SFV - Societe Francaise du Vide

Cette formation s'adresse aux personnels qui utilisent les plasmas comme des outils pour des applications faisant appel au traitement de surface, au dépôt ou à la gravure, dans des domaines très divers tels que la mécanique, l'optique, la décoration, la micro-électronique, etc.

Ce stage se déroule sur trois jours, avec une première moitié de cours et une seconde moitié de travaux pratiques. Le premier jour a pour but d'apporter des connaissances de base concernant la physique des plasmas (processus de créations et de pertes des espèces au sein du plasma, grandeurs caractéristiques qu'il est nécessaire de diagnostiquer pour une meilleure optimisation et un meilleur contrôle des procédés plasma, description des différents types de plasmas et de réacteurs à plasma...). Un cours ciblé sur les plasmas haute pression et leurs applications sera également dispensé. La deuxième partie du cours (2e matinée) concerne l'initiation aux diagnostics des plasmas, à la fois électriques (sondes de Langmuir) et optiques (spectroscopie d'émission et d'absorption). Le second après-midi et le 3e jour sont dédiés à la mise en pratique des connaissances acquises dans le domaine des diagnostics optiques et électriques des plasmas, grâce à des travaux pratiques effectués sur divers types de réacteurs à plasma.

COURS

• Initiation à la physique des plasmas:processus de création et de pertes

• Grandeurs caractéristiques des plasmas (densités et énergies des espèces neutres et chargées, potentiels)

• Production des plasmas :
  - Décharges électriques dans un gaz :continues - RF micro-ondes
  - Phénomènes aux électrodes, pulvérisation

• Méthodes de diagnostics des plasmas :
  - Les sondes électrostatiques
  - La spectroscopie optique d'émission
  - La spectroscopie d'absorption
• Réacteurs à plasma dans l'industrie
  - Plasma à haute pression et applications

TRAVAUX PRATIQUES

3 TP d'une demi-journée portant sur la caractérisation électrique (sonde de Langmuir) et optique (spectroscopie d'émission) sur différents types de réacteurs plasma (magnétron / micro-onde / RF)..

• Un lyophilisateur

• Cloche à vide transparente

• Pompe à palettes mono-étagée

• Pompe à palettes bi-étagée

• Introduction : Principe de la lyophilisation

• Composition d'un lyophilisateur

• Différentes étapes d'un cycle de lyophilisation

• Congélation : pourquoi faut-il congeler les produits, différence entre congélation rapide et lente

• Mise sous vde, les points à respecter

• Sublimation, les différentes phases, les points à respecter pour ne pasdétériorer le produit

• Dessiccation finale,explications des différents paramètres à respecter pour ne pas détériorer le produit

• Comment déterminer la fin du cycle de lyophilisation

TRAVAUX PRATIQUES

Un TP encadré par un intervenant permettra aux stagiaires de se familiariser avec un lyophilisateur et de mettre en application les notions vues pendant le cours.

Ce stage est destiné aux techniciens, ingénieurs ou chercheurs qui souhaitent approfondir leurs connaissances dans ce domaine. Il a pour objectif de permettre aux participants de comprendre les mécanismes de croissance et les phénomènes physiques et chimiques associés à l'élaboration des films minces.

• Rappel concernant la théorie cinétique des gaz : notion de pression,distribution de type Maxwell-Boltzmann, libre parcours moyen, flux de particules sur une surface.

• Interaction ions-surface : ralentissement des ions dans un solide, cascade de collisions, collision binaire,notion de taux de pulvérisation, énergie seuil de pulvérisation.

• Notions sur les plasmas de décharge basse pression : définitions, grandeurs, interface plasma-paroi, les différents types de décharge, caractérisation d'un plasma.(cours & TP)

• Mécanismes de croissance : description des modes de croissance exemples de structuration. (cours & TP)

• Systèmes de contrôle temps réel : description des différentes techniques d'analyse du procédé. (cours & TP)

Ce stage est destiné aux techniciens, ingénieurs ou chercheurs qui souhaitent comprendre et apprendre à utiliser les différentes techniques d'élaboration des couches minces.

• Préparation de surface : un exemple particulier : les supports souples.

• Évaporation de films minces : principe, configurations géométriques source échantillon, application au milieu industriel.(Cours & TP)

• Pulvérisation cathodique : principe des différentes variantes (diode, triode, magnétron, RF et continu), pulvérisation réactive, configuration géométrique, exemples dans le milieu industriel. (Cours & TP)

• Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) : principe de la technique, les différentes variantes, applications dans le milieu industriel. (Cours &TP)

• Contraintes mécaniques et adhérence de film sur une surface : définition des paramètres mécaniques des films, influence du mode de croissance sur la contrainte et l'adhérence, description des outils de diagnostics.

• Fonctionnalisation des surfaces par plasma - Traitement de surface - Greffage - Ablation - Hydrophilie - Hydrophobie - Adhésion -Vieillissement.

