Aparato para procesamiento de plasma en áreas grandes.

Aparato (50) para procesamiento de plasma que comprende:

a.

al menos una antena plana (A),

b. al menos un generador de radiofrecuencia (20) para excitar dicha antena (A),

c. un sistema de inyección de gas (55) y difusor,

d. una cámara de procesamiento (51) en las proximidades de dicha antena (A),

e. en el que dicha antena plana (A) comprende una pluralidad de circuitos en forma de malla resonantes elementales interconectados (M1, M2, M3), comprendiendo cada malla (M1, M2, M3) al menos dos ramas conductoras (1, 2) y al menos dos condensadores (5, 6), de modo que dicha antena (A) presente una pluralidad de frecuencias resonantes,

f. y caracterizado porque dicho generador de radiofrecuencia (20) está adaptado para excitar dicha antena (A) por lo menos una de sus frecuencias sea resonante.

Aparato para procesamiento de plasma en ïreas grandes Campo tïcnico de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un aparato para el procesamiento de plasma en ïreas grandes, que mejora la uniformidad y la densidad del plasma.

Sumario de la invenciïn El procesamiento de plasma se utiliza, con mucha frecuencia, para diferentes aplicaciones tales como recubrimiento superficial, fabricaciïn de paneles planos o cïlulas solares. El procesamiento de plasma comprende procesos de ataque quïmico, procesos de depïsito, de modificaciïn superficial y de funcionalizaciïn de superficie. A modo de ejemplo, el denominado Depïsito Quïmico de Vapor Asistido por Plasma (PECVD) se suele utilizar para depositar pelïculas delgadas sobre un sustrato, tal como un sustrato transparente para pantallas de panel plano o una oblea para semiconductores.

La tïcnica de PECVD se suele realizar introduciendo un gas precursor o una mezcla de gases en una cïmara de vacïo que contiene un sustrato. El gas precursor o mezcla de gases se suele dirigir hacia abajo a travïs de una placa de distribuciïn situada cerca de la parte superior de la cïmara. El gas precursor o la mezcla de gases en la cïmara se activan formando un plasma generado por una fuente de plasma que puede ser de diferentes tipos, dependiendo de los parïmetros del proceso. El principal parïmetro del proceso posiblemente sea el rango de presiïn. El gas excitado o la mezcla de gases reaccionan formando una capa de material sobre la superficie del sustrato que se sitïa sobre un portador del sustrato, que suele tener una temperatura controlada. Los subproductos volïtiles producidos durante las reacciones se bombean desde la cïmara a travïs de un sistema de escape.

Los documentos EP 0 949 352 B1 y US 6.363.881 B2 dan a conocer una antena plana en forma de escalera para el Depïsito Quïmico de Vapor Asistido por Plasma. La antena en forma de escalera tiene una barra conductora en el lado superior, una barra conductora en el lado inferior y varias barras conductoras paralelas que unen las barras conductoras superiores e inferiores. Un distribuidor de energïa, con una pluralidad de cables elïctricos, se utiliza para distribuir uniformemente potencia en alta frecuencia a la antena en forma de escalera, haciendo posible obtener una mejor distribuciïn del espesor de la pelïcula.

No obstante, aïn cuando se tenga un distribuidor de potencia, sigue siendo muy difïcil obtener un procesamiento de plasma en ïreas grandes con una alta tasa de procesamiento y una distribuciïn de procesamiento uniforme.

El documento WO 96/18208 A da a conocer un procesador de plasma para piezas a trabajar de grandes dimensiones que tiene una antena helicoidal plana con mïltiples elementos de bandas lineales elïctricamente conductoras.

Existe una necesidad constante de aumentar la superficie de los paneles planos procesados por PECVD. Actualmente, elementos de aproximadamente 1 m2 son objeto de procesamiento y grandes sustratos con una superficie en torno a 5 m2 y superiores se prevïn para el futuro inmediato. Las placas de distribuciïn de gas, o placas difusoras, utilizadas para proporcionar un flujo de gas de proceso uniforme sobre paneles planos durante el procesamiento, son tambiïn relativamente grandes de tamaïo, en particular en comparaciïn con las placas de distribuciïn de gas utilizadas para el procesamiento de circuitos integrados de semiconductores de 200 mm y 300 mm.

