considéré comme constant. Selon un autre aspect de l'invention, un appareil de dép Ot de revêtement par pulvérisation à magnétron comporte un capteur de champ magnétique positionné à proxi35 mité de la cible pour détecter son champ de fuite L'impédance du plasma est contr Olée en réponse au champ magnétique 2549496 détecté par le capteur de champ magnétique Dans un mode préféré de réalisation, le capteur de champ magnétique est une plaque de Hall. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif: la Figure 1 est un schéma simplifié d'un appa10 reil de revêtement par pulvérisation à magnétron et de l'équipement de commande pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la Figure 2 est une illustration qui aide à comprendre l'un des problèmes que l'invention résoud, la Figure 3 est un organigramme de la commande assurée selon l'invention et, la Figure 4 est un organigramme de l'initialisation faisant partie de l'organigramme de la Figure 3. La Figure 1 représente donc un appareil 11 de 20 pulvérisation à magnétron qui comporte une chambre à vide 12 contenant un volume 13 de traitement ou de dépôt de revêtement par pulvérisation dans lequel un substrat 14 est monté par tout moyen habituel, non représenté Dans une application, dans laquelle l'appareil est utilisé pour 25 fabriquer des disques magnétiques de très haute résolution du type utilisé dans les mémoires de calculateur, le substrat 14 est fait d'une matière non magnétique, comme de l'aluminium Des couches magnétiques et non magnétiques peuvent être déposées sur le substrat 14 par l'appareil de 30 la Figure 1, par un choix approprié des matières de la cathode cible 15, ayant initialement une surface d'émission plane orientée vers le substrat 14; la cible 15 fait partie d'un ensemble de cathode 17 Dans le présent mode de réalisation, il sera fait fréquemment mention de concentricité 35 et d'axe de symétrie et autres termes liés à une réalisation générale circulaire et annulaire car l'ensemble de 11 h 2549496 cathode de la Fig 1 est circulaire et annulaire Mais l'invention peut également s'appliquer à des sources à magnétron d'autres formes y compris celles généralement appelées dans l'industrie des dispositifs à magnétron plan Dans la configuration illustrée, la cathode 15 est annulaire. La chambre 12 comporte une enveloppe extérieure 16 métallique, connectée électriquement à la masse, faite d'une matière ayant une haute conductibilité électrique. 10 Dans la configuration illustrée, l'enveloppe 16 a la forme générale d'un cylindre dont l'axe est concentrique au substrat 14-, à son tour coaxial avec la cathode annulaire 15 L'enveloppe d'anode 16 est isolée électriquement de l'ensemble de cathode 17 par une bague isolante 15 18 concentrique avec l'axe de l'enveloppe 16 L'anneau 18 est monté de façon fixe sur un anneau non magnétique 19, les deux anneaux formant des parties extérieures de la chambre 12. L'ensemble de cathode 17 comporte un dispositif 20 pour fournir a la cible 15 un champ magnétique variable et commandé Le dispositif d'application d'un champ magnétique variable comporte une bobine ou un enroulement électromagnétique 21 enroulé concentriquement avec l'axe de l'ensemble de cathode 17 de manière qu'un courant circule circonférentiellement par rapport à l'axe commun de l'enroulement et de l'ensemble L'enroulement 21 est entouré par un circuit magnétique de faible réluctance comprenant la cible 15, une pièce polaire intérieure 22 de forme annulaire, une pièce polaire extérieure 23 de forme 30 annulaire et une pièce polaire 24 en forme de disque horizontal La pièce polaire 23 supporte le disque 19 Les pièces polaires 22, 23 et 24 sont coaxiales avec l'axe commun de la bobine 21 et de l'enveloppe 16. Une source 25 de courant continu fournit un courant continu variable à la bobine 21 pour faire varier le champ magnétique appliqué par l'ensemble 17 à l'électrode cible 15 En réponse au courant continu appliqué a la bobine 21, un flux magnétique dirigé en opposition est développé dans les pièces polaires annulaires 22 et 23, de sorte qu'un flux magnétique dirigé radialement passe par la cible 15 au voisinage de sa surface d'émission Il est supposé sur la Figure 1 que la polarité du courant appli5 quée par la source 25 à la bobine 21 est telle que le flux magnétique passant pas la cible 15 sur les deux côtés de l'axe de symétrie de l'enveloppe 16 est dirigée radialement vers 1 'extérieur Inversement, le flux magnétique dans le disque 24 est dirigé radialement vers l'intérieur. 10 Le flux magnétique dans la cible 15 peut établir des lignes de force de fuite 25 près de la surface d'émission de la cible 15 Des lignes de forces 25 ont une forme incurvée et passent légèrement au- dessus de la surface d'émission de la cible 15 L'intensité des lignes de forces de fuite 25 dépend de la nature des propriétés magnétiques de la cible et de l'intensité du courant appliqué à la bobine 21. Si par exemple la cible 15 est faite d'une matière non magnétique, l'intensité du champ de fuite est similaire à celle du champ dans la cible et ce champ de fuite s'étend jusqu'à une distance relativement grande au-dessus de la surface d'émission de la cible Mais, si la cible 15 est faite d'un matériau magnétique à une température qui est nettement au-dessous dela température du point de Curie de 25 la matière et si le champ magnétique qui lui est appliqué par la bobine 21 est très inférieur au champ nécessaire pour saturer la cible, pratiquement toutes les lignes forces magnétiques développées par la bobine 21 dans les pièces polaires 22-24 passent dans la cible, avec un champ 30 de fuite d'amplitude relativement faible s'étendant seulement à une courte distance au-dessus de la surface d'émission de la cible Cependant, si la cible 15 atteint une température suffisamment élevée pour s'approcher de son point de Curie, le champ magnétique de la bobine 21 a 35 tendance à saturer plus facilement cette cible Quand la cible est saturée, sa réluctance magnétique augmente et il 13 2549496 ' 13 apparaît un champ magnétique de fuite d'amplitude relativement grande s'étendant à une distance relativement importante au-dessus de la surface d'émission de la cible. Des lignes de forces de fuite 25 substantielles peuvent aussi être produites si la cible se trouve à une température relativement basse lorsque le courant fourni à la bobine 21 suffit pour amener à saturation une partie du matériau magnétique de la cible 15 Pour assurer que le matériau magnétique de la cible 15 soit saturé avant celui 10 des pièces polaires 22-24, la courbe B-H des pièces polaires a un point de saturation d'intensité du flux magnétique supérieur à celui de la cible. Pour produire un plasma dans le volume de traitement 13, un gaz inerte, généralement de l'argon, est 15 fourni au volume de traitement par une source 31 de gaz inerte comprimé La quantité de gaz circulant depuis la source 31 dans le volume 13 est contrôlée par une soupape asservie 32 à orifice variable dans la conduite 33 entre la source et le volume Un débimètre 34 dans la conduite 20 33 produit sur un conducteur 35 un signal électrique dont l'amplitude indique le débit de gaz depuis la source 31 vers le volume 13. Le gaz inerte qui circule depuis la source 31 vers le volume 13 est ionisée sous l'effet d'électrons qui se propagent dans le volume 13 entre la cathode cible et l'électrode d'anode 16, en raison du fait que cette dernière est polarisée positivement par rapport à la cathode A cet effet, une source 37 d'alimentation continue du plasma comporte une électrode positive à la masse, connectée à l'anode 16 et une électrode négative de tension relativement élevée connectée à l'ensemble de cathode 17. En réponse au potentiel continu établi entre les électrodes 15 et 16, des lignes de forces électriques 38 sont établies. Les lignes de forces électriques 38 sont généralement rectilignes ou incurvées, les lignes électriques rectilignes subsistant généralement entre les parties de la 14 2549496 cathode 15 et de l'anode 16 qui sont alignées l'une par rapport à l'autre Les lignes de forces électriques incurvées subsistent entre des partieps voisines-des électrodes 15 et 16 Les lignes de forces électriques 38 sont perpendiculaires aux lignes de forces magnétiques 25 produites par la bobine 21 en combinaison avec les pièces polaires 22-24 et la cible 15. Les sources de courant continu 25 et 37 sont alimentées par une source principale de courant alterna10 tif connectée à la borne 38 D'une façon générale, la source d'alimentation 25 produit une tension qui peut varier dans une plage étroite et une intensité variable qui est fournie à la bobine 21 pour permettre de compenser les variations de résistance de la bobine résultant des 15 variations de température La source 37 est commandée de manière qu'un courant et une tension variables puissent subsister entre la cathode cible 15 et l'anode 16 Les sources continues 25 et 37 sont utilisées pour des cibles faites de matière magnétique ou non magnétique, conduc20 trices de l'électricité Mais si la cible 15 est faite d'une matière isolante, la source 37 est une source a haute fréquence tandis que la source 25 reste une source de courant continu. Pour maintenir le volume de traitement 13 à la 25 pression voulue, une pompe 41 à vide poussé est branchée sur le volume de traitement 13 par une conduite 42 Dans certains cas, il peut être souhaitable de commander le débit avec lequel la pompe 41 vide le volume de traitement 13, auquel cas un orifice de pompage variable, non repré30 senté, est prévu dans laconduite 42 entre la pompe 41 et le volume 13. Différents paramètres sont surveillés pour aider à commander l'ouverture de la soupape 32, le courant fourni par la source 25 à la bobine 21 et la tension ainsi 35 que l'intensité fournis par la source de courant continu 37 à la cathode cible 15 et l'anode 16 La source 25 comporte un transformateur d'intensité, non représenté, pour fournir sur le conducteur 44 un signal de courant 2549496 continu proportionnel à l'intensité fournie-par la source à la bobine 21 La source 37 d'alimentation du plasma en courant continu comporte un transformateur d'intensité, non représenté, pour fournir au conducteur 46 un signal continu proportionnel à l'intensité fournie oar lasource 37 entre les électrodes 15 et 16 La source 37 peut également comporter un circuit de mesure de tension, non représenté, pour fournir au conducteur un signal indiquant l'amplitude de la tension appli10 quée par la source entre les électrodes 15 et 16 La pression dans le volume de traitement 13 est contrôlée par un manomètre à vide 47 branché sur le volume de traitement 13 par une conduite 48 Le manomètre 47 fournit sur un conducteur 52 un signal continu dont l'amplitude 15 est proportionnelle à la dépression dans le volume 13. L'amplitude du champ magnétique de fuite au voisinage de la cathode cible 15 est contrôlée par une plaque Hall 49 située près dela cible 15 mais à l'extérieur du volume de traitement 13 La plaque de Hall 49 est positionnée à proximité de la cible 15 de manière à fournir sur le conducteur 50 un signal continu proportionnel à l'intensité du flux de fuite au-dessus de la surface d'émission de la cible 15 Le débimètre 34 délivre sur le conducteur 35 un signal continu indiquant le débit de gaz circulant depuis la source 31 de gaz comprimé vers le volume de traitement 13. Les signaux sur les conducteurs 35, 44-46, 50 et 52 sont appliqués à une section d'entrée-sortie 55 de traitement de données, faisant partie d'un dispositif de commande par calculateur 56 La section d'entrée-sortie comporte un multiplexeur, non représenté, qui fournit les signaux des conducteurs 35, 44-46, 50 et 52, un à la fois, à un convertisseur analogique-numérique, non representé, dans la section 55 La section d'entrée-sortie 55 est connectée à une unité centrale de traitement de commande (CPU) 57 d'un processeur de données 56 par une 16 2549496 ligne omnibus 58 à plusieurs conducteurs La ligne omnibus 58 réagit à la sortie du convertisseur analogique-numérique de la section d'entréesortie 55 en fournissant des signaux d'entrée à plusieurs bits à la CPU 57. La CPU 57 comporte une mémoire conventionnelle pour mémoriser un programme et des données prédéterminées de commande du fonctionnement des sources 25 et 37 ainsi que de l'orifice 32 La CPU 57 