INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le dispositif de commande fonctionne sur la base d'un circuit intégré spécialement conçu qui est un boîtier à deux rangées de broches encapsulé sous plastique et est fait selon une technologie compatible bipolaire et CMOS, fonctionnant sous 3-18 V et pouvant délivrer un courant suffisamment grand pour activer directement des relais du type état solide. La figure 6 montre la disposition des broches du circuit intégré LM7259BP, dans lequel les broches 24 à 27 sont des broches de programmation qui peuvent stocker le programme de sortie en connectant des potentiels électriques hauts et bas. Le circuit intégré LM7259BP possède 13 broches de sortie qui se divisent en trois groupes et, en relation avec le premier mode de réalisation, il se caractérise comme suit.
Le premier groupe comporte les broches de sortie 1 à 6 servant à commander les lampes de mise à feu 4. Lorsque ces broches reçoivent du courant, elles peuvent délivrer un niveau haut dans l'ordre 1-@2@3-@4@5@6 de façon à activer directement des relais du type solide, de sorte que les lampes de mise à feu 4 s'allument du bas vers le haut successivement. La vitesse d'allumage des lampes d'allumage peut être modifiée par modification de la valeur de la résistance RP 1 et de la capacité du condensateur C l.
Le deuxième groupe comporte des broches de sortie 7 à 10 servant commander les lampes à explosion 5. Lorsque les lampes de mise à feu 4 sont allumées, des niveaux hauts sont délivrés dans l'ordre 7-+8@9@10@7@7+8@ 7+8+9---)7+8+9+10--->8+9+10--->9+10---#10 de façon à allumer les lampes à explo sion 5A, 5B, 5C et 5D respectivement. La vitesse d'allumage des lampes à explo Sion peut être modifiée par ajustement de la valeur de la résistance RP2.
Le troisième groupe comporte les broches de sortie 11 à 13, servant commander les lampes à éclair 6. Après que le deuxième groupe s'est éteint, des niveaux hauts sont délivrés dans l'ordre de 11-@12-@13-@11+12-@11+13@ 12+1311+12+13 de façon à allumer les lampes à éclair 6 rapidement. La fréquence de production d'éclairs peut être modifiée par ajustement de la valeur de la résistance RP3.
Après que le troisième groupe a effectué un cycle ou plusieurs cycles, le circuit intégré se repositionne et le traitement ci-dessus se répète dans l'ordre suivant : premier groupe--->deuxième groupe->troisième groupe.
Dans le deuxième mode de réalisation, le dispositif de commande fonctionne sur la base du circuit intégré LH9855N, qui est un boitier à double rangée de broches encapsulé sous plastique fait au moyen d'une technologie compatible bipolaire et CMOS. La figure 7 montre la disposition des broches du circuit intégré LH9855N, dans lequel la broche 1 est connectée au pôle positif de la source d'alimentation électrique, les broches 2, 3 et 4 sont utilisées pour effectuer une oscillation, les extrémités communes d'une lampe à explosion étant connectées avec une résistance d'oscillation et un condensateur d'oscillation, tandis que les broches 5 à 12 sont utilisées pour envoyer des impulsions sur les extrémités de sortie des lampes de mise à feu 1 à 8, les broches 14 à 19 sont utilisées pour envoyer les impulsions de sortie sur les extrémités des lampes de mise à feu 4, broche 13 est connectée à la borne négative la source d'ali mentation électrique, les broches 20, 21 et ?? sont les extrémités d'oscillation communes utilisées pour les lampes de mise à feu, et les broches 23 et 24 sont des broches redondantes.