A medida que sigue aumentando el tamaïo de los sustratos, se hace mïs problemïtico el control del espesor de la pelïcula y el control de las propiedades de la pelïcula que se produce por dispositivos de PECVD convencionales.

Caracterïsticas de la invenciïn

Por consiguiente, un objetivo de la presente invenciïn es dar a conocer un proceso controlado, en gran escala, simultïneamente con rendimiento mejorado.

Otro objetivo de la presente invenciïn es dar a conocer procesos uniformes preferentemente en gran escala.

Para conseguir los anteriores y otros objetivos, la invenciïn propone un aparato para procesamiento de plasma en ïreas grandes, que comprende:

a. al menos una antena plana,

b. al menos un generador de radiofrecuencia que excita dicha antena,

c. un sistema de inyecciïn de gas y un difusor de gas,

d. una cïmara de procesamiento en proximidad a dicha antena,

e. en el que dicha antena plana comprende una pluralidad de circuitos en forma de malla resonantes elementales interconectados, comprendiendo cada malla al menos dos ramas conductoras y al menos dos condensadores, de modo que dicha antena presente una pluralidad de frecuencias resonantes,

f. y en el que dicho generador de radiofrecuencia excita dicha antena a por lo menos una de sus frecuencias resonantes.

Puesto que la antena plana tiene una pluralidad de mallas resonantes elementales interconectadas y puesto que la antena es excitada al menos una de sus frecuencias resonantes, la distribuciïn y la amplitud de las corrientes en las mallas elementales de la antena son estables y pueden ser muy bien definidas sobre toda la superficie de la antena.

La distribuciïn de amplitudes de corriente puede controlarse seleccionando quï frecuencia resonante de antena es la que se excitarï por el generador de radiofrecuencia.

Como resultado de la muy bien definida distribuciïn en amplitud de la corriente sobre la totalidad de la superficie de la antena, se puede crear, por la antena de la invenciïn, una distribuciïn bien definida de plasma.

Considerando que el plasma se difunde con rapidez desde ïreas con altas intensidades de corriente a ïreas con mïs bajas intensidades de corriente, se puede crear una distribuciïn de plasma mïs uniforme por la antena de la invenciïn.

Preferentemente, las ramas conductoras pueden ser paralelas entre sï, de modo que cada malla genere un campo electromagnïtico con una distribuciïn mïs uniforme a lo largo del eje de la malla.

La antena puede comprender, ventajosamente, mallas resonantes elementales que tengan dos ramas conductoras paralelas mïs largas cuyos extremos estïn interconectados por elementos de conexiïn transversales mïs cortos. Dicho diseïo de circuito de malla resonante elemental permite interconexiones efectivas de una pluralidad de mallas para constituir una antena plana de mayores dimensiones.

Segïn una primera forma de realizaciïn, los elementos de conexiïn transversales mïs cortos comprenden condensadores en oposiciïn.

Segïn una segunda forma de realizaciïn, las ramas conductoras paralelas mïs largas comprenden condensadores en oposiciïn, con cada uno de ellos conectado en serie entre los tramos de una rama conductora respectiva.

Ambas formas de realizaciïn pueden estar combinadas, de manera que los primeros condensadores en oposiciïn estïn conectados dentro de los elementos de conexiïn transversales mïs cortos y los segundos condensadores en oposiciïn estïn conectados dentro de las ramas conductoras.

Dichas formas de realizaciïn de mallas resonantes elementales, con ramas conductoras paralelas, pueden interconectarse, ventajosamente, por ramas comunes para formar una antena resonante en forma de escalera. Dicho diseïo permite constituir una antena de grandes dimensiones con distribuciïn de amplitudes bien definida de corrientes sobre toda la superficie de la antena.

El aparato segïn la invenciïn puede comprender, ademïs, de forma ventajosa, una placa conductora o un blindaje paralelo a la antena y medios para ajustar la posiciïn relativa de la placa, de modo que las frecuencias resonantes de la antena se puedan ajustar.

Ajustando la posiciïn relativa de la placa conductora con la antena, las frecuencias resonantes de la antena se pueden sintonizar con el fin de estar en correspondencia con las frecuencias de excitaciïn del generador.

Ademïs, ajustando la posiciïn relativa de la placa conductora, se pueden ajustar las condiciones lïmite del plasma.