réagit à des signaux indiquant la tension voulue à appliquer par la source 37 entre les électrodes 15 et 16 et le courant à fournir par la source 37 entre les électrodes 15 et 16, ainsi qu'à la valeur voulue de la pression dans le volume de traitement 13 Les valeurs voulues de tension et d'intensité de la 15 source 37 et dépression dans le volume 13 peuvent etre préréglées par un opérateur à des valeurs initiales ou peuvent être dérivées du réglage par l'opérateur d'une vitesse voulue de dépôt de matière depuis la cathode cible 15 sur le substrat 14 Les valeurs de réglage de tension et d'intensité de la source 37 et de la pression du volume de traitement 13 peuvent être modifiées de temps à autre par l'opérateur mais sont de préférence programmées pour changer avec la quantité dont la cible particulière s'est érodée afin d'en compenser l'érosion Les valeurs 25 programmées pour la tension et l'intensité de la source 37 et la pression dans le volume 13 sont mémorisées dans la mémoire de la CPU 57. La CPU 57 réagit aux signaux fournis par la ligne omnibus 58 ainsi qu'aux signaux fournis pour lui indiquer 30 les valeurs voulues de tension de plasma et d'intensité de plasma, provenant de la source 37 entre les électrodes 15 et 16 et à la valeur voulue de pression dans le volume 13 en calculant: ( 1) les variations nécessaires de débit avec lequel le gaz est fourni de la source 31 au volume 35 13,( 2) les variations nécessaires du courant fourni par la source 25 à la bobine 21, et ( 3) les variations nécessaires de la puissance fournie par la source 37 entre les 17 2549496 électrodes 15 et 16 Ces paramètres, à l'exception de la puissance au plasma, déterminent l'impédance du plasma dans le volume 13 Il en est ainsi car l'impédance du plasma est fonction de la pression du gaz inerte dans le volume 13, du champ magnétique provenant de l'ensemble de cible 17 et d'autres paramètres qui changent l'impédance, nominalement par rapport à l'effet du champ magnétique La valeur dépendante contrôlée qui peut être changée pour déterminer l'impédance du plasma 10 dans le volume 13 est l'intensité du champ magnétique fourni par la bobine 21 ainsi que par les pièces polaires 22-24 à la cible 15. Les signaux continus analogiques de commande pour augmenter ou réduire le débit de gaz, l'intensité dans la 15 bobine et la puissance au plasma, calculés par la CPU 57 sont fournis à la section d'entrée-sortie 55 par la ligne omnibus 58 La section d'entrée-sortie 55 comporte un convertisseur numérique-analogique, non représenté, qui fournit des signaux continus analogiques pour commander 20 le débit de gaz, l'intensité dans la bobine et la puissance au plasma, respectivement sur des conducteurs 61, 62 et 63 Le signal de débit de gaz sur le conducteur 61 est appliqué à la soupape asservie 32 pour commander l'ouverture de son orifice qui, à son tour, détermine le 25 débit de gaz de la source 31 vers le volume 13 Le signal sur le conducteur 62 est appliqué à la source 25 pour déterminer l'intensité du courant continu fourni par la source à la bobine 21 Le signal continu sur le conducteur 63 est fourni par la source 37 à la commande 30 de puissance fournie par la source entre les électrodes et 16 Les signaux de sortie de commande augmentent ou diminuent la sortie des dispositifs commandés pour que la pression du plasma, sa tension et son intensité soient conformes aux valeurs sélectionnées ouprogrammées par 35 l'opérateur. Avant de décrire le fonctionnement du dispositif de la Figure 1, il y a lieu de considérer en regard de la 18 2549496. Figure 2 la manière dont la surface d'émission initialement plane de la cible 15 s'érode et l'effet de l'érosion sur l'épaisseur d'un revêtementappliqué -sur-le-substrat14 si aucun changement d'impédance du plasma n'est produit Sur la Figure 2, la cible 15 est représentée comme comprenant initialement une surface d'émission plane 61 Quand la cible 15 est utilisée, elle s'érode de sorte que la surface plane 61 se creuse et adopte une forme concave A la fin de la durée de vie de la cible 15, 10 cette dernière s'est érodée dans une telle mesure que la surface concave 62 arrive presqu'à la surface inférieure 63. Des indications sur les profils d'épaisseur du dépôt produit par la cible 15 sur le substrat 14 pour 15 une configuration initiale plane de la cible 15 et àa configuration finale concave 62 sont données respectivement par les courbes 64 et 65 Les courbes 64 et 65 indiquent l'épaisseur du revêtement en fonction de la position par rapport à l'axe 66 du substrat 14 en suppo20 sant que l'axe de substrat coincide avec l'axe de la cible L'axe horizontal associé avec les courbes 64 et 65 indique la distance depuis l'axe 66 tandis que le profil de revêtement initial et le profil final 64 et 65 sont indiqués comme des déplacements verticaux par rapport à 25 l'axe horizontal 67. La courbe 64 indique que lorsque la cible 15 est initialement mise en place avec une face plane 61, la matière déposée sur le substrat 14 a une épaisseur relativement uniforme, dépendant de la distance entre le substrat 30 et la surface 61 La courbe 64 est symétrique autour de l'axe 66, avec un minimum local sur l'axe et des valeurs maximales à l'intérieur du centre de la cible annulaire émettrice 15 Mais quand la cible 15 s'érode, il se forme un effet d'ombre de la cible sur les atomes qu'elle émet, 35 en raison de la cavitation En outre, en raison de la courbure dela surface d'émission associée avec l'érosion 19 2549496 concave, des nombres différents d'atomes sont émis par des parties différentes de la surface émettrice de la cible Ainsi, le profil du revêtement à tendance a changé de sorte que la courbe 65 du profil de revêtement final présente une distribution beaucoup moins uniforme des atomes que la courbe 64 du profil initial Sur l'axe 66, la courbe 65 présente un minimum local qui est beaucoup plus bas que le minimum local sur l'axe 66 de la courbe 64 Les valeurs maximales de la courbe 65 sont plus éloignées de l'axe 66 que les valeurs maximales de la courbe 64, s'approchant du rayon de la cible 15. Grâce à la commande de l'impédance du plasma dans le volume de traitement 13, l'invention tend à pallier lesdifférences de profils de distribution asso15 ciés avec l'érosion de la cible 15, en influençant l'érosion progressive de la cible et la position du plasma par rapport à la surface de cette dernière Selon l'invention, la commande de l'impédance du plasma par le champ magnétique de l'ensemble de cathode 17 permet que 20 la distribution de revêtement pour une cible dans l'état érodé indiqué par la courbe 62 tende vers une forme similaire à celle de la courbe de distribution quand la cible est initialement utilisée Ainsi, les courbes de distribution pour la surface plane 61 de la cible 15 et sa 25 surface érodée 62 tendent à avoir les mêmes formes En outre, la tension etl'intensité du plasma sont commandés, ce qui permet de commander la vitesse de dépôt du revêtement. La commande automatique d'impédance selon l'inven30 tion permet d'utiliser pour la cible 15 des matières non magnétiques ou des matières magnétiques Pour les matières magnétiques, le flux de saturation dans la cible est établi automatiquement indépendemment des niveaux de saturation de la cible magnétique Le champ de fuite est établi auto35 matiquement pour obtenir l'impédance appropriée du plasma conformément à des valeurs programmées, comme décrit cidessus Des variations des propriétés magnétiques de la = 2549496 cible 15 résultant de l'érosion et de variations desa température sont compensées automatiquement. Un autre avantage de l'invention est que des cibles d'épaisseur relativement grandes peuvent être 5 utilisées car le champ magnétique fourni à la cathode est réglé automatiquement pour s'adapter à l'épaisseur de la cathode, dans la capacité de la bobine électromagnétique 21 Les cathodes de diverses épaisseurs peuvent aussi être utilisées à des moments différents 10 car le champ magnétique est réglé automatiquement pour les différentes conditions de plasma. Un autre avantage de l'invention est que la pression peut être changée à volonté dans une large plage S'il est nécessaire d'appliquer un revêtement non 15 uniforme sur le substrat 14 en déposant la matière de la cible 15 sur le substrat à travers un masque, une définition fine peut être obtenue avec une pression de gaz généralement basse Si une phase du profil de revêtement obtenu avec un masque doit être améliorée, une pression de 20 gaz plus élevée est souhaitable car il y a une plus grande pulvérisation des atomes éjectés par la cathode cible 15. Ainsi, selon l'invention, une pression est choisie et maintenue à une valeur voulue ou programmée indépendamment de la tension et de l'intensité du plasma Etant donné que la 25 pression est prédéterminée, l'effet de la pression sur l'impédance du plasma est compensé en contrôlant l'amplitude du champ magnétique appliqué à la cible 15 par l'ensemble 17. Un autre avantage de l'invention est d'éliminer l'équipement d'interface coûteux pour attaquer des transducteurs dans l'appareil de revêtement par pulvérisation et des circuits d'interprétation de ces transducteurs pour convertir leurs signaux en des points de réglage discrets. 35 Des valeurs produites par les transducteurs sont mémorisées dans la CPU 57, presque en temps réel Si cela est souhaité, la plage de tension de plasma peut s'étendre depuis une tension très basse, inférieure à 220 volts, jusqu'à des tensions qui dépassent 1 000 volts si la 21 2549496 pression dans le volume 13 est contrôlée, de même que l'amplitude du champ de fuite En particulier, quand la pression dans le volume 13 diminue et que l'intensité du champ diminue, il est possible d'augmenter la tension appliquée au plasma par la source 37 Quand la tension du plasma augmente, la vitesse de dépôt de matière de revêtement sur le substrat 14 est plus élevée. La philosophie de commande du système de la Figure 1 est que des points critiques sont la vitesse de 10 dépôt et la distribution de matière de revêtement sur le substrat La vitesse de dépôt et la distribution de matière derevêtement ne sont pas des fonctions directes de la puissance appliquée au plasma Au contraire, la vitesse de dépôt et la distribution de revêtement varient 15 avec la tension et l'intensité du plasma, en supposant une géométrie fixe de l'ensemble Pour une puissance donnée, la vitesse et la distribution diffèrent quand la tension etl'intensité diffèrent Par exemple, si la puissance au plasma est 1 kilovolt-ampère, la vitesse et la distribu20 tion diffèrent si la tension est 600 volts et l'intensité 1,67 ampères, comparativement à la vitesse et à la distribution pour une tension de 300 volts et une intensité de 3,33 ampères La différence de vitesse et de distribution est due au volume, à la forme et à la position du plasma par rapport à la surface d'émission de la cathode-cible 15. Dans le but de commander exactement la vitesse de dépôt et la distribution du revêtement pendant une certaine période, il est nécessaire de contrôler à la fois la tension du plasma et son intensité pour une puissance au plasma spécifique La tension et l'intensité du plasma pour une puissance donnée sont fonction de son impédance L'impédance su plasma est fonction de la géométrie du volume de traitement 13, de la pression du gaz dans ce volume, des caractéristiques du gaz inerte qui s'y trouve (par exemple 35 le potentiel d'ionisation) des contaminants dans le gaz de travail (par exemple l'oxygène et l'azote) ainsi que de la densité du champ magnétique dans le plasma et de la 22 2549496 position de ce champ par rapport à la surface d'émission de la cible 15 Il sera supposé à juste raison que la géométrie du volume de traitement 13 est constante, que le gaz de la source 31 possède des caractéristiques prédéterminées et qu'il y a peu de contaminants dans le gaz grace à l'effet de pompage de la pompe 41 Ainsi, les deux variables qui peuvent être modifiées pour commander l'impédance du plasma sont la pression du gaz dans le volume 13 et le champ magnétique appliqué par l'ensemble10 de cathode 17 à la cible 15 et au volume 13. Dans le passé, étant donné que des aimants permanents ont été généralement utilisés pour les ensembles de cathode, seulela pression du gaz de travail pouvait être déterminée Le contrôle du gaz de travail seul offre 