Apres avoir été mises sous tension, les broches 14 a 18 délivrent des impulsions de niveau haut successivement afin d'activer des relais du type état solide et d'allumer des lampes de mise à feu 4, après quoi une lampe de mise à feu s'éteint et les broches 5 à 12 délivrent des niveaux hauts dans l'ordre suivant 5+6->7+8-->9+ 0->11+12 --- >5+6->5+7+8---->5+7+9+10--->5+7+9+1 1+12-> 7+9 + 1 l+12->9+1 1+12-+ 1 1+12--> 12 afin de commander l'allumage des lampes à explosion comme représenté sur la figure 4, où les broches 5 à 12 correspondent respectivement aux bornes A à D' de la figure 4 selon le schéma suivant : 5-A, 6- A', 7-B, 8-B', 9-C, 10-C', 11-D, 12-D'.
Le circuit de commande peut être configuré selon les différentes formes d'explosion des lampes au moyen des techniques connues de sorte qu'il est possible de rendre la simulation plus efficace.
L'invention vise de surcroît à permettre d'atteindre ces buts de façon simple, économique et fiable.
Pour ce faire, l'invention concerne une installation de traitement d'un substrat comprenant des moyens pour générer et orienter vers une surface du substrat au moins un faisceau d'ions, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens, dits moyens de neutralisation du faisceau, adaptés pour former et interposer, sur la trajectoire du faisceau d'ions, un nuage de particules neutralisantes de charge électrique opposée à celle des ions du faisceau d'ions, ce nuage de particules neutralisantes s'étendant à distance de la surface du substrat, ce nuage de particules neutralisantes étant adapté pour pouvoir être traversé par le faisceau d'ions qui est, à la sortie du nuage de particules neutralisantes, transformé en un faisceau au moins partiellement constitué de particules électriquement neutres bombardant la surface du substrat.
L'invention s'étend aussi à un procédé de traitement d'un substrat dans lequel on génère et on oriente vers une surface d'un substrat, au moins un faisceau d'ions, caractérisé en ce qu'on forme et on interpose sur la tra ectoire du faisceau d'ions un nuage de particules neutralisantes de charge j électrique opposée à celle des ions du faisceau d'ions, ce nuage de particules neutralisantes s'étendant à distance de la surface du substrat, ce nuage de particules neutralisantes étant adapté pour pouvoir être traverse par le faisceau d'ions qui est, à la sortie du nuage de particules neutralisantes, transformé en un faisceau au moins partiellement constitué de particules électriquement neutres bombardant la surface du substrat.
Ainsi, avec une installation et un procédé selon l'invention, les particules incidentes du faisceau n'ont pas ou peu d'influence électrique sur le substrat, contrairement à l'art antérieur dans lequel il était considéré que le faisceau devait nécessairement être formé d'ions incidents pour traiter le substrat, et dans lequel l'influence électrostatique de ces ions était ensuite neutralisée par un faisceau d'électrons orienté sur la surface. Autrement dit, dans l'invention, on empêche l'accumulation des charges superficielles sur le substrat alors que dans l'art antérieur on ne faisait qu'essayer de compenser ou d'annihiler la charge superficielle créée.
L'invention part du constat selon lequel, en fait, la présence d'ions chargés n'est pas indispensable pour traiter un substrat, y compris pour réaliser un micro-usinage tel q'un dépôt ou une gravure, les mêmes traitements pouvant être obtenus avec des particules neutres possédant la même énergie (supérieure à 20 keV - notamment de l'ordre de 30 keV -). Dans un procédé selon l'invention, les particules incidentes sont à l'origine des ions qui sont d'abord accélérés à une énergie Eac (supérieure à 20 keV - notamment de l'ordre de 30 keV -) puis neutralisés par passage dans un nuage de particules neutralisantes. En final, les particules incidentes sont donc des atomes ou des molécules neutres mais excités (l'énergie des particules neutralisantes ne correspondant pas exactement au niveau d'énergie nécessaire pour former l'atome ou la molécule correspondant) et accélérés avec la même énergie Eac que les ions d'origine. L'énergie des ces particules incidentes est donc élevée et permet, en fait, les traitements tels que les micro-usinages, les tests de qualité, l'analyse physico-chimique et l'imagerie en général, et ce sans présenter les inconvénients sus-cités d'un faisceau d'ions traditionnels. Le nuage de particules neutralisantes est formé d'un ensemble de particules neutralisantes de densité adaptée pour neutraliser le faisceau d'ions, et d'énergie aussi faible que possible, notamment possédant une énergie cinétique aussi faible que possible, de façon à traverser, à une vitesse aussi faible que possible, une zone traversée par le faisceau d'ions.
