BRPI0924314B1

BRPI0924314B1 - Aparelho para o processamento de plasma de área grande

Info

Publication number: BRPI0924314B1
Application number: BRPI0924314-3A
Authority: BR
Inventors: Philippe Guittienne
Original assignee: HELYSSEN Sàrl
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2020-02-18
Also published as: RU2011137425A; RU2507628C2; CA2752183C; JP5506826B2; EP2396804B1; US10242843B2; WO2010092433A1; PL2396804T3; EP2396804A1; ES2475265T3; CN102318034A; CA2752183A1; CN102318034B; US20110308734A1; JP2012517663A

Abstract

aparelho para o processamento de plasma de área grande um aparelho para processamento de plasma de área grande de acordo com a invenção compreende pelo menos uma antena plana (a) dotada de uma pluralidade de malhas ressonantes elementares interligadas (ml, m2, m3), cada malha (ml, m2, m3) compreendendo ao menos duas pernas condutoras (1, 2) e pelo menos dois capacitores (5, 6) . um gerador de frequência de rádio excita a referida antena (a) para ao menos uma de suas frequências ressonantes. a câmara do processo encontra-se próxima à referida antena (a). a referida antena (a) produz um padrão de campo eletromagnético com uma estrutura espacial muito bem definida, que permite um grande controle sobre a excitação do plasma.

Description

APARELHO PARA O PROCESSAMENTO DE PLASMA DE ÁREA GRANDE

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um aparelho para o processamento de plasma de grande área que melhora a uniformidade e a densidade do plasma.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O processamento de plasma é utilizado muito frequentemente para diversas aplicações, como, por exemplo, revestimento de superfície, fabricação de painéis planos ou células solares. O processamento de plasma compreende o processo de fresagem, processo de deposição, modificação de superfície, funcionalização de superfície. Por exemplo, a Deposição Química de Valor Melhorado por Plasma (PECVD) é geralmente utilizada para depositar películas finas sobre um substrato, tal como um substrato transparente para monitor de tela plana, ou um soquete (wafer) semicondutor.

A PECVD geralmente é realizada através da introdução de um gás precursor ou uma mistura de gás em uma câmara de vácuo que contém um substrato. 0 gás precursor ou uma mistura de gases normalmente é dirigido na descendente através de uma placa de distribuição situada perto do topo da câmara. O gás precursor ou uma mistura de gases na câmara é energizado em um plasma gerado por uma fonte de plasma que podem ser de diferentes tipos, dependendo dos parâmetros do processo. O parâmetro principal do processo pode, eventualmente, ser a faixa de pressão. O gás ou mistura de gases excitado reage para a formação de uma camada de material na superfície do substrato que está posicionado em um suporte de substrato, que muitas vezes possui uma temperatura controlada. Os subprodutos voláteis produzidos durante as reações são bombeados da câmara

2/17 através de um sistema de escape.

Os documentos EP 0 949 352 Bl e US 6,363,881 B2 revelam uma antena em forma de escada para Deposição Química de Valor Melhorado por Plasma. A antena em forma de escada possui uma barra condutora superior lateral, uma barra condutora lateral inferior, e várias barras condutoras paralelas unindo as barras condutoras superiores e inferiores. Um distribuidor de energia com uma pluralidade de fios elétricos é utilizado para a distribuição uniforme de uma energia de alta frequência a uma antena em forma de escada, tomando possível a obtenção de uma melhor distribuição de espessura da película.

Mas, mesmo com um distribuidor de energia, permanece uma grande dificuldade na obtenção de um processamento de plasma de grande área com uma taxa de processamento alta e uma distribuição uniforme de processamento.

Há uma necessidade constante de aumento da superfície dos painéis planos processados por PECVD. Hoje, pedaços de cerca de 1 m² são processados, e substratos grandes que se aproximam e excedem 5 m² são previstos em um futuro próximo. As placas de distribuição de gás, ou placas difusoras, utilizadas para o fornecimento de fluxo uniforme de gás de processo em painéis planos durante o processamento, também são relativamente grandes em tamanho, particularmente em comparação às placas de distribuição de gás utilizadas para o processamento de wafers semicondutores de 200 mm e 300 mm.