15 une plage étroite de commande d'impédance du plasma Il est également impropre de supposer que les caractéristiques de l'aimant permanent pendant l'opération de revêtement par pulvérisation restent constantes car ( 1) la cible 15 est chauffée par le bombardement ionique, ( 2) la cible s'érode 20 de sorte que la section diminue et ( 3) la cible se dilate et se contracte En raison de cesfacteurs, il se produit des variations du champ fourni par l'aimant permanent a la cible et au voisinage de cette dernière dans le volume de traitement 13 Dans le passé, en raison de l'impédance du 25 plasma qui variait constamment en raison de ces facteurs, la tension de travail pour le plasma devait être sélectionnée et le courant de plasma pouvait varier En variante, un courant de plasma pouvait être sélectionné et la tension de plasma pouvait varier Dans ces deux cas, la vitesse de 30 dép Ot et sa distribution variaient et ne pouvaient pas être bien contrôlées. En utilisant un électro-aimant avec une commande en boucle fermée, avec la commande en boucle fermée de la pression dans le volume 13, l'impédance du plasma peut 35 être contrôlée avec précision Une commande précise de l'impédance du plasma permet un fonctionnement sélectionné et programmé à des valeurs voulues de tension et d'intensité 23 2549496 dans le plasma, permettant ainsi une commande programmée de la vitesse de dépôt et de la distribution de la matière de dépôt sur le substrat 14. La commande automatique des opérations de l'appareil représenté sur la Figure 1 est assurée selon les organigrammes des Figures 3 et 4 Quand la cible 15 est initialement mise en place, l'opérateur fournit à la CPU 57 des valeurs indiquant la tension voulue du plasma, de son courant et de sa pression En réponse à ces para10 mètres commandés par l'opérateur, la CPU 57 initialise l'ensemble comme l'indique l'opération 101 L'opération d'initialisation 101 est représentée spécifiquement sur la Fig 4 L'opération d'initialisation 101 peut aussi être introduite après que toutes les opérations illustrées par 15 la Figure 3 ont été exécutées Dans ce cas, l'ensemble est automatiquement initialisé et continue à fonctionner jusqu'à ce qu'il soit arrêté automatiquement par le fait que la cible 15 est suffisamment érodée et ne peut plus servir. Quand l'ensemble a été initialisé pendant l'opération 101, des valeurs données sont lues séquentiellement dans l'unité d'entrée-sortie 55 pour des zones spécifiées de la mémoire CPU 57 En particulier, le signal indiquant le débit de gaz sur le conducteur 35, le signal de pression 25 sur le conducteur 52, le signal d'intensité du champ magnétique sur le conducteur 50, le courant dans la bobine 21 sur le conducteur 44, la tension du plasma sur le conducteur 45 et l'intensité du plasma sur le conducteur 46 sont charges continuellement dans des positions spécifiées de la mémoire 30 de la CPU 57 Etant donné qu'il est bien connu de lire séquentiellement des valeurs de données dans un système de commande par calculateur dans des positions de mémoire spécifiées, ces opérations ne sont pas illustrées sur l'organigramme de la Figure 3. La première opération de commande exécutée par la CPU 57 implique la commande du débit de gaz de la source 31 vers le volume de fréquence 13 A cet effet, la pression 24 2549496. de plasma mesurée et la pression de plasma voulue, mémorisées dansdes positions spécifiées de la mémoire de la CPU 57 sont lues pendant les opérations 102 et 103 dans une unitée arithmétique, non représentée, de la CPU 57. 5 L'unité arithmétique compare la pression mesurée et la pression voulue du plasma pendant l'opération 104 et en extrait un signal d'erreur indiquant la différence algébrique entre les deux pressions Le signal d'erreur résultant de l'opération de comparaison 104 est appliqué 10 à un moniteur proportionnel-intégral-différentiel (PID), non représenté, de l'unité arithmétique dans la CPU 57, à l'opération 105 Le moniteur PID déduit un signal de débit de gaz qui est transmis de la CPU 57,par la ligne omnibus 58 et l'unité d'entrée-sortie 55 vers le conducteur 61 pour commander l'ouverture de l'orifice variable 32 dans la conduite 33 Ainsi, le débit du gaz de la source 31-vers le volume 13 est commandé à la valeur voulue prédéterminée. L'opération 105 de commande PID modifie automatiquement le débit dans la conduite 33 dans le moindre temps, sans 20 dépassement ou oscillation. Ensuite, la tension du plasma est contrôlée dans la seconde boucle PID La tension de plasma mesurée et la tension de plasma voulue, mémorisées dans les parties spécifiées de la mémoire de la CPU 57 sont lues pendant les opérations 106 et 107 dans l'unité arithmétique, non représentée, de la CPU 57 L'unité arithmétique compare les valeurs à-l'opération 108 et en dérive un signal d'erreur, positif, nul ou négatif ayant une valeur proportionnelle à l'écart entre la tension voulue et la tension mesurée au 30 plasma Le signal d'erreur est fourni à la seconde boucle de commande fermée PID, non représentée, de la CPU 57 et un signal de commande à plusieurs bits est produit à l'opération 109 Le signal de commande est appliqué à la section d'entrée-sortie 55 et converti en une tension continue 35 analogique fournie par le conducteur 62 à la source programmable 25 d'alimentation de bobine Le signal analogique ainsi produit entraîne que la tension de la source 2549496 d'alimentation 25 change (si le signal d'erreur de l'opération 108 n'est pas nul) entraînant ainsi une augmentation ou une diminution de l'intensité dansla bobine d'électroaimant 17. L'augmentation ou la diminution du courant dans 5 la bobine change l'intensité du champ magnétique de fuite 25, changeant à son tour la concentration du plasma et par conséquent, son impédance L'impédance du plasma change pour produire une tension de plasma exactement égale à la tension voulue La tension du plasma est mesurée par un transducteur à transformateur d'intensité dans lasource d'alimentation de plasma 37 Un signal indiquant la tension du plasma est fourni par le conducteur 45 à la section d'entrée-sortie 55 dans laquelle elle est multiplexée à grande vitesse, en séquence avec d'autres signaux entrants, converti en un format numérique à plusieursbits par un convertisseur analogique- numérique, non représenté, et fourni à la CPU 57 o la valeur mesurée est à nouveau placée dans la partie de mémoire spécifiée réservée pour cette valeur Ainsi, la tension de plasma 20 réelle est mesurée continuellement et comparée avec la tension voulue pour contr Oler l'impédance du plasma par la commande du courant dans la bobine d'électroaimant 21 Le courant qui circule dans la bobine 21 est réglé continuellement pour amener vers zéro le signal d'erreur de tension 25 de plasma dans la seconde boucle fermée PID Le moniteur PID, par l'utilisation de ces valeurs proportionnelles, intégrales et dérivées règle la variable commandée, c'està-dire le courant dans la bobine de manière à obtenir une réponse très rapide, presque en temps réel, avec un dépas30 sement ou une oscillation minimale afin de compenser toutes les autres variations comme la pression du gaz et/ou la température de cible tendant à changer l'impédance du plasma et par conséquent, la tension réelle La tension du plasma est toujours commandée à une valeur préréglée et/ou 35 programmée. 26 2549496 La troisième boucle PID lit le courant de plasma mesuré, mémorisé dans une partie spécifiée de la CPU 57 pendant l'opération 110:ez-courant-de plasma voulu est lu dans une autre partie spécifiée de la CPU 57 5 pendant l'opération 111 Dans l'opération 112, la valeur voulue et la valeur mesurée du plasma sont comparées et un signal d'erreur, positif, négatif ou nul, dont la valeur est proportionnelle à l'écart entre la valeur mesurée et la valeur voulue de l'intensité estproduit et appliqué au moniteur PID de la CPU 57 Pendant l'opération 113, le moniteur PID produit un signal de commande en format numérique à plusieurs bits qui est appliqué à la section d'entrée-sortie 55 Le signal produit pendant l'opération 113 est converti par le convertisseur numérique-analogique, non représenté, de la section-55 en un signal continu analogique qui est transmis par un conducteur 63 à la source d'alimentation de plasma 37 Le signal analogique sur le conducteur 63 actionne sélectivement la source d'alimentation à un niveau de puissance 20 plus élevé ou plus bas, si un changement est indiqué. Le signal sur le conducteur 63, résultant d'une variation d'alimentation fournie au dispositif à magnétron pour un plasma avec une impédance constante ou à variation lente, doit normalement changer à la fois la tension du 25 plasma et son intensité Mais l'opération de la seconde boucle PID commande l'impédance du plasma et impose qu'un changement de puissance de plasma puisse résulter seulement d'une variation de son intensité, en supposant aucun changement de la tension sélectionné ou programmé par l'opérateur. 30 Si la tension du plasma tend à changer en réponse à une variation de son courant, la seconde boucle PID règle l'impédance du plasma en conséquence pour contrôler sa tension et la maintenir constante Le signal indirect produit par la troisième boucle PID augmente ainsi, diminue 35 ou maintient la puissance du plasma et n'entralne qu'une variation de son intensité vers la valeur sélectionnée par 27 2549496 l'opérateur ou programmée Le courant de plasma réel est mesuré par un transducteur à transformateur d'intensité et il est ramené par le conducteur 46 à la section d'entrée-sortie 55 dans laquelle le signal analogique est 5 converti en forme numérique à plusieurs bits et communiqué à la CPU 57 dans lequel la valeur est remise dans la partie de mémoire spécifiée. Il apparait ainsi que trois valeurs, à savoir ( 1) une pression de fonctionnement voulue, ( 2) une tension de fonctionnement voulue et ( 3) un courant de fonctionnement voulu sont introduits initialement dans la CPU 57 par sélection ou programmation par le programmateur en fonction des conditions souhaitables des opérations de pulvé15 risation à magnétron par rapport à la vitesse de dépôt, à la distribution de matière et à la durée de vie de la cible. Trois boucles PID commandent le fonctionnement réel pour les valeurs programmées à l'avance ou sélectionnées Dans le présent mode de réalisation, illustré par la Figure 3, 20 les trois boucles PID sont executés en séquence, l'une après l'autre après l'initialisation de l'ensemble Pendant l'opération d'initialisation 101, la CPU 57 contrôle de nouvelles entrées ou des valeurs voulues programmées Ces opérations sont exécutées très rapidement, plusieurs fois 25 par seconde pour obtenir un effet global comme si les boucles PID fonctionnaient continuellement Le fonctionnement séquentiel résulte du type d'équipement de la CPU choisie Il est bien évident pour le spécialiste en calculateurs que les boucles PID peuvent fonctionner simultané30 ment et continuellement à volonté. Dans un dispositif réellement construit selon le dessin, les valeurs contrôlées diffèrent des valeurs prédéterminéesde mois de 0,5 % Lorsqu'un changement de valeur voulue est effectué, le temps nécessaire pour que les 35 valeurs mesurées s'adaptent étroitement aux nouvelles valeurs voulues est fonction de la valeur du changement; dans le dispositif réalisé, cette adaptation se fait généralement en moins de deux secondes. 