ES2197589T3 - Aparato de procesamiento de plasma con pared conductora electrica. - Google Patents
Aparato de procesamiento de plasma con pared conductora electrica.Info
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Abstract
Aparato para procesamiento de plasma, que comprende: una cámara de plasma (1) que comprende una pared eléctricamente conductora (10), en el que dicha pared eléctricamente conductora presenta una o mas aberturas (100) para interrumpir un trayecto de corriente (19) en dicha pared cuando se suministra energía electromagnética al interior de la cámara desde el exterior de la cámara, medios electromagnéticos externos (2) para suministrar energía electromagnética al interior de dicha cámara de plasma a través de dicha pared eléctricamente conductora para crear un plasma en el interior de la cámara, y medios de sellado (16, 17) para sellar dicha por lo menos una abertura, caracterizado porque dichos medios de sellado comprenden uno o mas elementos de cerramiento eléctricamente conductores (16), y porque cada abertura esta sellada con uno de dichos elementos de cerramiento montado en la superficie externa de dicha pared eléctricamente conductora, estando dichos elementos de cerramiento eléctricamente conductores aislados eléctricamente de dicha pared eléctricamente conductora.
Description
Aparato de procesamiento de plasma con pared
conductora eléctrica.
La presente invención se refiere a un aparato de
procesamiento de plasma que se utiliza en procesos asistidos con
plasma, tales como erosión selectiva, deposición o pulverización.
Más particularmente, la invención se refiere a una fuente de Plasma
Inductivo Acoplado.
Las fuentes de Plasma Inductivo Acoplado se
utilizan tradicionalmente para erosionar selectivamente substratos
o para depositar material sobre ellos. Generalmente están
constituidos por una cámara de plasma que presenta una pared
dieléctrica lateral rodeada por un inductor solenoide externo. La
cámara de plasma contiene un gas de proceso. El inductor externo
está alimentado por un generador de radiofrecuencia y produce
energía electromagnética que se suministra al interior de la cámara
de plasma a través de la pared dieléctrica. De este modo se genera
un plasma en el interior de la cámara mediante la ionización de las
moléculas del gas de proceso.
La composición del gas de proceso se selecciona
en función del tratamiento que debe aplicarse al substrato. Así,
por ejemplo, si el aparato de plasma se utiliza para la deposición
de material sobre un substrato, el gas de proceso contendrá
elementos del material que debe depositarse en este substrato. Si el
aparato de plasma se utiliza como aparato para erosión selectiva,
el gas de proceso contendrá elementos radioactivos que
reaccionarán con el substrato y eliminarán material del mismo.
Una característica interesante de los procesos
asistidos por plasma, en particular en comparación con la técnica
de Deposición de Vapor Químico, es que gracias a la utilización del
plasma se requiere una temperatura de substrato inferior para
activar la reacción o deposición. Por lo tanto, la aplicación de
los procesos asistidos por plasma puede resultar ventajosa,
especialmente cuando el substrato que debe tratarse no puede
resistir temperaturas elevadas.
No obstante, las fuentes de Plasma Inductivo
Acoplado siguen siendo caras, particularmente cuando deben
conformarse para presentar partes curvas. El material a partir del
cual se realiza la pared externa, o sea un material dieléctrico, no
es realmente adecuado para la fabricación de piezas complejas, como
piezas curvadas o cilíndricas. Además, perforar un agujero en el
material dieléctrico, por ejemplo para proporcionar un acceso al
interior de la cámara para el gas de proceso, es una tarea
problemática.
El documento
WO-A-96/41897 describe un aparato de
tratamiento de plasma que comprende una cámara de plasma
paralelepipédica rodeada de conductores eléctricos. Las paredes
laterales de la cámara de plasma están formadas por barras
metálicas paralelas que se extienden longitudinalmente a lo largo de
la cámara. Entre las barras metálicas se definen huecos o ranuras
para permitir que el campo magnético producido por los conductores
eléctricos penetre en el interior de la cámara. La cámara de plasma
se sella con placas dieléctricas, cada una de las cuales cubre el
lado exterior de la pared lateral correspondiente de la
cámara.