Como o tamanho dos substratos continua a crescer, o controle de espessura de película e o controle de propriedade de película produzidos por dispositivos convencionais de PECVD tomam-se mais problemáticos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

3/17

Por isso, um objeto da presente invenção é o fornecimento de um processo grande controlado com rendimento simultaneamente melhorado.

Outro objeto da presente invenção é o fornecimento, preferivelmente, de um processo uniforme grande.

A fim de alcançar os objetos acima e outros objetos, a invenção propõe um dispositivo para o processamento de plasma de grande área, que compreende:

a. ao menos uma antena plana,

b. ao menos um gerador de radiofrequência que excita a referida antena,

c. um sistema de injeção de gás e difusor,

d. uma câmara de processo próxima à referida antena,

e. em que a referida antena plana compreende uma pluralidade de malhas ressonantes elementares interligadas, cada malha compreendendo ao menos duas pernas condutoras e ao menos dois capacitores, de modo que a referida antena possua uma pluralidade de frequências ressonantes,

f. e em que o referido gerador de radiofrequência excita a referida antena para ao menos uma de suas frequências ressonantes.

Pelo fato de a antena plana possuir uma pluralidade de malhas ressonantes elementares interligadas, e por essa antena ser excitada para ao menos uma das suas frequências ressonantes, a distribuição de amplitude das correntes nas malhas de elementos fundamentais da antena é estável e pode ser muito bem definida sobre toda a superfície da antena.

E a distribuição de amplitudes de correntes pode ser controlada pela escolha de qual frequência ressonante da antena deve ser excitada pelo gerador de radiofrequência.

4/17

Como resultado da distribuição de amplitude de corrente muito bem definida sobre toda a superfície da antena, uma distribuição de plasma muito bem definida pode ser criada pela antena da invenção.

Considerando que o plasma se difunde rapidamente das áreas com altas intensidades de corrente para as áreas com menor intensidade de corrente, uma distribuição mais uniforme de plasma pode ser criada pela antena da invenção.

Preferivelmente, as pernas condutoras podem ser paralelas umas às outras, de modo que cada malha gere um campo eletromagnético com uma distribuição mais uniforme ao longo do eixo longitudinal da malha.

A antena pode vantajosamente compreender malhas elementares ressonantes com duas pernas condutoras paralelas mais longas, cujas extremidades são interligadas por elementos de conexão transversais menores. Tal projeto de malha elementar ressonante permite interconexões efetivas de uma pluralidade de malhas para a constituição de uma antena plana grande.

De acordo com uma primeira modalidade, os elementos de conexão transversais menores compreendem capacitores em oposição.

De acordo com uma segunda modalidade, as pernas condutoras paralelas mais longas compreendem capacitores em oposição ligados em série entre os comprimentos de uma perna condutora respectiva.

Ambas as modalidades podem ser combinadas, onde os primeiros capacitores em oposição são conectados dentro dos elementos de conexão transversais menores e os segundos capacitores em oposição são conectados dentro das pernas condutoras.

Essas modalidades de malhas elementares ressonantes com as pernas condutoras paralelas podem ser vantajosamente interligadas por pernas comuns, para a formação de uma antena ressonante em forma de escada. Tal projeto permite a constituição de uma antena muito grande com uma distribuição de amplitude bem definida das correntes por toda a superfície da antena.

aparelho de acordo com a invenção pode ainda compreender vantajosamente uma placa condutora ou proteção paralela à antena, e meios para o ajuste da posição relativa da placa, de modo que as frequências ressonantes da antena podem ser ajustadas.

Pelo ajuste da posição relativa da placa condutora com a antena, as frequências ressonantes da antena podem ser ajustadas de forma a corresponder às frequências de excitação do gerador.

Além disso, pelo ajuste da posição relativa da placa condutora, as condições limites do plasma podem ser ajustadas.

De acordo com uma modalidade preferida, o aparelho da invenção pode ainda compreender meios para a geração de um campo magnético nas proximidades da antena.

Com tal campo magnético, ondas semelhantes a uma helicoidal plano-polarizada podem ser excitadas no plasma, de modo que a taxa de processamento do aparelho é melhorada.

De acordo com uma primeira modalidade de meios para a geração de um campo magnético, o aparelho pode incluir um conj unto de ímãs permanentes.