28 2549496. Un cycle complet depuis l'opération d'initialisation 101 jusqu'à la fin de la troisième boucle PIL 113 est appelée une exploration A la fin d'une exploration, la CPU 57 revient à l'opération 101 et contrôle de nouvelles valeurs prédéterminées ou programmées; une exploration est alors normalement répétée Chaque valeur voulue, prédéterminée ou programmée et chaque valeur réelle mesurée a une adresse unique ou une position unique dans la mémoire de la CPU 57; chaque valeur mémorisée est 10 accessible dans la mémoire pour être affichée sur un équipement compatible avec le calculateur utilisé Des valeurs peuvent être affichées sur un écran detube à rayons cathodiques, un appareil de mesure analogique, un dispositif d'affichage numérique et/ou elles peuvent être 15 imprimées par une imprimante compatible Un écran de tube à rayons cathodiques est particulièrement utile car son format d'affichage peut être programmé pour présenter les valeurs prédéterminées et les valeurs réelles les unes à côté des autres sur l'écran, de sorte que le fonctionnement 20 du processus contrôlé peut être vu, pratiquement en temps réel. Les opérations associées avec l'opération d'initialisation 101 sont illustrées sur la Figure 4 Les opérations illustrées sur l'organigramme de la Figure 3, à 25 l'exception de l'opération d'initialisation 101, assurent que pendant une opération de dépôt, le dispositif fonctionne aux valeurs voulues, ou très près de ces valeurs pour la pression de plasma, la tension de plasma et le courant de plasma Une autre commande évoluée est nécessaire pour qu'un 30 tel dispositif convienne à la commande automatique de l'opération de pulvérisation cathodique, par exemple conjointement avec un transport de substrat, pour assurer une commande précise des dépôts sur une série de substrats de matières différentes à revêtir,dans un lot, de façon continue, séquen35 tiellement ou par unité A un certain point par exemple, le plasma doit être produit dans la chambre de dépôt Ensuite, les paramètres de dépôt doivent être contrôlés étroitement 29 2549496. quand le processus de revêtement s'effectue Quand le processus est terminé, la source doit être éteinte à un certain point Cela est vrai quel que soit le type de transport de substrat. Dans une machine de dépôt sous vide du type à lot, dans laquelle un grand nombre de substrats sont introduits en un même lot pour être revêtus simultanément, le plasma doit être déclenché quand le lot de substrats a été chargé dans la chambre de traitement qui ensuite 10 doit être amené rapidement en état de fonctionnement. Cela se fait après d'autres fonctions comme le pompage et le dégazage Quand l'opération est terminée, le plasma doit être éteint de sorte que la chambre peut être évacuée et les substrats enlevés. Dans une machine du type continu, le cycle de traitement peut être beaucoup plus long car les substrats sont introduits dans la chambre à vide poussé de manière à ne pas perturber sérieusement le plasma Les substrats sont déplacés continuellement par plusieurs dispositifs 20 de dépôt, comme le magnétron illustré, et sortent de la chambre de manière à ne pas perturber sérieusement le plasma Mais le processus de dépôt par plasma doit être interrompu pour remplacer la matière de la cible lorsqu' elle est érodée, pour le nettoyage de routine et pour l'entretien des différents mécanismes intervenant dans le transport et le traitement des substrats. Dans une machine de traitement séquentiel, unité par unité, dans laquelle les substrats sont amenés'séquentiellement et individuellement à un poste de traitement, 30 les conditions d'allumage, de contrôle et d'extinction du plasma sont peut-être les plus critiques Chaque opération de dépôt doit être presque exactement-une réplique de toute autre opération de dépôt Si un isolement complet entre une opération de dépôt et d'autres dépôts séquentiels 35 est désiré, la pression du gaz de travail et tous les autres paramètres de dépôt doivent être rétablis à chaque opération. 3 o 2549496 En plus des conditions d'allumage, de contrôle et d'extinction du plasma dans ces machines, il est très utile de vérifier le processus de manière que-la-durée de vie qui reste, ou l'état d'érosion de la matière de la cible soit connu Le profil de distribution de matière dans un dispositif de pulvérisation à magnétron est très sérieusement affecté par la manière dont la matière de la cible s'érode L'un des objets de l'invention est d'offrir un procédé et un dispositif de contrôle de la distribu10 tion de matière pendant toute la durée d'une cible par un contrôle étroit des paramètres du plasma afin de déterminer l'érosion de la matière de la cible Pour obtenir ce résultat souhaitable, il est nécessaire de programmer les variations des paramètres du plasma, c'est-à-dire la pression, la tension et le courant sur la base d'informations en temps réel sur l'état d'érosion de la matière de la cible Par conséquent, pendant l'opération d'initialisation 101 illustrée en détail sur la Figure 4, l'état d'érosion de la matière de la cible est mesurée à diffé20 rents instants pendant le fonctionnement global Ces informations sur l'état d'érosion sont ensuite utilisées conjointement avec des informations empiriques pré-programmées, sur la base d'essais antérieurs pour normaliser les paramètres du plasma afin d'obtenir l'effet voulu. L'organigramme de la Figure 3 illustre la commande en boucle fermée des paramètres du plasma Cette commande en boucle fermée incorpore principalement une communication de signaux analogiques en temps réel entre la section d'entrée-sortie 55 et différents transducteurs et action30 neurs pour le processus, avec conversion vers et depuis un format d'informations numériques à plusieurs bits à la section d'entrée- sortie 55 pour la communication avec la CPU 57 à base numérique à plusieurs bits D'autres types de dispositifs d'entrée-sortie peuvent être utilisés, par 35 exemple des commandes discrètes Dans le cas de commandes discrètes, un seul bit est commandé par la CPU, par exemple la CPU émet une sortie par tout ou rien vers une machine. 31 2549496 La sortie vers la machine a une tension et des niveaux de puissance pour actionner un électroaimant, un moteur électrique, un relais ou un certain nombre d'autres dispositifs de commande qui peuvent déclencher des mouvements mécaniques, des fonctionnements de vannes, etc pour que la machine remplisse des fonctions discrètes de la manière voulue et dans la séquence voulue Ces sorties discrètes de commande de machine peuvent être programmées pour apparaître par rapport au temps ou par rapport à des états détectés, ou Jes deux L'état de la machine est détecté par des entrées discrètes, des signaux électriques provenant de commutateurs, de capteurs de proxilaité, de contacts de relais de points de réglage et de nombreux autres dispositifs étant convertis dans la section d'entréesortie 55 en des informations à un seul bit au niveau de tension utilisé par la CPU, pour être ensuite mémorisé dans la mémoire de la CPU comme des informations discrètes à un seul bit, c'est-à-dire comme des valeurs tout ou rien En utilisant un ensemble d'entrëes discrètes et une programmation logique, l'état de machine, souvent appelé état de système, entraîne que la machine remplisse certaines taches pour laquelle elle a été conçue, d'une manière planifiée, séquentielle et cyclique. Cette commande séquentielle discrète est bien connue dans la technique; si une telle commande est utilisée selon l'invention, la CPU peut être un microprocesseur, un moniteur programmable ou un calculateur qui commande la séquence des opérations d'une machinerie cyclique. Cette commande cyclique, telle que décrite, est utilisée selon l'invention et exécutée par la CPU 57 et la section d'entrée-sortie 55 pour produire certains événements cycliques; des exemples de ces événements sont la mise en marche et l'arrêt de la source d'alimentation de plasma 37, l'ouverture et la fermeture de soupapes, et le déplacement et la mise en place des substrats Les organigrammes et les modes de fonctionnement de cette commande discrète ne sont pas représentés car ils ne constituent pas une partie de 2549496, la nature unique de l'invention; mais ces opérations sont mentionnées de temps à autre dans la -description du processus d'initialisation 101 de la Figure 4. La première phase 114 de l'opération d'initia5 lisation de la Figure 4 consiste à déterminer l'état du processus exécuté par la machine de la Figure 1, c'està-dire (a) si le processus est en cours d'exécution, (b) s'il est exécuté et prêt à l'arrêt, (c) s'il n'est pas exécuté et prêt au démarrage Ces informations sont mémorisées dans la matrice d'état de machine de la CPU 57 et sont déterminées par la séquence d'opérations discrètes programmées de la CPU Si les opérations exécutées par l'appareil de la Figure 1 se trouvent au point du cycle de fonctionnement programmé tel que le-processus de revête15 ment n'est pas en cours et que le plasma est éteint, le programme passe de l'opération 114 à l'opération 127 qui détermine si une séquence de normalisation doit être exécutée Si l'opération 127 détermine que la séquence de normalisation ne doit pas être effectuée, la séquence de 20 programme revient à l'opération 114 Si l'opération 114 détermine que le plasma est présent et que le processus est en cours, le programme passe à l'opération 102 de la Figure 3 pour continuer la commande du plasma aux valeurs choisies ou programmées Si l'opération 114 détermine que 25 l'état de système est l'arrêt mais que le plasma est prêt à être déclenché pour commencer la pulvérisation, le programme passe à l'opération 116. L'allumage du plasma dans le voisinage de la cible impose généralement que ce plasma se trouve dans des 30 conditions différentes de celles nécessaires pendant l'opération de pulvérisation Bien souvent, un plasma ne s'allume pas à la pression de gaz de travail voulue pour la pulvérisation mais il peut être entretenu à cette pression. Il est aussi souvent vrai que le plasma ne s'allume pas à 35 une très faible valeur du champ magnétique de fuite mais 33 2549496 il est entretenu et fonctionne en pulvérisation après l'allumage avec une très faible intensité du flux magnétique qui peut être souhaitable pour le revêtement des substrats Il est donc nécessaire de prévoir une valeur programmée unique pour la pression d'allumage et/ou l'intensité du champ d'allumage afin d'obtenir un déclenchement sur Ces valeurs sont connues empiriquement et sont programmées dans la mémoire de la CPU 57 dans des positions uniques spécifiées à cet effet. A l'opération 116, la pression d'allumage voulue est lue dans la mémoire de la CPU 57 A l'opération 117, l'accès est donné à la première boucle PID de la Figure 3 pour obtenir une transition régulière afin que la pression du gaz de travail soit rapidement et définitivement établie -15 à la valeur voulue Ensuite, pendant l'opération 118, la pression réelle est comparée avec la pression d'allumage voulue Tant que la pression voulue et la pression mesurée diffèrent, le programme exécute à nouveau son cycle jusqu'à l'opération 117 Quand la pression réelle est égale à la 20 pression d'allumage voulue, le programme passe à l'opération 119 pendant laquelle la valeur d'allumage voulue du champ de fuite 25 ou du courant de la bobine 21 est lue et l'intensité du courant dans la bobine est commandée. Il y a trois philosophies possibles et différentes 25 de commande du courant appliqué à la bobine 21 pendant l'opération 119 Dans la première, une boucle fermée PID est programmée pour lire une valeur voulue du champ de fluide 25, pour comparer cette valeur avec le champ magnétique réel lu par la plaque de Hall 49 et fourni à la section d'entrée-sortie 55 sur le conducteur 50 Le moniteur PID de la CPU 57 réagit à un signal numérique indiquant le champ magnétique lu par la plaque 49 en produisant un signal d'erreur utilisé pour augmenter ou diminuer un signal analogique sur le conducteur 62 afin de commander 35 le courant de la source d'alimentation continue 25 et de l'enroulement 21 ce qui détermine à son tour le flux magnétique et le champ de fuite Le courant de la bobine 21 est modifié jusqu'à ce que la valeur voulue et la valeur mesurée du champ magnétique lues par-la plaque 49 se correspondent En variante, une boucle PID est 5 programmée pour comparer un courant d'entrée voulu de la bobine 21 avec le courant réel, ce qu'indique le signal sur le conducteur 44; la boucle PID en déduit un signal de commande qui est appliqué au conducteur 62 et qui est modifié jusqu'à ce que la valeur voulue et la 10 valeur mesurée de l'intensité dans la bobine se correspondent Une autre variante qui s'avère généralement suffisante en pratique consiste à éliminer une boucle PID Une valeur voulue de la bobine 21 est programmée comme un signal de valeur fixe sur le conducteur 62 Le courant 15 fixe dans la bobine est établi pour l'allumage-indépendamment de l'état d'érosion de la cible Etant donné que ce procédé est plus simple et le moins élaboré des trois, il est préférable si l'intensité du champ magnétique doit être élevée à une valeur supérieure à celle souhaitée 20 pour le traitement. Les opérations 117, 118 et 119 sont donc utilisees pour produire une valeur de pression unique du gaz de travail et une valeur unique du champ magnétique de fuite afin d'obtenir les conditions d'allumage du plasma. * En général, le déclenchement du plasma se produit plus facilement avec des pressions du gaz relativement élevées Mais il y a une limite pratique supérieure à la pression du gaz du travail imposée par la conception fixée du système La capacité de la pompe à vide 41, la dimension de l'orifice de pompage et la capacité de l'électro-soupape( 32) de fourniture de gaz déterminent cette limite supérieure. L'intensité du champ magnétique de fuite 25, pour l'allumage du plasma, est basée sur le fait que l'allumage se produit plus facilement à des valeurs plus élevées du champ 35 de fuite Il en est ainsi car les champs de fuite forment des pièges à électrons plus efficaces Il est souvent vrai 254 > 496 ? 