La utilización de una placa dieléctrica para cada
pared lateral de la cámara puede plantear un problema cuando se
desea disponer de una cámara con una forma más compleja, como la
forma cilíndrica. De hecho deberían construirse placas dieléctricas
curvadas, lo cual significaría un incremento importante de los
costes de fabricación. Además, la cámara de plasma según el
documento WO-A-96/41897 no es
adecuada para proporcionar un acceso lateral para el gas de
proceso, ya que dicho acceso lateral requeriría la perforación de un
agujero a través de una placa dieléctrica.
La presente invención se propone solucionar los
inconvenientes mencionados. Esto se consigue mediante un aparato de
procesamiento de plasma según la reivindicación 1.
Para ello, se proporciona un aparato de
procesamiento de plasma que comprende una cámara de plasma que
comprende una pared eléctricamente conductora, en el que dicha
pared eléctricamente conductora presenta por lo menos una abertura
para interrumpir el trayecto de la corriente cuando se suministra
energía electromagnética al interior de la cámara desde el exterior
de la cámara, medios electromagnéticos externos para suministrar
energía electromagnética al interior de dicha cámara de plasma a
través de dicha pared eléctricamente conductora para crear un
plasma en el interior de la cámara, y medios de sellado para sellar
dicha por lo menos una abertura, caracterizado porque dichos medios
comprenden por lo menos un elemento de cerramiento eléctricamente
conductor que está eléctricamente aislado de dicha pared
eléctricamente conductora.
Así, según la presente invención, se utilizan uno
o más elementos de cerramiento eléctricamente conductores para
sellar la(s) abertura(s) definida(s) en la
pared conductora de la cámara de plasma. Por lo tanto le cámara de
plasma está hecha esencialmente de material conductor, como un
metal, que hace más flexible la construcción de la cámara. En
particular, la cámara puede presentar una forma compleja sin que se
incrementen de forma importante los costes de fabricación, ya que
los materiales conductores pueden mecanizarse y deformarse más bien
fácilmente.
Además, al estar los elementos de cerramiento
conductores eléctricamente aislados de la pared conductora, el
trayecto de la corriente a través de la pared conductora se
interrumpe a nivel de la(s) abertura(s), evitando que
se forme un bucle de intensidad alrededor de la pared conductora
cuando se suministra energía electromagnética al interior de la
cámara. Gracias al suministro de la(s) abertura(s) y
al hecho de que el(los) elemento(s) de cerramiento
están aislados de la pared conductora, la energía electromagnética
producida por los medios electromagnéticos externos no es filtrada
o apenas por la pared conductora. Por lo tanto, una parte importante
de la energía electromagnética producida por los medios
electromagnéticos externos se suministra efectivamente al interior
de la cámara.
Preferentemente, dicha por lo menos una abertura
se extiende en una primera dirección que es substancialmente
paralela al campo magnético inducido por los medios
electromagnéticos externos, para interrumpir un trayecto de
corriente a través de la pared eléctricamente conductora en una
dirección ortogonal a dicha primera dirección.
En la práctica, la pared eléctricamente
conductora se extiende en una dirección paralela al eje longitudinal
de la cámara de plasma, y dicha por lo menos una abertura se
extiende en una primera dirección que es substancialmente paralela
al eje longitudinal de la cámara de plasma, para interrumpir un
trayecto de corriente a través de dicha pared eléctricamente
conductora en una dirección ortogonal a dicho eje longitudinal.
La cámara de plasma puede comprender además
placas terminales en extremos opuestos de la pared eléctricamente
conductora, extendiéndose dichas placas terminales
perpendicularmente a la pared conductora.
La cámara de plasma puede ser cilíndrica, con la
pared eléctricamente conductora formando la cara cilíndrica de la
cámara de plasma, o paralelepipédica, con la pared eléctricamente
conductora formada por caras planas adyacentes de la cámara. La
cámara de plasma también puede ser de cualquier otra forma
conveniente, particularmente de una forma que se adapte a la forma
del substrato que debe ser tratado con plasma.
Los medios electromagnéticos externos pueden
comprender un inductor que rodee la pared eléctricamente conductora
y que esté conectado a una fuente de alimentación de CA.
Según la presente invención, se proporciona por
lo menos un medio aislante o junta no conductora eléctricamente
para el aislamiento eléctrico de cada elemento conductor de
cerramiento de la pared conductora.
