Spectroscopie optique d'émission des décharges dans un dispositif de pulvérisation cathodique : application au contrôle de la réalisation de miroirs multicouches pour le rayonnement X et neutronique

par Marc Cilia

Thèse de doctorat en Rayonnement et plasmas

Sous la direction de Bernard Vidal.

Soutenue en 1995

à Aix-Marseille 1 .

mots clés

• Optique neutronique
• Pulvérisation cathodique
• Interférence (optique)

Résumé

Les miroirs multicouches pour le rayonnement x et neutronique sont fabriques par la technique du depot par pulverisation cathodique magnetron utilisant une decharge radiofrequence (r. F. ) dans l'argon. La meilleure reflectivite de ces miroirs (60-80%) est obtenue lorsque le systeme d'ondes qui interferent dans l'empilement reste le plus constructif possible. Pour cela, une parfaite reproductibilite de la periode de la multicouche doit etre obtenue. Dans ce type de procede, le controle de la qualite de la multicouche se fait a posteriori par une caracterisation en rayonnement x moyen (1. 54 a). En caracterisant la decharge qui se situe au cur du dispositif de depot, on cherche a realiser dans ce travail un controle in situ pour prevenir et corriger toutes derives du procede de fabrication. La spectroscopie optique de la lumiere emise par les decharges permet l'observation de raies d'emission des atomes du materiau pulverise au moment ou ils traversent la zone de la decharge. L'enregistrement du spectre de cette lumiere, tout au long de la realisation des couches successives de l'empilement, permet de deceler de faibles variations de conditions de depot. L'etude de la sensibilite des principaux parametres de depots (tension cible, densite du plasma,) aux variations de pression et de puissance du generateur, observables sur les raies spectrales, a permis un choix judicieux de ces raies afin de stabiliser avec une grande precision le procede et d'accroitre en consequence la qualite des multicouches obtenues. Le fonctionnement d'une decharge r. F. Magnetron a ete etudie a partir d'un modele simple qui permet d'expliquer le comportement des raies spectrales emises par le plasma de decharge

Titre traduit

Optical emission spectroscopy of discharge in a planar magnetron sputtering device. Application for in situ control during realization of multilayer mirrors for x-rays and neutron beam

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