54 496 que l'application d'autres procédés, plus haute pression ou plus haute intensité du champ, peut convenir pour l'allumage du plasma Dans certains cas, les deux peuvent être utilisés. Quand la pression du plasma et/ou l'intensité du champ magnétique qui sont nécessaires pour i'allumage ont été établies, le programme passe à l'opération 120 pendant laquelle la tension disponible en circuit ouvert 10 de la source d'alimentation de plasma 37 est appliquée à l'anode 16 et à la cathode 15 Etant donné que la tension disponible en circuit ouvert de la source d'alimentation de plasma 37 est la tension maximale qui peut être fournie par la source, le courant maximal d'électrons circule maintenant depuis la cathode cible 15 dans le volume de traitement 13 Les électrons émis sont piégés et se déplacent rapidement dans des trajectoires en spirale près de la surface de la cathode cible 15 sous l'effet des champs magnétiques et électriques croisés au voisinage de 20 la cathode cible Ce courant d'électrons énergétiques en présence du gaz de travail, généralement de l'argon, entraîne une ionisation des atomes d'argon dans le gaz de sorte que les ions d'argon charges positivement sont fermés, entraînant que plus d'électrons disponibles 25 supportent une décharge de plasma Jusqu'à ce qu'une décharge de plasma soit déclenchée, les valeurs voulues de la tension et de l'intensité de fonctionnement et toutes les manipulations se rapportant à l'impédance du plasma n'ont aucune signification car le plasma ferme le circuit élec30 trique entre l'anode 16 et la cathode 15 Ce n'est que lorsque le plasma est formé et devient stable, qu'il existe un courant, une tension et une impédance stable du plasma. Quand la tension à circuit ouvert de la source d'alimentation de plasma 37 est appliquée entre l'anode 16 35 et la cathode cible 15 avec des valeurs de pression de plasma et d'intensité de champ magnétique qui conviennent pour établir l'allumage, l'opération 121 détecte cette allumage Pour détecter l'allumage du plasma, la tension de sortie et le courant de la source d'alimentation de plasma 37 sont vérifiés Un signal analogique indiquant la tension de sortie de la source 37 est fourni par un signal analogique continu de référence sur le conducteur 5 45, puis au multiplexeur 55 o il est converti et appliqué à la mémoire dela CPU 57 Un signal analogique indiquant le courant de sortie est fourni par le conducteur 46 à l'unité 55, traité de façon similaire et transmis à la mémoire de la CPU 57 Dans l'opération 121, sont contrôlées les valeurs de la mémoire de la CPU 57 indiquant l'internsité et la tension mesurés à la sortie de la source 37 Avant que le déclenchement du plasma se produise, les valeurs contrôlées sont la tension en circuit ouvert de la source d'alimentation 37 et le courant 15 extrêmement faible ou nul Quand le plasma s'allume, la tension de sortie de la source 37 décroît jusqu'à une nouvelle valeur bien en-dessous de la tension en circuit ouvert; la tension de sortie réelle de la source 37 est fonction de l'impédance en fonctionnement du plasma allumé En outre, quand le plasma s'allume, l'indication de courant de plasma s'élève depuis une valeur presque nulle jusqu'à une valeur qui dépend de l'impédance de ce plasma Cette variation de la tension et de l'intensité de sortie de la source d'alimentation du plasma 37 entralne 25 le passage du programme de calculateur de l'opération 122 à l'opération 102 de la Figure 3, dans laquelle de nouvelles valeurs de pression de plasma, de tension de plasma et de courant de plasma sont établies par le fonctionnement des boucles PID N 1, N 2 et N 3; les nouvelles valeurs 30 sont les valeurs désirées pour la pulvérisation. Quand l'allumage du plasma est détecté, le programme passe également à l'opération de temporisation 23. Dans l'opération 123, l'accès est donné à une horloge interne de la CPU 57 Le temps écoulé depuis l'allumage du plasma est enregistré dans une adresse de la mémoire de la CPU 57 affectée àcet effet Le temps écoulé est comparé / 54 > 496 X un tempsprogrammé à l'avance nécessaire pour que la pulvérisation se poursuive, et mémorisé dans une adresse séparée de la mémoire Cette caractéristique est utilisée pour des machines de traitement par lots ou des machines séquentielles dans lesquelles des substrats sont positionnés et traités un par un Elle n'est pas utilisée nécessairement avec des machines dans lesquelles une circulation continue contrôlée de substrats passe par un poste de traitement Dans ce dernier cas, le plasma est 10 généralement programmé de manière qu'il reste allumé jusqu'a ce qu'un opérateur introduise une commande d'interruption du processus Cette opération de temporisation fait partie du fonctionnement séquentiel discret d'une machine cyclique et non une partie intégrante de la 15 commande de processus de plasma selon l'invention ja commande précise des paramètres du plasma, par conséquent des paramètres de dépôt obtenus selon l'invention font que la temporisation de la poursuite de la pulvérisation constitue un procédé précis pour obtenir un contrôle d'épaisseur de matière aussi bien dans le traitement par lots que le traitement unitaire des substances. Quand le temps de pulvérisation voulu pour le processus est écoulé, le programme passe à l'opération 124 pendant laquelle la source d'alimentation 37 est arrêtée 25 pour éteindre le plasma L'opération 124 peut aussi être exécutée immédiatement après l'opération 114 si, pendant cette dernière, il a été indiqué que la pulvérisation doit être arrêtée pour une raison quelconque Quand le plasma est éteint pendant l'opération 124, le programme revient 30 à l'opération 114 pendant que la commande de machine discrète se poursuit, entraînant la séquence voulue de la machine; des exemples de phases exécutées pendant l'opération 114 sont l'enlèvement d'un substrat terminé de la position de traitement et l'introduction d'un autre substrat non traité à la place de celui qui a été enlevé. Quand la commande discrète indique que le traitement recom- 38 2549496: mence, le programme passe à l'opération 116 pour commencer l'opération d'allumage de plasma de la manière décrite ci-dessus. Quand l'allumage du plasma a été détecté pendant l'opération 121 et que l'opération de temporisation 123 est commencée, une opération de séquence mathématique 125 est déclenchée pour tenir compte de la durée de vie de la cible en kilowatts-heure utilisés A l'opération 125, la tension de plasma, son courant et le temps 10 pendant lequel une cible particulière a été utilisée sont multipliés ensemble et accumulés L'opération 125 donne une indication approximative d'usage de la cible comme un double contrôle pour éviter une érosion complète de la cathode cible 15 A l'opéfation 125, à un intervalle de tempsapproprié, par exemple une minute, la tension réelle du plasma et son courant réel sont lus dans la mémoire de la CPU 57 dans laquelle ces valeurs sont corrigées plusieurs fois par seconde, le courant réel et la tension réelle sont multipliés ensemble et le résultat est multi20 plié par le temps pour obtenir un produit qui est additionné au produit des mêmes varibles-dans la position de mémoire de la CPU affectée à l'enregistrement des kilowattsheure utilisés d'une cathode cible. Il est connu empiriquement qu'une cathode cible 25 15 constituée d'une certaine matière et avec une certaine épaisseur peut être utilisée avec un nombre approximatif de kilowatts-heure avant que la matière soit érodée au point que la cathode cible doit être remplacée pour éviter les dommages qui pourraient se produire si elle pouvait s'éroder 30 davantage La valeur empirique de fin de vie est programmée dans la mémoire de la CPU 57 La durée accumulée pour une cathode cible est comparée avec cette valeur programmée à l'avance chaque fois qu'un incrément de kilowatt- heure est additionné au chiffre de durée accumulée Quand la durée 35 accumulée est égale à la valeur de sécurité programmée à l'avance, un signal est émis pour avertir l'opérateur que la cathode cible particulière est près de sa fin de vie et doit être remplacée Cette disposition aide l'opérateur à planifier le temps de servicede La machine de manière à ne pas perturber la production prévue Lorsqu' 5 une nouvelle cathode cible est installée dans un dispositif à magnétron, l'opérateur effectue une mise au repos pour amener à zéro la partie de mémoire de durée cumulée dans la CPU 57, pour tenir compte de la nouvelle cathode cible, opération 126. La technique décrite des kilowatts-heure accumulés est déjà connue Elle n'est pas la seule ni nécessairement la plus précise pour indiquer la fin de vie de toutes les matières de cathode cible Si la cathode cible 15 est constituée d 4 une matière perméable magnéti15 quement, l'invention englobe une solution plus-précise pour normaliser l'opération de dépôt en tenant compte des variations dues à l'érosion pendant la durée de la cathode cible 15. Si pendant l'opération 114 il est déterminé qu'aucune pulvérisation n'est faite, le programme passe à l'opération 127 pendant laquelle il est déterminé si le processus doit être normalisé Parmi les critères de détermination à l'opération 127 il faut noter: ( 1) la durée de pulvérisation écoulée depuis que la dernière normalisation a été effectuée, ( 2) la durée de vie incrémentée en kilowatts-heure depuis cette dernière normalisation, ( 3) une décision de l'opérateur sur la base des procédures d'assurance de qualité mesurée indiquant le besoin d'une normalisation Lorsque la CPU 57 a déterminé 30 qu'une normalisation doit être effectuée sur une cible magnétique, le programme passe à l'opération 128 pendant laquelle la pulvérisation est interrompue pendant un temps suffisant pour que la cathode cible magnétique 15 se refroidisse à une température à laquelle elle est considé35 rée comme stable magnétiquement Ce refroidissement de la cathode cible magnétique 15 est généralement nécessaire en raison de la tendance d'un matériau magnétique à présenter des propriétés magnétiques variables à des températures variables Le temps de refroidissement nécessaire est relativement court, de l'ordre de quelques secondes pour qu'une cathode se refroidisse à une température pratiquement en équilibre avec les passages d'eau de refroidissement,non représentés, dans le dispositif à magnétron 17. Quand le temps de refroidissement est écoulé, le programme passe à l'opération 129 pendant laquelle un signal programmé à l'avance est produit par la CPU 57 et appliqué à la section d'entrée-sortie 55, entraînant qu'un signal soit produit sur le conducteur 62, déclenchant la source d'alimentation de bobine 25 pour qu'elle fournisse 15 un courant prédéterminé à la bobine d'électroaimant 21 Le courant prédéterminé dans la bobine produit une certaine force magnéto-motrice dans un circuit magnétique fermé constitué par le cylindre polaire extérieur 23, le disque polaire 24, le cylindre polaire intérieur 22 et la cathode 20 cible 15 A l'exception de la cathode cible 15, ces parties du circuit magnétique fermé ne s'érodent ni ne changent pendant l'utilisation Par conséquent, à l'exception de la cathode cible 15, la section et par conséquent la réluctance en tousles points du circuit magnétique 25 fermé restent constantes Mais la section de la cathode cible diminue progressivement avec l'utilisation et l'érosion de la cible entraînant une augmentation de réluctance du circuit magnétique. Toutes les matières perméables magnétiquement ont 30 une capacité finie de couplage de flux magnétique; cette capacité (généralement appelée saturation magnétique) peut être exprimée comme une limite supérieure en flux par unité de surface sous la forme B = /A ou B est l'induction, c est le flux total dans le circuit et A est la section en 35 un point du circuit magnétique Quand l'invention est appliquée avec des matières de cible perméables magnétiquement, un champ de fluide 25 est établi en produisant une force magnéto-motrice dans le circuit magnétique en fournissant à la bobine 21 un courant d'intensité suffisant pour que le flux magnétique-e-n Y==dceîta-n p 6 intdela cathode cible 15 atteigne cette limite supérieure de saturation Pour la valeur de l'intensité dans la bobine, et par conséquent la force magnéto-motrice à laquelle la saturation de la cible 15 apparaît, la partie de la cathode cible 15 vers le cylindre polaire 23 devient un prolongement de ce dernier La partie de cathode 15 vers 10 le cylindre polaire intérieur 22 devient un prolongement de ce dernier Des pôles magnétiques de polarités opposées sont immédiatement voisins l'un de l'autre sur la surface de la cible, sur les côtés opposes du point de saturation Ces pôles magnétiques de polarités opposées 15 dans la cible 15 entraînent l'établissement d'ui 6 hampr de fuite Le champ de fuite émane de la surface de la cible et il est voisin de cette surface Lorsqu'un courant supplémentaire est appliqué à la bobine, au-dessus de la valeur entraînant la saturation de la matière de la 20 cible, aucun flux supplémentaire n'est couplé par la matière de la cible elle-même au point de saturation Il en résulte que l'intensité des pôles magnétiques opposés, aux points opposés de la cible augmente et que l'intensité du champ de fuite augmente Le champ de fuite apparaît 25 au-dessus et au-dessous de la cathode cible 15, c'est-àdire de chaque côté de la cathode L'impédance du plasma est alors commandée en modifiant l'intensité de fuite en faisant varier le courant dans la bobine 21 de manière qu'il soit toujours au-dessus de la valeur nécessaire pour 30 la'saturation. Pour mesurer l'érosion d'une cible magnétique 15, un courant fixé pour labobine 21 a une intensité supérieure à la valeur nécessaire pour saturer une cathode cible non érodée Sous ce courant de bobine, avec une 35 cible non érodée, l'intensité du champ de fuite est mesurée par la plaque de Hall 49 Quand la cible magnétique s'érode et que sa section au point de saturation diminue, il apparaît une saturation a une valeur inférieure du flux total Par conséquent, sur les côtés opposés du point de saturation de la cible 15 qui se 5 comporte en fait comme un entrefer, il apparaît une force magnéto-motrice dans le circuit magnétique supérieure à celle qui subsiste sur les côtés opposés du point de saturation de la cible non érodée, même en l'absence d'un changement du courant dans la bobine 21. 10 Il subsiste donc à l'entrefer une intensité du champ de fuite plus élevée après l'érosion de la cible qu'avant. Cet effet d'augmentation de l'intensité du champ de fuite avec l'érosion croissante de la cible magnétique fait qu'il est crucial de normaliser les valeurs de plasma avec l'érosion de la cible L'intensité du champ de fuite mesurée avec un courant de bobine prédéterminé et fixe est une indication directe-sur l'épaisseur de la matière de la cible magnétique au point de saturation qui est également le point d'érosion maximal. Avec le courant normalisé appliqué pendant l'opération 129, le programme passe à l'opération 130 pendant laquelle un signal indiquant l'intensité du champ de fuite, produit par la plaque de Hall 49 sur le conducteur , est appliqué à la section d'entrée-sortie 55 de la CPU 57 et mémorisé dans une adresse de mémoire prédéterminée comme épaisseur de cible L'épaisseur réelle de la cible est liée à l'intensité du champ de fuite associée avec un courant prédéterminé dans la bobine, par un jeu de valeurs empiriques mémorisé dans une table de consultation 30 programmée à l'avance dans la mémoire de la CPU 57 Un contrôle périodique relativement fréquent est donc effectué des conditions réelles d'érosion de la matière de la cible magnétique Si le contrôle périodique indique une érosion excessive, la CPU 57 déclenche un signal d'inhibi35 tion ou un signal d'arrêt pour éviter tout dommage aux équipements ou un manque de sécurité possible pouvant appa- 43 2549496 rattre si une cathode cible 15 presque complètement érodée était maintenue enfonctionnement. La mesure périodique de l'état d'érosion d'une cathode magnétique 15 pendant l'opération 130 permet d'introduire de nouvelles valeurs voulues corrigées pour la pression de fonctionnement, la tension du plasma et son courant, pendant l'opération 131 pour les paramètres de dépôt des boucles PID N 1, N 2, et N 3. Grâce à une connaissance empirique, une table de valeurs 10 de champ magnétique de fuite liées à l'érosion est programmée à l'avance dans la mémoire de la CPU 57 Chaque fois qu'une mesure d'état d'érosion est faite, une comparaison est effectuée avec cette table A certains points, se rapportant à l'érosion de la cible, de nouvelles 15 valeurs sont automatiquement introduites de la table dans les adresses de mémoire pour les valeurs de paramètres de plasma de sorte qu'une compensation automatique est assurée pour obtenir la vitesse de dépôt et la distribution de profil de matière dans les spécifications vou20 lues Le programme revient ensuite à l'opération 114 de la procédure d'initialisation de la commande de processus. Bien que cela n'apparaisse pas spécifiquement sur les organigrammes de commande de processus de la Figure 3 et de la Figure 4, une procédure similaire peut être appli25 quée pour mesurer l'état d'érosion et pour la normalisation d'une matière de cathode cible non magnétique. Dans le cas d'une matière de cible non magnétique, le champ de fuite 25 n'émane plus de la cible elle-même comme d'un prolongement des structures polaires, mais des 30 extrémités des structures polaires 22 et 23 voisines de la cathode cible 15 Avec des cibles non magnétiques, ce champ de fuite ne change pas beaucoup avec la température de la cible et la position et l'intensité du champ ne varient pas avec l'érosion de la cible Mais la-position et l'in35 tensité du champ de fuite par rapport à la surface de la cathode change avec l'érosion de la cible car la surface, lorsqu'elle s'érode, se trouve à des positions différentes 44 2549496 par rapport au confinement de plasma produit par le champ Quand une-cible non magnétique s'érode et que le courant dans la bobine 21 reste inchangé, l'impédance du plasma augmente progressivement en fonction de l'érosion de la cible Cette variation d'impédance ehtralne une diminution progressive de la tension du plasma à moins que cette tension voulue soit normalisée périodiquement avec l'érosion de la cible Les opérations de normalisation 128-131 pour une matière de cible non magnétique 10 sont effectuées avec le plasma allumé car le champ de fuite est affecté seulement pas l'impédance du plasma quand la cible s'érode Cela est contraire à la normalisation avec une cible magnétique qui se fait sans allumage du plasma Pour des matières de cible non magné15 tique, la normalisation peut être déclenchée de la manière décrite ci-dessus pour des matières magnétiques en fonction de ( 1) des intervalles de temps programmés à l'avance, ou ( 2) des kilowatts-heure accumulés ou ( 3) la volonté de l'opérateur. Avec le plasma allumé à une pression normalisée, programmée à l'avance, deux autres procédés peuvent être utilisés pour vérifier l'érosion d'une cible non magnétique Dans le premier de ces procédés, un courant normal est appliqué à la bobine 21 et la tension de plasma surveillée avec un courant de plasma programmé est prélevé comme une indication d'état d'érosion Il est connu qu'avec une pression normale de plasma, un courant normal dans la bobine et un courant normal de plasma, la tension de plasma surveillée est une indication directe de son 30 impédance et par conséquent, une indication directe sur l'érosion de la cible En variante, l'érosion d'une cible non magnétique peut être déterminée en appliquant une tension normalisée de plasma, une pression normalisée de plasma et un courant normalisé de plasma Le courant dans 35 la bobine 21 nécessaire pour établir ces conditions est mesuré pour indiquer l'érosion de la cible Dans un cas comme dans l'autre, le résultat est comparé avec des valeurs dans une table qui contient des données empiriques qui lient l'érosion à -la tension-du-lm-asma ou le courant dans la bobine, en condition normalisée A par5 tir de la comparaison, de nouvelles entrées sont faites pour la pression, la tension et le courant voulus du plasma afin d'assurer une commande de la vitesse de dépôt et du profil de dépôt de matière dans les spécifications établies par les boucles PID n 1, n 2 et n 3. 10 L'invention a été décrite et illustrée en se référant à un ensemble de cathode de forme générale circulaire, annulaire et concentrique, avec un électroaimant sous forme d'une bobine qui produit le champ magnétique nécessaire pour la concentration et l'amélio15 ration du plasma Mais l'invention peut également D. s'appliquer à des ensembles de cathode d'autres formes et configurations, y compris celles appelées dans la technique des magnétrons plans souvent de forme rectangulaire L'invention peut aussi s'appliquer à des ensembles 20 de cathode utilisant ces principes pour établir et commander plusieurs anneaux ou circuits de plasma, soit sur une seule matière de cible ou avec plusieurs cibles En variante, un électroaimant variable, alimenté en courant continu ou alternatif peut être utilisé conjointement avec des aimants permanents pour obtenir la capacité de flux totale, une partie du flux étant produite par une combinaison des aimants permanents et d'un électroaimant variable assurant une plage limitée de variation de l'intensité du champ de fuite En outre, d'autres moyens pour 30 modifier l'intensité du flux magnétique peuvent être utilisés, comme un positionnement mécanique des aimants permanents ou la création d'entrefers contrôlables dans le circuit magnétique de retour. Il est bien évident que de nombreuses modifica35 tions de détail peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits et illustrés sans sortir du cadre ni 46 2549496 de l'esprit de l'invention En particulier, l'invention a été décrite et illustrée en regard d'un seul dispositif à magnétron dans une seule chambre Il est bien évident pour le spécialiste dans la technique du vide et de la fabrication que les avantages de l'invention peuvent s'appliquer particulièrement au cas o il est souhaitable d'appliquer plusieurs revêtements sous vide sur un seul substrat, dans une séquence planifiée C'est grâce à une commande précise du plasma et des paramètres de dépôt et 10 à la possibilité de répéter les opérations séquentielles d'une manière cyclique selon l'invention que ce traitement séquentiel est faisable et économique L'invention s'applique aussi particulièrement lorsqu'il y a lieu que les opérations séquentielles soient totalement isolées les unes des autres, apportant la possibilité d'exécuter des opérations séquentielles de pulvérisation qui ne sont pas compatibles entre elles, par exemple un dépôt à magnétron à courant continu dans une opération, un dépôt réactif dans une autre et un dépôt à haute fréquence d'une matière diélectrique dans une autre Selon l'invention, il est possible de plaquer, de nettoyer, de dégager et d'attaquer, ou d'exécuter toutes autres opérations dans la même série séquentielle. REVENDICATIONS 1 Procédé de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, les électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confines à proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission de la cible, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces du champ électrique ( 38) 10 entre l'anode et la cathode, Caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à commander l'impédance électrique du plasma en commandant 1 a densité du champ magnétique en réponse à un paramètre du plasma ayant tendance à varier. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lacible ( 15) est faite d'une matière magnétique et l'intensité du champ magnétique est suffisante pour saturer la matière magnétique et pour établir un champ de fuite ( 25) à proximité de la surface d'émission, le champ 20 de fuite magnétique étant le champ magnétique de confinement. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre est une fonction de la puissance du plasma. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre est une fonction de la puissance du plasma, à son tour une fonction de l'intensité et de la tension du plasma, le procédé consistant également à comparer 1 ' u N e desdites fonctions de la puissance du 30 plasma avec une valeur voulue pour commander ladite fonction de la puissance du plasma et à comparer la valeur du paramètre de plasma commandé avec une valeur voulue pour commander l'intensité du champ magnétique. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 35 en ce que le paramètre est une -fonction de la puissance du plasma qui est à son tour une fonction de l'intensité et 48 2549496 de la tension du plasma, le procédé consistant à comparer l'une desdites fonctions de la puissance du plasma avec une valeur voulue pour produire un premier signal d'erreur dont l'amplitude indique l'écart 5 entre la puissance réelle du plasma et sa valeur voulue, à commander l'amplitude de ladite fonction de la puissance du plasma en réponse à l'amplitude du premier signal d'erreur, à comparer la valeur du paramètre du plasma commandé avec une valeur voulue pour produire un 10 second signal d'erreur dont l'amplitude indique l'écart entre la valeur réelle du paramètre de plasma commandé et sa valeur voulue et à commander l'intensité du champ magnétique en réponse à l'amplitude du second signal d'erreur. 6 Dispositif de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, les électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés en proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par 20 un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission de la cible, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de force ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, dispositif de commande caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs ( 25, 34, 37, 47, 49) pour contrôler des paramètres du plasma et un dispositif ( 56) réagissant aux paramètres contrôlés du plasma en commandant l'intensité du champ magnétique. 7 Dispositif selon la revendication 6, caracté30 risé en ce que les dispositifs de contrôle comportent un dispositif ( 37) qui contrôle la puissance du plasma. 8 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comportent un dispositif ( 47) qui contrôle la pression du plasma. 9 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comprennent des 49 2549496 dispositifs qui contrôlent une fonction de la puissance et de la pression du plasma. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdispositifs de contrôle comprennent 5 des dispositifs ( 25, 47) qui contrôlent la tension, le courant et la pression du plasma. 11 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comportent un dispositif ( 49) qui contrôle le champ magnétique pour les 10 électrons qui ionisent des atomes du plasma. 12 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comprennent des dispositifs ( 47, 37) qui contrôlent le champ magnétique pour les électrons qui ionisent des atomes du -plasma 15 ainsi qu'une fonction de la puissance du plasma. 13 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comprennent des dispositifs ( 49, 37 et 47) qui contrôlent le champ magnétique des électrons qui ionisent des atomes du plasma 20 ainsi qu'une fonction de la puissance du plasma et de sa pression. 14 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comprennent des dispositifs ( 49, 25) qui contrôlent le champ magnétique pour les électrons qui ionisent des atomes de plasma ainsi que le courant et la tension du plasma. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs de contrôle comprennent des dispositifs ( 49, 25, 47) qui contrôlent le champ magnétique 30 pour des électrons qui ionisent des atomes du plasma ainsi que le courant, la tension et la pression du plasma. 16 Procédé de commande d'un appareil de dépôt de redressement par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, les électrons 35 d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à 2549496 proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par un champmagnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces 5 ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, des atomes provenant de la surface d'émission étant déposés sur un substrat ( 14), la cible subissant une érosion quand elle est utilisée pendant un dépôt, le profil de distribution des atomes sur le substrat ayant tendance à 10 changer quand la cible s'érode, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à changer l'impédance électrique du plasma quand la cible s'érode en changeant le champ magnétique ( 21) de manière à surmonter pratiquementla tendance à la variation du profil de distribution 15 avec l'érosion de la cible. 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'impédance électrique est changée en réponse à des mesures qui la représentent et à des valeurs programmées qui changent en fonction de la quantité de matière 20 pulvérisée à partir de la cible. 18 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'une indication sur l'érosion de la cible est obtenue de temps à autre pendant que certains paramètres de l'appareil sont en condition normalisée, le procédé 25 consistant également à déterminer une réponse de l'appareil pendant qu'il se trouve en condition normalisée et à comparer la réponse avec les valeurs prédéterminées pour déterminer l'érosion de la cible. 19 Procédé selon la revendication 18, caractérisé 30 en ce qu'il consiste en outre à réagir à une érosion déterminée de la cible en établissant des valeurs de points de réglage de l'appareil, les valeurs établies des points de réglage étant telles que si le plasma est commandé en réponse à ces valeurs, la tendance aux varia35 tions de profil de distribution avec l'érosion de la cible est pratiquement éliminée. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cible ( 15) est magnétique et qu'un champ magnétique prédéterminé sffisant p'ursaturer la cible est fourni à cette dernière à l'état normalisé, le procédé consistant également à détecter ( 49) l'amplitude d'un champ de fuite dans le voisinage de la cible résultant du champ prédéterminé pour établir la valeur de point de réglage. 21 Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la condition normalisée est établie sans que le plasma soit allumé et pendant que la cathode se trouve à une température prédéterminée et stabilisée. 22 Procédé selon la revendication 20, caractérisé 15 en ce qu'il consiste également à commander le champ magnétique, pratiquement à sa valeur de point de réglage. 23 Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cible ( 15) est non magnétique et que la condition normalisée est établie avec le plasma allumé 20 et une pression déterminée qui subsiste, et le procédé consistant également à détecter une indication du plasma pendant que la condition normalisée est établie pour déterminer une indication d'érosion de cible. 24 Procédé selon la revendication 23, caractérisé 25 en ce qu'il consiste en outre à commander le champ magnétique de manière qu'il soit maintenu pratiquement à la valeur de point de réglage, l'amplitude de la commande du champ magnétique étant une indication sur l'érosion de la cible. 25 Procédé de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17) magnétique, une anode ( 16) et un plasma, des électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à proximité d'une surface d'émission de la cible 35 ( 15) par un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes 52 2549496 de forces électriques ( 38) entre l'anode et la cathode, et des atomes provenant de la surface d'émission étant déposés sur un substrat ( 14), procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à appliquer un champ magnétique à la cible, le champ magnétique ayant une intensité suffisante pour saturer la matière magnétique de la cible et pour établir un champ de fuite magnétique à proximité de la surface d'émission, le champ de fuite magnétique étant le champ magnétique de confinement. 26 Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à commander le champ magnétique ( 21) en réponse à une indication sur l'impédance du plasma. 27 Procédé selon la revendication 25, caractérisé 15 en ce que la cible ( 15) a tendance à changer de température pendant le fonctionnement, et à modifier l'amplitude du champ magnétique de sorte que la configuration du champ de fuite a tendance à être constante sur une base à court terme. 28 Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que la cible s'érode lorsqu'elle est utilisée pendant le dépôt, un profil de distribution des atomes sur le substrat ayant tendance à changer au fur et à mesure que la cible s'érode, et à changer l'amplitude du champ magné25 tique de manière que sur une base à long terme, la configuration du champ magnétique change de manière à surmonter pratiquement la tendance à la variation du profil de distribution avec l'érosion de la cible. 29 Procédé de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation, comprenant une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, des électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la 35 surface d'émission, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, des atomes provenant de la surface d'émission étant déposés sur un substrat ( 14), la cible subissant une-érosion- iorsqu'elle est utilisée pendant un dépôt, le profil de distribution des atomes sur le substrat ayant tendance à changer quand la cible s'érode, caractérisé en ce qu'il consiste, de temps à autre, à normaliser certains paramètres de l'appareil, à déterminer une réponse de l'appareil pendant qu'il est en condition normalisée et à comparer la réponse 10 avec des valeurs prédéterminées pour déterminer l'érosion de la cible. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à réagir à une érosion déterminée de la cible en établissant des valeurs de points de réglage pour l'appareil, les valeurs-de points de réglage établies étant telles que lorsque le plasma est commandé en réponse à ces valeurs, la tendance à la variation du profil de distribution avec l'érosion de la cible est pratiquement éliminée. 31 Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que la cible ( 15) est magnétique et qu'un champ magnétique prédéterminé suffisant pour saturer la cible est fourni à cette dernière en condition normalisée, le procédé consistant en outre à détecter ( 49) l'amplitude 25 d'un champ de fuite dans le voisinage de la cible résultant du champ prédéterminé pour établir les valeurs de points de réglage. 32 Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que la condition normalisée est établie sans que le 30 plasma soit allumé et pendant que la cathode ( 17) se trouve à une température prédéterminée et stabilisée. 33 Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que la cible ( 15) est non magnétique et la condition normalisée est établie avec le plasma allumé et une pression prédéterminée qui subsiste, le procédé consistant également à détecter une indication sur le plasma pendant que la condition normalisée est établie, pour établir les valeurs de points de réglage. 34 Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que la cible ( 15) est non magnétique et la condi5 tion normalisée est établie avec le plasma allumé et une pression prédéterminée subsistant, le procédé consistant également à détecter une indication sur le plasma pendant que la condition normalisée est établie, pour déterminer l'indication sur l'érosion de la cible. 35 Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que la cible ( 15) est magnétique et un champ magnétique prédéterminé suffisant pour la saturer lui est appliqué en condition normalisée, le procédé consistant en outre à détecter ( 49) l'amplitude d'un champ de fuite 15 dans le voisinage de la cible résultant du champ prédéterminé, pour déterminer l'indication sur l'érosion de la cible. 