Preferentemente, cada junta no conductora está
dispuesta en la pared conductora de modo que se encuentra en la
línea visual indirecta del interior de la cámara, o sea del plasma
generado dentro de la cámara. Esta característica es
particularmente ventajosa cuando el aparato de procesamiento de
plasma según la invención se utiliza para depositar material
eléctricamente conductor de pulverización, como metal. Realmente,
en este caso, existiría el riesgo de que al llevar a cabo el
proceso de deposición de plasma o pulverización una capa continua de
dicho material conductor recubriera la junta no conductora. Como
resultado podría crearse un bucle de intensidad alrededor de toda la
pared conductora y, en consecuencia, afectar a la energía
electromagnética suministrada por los medios electromagnéticos
externos filtrada por esta capa continua en la forma explicada
anteriormente.
Evitando cualquier línea visual directa entre el
interior de la cámara y la junta aislante, se evita o por lo menos
se reduce enormemente el riesgo de filtrado de la energía debido a
la deposición de material conductor en la pared de la cámara. Este
resultado se obtiene sin que la presente invención requiera una
pantalla electrostática dentro de la cámara, ni ninguna estructura
laberíntica compleja adicional, como las que se utilizaban
normalmente en la técnica anterior. Además, al estar hecho(s)
el(los) elemento(s) de cerramiento de un material
conductor, como metal, la deposición de material conductor no es
perjudicial. De este modo, la presente invención permite utilizar
aberturas amplias o ranuras en la pared conductora para simplificar
la construcción del aparato y reducir su coste.
Normalmente, dicha por lo menos una abertura
consiste en una pluralidad de aberturas, dicho por lo menos un
elemento de cerramiento eléctricamente conductor consiste en una
pluralidad de elementos de cerramiento eléctricamente conductores y
cada uno de los elementos de la pluralidad de elementos de
cerramiento conductores está montado en la pared eléctricamente
conductora coincidiendo con una abertura correspondiente de la
pluralidad de aberturas.
Según una forma de realización de la presente
invención, dicha por lo menos una junta consiste en una pluralidad
de juntas, rodeando cada una de las juntas de dicha pluralidad de
juntas, en una superficie externa de la pared eléctricamente
conductora, una abertura correspondiente de la pluralidad de
aberturas, y cada uno de los elementos de la pluralidad de
elementos de cerramiento eléctricamente conductores se aplica sobre
una junta correspondiente de la pluralidad de juntas.
Según otra forma de realización de la presente
invención, cada una de las aberturas de la pluralidad de aberturas
comprende una parte estrecha que emerge al interior de la cámara de
plasma y una parte más ancha que comunica con la parte estrecha y
forma una cavidad en una superficie externa de la pared
eléctricamente conductora. Cada una de las juntas de una pluralidad
de juntas rodea, en la cavidad de una abertura correspondiente, la
parte estrecha de la abertura correspondiente, y cada elemento de
la pluralidad de elementos conductores se aplica a una junta
correspondiente en la cavidad de la abertura correspondiente.
Ventajosamente, dicha por lo menos una junta y
dicho por lo menos un elemento conductor de cerramiento están
montados de forma desmontable en la pared conductora.
Preferentemente se define un hueco entre dicho por lo menos un
elemento conductor de cerramiento y la pared conductora, según la
Ley de Paschen, de modo que no se genera plasma entre
el(los) elemento(s) conductor(es) de
cerramiento y la pared conductora. Normalmente, el hueco puede ser
inferior a un milímetro.
La cámara de plasma puede comprender además uno o
varios blancos de pulverización. Estos blancos de pulverización
pueden disponerse en una superficie interior de la pared
conductora. Puede interponerse una placa aislante en los blancos de
pulverización y la superficie interior de la pared conductora. La
fuente de pulverización puede conectarse a una fuente de energía
mediante un conductor que cruza la pared conductora eléctricamente
aislado de la pared conductora.
Según otra característica ventajosa de la
presente invención, la cámara de plasma comprende por lo menos una
entrada de gas formada en la pared eléctricamente conductora. Esta
entrada de gas sirve para suministrar un gas de proceso al interior
de la cámara. Preferentemente, dicha por lo menos una entrada de
gas consiste en una pluralidad de entradas de gas dispuestas en
intervalos regulares en la pared eléctricamente conductora. De este
modo, el gas de proceso puede introducirse en el interior de la
cámara con una distribución uniforme.