Avantageusement et selon l'invention, on adapte la densité du nuage de particules neutralisantes en fonction du courant du faisceau d'ions pour neutraliser au moins sensiblement l'intégralité des ions du faisceau, de sorte que ce dernier est ensuite formé au moins sensiblement en totalité de particules neutres bombardant la surface du substrat.
L'invention permet en particulier de s'affranchir des phénomènes d'accumulation de charges superficielle et de leurs conséquences sus-mentionnées. En particulier, elle permet d'automatiser une succession d'opérations distinctes sur plusieurs zones différentes d'un même substrat, sans nécessiter d'intervention humaine, et avec une grand précision. Elle permet aussi la réalisation facile et rapide de micro-sections transversales et de préparations TEM.
Rien n'empêche d'utiliser plusieurs faisceaux de particules simultanément ou successivement. Néanmoins, il fait partie des avantages de l'invention de ne nécessiter l'utilisation que d'un seul faisceau de particules dans l'installation.
L'invention concerne aussi un procédé et une installation caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma illustrant en coupe axiale les principaux éléments d'une première variante de réalisation d'une installation selon l'invention, - la figure 2 est un schéma similaire à la figure 1 illustrant une deuxième variante de réalisation d'une installation selon l'invention, la figure 3 est un schéma en perspective arrachée illustrant plus en détail un mode de réalisation des moyens de neutralisation du faisceau de l'installation de la figure 2, - la figure 4 est un schéma illustrant en coupe axiale un dispositif utilisé dans l'exemple donné ci-après.
L'installation représentée figure 1 est une installation de correction des défauts de circuits intégrés par un faisceau d'ions focalisé (FIB) dont les principaux éléments constitutifs sont connus en eux-mêmes et ne sont donc ni décrits ni représentés en détail. Une telle installation est par exemple un système IDS P2X commercialisé par la Société SCHLUMBERGER (San Jose, CA 95110-1397, USA). D'autres installations semblables sont commercialisées par les sociétés FEI Company (Hillsboro, OR 97124-5830, USA) et MICRION Corporation (Peabody, MA 01960-7990, USA).
Une telle installation comprend une colonne 1 de formation d'un faisceau d'ions positifs 42. Cette colonne 1 permet d'émettre des ions, de les accélérer avec l'énergie appropriée et de focaliser le faisceau. Elle comprend une chambre à vide 2 en forme de colonne adaptée pour délimiter une enceinte 3 close et associée à des moyens pour réaliser un vide poussé (de l'ordre de 10-8 Torr, soit 10-6 Pa) dans cette enceinte 3. Les parois de la chambre à vide 2 sont conductrices (métalliques) et définissent le potentiel de masse de l'installation.
La colonne 1 comprend, à une extrémité, une source d'ions 4, par exemple un échantillon de gallium réchauffé par une tension continue issue d'un générateur 5 de tension électrique continue.
Les ions positifs sont extraits de la source 4 et accélérés par un dispositif extracteur/accélérateur comprenant au moins un générateur 6 délivrant une tension électrique continue d'accélération Uac de valeur fixe mais de préférence réglable, dont la borne négative est reliée aux parois de la chambre à vide 2 et dont la borne positive est reliée à une électrode d'accélération 7. A l'aval de l'électrode d'accélération 7, les ions du faisceau 42 sont émis avec une énergie correspondant à la tension d'accélération Uac, qui est supérieure à 20,5keV, par exemple de l'ordre de 30keV, ou 50keV, voire même plus, selon un faisceau d'axe 39.
