Brevet FR2834226A1 — publié le 20030704

PROCÉDÉ DE PYROLYSE BASSE PRESSION La présente invention concerne, de façon générale, les procédés de pyrolyse utilisés dans des applications industrielles. Plus particulièrement, la présente invention concerne les pyrolyses à basse pression. La présente invention sera décrite ci-après dans le cas particulier d'une pyrolyse basse pression utilisée lors de la fabrication de composants électroniques dans des plaquettes semiconductrices. Toutefois, de telles pyrolyses sont mises en oeuvre dans de nombreux procédés industriels. L'une des étapes prévues lors de la fabrication de certains circuits électroniques sur plaquettes semiconductrices, notamment des composants de puissance, consiste à former une couche de verre sur des zones correspondant à des jonctions. Pour cela, on mélange de la poudre de verre à une résine photosensible qui est utilisée comme liant et on dépose le mélange sur la plaquette. Ensuite, on procède à une pyrolyse afin d'éliminer la résine photosensible et à former la couche de verre. Cette pyrolyse est effectuée à basse pression en présence d'oxygène. La figure 1 illustre, de façon schématique et partielle, une installation utilisée pour mettre en oeuvre une telle pyrolyse basse pression. L'installation comporte un four 1 comprenant une enceinte cylindrique 2 destinée à recevoir des plaquettes de silicium à traiter (non représentées). L'enceinte 2 est mise dans un four, ou entourée d'éléments chauffant 3. Du côté d'une première paroi d'extrémité 4 de l'enceinte 2, à gauche de la figure 1, est prévue une alimentation en oxygène, depuis un réservoir 5 (02), au moyen d'une commande d'admission 6, par exemple une électrovanne. Du côté d'une deuxième paroi d'extrémité 8 de l'enceinte 2 est prévue une ouverture reliée à une pompe 9 par l'intermédiaire de tuyaux flexibles et d'une chambre 10. Au moins une des deux parois 4 et 8 constitue une porte permettant l'introduction des plaquettes à traiter dans l'enceinte 2. En fonctionnement, l'enceinte 2 est maintenue sous vide partiel à une pression de l'ordre de 500 Pa (4 torr). Alors, à une température de l'ordre de 600 C imposée par les éléments chauffants 3, en présence de la circulation d'oxygène décrite précédemment, la résine photosensible est pyrolysée. Un inconvénient de l'installation décrite précédemment réside dans les opérations fréquentes de maintenance nécessaires. En effet, des résidus de résine non décomposés se déposent dans les différentes parties froides associées au système de pompage, notamment dans les tuyaux flexibles. Pour des tuyaux d'un diamètre d'environ 40 mm, il faut alors prévoir environ toutes les 200 utilisations un arrêt de l'installation pour effectuer des nettoyages. La quantité importante de résidus est due au fait que la pyrolyse est incomplète. La résine au lieu d'être brûlée est évaporée et se dépose sur les points froids de l'installation. Ceci est d'autant plus gênant que les résidus ainsi formés peuvent être toxiques ou dangereux pour l'environnement. Ceci complique les opérations de maintenance. Pour pallier ces problèmes, on utilise en sortie du four, dans certaines installations à pression ordinaire, une torche destinée à brûler les résidus en cours de condensation. Toutefois, pour le type d'installation envisagé, les conditions de vide partiel rendent impossible le recours à une telle torche. La présente invention vise par conséquent à proposer un procédé et une installation de pyrolyse qui pallient les inconvénients ci-dessus évoqués. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un procédé de pyrolyse, consistant à faire circuler dans une enceinte à basse pression un gaz réactif, et à former à la sortie de ladite enceinte un plasma du gaz réactif. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le gaz réactif est de l'oxygène. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'élément à pyrolyser est une résine photosensible. La présente invention prévoit aussi une installation de pyrolyse comprenant une enceinte chauffée dans laquelle circule un gaz réactif à basse pression, comportant sur le trajet dudit gaz à la sortie de ladite enceinte une série de grilles conductrices excitées pour former un plasma dudit gaz réactif. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les grilles sont excitées à haute tension et haute fréquence par un générateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les grilles sont placées à l'intérieur de l'enceinte. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les grilles sont placées dans une chambre disposée immédiatement en aval de l'enceinte de pyrolyse. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 illustre, de façon schématique et partielle, une installation de pyrolyse connue ; la figure 2 illustre, de façon schématique et partielle, une installation de pyrolyse basse pression selon un mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 3 illustre, de façon schématique et partielle, une installation de pyrolyse basse pression selon un autre mode de réalisation de la présente invention. Par souci de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. De plus, les différentes figures ne sont pas tracées à l'échelle. La figure 2 illustre schématiquement et partiellement un mode de réalisation d'une installation de pyrolyse 20 selon un mode de réalisation de la présente invention. La structure globale de l'installation 20 est identique à celle d'une installation connue illustrée en figure 1. La différence entre les deux figures réside dans le fait que l'enceinte 21 du four de l'installation 20 contient une série de grilles métalliques 22 au niveau de la paroi 8, c'est-à-dire sur le trajet de sortie de l'oxygène. La série de grilles 22 est reliée à un générateur de tension haute fréquence 23 (HF). Plus particulièrement, deux grilles consécutives de la série 22 sont connectées à un pôle différent du générateur 23. La présence des grilles métalliques excitées à haute tension et haute fréquence provoque la formation d'un plasma d'oxygène basse pression. Le plasma étant plus réactif que le gaz, la pyrolyse est améliorée et la résine est pratiquement complètement décomposée. Par conséquent, les résidus de résine se déposant classiquement sur les parties froides de l'installation sont considérablement réduits. Les opérations de maintenance sont donc facilitées et/ou peuvent être réduites en nombre. Selon une variante, la présente invention prévoit une installation de pyrolyse 30 telle qu'illustrée en figure 3. L'installation 30 se distingue de l'installation 20 de la figure 2 en ce que la série de grilles 22 associée au générateur haute fréquence 23 est placée dans une chambre à plasma 31 externe au four et intercalée entre celui-ci et la chambre 10. Cette disposition permet de réduire les modifications à apporter à une installation existante. Elle présente en outre l'avantage de simplifier un remplacement éventuel de la chambre à plasma et/ou des grilles qu'elle contient. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la présente invention ne se limite pas à la pyrolyse en présence d'oxygène d'une résine photosensible dans la fabrication de circuits intégrés. Une telle installation peut être utilisée dans tout procédé industriel utilisant une pyrolyse basse pression en présence d'un gaz réactif susceptible de former un plasma. REVENDICATIONS 1. Procédé de pyrolyse, consistant à faire circuler dans une enceinte (21 ; 2) à basse pression un gaz réactif, caractérisé en ce qu'il consiste à former à la sortie de ladite enceinte un plasma du gaz réactif. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le gaz réactif est de l'oxygène. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'élément à pyrolyser est une résine photosensible. 4. Installation (20 ; 30) de pyrolyse comprenant une enceinte chauffée (21 ; 2) dans laquelle circule un gaz réactif à basse pression, caractérisée en ce qu'elle comporte sur le trajet dudit gaz à la sortie de ladite enceinte une série de grilles conductrices (22) excitées pour former un plasma dudit gaz réactif. 5. Installation (20 ; 30) selon la revendication 4, dans laquelle les grilles sont excitées à haute tension et haute fréquence par un générateur (23). 6. Installation (20) selon la revendication 4, dans laquelle les grilles (22) sont placées à l'intérieur de l'enceinte (21). 7. Installation (30) selon la revendication 4, dans laquelle les grilles (22) sont placées dans une chambre (31) disposée immédiatement en aval de l'enceinte de pyrolyse (2).