De acordo com uma segunda modalidade de meios para a geração de um campo magnético, o aparelho pode ainda compreender meios para a injeção de uma corrente DC (corrente

6/17 contínua) na referida antena superposta à corrente de radiofrequência, de modo que a referida corrente DC gera um campo magnético na vizinhança da antena.

Para o processamento de áreas maiores, o aparelho de acordo com a invenção pode ainda incluir ao menos uma antena suplementar.

De preferência, a antena é posicionada dentro da câmara de processo.

A fim de evitar as reflexões de RF (radiofrequência) na saída do gerador, ao menos uma rede de correspondência pode ser utilizada.

De acordo com uma modalidade preferida, o gerador de frequência de rádio alimenta a antena com ao menos dois sinais de potência de RF deslocados em fase em dois pontos de injeção distintos, resultando em uma tradução com o tempo da distribuição da corrente nas pernas da antena. Em outras palavras, isso resulta em uma distribuição de fonte de corrente viaj ante.

Assim, a distribuição de plasma é traduzida com o tempo em toda a superfície da antena.

Isso resulta em uma distribuição de processamento mais uniforme.

Ademais, a distribuição de corrente viajante aumenta fortemente a excitação de ondas semelhantes às helicoidais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outros objetos, características e vantagens da presente invenção surgirão a partir da seguinte descrição das modalidades particulares, fornecidas com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

- A Figura 1 mostra uma primeira modalidade de malha

7/17 elementar para a antena plana, e o circuito elétrico equivalente dessa;

- A Figura 2 mostra uma segunda modalidade de malha elementar para a antena plana, e o circuito elétrico equivalente dessa;

- A Figura 3 mostra uma terceira modalidade de malha elementar para a antena plana, e o circuito elétrico equivalente dessa;

- A Figura 4 ilustra uma antena passa-alta (high-pass) com uma série de malhas elementares de acordo com a primeira modalidade;

- A Figura 5 ilustra uma antena passa-baixa (low-pass) com uma série de malhas elementares de acordo com a segunda modalidade;

- A Figura 6 ilustra uma antena híbrida com uma série de malhas elementares de acordo com a terceira modalidade;

- A Figura 7 mostra a distribuição da intensidade de corrente elétrica na antena da figura 4 excitada em uma de suas frequências ressonantes;

- A Figura 8 mostra uma antena associada a uma placa condutora para o ajuste das frequências ressonantes e as condições de limites do plasma;

- A Figura 9 mostra uma antena da invenção alimentada com dois sinais deslocados em fase;

- A Figura 10 mostra o circuito elétrico equivalente de uma rede de correspondência passível de uso para a alimentação da antena;

- A Figura 11 é uma vista lateral que mostra dois ímãs para a criação de um campo magnético médio paralelo;

- A Figura 12 é uma visão plana que mostra um arranjo de

8/17 ímãs para a criação de um campo magnético plano;

- A Figura 13 mostra uma primeira modalidade para a injeção de correntes na antena;

- A Figura 14 mostra uma segunda modalidade para a injeção de correntes na antena;

- Figura 15 mostra um exemplo de relação entre uma das frequências ressonantes de uma antena e os valores dos capacitores;

- A Figura 16 mostra uma configuração típica simples para um reator de processamento de plasma de superfície grande de acordo com uma modalidade da invenção;

- A Figura 17 mostra um circuito elétrico simples para a injeção de duas correntes deslocadas em fase na antena; e

- A Figura 18 mostra um circuito elétrico simples para a injeção de corrente direta na antena.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

De acordo com a invenção, uma antena plana com uma pluralidade de malhas elementares ressonantes é fornecida como uma fonte para a geração de plasmas de grande área.

As Figuras 1, 2 e 3 mostram três modalidades para tal malha elementar Ml, e o circuito elétrico equivalente correspondente El.

Cada malha elementar Ml possui duas pernas paralelas condutoras maiores 1 e 2, cujas extremidades são interligadas por elementos de conexão transversais menores 3 e 4.

As pernas de conexão maiores 1 e 2 atual, essencialmente, como componentes indutivos. Cada malha elementar possui ao menos dois capacitores em oposição 5 e 6.

Na malha passa-alta da figura 1, os capacitores em oposição 5 e 6 constituem os referidos elementos de conexão

9/17 menores 3 e 4.