• Dépôt couche mince - Dépôt basse pression - Dépôt pression atmosphérique - Hydrophilie - Couches barrière - Couches hydrophobes - Couches minces pour l'optique. (Cours & TP)

Ce stage de deux jours et demi s'adresse aux techniciens et ingénieurs du milieu industriel et académique qui ont à mettre en œuvre des procédés de dépôt sous vide.

Cette formation donne les bases indispensables à une bonne compréhension des différents processus conduisant à la formation de films minces et vise à donner l'essentiel des connaissances nécessaires à la mise en œuvre des différents procédés de dépôt physique.

COURS THEORIQUES : 1,5 jour

• Les processus physiques, thermiques, sputtering, différents types de dépôts (corps simples et dépôts réactifs), scénario de croissance : de l'adsorption à la formation du film

• Évaporation thermique, bombardement électronique

• Procédés assistés par plasma

• PVD (incluant PVD simple, réactive, magnétron)

• Procédés assistés par faisceaux d'ions

• IBAD, Ion Plating

• PLD

• Epitaxie par jet moléculaire 

TRAVAUX PRATIQUES : 1 jour

• Réalisation de dépôt par évaporation

• PVD magnétron réactive en salle blanche

• Epitaxie par jet moléculaire

Nombre de participants limité (manipulation en salle blanche)

Destiné à un public de techniciens, ingénieurs, chercheurs ou cadres désireux de se former ou d'approfondir leurs compétences dans le domaine du dépôt chimique en phase vapeur, cette formation vise à fournir non seulement les éléments fondamentaux gouvernant la synthèse de films minces à partir des approches technologiques les plus utilisées, mais également une démarche de type génie des procédés qui permet de prendre en compte efficacement les problèmes de mise en échelle de réacteurs.

Les bases phénoménologiques communes aux procédés CVD seront tout d'abord présentées en s'attachant particulièrement à décrire ces concepts fondamentaux des techniques CVD depuis la formation des espèces réactives en phase gazeuse jusqu'aux propriétés des films déposés de manière à couvrir la diversité des proces-sus mis en œuvre dans chaque procédé.

Les principales approches de modélisation de tels procédés seront ensuite abordées pour décrire les difficultés relevant des couplages multi-échelles aujourd'hui fortement étudiés.

Enfin le cours s'ouvrira sur les plus récentes avancées de la recherche dans les domaines abordés, en particulier au regard des développements actuels conduits autour des matériaux nanostructurés et dans la conception et la réalisation de nanosystèmes.

En complément à ces enseignements théoriques,la mise en œuvre pratique de différents procédés CVD au travers de différentes expériences permettra une illustration concrète des concepts abordés précédemment.

JOUR 1

CVD thermique

CVD assisté par plasma

CVD à partir de précurseurs organo-métalliques

CVD assisté par laser

JOUR 2
Travaux pratiques de CVD thermique, PECVD, MOCVD et LACVD

Destiné à un public de techniciens, ingénieurs, chercheurs ou cadres désireux de se former ou d'approfondir leurs compétences dans le domaine du dépôt chimique en phase vapeur, cette formation vise à fournir non seulement les éléments fondamentaux gouvernant la synthèse de films minces à partir des approches technologiques les plus utilisées, mais également  une démarche de type génie des procédés qui permet de prendre en compte efficacement les problèmes de mise en échelle de réacteurs.

Les bases phénoménologiques communes aux procédés CVD seront tout d'abord présentées en s'attachant particulièrement à décrire ces concepts fondamentaux des techniques CVD depuis la formation des espèces réactives en phase gazeuse jusqu'aux propriétés des films déposés de manière à couvrir la diversité des processus mis en oeuvre dans chaque procédé.

Les principales approches de modélisation de tels procédés seront ensuite abordées pour décrire les difficultés relevant des couplages multi-échelles aujourd'hui fortement étudiés.

Enfin le cours s'ouvrira sur les plus récentes avancées de la recherche dans les domaines abordés, en particulier au regard des développements actuels conduits autour des matériaux nanostructurés et dans la conception et la réalisation de nanosystèmes.

En complément à ces enseignements théoriques, la mise en oeuvre pratique de diférents procédés CVD au travers de différentes expériences permettra une illustration concrète des concepts abordés précédemment.

• CVD thermique
• CVD assisté par plasma
• CVD à partir de précurseurs organo-métalliques
• CVD assisté par laser

• Travaux pratiques de CVD thermique, PECVD, MOCVD et LACVD

Les matières plastiques ne permettent pas d'adhérer et de déposer facilement une couche métallique. Aussi a-t-il fallu développer, comme pour les secteurs du collage, des peintures et vernis, différentes techniques de préparation de surface, puis mettre en place des procédures de métallisation.

Les techniques de préparation de surface sont très variées et consistent soit en des traitements chimiques, parfois sévères et toxiques, soit mécaniques ou bien encore physiques faisant intervenir des faisceaux d'électrons, d'ions voire des plasmas.

La métallisation peut, elle aussi,reposer sur des procédures chimiques ou physiques telles que l'évaporation et la pulvérisation...