Además de las entradas de gas anteriormente
mencionadas, la cámara de plasma puede comprender una o más entradas
de gas formadas en una placa de cierre dispuesta en la parte
superior o en la parte inferior de la cámara. Las entradas de gas
de la pared conductora pueden servir entonces para suministrar una
mezcla gaseosa reactiva al interior de la cámara, mientras que las
entradas de gas dispuestas en las placas de cierre pueden
utilizarse para introducir gases inertes cuya función consiste,
principalmente, en facilitar la mezcla de los diversos elementos
contenidos en la mezcla gaseosa. Las entradas de gas dispuestas en
la pared conductora que forma una pared lateral de la cámara
permiten la introducción de la mezcla gaseosa reactiva en la cámara
en una zona cercana al substrato que debe tratarse. De este modo,
la presente invención evita el suministro de la mezcla gaseosa
reactiva a zonas alejadas del substrato y que por lo tanto no
necesitan recibir la mezcla gaseosa.
En la práctica, dicho por lo menos un elemento de
cerramiento eléctricamente conductor consiste preferentemente en una
o varias placas, y tanto la pared conductora como las placas están
realizadas en metal. Además, dicha por lo menos una abertura puede
tomar la forma de una o varias ranuras.
La figura 1 es una sección parcial de una vista
frontal de un aparato de plasma según una primera forma de
realización de la presente invención;
las figuras 2 y 3 son vistas en perspectiva que
muestran respectivamente un aparato de plasma según la presente
invención con forma cilíndrica y forma paralelepipédica
rectangular;
la figura 4 es una vista frontal esquemática de
una parte de una pared de cámara de plasma incluida en el aparato
de plasma que muestra la figura 1;
la figura 5 es una vista superior esquemática de
una parte de una pared de cámara de plasma incluida en el aparato
de plasma que muestra la figura 1;
la figura 6 es una vista superior esquemática de
una parte de una pared de cámara de plasma incluida en el aparato
de plasma que muestra la figura 1, que ilustra trayectos de
corriente;
la figura 7 es una vista superior esquemática de
una parte de una pared de cámara de plasma incluida en un aparato
de plasma según una segunda forma de realización de la presente
invención;
la figura 8 es una vista superior esquemática de
una parte de una pared de cámara de plasma incluida en un aparato
de plasma según una tercera forma de realización de la presente
invención;
la figura 9 es una vista frontal en sección que
muestra un aparato de plasma según una cuarta forma de realización
de la presente invención;
la figura 10 es una vista en sección superior del
aparato de plasma según la cuarta forma de realización de la
presente invención;
la figura 11 es una sección parcial de una vista
frontal que muestra un aparato de plasma según una quinta forma de
realización de la presente invención; y
la figura 12 es una vista superior esquemática de
una parte de una pared de una cámara de plasma incluida en un
aparato de plasma según una sexta forma de realización de la
presente invención.
La figura 1 muestra un aparato de Plasma
Inductivo Acoplado según una primera forma de realización de la
presente invención. El aparato de plasma según esta primera forma
de realización se utiliza como aparato de Deposición de Vapor
Químico Mejorada con Plasma, para depositar capas de material sobre
substratos.
Comprende, generalmente, una cámara 1 de plasma,
o de proceso, que contiene un gas de proceso, y un inductor externo
2 para crear un plasma dentro de la cámara de plasma 1, un soporte
3, dispuesto en el interior de la cámara de plasma, para soportar
un substrato 4, un dispositivo de bombeo 5 para evacuar la cámara de
plasma 1 y un controlador de gas 6 para suministrar a la cámara de
plasma dicho gas de proceso a través de la entrada de gas 6'.
El soporte 3 está conectado a una fuente de
alimentación 7 que permite polarizar el substrato 4. El soporte 3
también puede conectarse a un sistema de calefacción o
refrigeración (no mostrado) para regular la temperatura del
substrato.