Segïn una forma de realizaciïn preferente, el aparato de la invenciïn puede comprender, ademïs, medios para generar un campo magnïtico en la proximidad de la antena.

Con dicho campo magnïtico, ondas de forma helicoidal polarizadas en un plano pueden excitarse en el plasma, de modo que mejora la tasa de procesamiento del aparato.

Segïn una primera forma de realizaciïn de los medios para generar un campo magnïtico, el aparato puede comprender un conjunto matricial de imanes permanentes.

Segïn una segunda forma de realizaciïn de los medios para generar un campo magnïtico, el aparato puede comprender, ademïs, medios para inyectar una corriente CC (corriente continua) en dicha antena superpuesta a la corriente... [Seguir leyendo]

1. Aparato (50) para procesamiento de plasma que comprende:

a. al menos una antena plana (A) ,

b. al menos un generador de radiofrecuencia (20) para excitar dicha antena (A) ,

c. un sistema de inyecciïn de gas (55) y difusor, 10

d. una cïmara de procesamiento (51) en las proximidades de dicha antena (A) ,

e. en el que dicha antena plana (A) comprende una pluralidad de circuitos en forma de malla resonantes elementales interconectados (M1, M2, M3) , comprendiendo cada malla (M1, M2, M3) al menos dos ramas

conductoras (1, 2) y al menos dos condensadores (5, 6) , de modo que dicha antena (A) presente una pluralidad de frecuencias resonantes,

f. y caracterizado porque dicho generador de radiofrecuencia (20) estï adaptado para excitar dicha antena (A) por

lo menos una de sus frecuencias sea resonante. 20

2. Aparato segïn la reivindicaciïn 1, en el que las ramas conductoras (1, 2) son paralelas entre sï.

3. Aparato segïn la reivindicaciïn 2, en el que circuitos en forma de malla resonantes elementales (M1, M2, M3)

tienen dos ramas conductoras paralelas mïs largas (1, 2) cuyos extremos estïn interconectados mediante 25 elementos de conexiïn transversales mïs cortos (3, 4) .

4. Aparato segïn la reivindicaciïn 3, en el que los elementos de conexiïn transversales mïs cortos (3, 4) comprenden condensadores en oposiciïn (5, 6) .

5. Aparato segïn las reivindicaciones 3 ï 4, en el que las ramas conductoras paralelas mïs largas (1, 2) comprenden condensadores en oposiciïn (5, 6) estando cada condensador conectado en serie entre los tramos (1a, 1b; 2a, 2b) de una rama conductora (1, 2) respectiva.

6. Aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que los circuitos de malla resonantes elementales (M1, M2, M3) estïn interconectados por ramas conductoras comunes (2) para formar una antena resonante (A) en forma de escalera.

7. Aparato (50) segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, ademïs, una placa conductora

(S) paralela a la antena (A) y medios para ajustar la posiciïn relativa (P) de la placa (S) , de modo que se puedan 40 ajustar las frecuencias resonantes de la antena (A) .

8. Aparato (50) segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende, ademïs, medios (10) para generar un campo magnïtico en las proximidades de la antena.

9. Aparato segïn la reivindicaciïn 8, en el que el medio (10) para generar un campo magnïtico comprende un conjunto matricial de imanes permanentes (10a, 10b) .

10. Aparato (50) segïn la reivindicaciïn 8 que comprende, ademïs, medios (60, 61, 62, 63, 64) para inyectar una corriente continua CC en dicha antena (A) superpuesta a la corriente de radiofrecuencia, de modo que dicha 50 corriente continua CC genere un campo magnïtico en la proximidad de la antena (A) .

11. Aparato (50) segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende, ademïs, al menos una antena suplementaria.

12. Aparato (50) segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha antena (A) estï situada en el interior de la cïmara de procesamiento (51) .

13. Aparato (50) segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende, ademïs, al menos una red de adaptaciïn de impedancia (40) . 60

14. Aparato (50) segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el generador de radiofrecuencia (20) estï adaptado para alimentar la antena (A) con al menos dos seïales de potencia de RF desfasadas en dos puntos de inyecciïn diferentes (38, 39) , que dan lugar a una traslaciïn (30) en el tiempo de la distribuciïn de la corriente en las ramas conductoras (1, 100) de la antena (A) .

Divisor/desplazador