• Les différents procédés :évaporation,pulvérisation

• La fonctionnalisation des plastiques : principes,procédés,applications

• La métallisation des plastiques : principes,procédés,applications

• Le contrôle de l'adhérence de la couche métallique

• Les caractérisations physicochimiques et électriques

• Le contrôle de l'adhérence de la couche métallique

Table ronde en fin d'après-midi avec les intervenants pour traiter les études de cas proposés par les stagiaires.

Il est demandé aux stagiaires d'envoyer leurs études de cas avec le bulletin d'inscription.

La gravure de matériaux en couches minces par plasma est aujourd'hui une étape incontournable dans la fabrication des composants et dispositifs en microélectronique et micro ou nanotechnologie.
Ce stage de 2 jours est destiné aux techniciens, ingénieurs ou chercheurs, qui souhaitent approfondir leurs connaissances dans ce domaine. Il a pour objectif de donner aux participants une bonne compréhension du principe et des mécanismes de la gravure par plasma.

Le cours théorique et les discussions autour des résultats expérimentaux et des problèmes de transfert de motifs occuperont la moitié du stage. L'autre moitié du temps sera consacrée aux travaux pratiques. Une très large place est accordée aux discussions, les stagiaires sont invités à soumettre leurs problèmes et à exposer les questions qui les intéressent.

COURS THEORIQUES

• Principe de la gravure par plasma

• Quelques notions fondamentales sur les plasmas

• Interaction plasma-surface : principaux mécanismes

• Transfert de motifs : effet des paramètres, problèmes rencontrés

• Contrôle et compréhension du prccédé de gravure - les différents diagnostics

• Introduction aux TP du stage

TRAVAUX PRATIQUES :

Les notions vues en cours seront mises en pratique par des manips de gravure dans un réacteur à couplage inductif (ICP). Ces exemples permettront aux stagiaires d'aborder de façon concrète un grand nombre de notions générales sur la gravure.

A l'aide de diagnostics de surface et de diagnostics plasmas, nous essaierons de mieux appréhender l'influence des paramètres macroscopiques du procédé (pression, puissance, nature du gaz, polarisation du porte-échantillon...) sur la vitesse de gravure, la sélectivité d'attaque entre deux matériaux, l'anisotropie de la gravure...

Apporter les connaissances métallurgiques nécessaires pour une utilisation judicieuse du titane et de ses alliages.

Présenter les principales applications industrielles (moteurs, structures aéronautiques, chimie, médical...) et montrer les potentialités de développement de cette famille de matériaux.

• Introduction au Titane et à ses alliages - Structure - Propriétés
• Elaboration du titane.
• Formation des microstructures dans les alliages de titane au cours des traitements thermiques et thermomécaniques.
• Propriétés, traitement thermique et principales applications industrielles des trois grandes familles d'alliages : a, (a+b) et b

• Résistance à la corrosion du titane et de ses alliages

• Mise en œuvre du titane et de ses alliages : formage (forgeage,matriçage,formage superplastique...) et traitements thermiques associés, usinage, préparations et traitements de surfaces, soudage, soudage-diffusion...

• Applications émergentes et aspects technico-économiques

COURS

• Lithographie optique : principe, configurations, procédé, applications

• Lithographie électronique : principe, procédé, applications

• Nano-impression : principe, configurations, applications

• FIB (Focused Ions Beam) : principe, applications

TRAVAUX PRATIQUES

• Travaux pratiques de lithographie optique
  - Spin coating
  - Lithographie
  - Dépôt, gravure, lift-off

• Travaux pratiques de lithographie électronique
  - Dessin des masques
  - Écriture par faisceau d'électrons
  - Dépôt par évaporation
  - Lift-off
  - Caractérisation

Dans le contexte "développement durable et nouveaux procédés de réfrigération", il s'agit de découvrir les innovations en réfrigération et les économies d'énergie associées. Les objectifs sont donc les suivants :

• Comprendre le fonctionnement d'un réfrigérateur thermo-acoustique et d'un tubeà gaz pulsé

• Manipuler 4 heures sur chaque système

• Prendre connaissance des applications et de leurs mises en œuvre.

• La thermodynamique et la thermique des machines de réfrigération

• La thermique des fluides oscillants : échangeurs de chaleur

• Concept et théorie de la thermo-acoustique
• Métrologie en thermo-acoustique
• Le générateur d'ondes et le réfrigérateur Thermo-acoustique : cours et travaux pratiques
• Le tube à gaz pulsé : Historique et réfrigérateur cryogénique : cours et travaux pratiques

Pédagogie : Cours et exercices devant les maquettes de travaux pratiques.

Validation immédiate des concepts introduits.

En partenariat avec la formation permanente de la faculté des sciences et de l'institut de physique nucléaire d'Orsay (Univ. paris XI) et avec la participation des ingénieurs de la société Hekyom.

Contact
Eliane LAVALETTE
Tél. : 01 69 15 36 89 - Fax : 01 69 15 36 99
eliane.lavalette@u-psud.fr