36 Appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation, caractérisé en ce qu'il comporte une cathode cible 20 ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, des électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à proximité d'une surface d'émission de la cible par un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission de la cible, le champ magnétique 25 de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, et un dispositif ( 56) étant prévu pour commander l'intensité du champ magnétique en réponse à des paramètres du plasma ayant tendance à varier. 37 Appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation, caractérisé en ce qu'il comporte une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, des électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par 35 un champmagnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission de la cible, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, un capteur de champ magnétique ( 4-9) étant positionné à proximité de la cible pour en détecter le champ de fuite. 38 Appareil selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif pour commander une fonction de l'impédance du plasma en réponse au champ magnétiquedétecté par le capteur de champ magnétique ( 49). 10 39 Appareil de commande d'un dispositif de dépôt de revêtement par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, des électrons d'ionisation du piasma ayant tendance à être confinés à proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par 15 un champ magnétique ayant des lignes de forces:-( 25)voisines de la surface d'émission de la cible, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire à des lignes de forces ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, appareil caractérisé en ce qu'il comporte en 20 outre des dispositifs ( 25, 34, 37, 47, 49) destinés à contrôler des paramètres de plasma ayant tendance à varier et un dispositif destiné à commander l'impédance électrique du plasma en commandant l'intensité du champ magnétique en réponse aux dispositifs de contrôle. 40 Appareil selon la revendication 39, caractérisé en ce que le paramètre est une fonction de la puissance du plasma. 41 Appareil selon la revendication 39, caractérisé en ce que le paramètre est une fonction de la puissance du plasma qui, à son tour, est fonction de l'intensité et de la tension du plasma, l'appareil comportant en outre un dispositif ( 56) pour comparer une fonction de la puissance du plasma avec une valeur voulue pour commander l'une desdites fonctions de puissance du plasma, et un dispositif réagis35 sant à une comparaison de la valeur de l'autre desdites fonctions de la puissance du plasma avec sa valeur voulue pour commander l'intensité du champ magnétique. 42 Appareil selon la revendication 39, caractérisé en ce que le paramètre est une fonction de la puissance du plasma qui, à son tour est une fonction de l'intensité et de la tension du plasma, l'appareil comportant en outre un dispositif ( 56) pour comparer une fonction de la puissance du plasma avec sa valeur voulue afin de produire un premier signal d'erreur dont l'amplitude indique une fonction de l'écart entre la puissance 10 réelle du plasma et sa valeur voulue, un dispositif qui commande l'amplitude de l'une desdites fonctions de la puissance du plasma en réponse à l'amplitude du premier signal d'erreur, un dispositif ( 56) qui compare la valeur de l'autre desdites fonctions de la puissance du plasma 15 avec la valeur voulue pour produire un second signal d'erreur dont l'amplitude indique l'écart entre la valeur réelle de l'autre fonction de la puissance du plasma et sa valeur voulue, et un dispositif ( 25) commandant l'intensité du champ magnétique en réponse au second signal 20 d'erreur. 43 Appareil de commande d'un appareil de dépôt de revêtement par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17), une anode ( 16) et un plasma, des électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à 25 proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de la surface d'émission, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, des atomes provenant de la surface d'émission étant déposés sur un substrat ( 14), la cible subissant une érosion lorsqu' elle est utilisée pendant un dépôt, le profil de distribution des atomes sur le substrat ayant tendance à changer quand la cible s'érode, appareil caractérisé en ce qu'il 35 comporte un dispositif ( 56) destiné à commander l'impédance électrique du plasma quand la cible s'érode en changeant le champ magnétique de manière à éliminer pratiquement la v a r i a t i o N du profil de distribution avec l'érosion de l-a c W 5 iié 44 Appareil selon la revendication 43, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des dispositifs ( 25, 34, 37, 47, 49) destinés à mesurer des paramètres commandés par l'impédance électrique, un dispositif ( 56) pour mémoriser des valeurs programmées qui varient en fonction de la quantité de matière pulvérisée à partir de la cible, 10 le dispositif de commande réagissant aux paramètres mesurés et aux valeurs programmées. Appareil selon la revendication 43, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 57) destiné de temps à autre à obtenir une indication de l'érosion de 15 la cible pendant que certains paramètres de l'appareil se trouvent en condition normalisée, un dispositif ( 56) pour déterminer une réponse de l'appareil de dépôt pendant qu'il se trouve en condition normalisée et un dispositif destiné à comparer la réponse avec sa valeur prédéterminée afin de 20 déterminer l'érosion de la cible. 46 Appareil selon la revendication 45, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif réagissant à l'érosion déterminée de la cible pour établir des valeurs de points de réglage pour l'appareil de revêtement par pulvérisation, les valeurs de points de réglage établies étant telles que lorsque le plasma est commandé en réponse à ces valeurs, la tendance à la variation du profil de distribution avec l'érosion de la cible soit pratiquement éliminée. 47 Appareil selon la revendication 45, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 49) pour détecter l'amplitude d'un champ de fuite au voisinage de la cible afin d'établir la valeur du point de réglage. 48 Appareil selon la revendication 45, caractérisé 35 en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 56) pour établir la condition normalisée sans que le plasma soit allumé pendant que la cathode ( 17) se trouve à une température prédéterminée ee stabilisée. 49 Appareil selon la revendication 45, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 56) pour établir la condition normalisée avec le plasma allumé et une pression prédéterminée qui y subsiste, et 5 un dispositif pour détecter une indication sur l'impédance du plasma pendant que la condition normalisée est établie afin d'obtenir une indication sur l'érosion de la cible. Appareil de commande d'un appareil de dépôt 10 par pulvérisation comprenant une cathode cible ( 15, 17) une anode UX 6 L>et J unplasma, des électrons d'ionisation du plasma ayant tendance à être confinés à proximité d'une surface d'émission de la cible ( 15) par un champ magnétique ayant des lignes de forces ( 25) voisines de -15 la surface d'émission, le champ magnétique de confinement étant perpendiculaire aux lignes de forces ( 38) du champ électrique entre l'anode et la cathode, des atomes provenant de la surface d'émission étant déposés sur un substrat ( 14), la cible subissant une érosion lorsqu'elle 20 est utilisée pendant un dépôt, le profil de distribution des atomes sur le substrat ayant tendance à changer quand la cible s'érode, appareil caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 56) destiné à normaliser de temps à autre certains paramètres de l'appareil, un dispositif 25 pour déterminer une réponse de l'appareil de dép Ot pendant qu'il se trouve en condition normalisée et un dispositif pour comparer la réponse avec sa valeur prédéterminée afin de déterminer l'érosion de la cible. 51 Appareil selon la revendication 50, caractérisé 30 en ce que le dispositif de détection de réponse comporte un dispositif ( 49) qui détecte l'amplitude d'un champ de fuite au voisinage de la cible. 52 Appareil selon la revendication 50, caractérisé en ce que le dispositif de détermination de réponse comporte un dispositif ( 37) destiné à détecter l'amplitude d'une fonction de la puissance du plasma. 59 2549496 53 Procédé de revêtement de substrat avec un appareil de-revêtement par pulvérisation qui, en fonctionnement, établit un champ magnt-iquieéeétn plasma,, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à commander ( 56) pendant la pulvérisation, l'impédance électrique du plasma en commandant ( 25) l'intensité du champ magnétique en réponse à un paramètre du plasma ayant tendance à varier. 54 Procédé selon la revendication 53, caracté10 risé en ce que le paramètre est une fonction de la puissance du plasma. Procédé selon la revendication 53, caractérisé en ce que le paramètre est une fonction de la puissance du plasma qui, à son tour, est une fonction de l'intensité 15 et de la tension du plasma, le procédé consistant en outre à comparer lesdites fonctions de la puissance du plasma avec une valeur voulue pour commander ladite fonction de puissance du plasma et à comparer la valeur du paramètre commandé du plasma avec sa valeur voulue pour 20 commander l'intensité du champ magnétique. 56 Procédé selon la revendication 53, caractérisé en ce que le paramètre est une fonction de la puissance du plasma qui, à son tour, est une fonction de l'intensitéetde la tension du plasma, le procédé consistant à comparer l'une desdites fonctions de la puissance du plasma avec sa valeur voulue pour produire un premier signal d'erreur dont l'amplitude indique l'écart entre la puissance réelle du plasma et sa valeur voulue, à commander l'amplitude de ladite fonction de la puissance du plasma en réponse à 30 l'amplitude du premier signal d'erreur, à comparer la valeur du paramètre commandé du plasma avec une valeur voulue pour produire un second signal d'erreur dont l'amplitude indique l'écart entre la valeur réelle du paramètre commandé du plasma et sa valeur voulue et à 35 commander l'intensité du champ magnétique en réponse à l'amplitude du second signal d'erreur. 57 Procédé de revêtement de substrats avec un appareil de revêtement par pulvérisation qui, pendant le fonctionnement, établit un champ magnétique et un plasma, l'appareil comprenant une cathode cible ( 15, 17) avec 5 une surface émettant des électrons, des atomes de la surface d'émission étant déposés sur des substrats ( 14), la cible subissant une érosion lorsqu'elle est utilisée pendant un dépôt, le profil de distribution des atomes sur les substrats ayant tendance à changer quand la cible 10 s'érode, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à changer l'impédance électrique du plasma quand la cible ( 15) s'érode en changeant le champ magnétique de manière à éliminer pratiquement la tendance à la variation du profil de distribution avec l'érosion de -15 la cible. 58 Procédé selon la revendication 57, caractérisé en ce que l'impédance électrique est changée en réponse à des mesures qui l'indiquent et à des valeurs programmées qui varient en fonction de la quantité de matière pulvé20 risée à partir de la cible. 59 Procédé selon la revendication 57, caractérisé en ce qu'une indication sur l'érosion de la cible est obtenue de temps à autre pendant que certains paramètres de l'appareil sont en condition normalisée, le procédé consistant étalement à déterminer une réponse de l'appareil pendant qu'il se trouve en condition normalisée et à comparer la réponse avec des valeurs prédéterminées pour déterminer l'érosion de la cible. Procédé de revêtement de substrats avec un appa30 reil de revêtement par pulvérisation qui, pendant son fonctionnement, établit un champ magnétique et un plasma, l'appareil comprenant une cathode cible ( 15, 17) avec une surface d'émission d'atomes, des atomes provenant de la surface d'émission étant déposés sur un substrat ( 14), la 35 cible ( 15) subissant une érosion lorsqu'elle est utilisée pendant un dépôt et un profil de distribution des atomes 61 2549496 sur le substrat ayant tendance à changer quand la cible s'érode, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à normaliser de temps àautre certains paramètres de l'appareil, à déterminer une réponse de l'appareil pendant qu'il se trouve en condition normalisée et à comparer la réponse avec des valeurs prédéterminées pour déterminer l'érosion de la cible.