Un dispositif 8, connu en soi, permet de focaliser, d'orienter et de commander le balayage du faisceau d'ions 42 émis vers une zone à traiter. Il comprend un ou plusieurs condenseurs et des moyens de déviations transversales du faisceau selon deux directions orthogonales transversales par rapport à l'axe 39 du faisceau (en X et en Y, l'axe 39 représentant les coordonnées en Z). Ce dispositif 8 est piloté ainsi que l'ensemble de l'installation par un système informatique (non représenté).
Sur la première plaque optique 6 sont fixés de manière amovible, cinq porte-lampes 7.
Chaque porte-lampe 7 comporte une douille 8, un réflecteur 9 et des moyens d'accrochage élastiques 10 pour fixer ce porte-lampe 7, sur la première plaque optique 6, de manière amovible.
Chaque réflecteur 9 comporte une face concave réfléchissante 32. Chaque face concave réfléchissante 32 est tournée vers une lampe 5. Cette face concave réfléchissante 32 correspond à une portion de surface sphérique. La sphère inscrite dans chaque face concave réfléchissante 32 correspond également à celle inscrite dans un ballon 14. Ainsi, le filament de chaque lampe 5 se trouve approximativement au niveau du centre de chaque sphère inscrite à la fois dans une face concave réfléchissante 32 et dans le ballon 14 correspondant.
Le réflecteur 9 et la douille 8 constituent un porte-lampe 7 formant une pièce unique monobloc, c'est à dire que le réflecteur 9 est venue de matière avec la douille 8.
Les lampes 5 sont des lampes à tige de verre. Les douilles 8 sont aptes à pincer la tige des lampes 5 pour maintenir ces lampes 5 sur le porte-lampe 7 et assurer un contact électrique avec deux éléments conducteurs reliés au filament de ces dernières.
La douille 8 est réalisée, en ce qui concerne la partie dans laquelle est insérée la lampe 5, d'une manière connue en soi.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, une portion de la face concave réfléchissante 32 est disposée derrière les lampes 5 par rapport à la direction d'éclairage E. Afin d'améliorer les performances photométriques du feu conforme à la présente invention, la douille 8 est décalée angulairement par rapport à l'axe optique 0.
Pour les exemples de porte-lampes 7 représentés sur les figures 1 et 2, l'axe de douille D, lorsque le feu 1 est monté sur un véhicule automobile, se trouve dans un plan horizontal. L'axe de douille D est incliné par rapport à l'axe optique 0 d'environ 70'.
Les moyens d'accrochage élastiques 10 représentés sur les figures 1 et 2 comprennent, à proximité de la douille 8, une patte 18. Cette patte 18 s'étend approximativement perpendiculairement à l'axe de douille D, radialement dans un plan horizontal, lorsque le feu 1 est monté sur un véhicule automobile. Cette patte 18 a une épaisseur, dans la direction parallèle à l'axe de douille D, suffisamment faible pour rester flexible et élastique lorsqu'elle est déformée par un mouvement s'effectuant dans ce plan horizontal. Cette patte 18 est munie à son extrémité libre, d'une dent 19 apte à être retenue dans une encoche 20 ménagée dans la zone plane 15.
Par ailleurs, la douille 8, à proximité de son extrémité la plus proche de la lampe 5, est liée au réflecteur 9, au voisinage de la face concave réfléchissante 32. Vue en coupe, selon un plan horizontal, lorsque le feu 1 est monté sur un véhicule automobile, et passant par le filament de la lampe 5, la face concave réfléchissante 32 forme approximativement un quart de cercle, puis se prolonge par un segment rectiligne, correspondant à une portion plate 22 de la plaque 11, parallèle à l'axe de douille D. Le bord libre de cette portion plate 22 est muni d'une languette de manoeuvre 23. Sur chaque porte-lampe 7, la languette de man#uvre 23 est située en vis à vis de la patte 18, par rapport à la lampe 5 du porte-lampe 7 correspondant. Cette languette de man#uvre 23 s'étend du bord libre de la portion plate 22, parallèlement à l'axe optique 0, en direction opposée de la direction d'éclairage E. La languette de manoeuvre 23 est munie d'un élément en saillie 24, à proximité du bord libre de la portion plate 22. Cet élément en saillie 24 vient en butée d'un rebord 25 formé sur une structure solidaire de la plaque optique 6 et située de l'autre côté de l'encoche 20, par rapport au ballon 14. De cette manière, le porte-lampe 7 comporte des moyens d'accrochage élastiques 10, situés sur le réflecteur 9, de part et d'autre de la lampe 5. Il n'est pas nécessaire d'avoir recours à d'autres pièces pour fixer un porte-lampe 7 sur une plaque optique 6. Le nombre de pièces d'un feu 1 conforme à la présente invention est donc très réduit.