Na malha passa-baixa da figura 2, os capacitores em oposição 5 e 6 são conectados em série entre dois comprimentos la, 1b ou 2a, 2b de uma perna condutora respectiva 1 ou 2.

Na malha passa-banda da figura 3, os dois primeiros capacitores em oposição 5 e 6 constituem os referidos elementos de conexão menores 3 e 4, e os segundos capacitores 5a e 6^a são conectados em série entre dois comprimentos la, 1b ou 2a, 2b de uma perna condutora respectiva 1 ou 2.

Cada malha elementar forma um loop ressonante L-C, conforme mostrado nos circuitos elétricos equivalentes correspondentes El.

Várias malhas elementares são interconectadas a fim de formar uma antena plana com as dimensões desejadas.

Por exemplo, a figura 4 mostra uma antena passa-alta A feita de uma série de malhas elementares passa-altas Ml, M2, M3 de acordo com a figura 1, interligadas para a formação de uma antena ressonante em forma de escada.

A Figura 5 mostra uma antena passa-baixa A feita de uma série de malhas passa-baixas Ml, M2, M3 de acordo com a figura 2, interligadas para a formação de uma antena ressonante em forma de escada.

A figura 6 mostra uma antena híbrida A feita de uma série de malhas elementares Ml, M2, M3 de acordo com a figura 3, interligadas para a formação de uma antena ressonante em forma de escada.

Em todas as três modalidades, as malhas adjacentes, tais como as malhas Ml e M2, possuem uma perna condutora comum 2.

Se N for o número de pernas da antena A, a referida antena

A apresenta frequências ressonantes N-l. Os valores dessas

10/17 frequências ressonantes dependem da geometria das pernas 1, 2 (comprimento, diâmetro, distância entre as duas pernas adjacentes...) e dos valores dos capacitores 5, 6.

Se todos os capacitores 5, 6 possuírem a mesma capacitância, e se todas as pernas 1, 2 forem idênticas (mesma indutância), cada frequência ressonante corresponderá a uma distribuição senoidal de corrente I (n) nas pernas de antena, tais como as pernas 1, 2, conforme mostrado, por exemplo, na figura 7:

l(n) = 7₀sm m—n em que I_o é uma amplitude, n é um dado número de perna (n=[l:N]) e m ê o número do modo ressonante (m = . Observe que essa é uma distribuição de amplitude da corrente; do ponto de vista temporal, as correntes das pernas oscilam em fase. A Figura 7 mostra a distribuição da amplitude de corrente na frequência ressonante correspondente ao modo ressonante m=4.

Então, quando excitada com uma frequências ressonante, essa antena A produz um padrão de campo eletromagnético (EM) com uma estrutura espacial sinusoidal muito bem definida. Isso permite um grande controle sobre a excitação de modos normais de EM modos no plasma (modo normal = autofunção) . Ê uma especificidade da presente invenção o fato de que a antena A será sempre excitada (ou alimentada) em uma, ou vários, de suas frequências ressonantes.

Uma grande variedade de ondas de EM pode ser excitada em plasmas. Certas categorias de ondas só podem existir se o plasma for magnetizado, como, por exemplo, as ondas helicoidais em uma geometria cilíndrica. Estamos especialmente interessados nesse tipo de ondas, uma vez que elas levam, quando

11/17 amortecidas, a um forte aquecimento do plasma, e, então, a altas densidades de elétrons.

As ondas semelhantes às helicoidais plano-polarizadas podem ser excitadas em uma lâmina de plasma, geralmente na faixa de radiofrequência (RF) (tip. 1-100 MHz). Portanto, em uma modalidade preferida, um campo magnético estático é aplicado nas proximidades da antena A e da câmara de processo. Tem de se observar que essa não é uma necessidade estrita a geração de um plasma pela antena A da presente invenção, já que esta antena A também pode operar sem qualquer campo magnético estático, essencialmente por meio de um acoplamento indutivo com o plasma.

O campo magnético estático pode ser gerado por diferentes meios, como, por exemplo, ímãs permanentes, conforme mostrado nas figuras 11 e 12, ou bobinas de DC (corrente direta).

Na figura 11, dois ímãs em linha 10a e 10b geram um campo magnético médio lateral 10c paralelo aos ímãs.