Selon la variante du feu 1, représentée sur la figure 1, la douille 8 est connectée au circuit électrique général du véhicule par un faisceau électrique 26.
Selon la variante du feu 1, représentée sur la figure 2, la douille 8 est directement reliée au circuit électrique général du véhicule grâce à un connecteur 27 amovible rapporté sur le porte-lampe 7. Ce type de connecteur simplifie avantageusement le démontage du porte-lampe 7.
Optionnellement, le porte-lampe 7 comporte en outre un écran thermique 28 entourant la lampe 5 et permettant de protéger l'environnement de la lampe 5 d'une élévation de température liée à la chaleur dégagée par chaque lampe 5. Cet écran thermique 28 est avantageusement constitué de matériaux ayant une meilleure tenue aux températures élevées que ceux qui constituent le reste de l'environnement des lampes 5 (porte-lampe 7, plaque optique 6, etc.). Dans ce cas, les matériaux seront avantageusement choisis parmi l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), le polypropylène (PP) et un copolymère polycarbonatelacrylonitrile butadienne styrène (PC/ABS).
Un feu 1 conforme à la présente invention permet une fabrication standardisée. En effet, un même porte-lampe 7 peut être utilisé suivant plusieurs configurations.
Le feu 1 conforme à la présente invention peut être réalisé sous forme de nombreuses variantes, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Par exemple, selon certaines de ces variantes, le plan comprenant l'axe optique 0 et l'axe de douille D a subi une rotation, autour de l'axe optique 0, par rapport aux exemples de feu 1 représentés sur les figures 1 et 2. Cette rotation est par exemple de 900.
Selon d'autres variantes, le feu 1 comporte un seul porte-lampe 7, supportant plusieurs lampes 5.
L'invention a également pour but de proposer un procédé d'ajustement d'une résistivité superficielle réduite verre silicaté contenant du plomb.
Le premier de ces objectifs est atteint grâce à un verre silicaté contenant du plomb présentant la composition suivante (en % en poids) : Si0215 -35, PbO 35 - 55, Bi203> 20-29, BaO 0 - 10, CS20 0 - 10, BaO + CS20 2 - 13, CaO 0 - 10, SrO 0 - 10, CaO + SrO + BaO 0 - 10, et contenant jusqu'à 1 % en poids d'agent d'affinage.
Le deuxième objectif est atteint grâce à l'utilisation d'un tel verre silicaté contenant du plomb pour la fabrication de multiplicateurs d'électrons secondaires.
Enfin le troisième objectif est atteint grâce à un procédé d'ajustement d'une résistivité superficielle réduite d'un verre silicaté décrit ci-
dessus comprenant le fait d'exposer le verre silicaté contenant du plomb à une atmosphère d'hydrogène réductrice, et à ajuster dans des conditions de réduction définies une résistivité superficielle déterminée qui dépend de la composition du verre silicaté contenant du plomb.