Se o campo magnético tiver de ser aplicado em uma direção paralela em relação ao plano da antena A (ou substrato), um arranjo 10 (visão de cima na figura 12) de ímãs permanentes, tais como os ímãs 10a e 10b, pode ser utilizado com sucesso.

Na antena A da presente invenção, também podemos injetar correntes DC nas pernas 1 , 2, além da excitação de RF, a fim de gerar o campo magnético estático desejado nas proximidades da antena A.

A Figura 18 mostra um circuito elétrico simples para a injeção de correntes DC: a antena é similar à antena de passaalta da figura 4 ou figura 9. 0 gerador de RF 20 alimenta a antena A com correntes RF em dois pontos de injeção 21 e 23. O gerador de DC 60 alimenta a antena A com correntes DC em ambas

12/17 as extremidades de cada perna condutora através das respectivas bobinas de choke : por exemplo, a perna condutora 1 é alimentada através de bobinas de choke 61 e 62, e a perna condutora 2 é alimentada através de bobinas de choke 63 e 64.

A presença do plasma afeta ligeiramente os valores de frequências ressonantes, essencialmente devido aos acoplamentos indutivos. A fim de compensar as mudanças de frequência, uma proteção condutora S (ou placa) pode ser posicionada próximo à antena A (fig. 8) . Pelo ajuste da posição relativa P da proteção condutora S com a antena, as frequências ressonantes podem ser ajustadas de forma a corresponder às frequências de excitação dos geradores. Além disso, o padrão de deposição da potência da onda no plasma pode ser influenciado pela posição de tal proteção tal S, e essa última pode ser utilizada como um meio para o ajuste das condições de limites dos modos EM normais de plasma.

Contanto que a frequência do gerador de RF corresponda a uma frequência ressonante desejada da antena A, a energia de RF pode ser injetada em qualquer lugar na estrutura da antena. Na realidade, se a antena A é excitada com uma frequência ressonante, a distribuição de corrente não é afetada pela localização dos pontos de injeção de RF. Entretanto, a impedância de antena vista pelo gerador de RF dependerá desses pontos de injeção. A partir desse ponto de vista, é geralmente melhor, embora não necessária, a alimentação da antena em toda a sua estrutura, ou seja, em pontos finais de injeção, conforme mostrado nas figuras 13 ou 14.Na figura 13, o gerador de 20 alimenta a antena A em dois pontos de extremidade opostos 21 e 22. Na figura 14, o gerador 20 alimenta a antena A em dois pontos de injeção de extremidade inferiores 21 e 23.

13/17

Observe que a configuração da figura 13 permitirá que os valores pares de m sejam excitados, enquanto que a configuração da figura 14 permitirá que os valores ímpares de m sejam excitados.

Um ponto extremamente importante para o processamento de plasma grande é a uniformidade do processo (deposição, fresagem, etc...) sobre o substrato. Para isso, o plasma deve ser tão uniforme quanto possível. Em alguns casos, por exemplo, se a pressão de operação no reator for alta (tip. 1 mb), ο plasma gerado por uma distribuição de corrente sinusoidal espacialmente fixa pode apresentar uma não uniformidade indesejável. Para tomar o plasma mais uniforme, podemos realizar a alimentação quadrática (ou bi-faseada) da antena A. Um exemplo de tal configuração é mostrado na figura 9.

Nessa figura, pode-se observar que a primeira perna 1 e a última perna 100 da antena A foram conectadas entre si, em ambas as extremidades, por meio de linhas de retomo 31 e 32, cada uma contendo um capacitor de compensação 33 ou 34.

O valor dos capacitores de compensação 33 e 34 é ajustado para compensar a indutância dos condutores longos 31,32 necessários para cobrir a distância entre as duas pernas extremas 1 e 100.

O princípio da alimentação bi-faseada consiste em excitação da antena A com dois sinais deslocados em fase injetados em dois pontos de injeção distantes, tais como os pontos de injeção 38 e 39 na figura 9. Esses sinais deslocados em fase podem ser obtidos através da combinação de vários geradores de RF, ou pela divisão do sinal emitido a partir de um único gerador 20 com um divisor de potência 36 e um deslocador de fase 37 no condutor longo 35.