Le verre de la présente invention se distingue des verres silicatés usuels contenant du plomb par le fait qu'il a une teneur en Bi203 comprise entre plus de 20 % en poids et 29 % en poids. Grâce à sa bonne aptitude à la transformation associée à une grande stabilité thermique et à des propriétés particulières, ce verre convient parfaitement pour la fabrication de multiplicateurs d'électrons secondaires. Ainsi, la résistivité superficielle du verre peut être ajustée de manière ciblée, par réduction dans une atmosphère d'hydrogène, à une valeur faible et donc intéressante. Le composant pour multiplicateur d'électrons secondaires fabriqué à partir du verre de la présente invention présente, après réduction du verre, un rendement stable en électrons secondaires et un facteur d'amplification élevé.
Le verre silicaté contenant du plomb de la présente invention contient moins de 2 % en poids de K20, en particulier moins de 1 % en poids de K20, et de préférence moins de 0,05 % en poids de K20. On préfère tout particulièrement que verre silicate contenant de plomb soit exempt de potassium, mis à part celui présent sous forme d'impuretés introduites par exemple par les matières premières ou provenant du matériau des parois de l'unité de fusion.
Comme les verres sont exempts de composants contenant des isotopes radioactifs, tels que K20 et Rb20, la pièce du multiplicateur d'électrons secondaires est à l'origine d'un bruit de fond extrêmement faible. Le verre résiste très bien aux contraintes thermiques auxquelles il est susceptible d'être exposé.
Le verre de la présente invention contient de 15 - 35 % en poids de Si02 et de 35 - 55 % en poids de PbO en tant que composants formant le réseau vitreux. Pour des teneurs en Si02 inférieures à 15 % en poids, la température de transition vitreuse Tg diminue et le domaine de température entre Tg et le point de ramollissement rétrécit également. De tels verres qualifiés dits "verres courts" sont difficiles à transformer. Ils n'admettent par ailleurs que de faibles températures de fonctionnement du multiplicateur d'électrons secondaires auxquelles ne se produit pas de déforma-
tion thermique de la pièce. Des teneurs en Si02 supérieures à 35 % en poids aboutissent à des températures de transition vitreuse trop élevées rendant difficile surtout la transformation du verre en pièces pour multiplicateur d'électrons secondaires. La température de transition vitreuse (Tg) du verre est de préférence supérieure à 430 C car le multiplicateur d'électrons secondaires présente alors une bonne résistance aux déformations thermiques. La température de ramollissement qui est la température à partir de laquelle le verre peut se déformer du fait de son propre poids, est supérieure de plus de 100 C à la température de transition vitreuse. Ceci garantit un contrôle optimal du procédé de fabrication des multiplicateurs d'électrons secondaires. Une teneur trop élevée en Si02, c'est-à-dire supérieure à 35 % en poids, altère en outre la tendance à la cristallisation de sorte que la consistance de la surface du verre ne convient pas pour l'application souhaitée.
La teneur en PbO comprise entre 35 - 55 % en poids détermine, en conjonction avec Bi203 qui est présent à raison de plus de 20 à 29 % en poids, la résistivité superficielle après réduction de la surface du verre, par exemple dans une atmosphère d'hydrogène. Ces deux composants (Bi203 et PbO) sont indispensables lors de la réduction pour la formation d'une couche semiconductrice à la surface du verre qui se distingue par une faible résistivité superficielle. Une teneur en Bi203 inférieure à 20 % en poids entraîne une augmentation de la résistivité superficielle après réduction jusqu'à une valeur non comprise dans la fourchette souhaitée.
Pour une teneur en Bi203 supérieure à 25 % en poids, la résistivité superficielle après réduction diminue si fortement que l'utilisation du verre en tant que matériau pour multiplicateur d'électrons secondaires donne des courants très élevés se traduisant par un échauffement indésirable susceptible de nuire au bon fonctionnement du multiplicateur d'électrons secondaires ou d'endommager la pièce. Ce qui précède est vrai également pour le PbO. Lorsque la teneur en PbO devient inférieure à 35 % en poids, il se produit une augmentation indésirable de la résistivité superficielle. Une teneur en PbO supérieure à 55 %, au contraire, a pour conséquence une diminution trop forte de la résistivité superficielle du verre.
Le verre contient du BaO et du CS20 comme agents de modifica-