A Figura 17 mostra uma configuração muito simples que

14/17 permite que a potência de RF de um único gerador 20 seja dividida, e que, ao mesmo tempo, produza um deslocamento temporal de fase entre os dois sinais Vout 1 e V^t 2 emitidos a partir da divisão de potência.

Uma atenção deve ser dada ao fato de que a simplicidade deste sistema é apenas aparente, uma vez que as impedâncias de entrada da antena Zl=Rl+iXl e Z2=R2+iX2 são as próprias funções dos componentes do divisor/deslocador (iy e 127) . A razão R_ír2das duas amplitudes das correntes de entrada II e 12 é fornecida pela seguinte relação:

JZ2||_ Iju²+(^+xi)² ¹² ||Z1[ ^2= + (^+^2)¹ enquanto que o deslocamento temporal de fase

0i,2 entre II e 12 é fornecido por:

φ_χ 2 = arctan ^rj?2(yr+Jn)-j?l(^ + ^2r (|í<+^1)(7+^L os valores ψ e estão determinados a fim de se obter a

Ri,2 θ 0i,2 desejados.

O deslocamento de fase entre os dois sinais pode ser arbitrariamente escolhida, mas é geralmente de + 90°. A razão de amplitude R_ír2 será geralmente fixada em 1. Com essas condições, ψ e 27 assumem expressões muito simples:

ψ = -Β2-Χ\

w. (para deslocamento de η-Κί-Χ2 fase +

90°) ' (para deslocamento de η^-Rl-Xl fase

90°)

Os pontos de injeção de potência de RF e

para ambos os sinais dependem do modo ressonante m que precisa ser excitado. Quando conectada corretamente, essa configuração de

15/17 alimentação resulta em uma tradução 30 com o tempo da distribuição da corrente sinusoidal nas pernas 1-100, conforme mostrado na figura 9. Essa distribuição de corrente viajante resultará em um aquecimento do plasma muito uniforme.

Sendo a antena A ressonante, sua impedância apresenta uma parte real R forte, que pode ser de muitas centenas de ohms, e uma pequena parte imaginária iX, próxima a zero. A fim de evitar os reflexos de RF na(s) saída(s) do(s) gerador(s), as redes de correspondência de impedância têm de ser utilizadas. As redes de correspondência convencionais podem ser utilizadas, mas, graças às propriedades de impedância da antena (parte real grande e parte imaginária pequena) , um sistema de correspondência serial especial 40, mostrado na figura 10, pode ser alcançado. 0 sistema de correspondência 40 compreende impedâncias imaginárias ajustáveis ib e ia, e uma linha de transmissão com um comprimento d. Nesse sistema, a impedância real Rgr vista pelo gerador de RF 20 é dada por:

_{_}____________________________2RZ>______________________.

^S R¹ + (α+Ύ)² +Z0² - (j?² +(«+r)² -Z0² )cos(2fii)-2(a+X'íZ_D sm(2A?) onde Z_o é a impedância característica da linha de transmissão 41 e β é o número de onda (β = 2n/A, onde A é o comprimento de onda) do sinal a uma frequência ω na linha de transmissão 41. Então, com um comprimento de linha de transmissão adequado d, Rg pode ser trazido à impedância real de saída do gerador através do ajuste de valor de a sozinho. A parte imaginária da impedância vista pelo gerador de RF 20 pode então ser trazida a zero através do ajuste do valor de b, e a correspondência é realizada.

No parágrafo a seguir, proporcionaremos ordens de grandeza típicas para os principais parâmetros relevantes a respeito das

16/17 antenas planas em operação. Tomamos como exemplo uma antena passa-alta de vinte e duas pernas com uma injeção única de potência. Consideramos, também, que todas as pernas são idênticas (0,5 m de comprimento, 6mm de diâmetro), assim como são os capacitores. Considerando as suas dimensões, uma perna individual representa uma indutância de cerca de 0,5μΗ. Supomos o desejo de excitar o modo ressonante m=6 da antena. A frequência com que essa ressonância m=6 ocorrerá dependerá naturalmente da capacitância C dos capacitores da antena, conforme mostrado na figura 15. Por exemplo, se consideramos um gerador de 13,56 MHz, gerador de RF 20, precisaremos, aproximadamente, de capacitores de 800pF para observar a ressonância m=6 nessa frequência.

Ά Figura 16 mostra uma configuração típica simples para um reator de processamento de plasma de superfícies grandes 50. Uma câmara de processo 51 com uma parede periférica 52 e uma placa superior de reator 53 é conectada a um sistema de bombeamento 54 e a um sistema de injeção de gás de descarga e de precursores de processo (gás) 55. Uma antena é posicionada nas proximidades da placa superior de reator 53, e é alimentada pelo gerador de RF 20 com rede de correspondência possível. Um substrato 56 a ser processado é posicionado em um suporte de substrato 57 dentro da câmara do reator 51, substancialmente paralelo à antena A. Um plasma 58 é gerado entre o substrato 56 e a placa superior do reator 53. O gerador de campo magnético estático 10 (figura 12) não é mostrado nessa figura 16. Se arranjos de ímãs permanentes 10 tivessem de ser utilizados, eles poderiam ser, por exemplo, posicionados diretamente sob o substrato 56, incorporados no suporte do substrato 57. A proteção condutora S que permite o ajuste fino das frequências

1Ί/±Ί ressonantes também não é mostrada.

A presente invenção não se limita às modalidades explicitamente descritas, e abrange variantes e generalizações dessas, dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims

1. Aparelho (50) para o processamento de plasma caracterizado pelo fato de que compreende:

a. ao menos uma antena plana (A),

b. ao menos um gerador de radiofrequência (20) para excitar a referida antena (A),

c. um sistema de injeção de gás (55) e difusor,

d. uma câmara de processo (51) próxima à referida antena (A),

e. em que a referida antena plana (A) compreende uma pluralidade de malhas ressonantes elementares interligadas (M1, M2, M3), cada malha (M1, M2, M3) compreendendo ao menos duas pernas condutoras (1, 2) e ao menos dois capacitores (5, 6), de modo que a referida antena (A) possua uma pluralidade de frequências ressonantes,

f. e em que o referido gerador de radiofrequência (20) é

adaptado para excitar a referida antena (A) para ao menos uma de suas frequências ressonantes. 2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pernas condutoras (1, 2) são paralelas entre si. 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2,

caracterizado pelo fato de que as malhas ressonantes elementares (M1, M2, M3) possuem duas pernas condutoras paralelas mais longas (1, 2) cujas extremidades são interconectadas por elementos de conexão transversais menores (3, 4).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os elementos de conexão transversais menores (3, 4) compreendem capacitores opostos (5,

Petição 870190134824, de 16/12/2019, pág. 10/15

2/3

6).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que as pernas condutoras paralelas mais longas (1, 2) compreendem capacitores opostos (5, 6) conectados em série entre os comprimentos (1a, 1b; 2a, 2b) de uma perna condutora respectiva (1, 2).

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações

2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que as malhas elementares ressonantes (M1, M2, M3) são interconectadas por pernas comuns (2) para a formação de uma antena ressonante (A) em forma de escada.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações

1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma placa condutora (S) paralela à antena (A), e meios para o ajuste da posição relativa (P) da placa (S), de modo que as frequências ressonantes da antena (A) possam ser ajustadas.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações

1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracteri zado pelo fato de que compreende ainda meios (10) para a geração de um campo magnético nas proximidades da antena.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende o meio (10) para a geração de um campo magnético compreende um conjunto de ímãs permanentes (10a, 10b).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda meios (60, 61,

62, 63, 64) para a injeção de uma corrente DC na referida antena (A) sobreposta à corrente de radiofrequência, de modo que a referida corrente DC gera um campo magnético nas proximidades da antena (A).

Petição 870190134824, de 16/12/2019, pág. 11/15

3/3 11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda ao menos uma antena

suplementar.

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das

reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a referida antena (A) é

posicionada dentro da câmara de processo (51). 13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12,

caracterizado pelo fato de que compreende ainda ao menos uma rede de correspondência (40).

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ou 13,

caracterizado pelo fato de que o gerador de radiofrequência (20) é adaptado para alimentar a antena (A) com ao menos dois sinais de potência de RF deslocados em fase em dois pontos de injeção distintos (38, 39), resultando em uma tradução (30) com o tempo da distribuição da corrente nas pernas (1, 100) da antena (A).