El dispositivo de bombeo 5 sirve para evacuar la
cámara de plasma 1 antes de utilizarla El controlador de gas 6
suministra un gas de proceso compuesto por un gas reactivo, que
comprende elementos que deben ser depositados en la parte superior
de la superficie del substrato, y un gas inerte, que permite la
mezcla eficiente de los diversos componentes contenidos en el gas
de proceso.
El inductor 2 está conectado a una fuente de
alimentación de Radiofrecuencia (RF) 20 y suministra energía
magnética de RF, cuya frecuencia se sitúa preferentemente entre 100
kHz y 100 MHz. Dicha energía magnética RF permite la transformación
del gas de proceso en un plasma, cuyos elementos reactivos se
depositarán sobre el substrato 4.
Las características generales y el funcionamiento
de un aparato de plasma son conocidas por las personas expertas, y
por lo tanto no se explicarán en detalle.
La cámara de plasma 1 según la presente invención
puede presentar una forma cilíndrica, como la que muestra la figura
2, o cualquier otra forma adecuada adaptada a la forma del
substrato 4. La figura 3 muestra, como ejemplo, una cámara de
plasma según la presente invención con forma paralelepipédica.
La cámara de plasma 1 comprende una pared lateral
10 que se extiende a lo largo y alrededor de un eje longitudinal 11
de la cámara de plasma y frente al inductor 2. La pared lateral 10
es cilíndrica en el caso de una cámara de plasma cilíndrica, o está
constituida por cuatro partes de pared planas si la cámara presenta
una forma paralelepipédica. La cámara de plasma 1 comprende, además,
placas terminales superior e inferior 12, 13, que son
perpendiculares al eje longitudinal 11. Las placas terminales
superior e inferior 12, 13 están selladas respectivamente a las
superficies finales 101, 102 de la pared lateral 10 por medio de
juntas de vacío 14, 15.
Según la presente invención, la pared lateral 10
de la cámara de plasma 1 es de un material conductor, como metal.
Además, a través de todo el espesor t de la pared lateral 10 se
definen una pluralidad de aberturas 100 (véase figura 5). Las
aberturas 100 se extienden preferentemente en una dirección paralela
al eje longitudinal 11, en forma de ranuras. Las aberturas 100
pueden extenderse a lo largo de toda la longitud de la cámara de
plasma, o sea entre las superficies finales 101, 102 de la pared
lateral 10, para contribuir a la formación de un plasma en una zona
amplia del interior de la cámara, o a lo largo de una parte
importante de esta longitud, como muestra la figura 1.
El inductor 2 rodea la pared lateral 2 en el
exterior de la cámara de plasma para generar, en el interior de la
cámara 10, un campo inductor cuyas líneas son paralelas al eje
longitudinal 11 y a las ranuras 100.
Las figuras 4 y 5 muestran con mayor detalle las
aberturas 100 formadas en la pared conductora 10, en el caso en que
la cámara de plasma 1 es paralelepipédica. Cada abertura 100 está
formada por una parte estrecha 101 que emerge al interior de la
cámara de plasma 1, y una parte más ancha 102 definida en la
superficie externa 103 de la pared conductora 10 que forma una
cavidad que comunica con la parte estrecha 101. La cavidad 102
presenta una anchura mayor w (en dirección ortogonal al eje
longitudinal 11) y preferentemente una longitud l mayor (paralela
al eje longitudinal 11) que las de la parte estrecha 101, como
muestra la figura 4.
Según la presente invención, las aberturas, o
ranuras, 100 están selladas, o sea cerradas herméticamente, por
elementos de cerramiento conductores 16 que cierran las aberturas y
por medio de sellos herméticos o juntas 17 que aíslan
eléctricamente a los elementos de cerramiento 16 de la pared
conductora 10. Los elementos de cerramiento conductores 16 están
hechos de un metal, como el aluminio. Preferentemente presentan la
misma forma que la cavidad 102 (rectangular en la figura 5), pero
un tamaño ligeramente inferior. Los elementos de cerramiento 16
pueden presentar cada uno la forma de una placa, que puede ser
plana si la cámara 1 es paralelepipédica, o curva si la cámara 1 es
cilíndrica. Las juntas 17 están hechas de un material aislante, como
un material dieléctrico.
Los elementos conductores 16 están montados
dentro de cavidades 102 medianteelementos de montaje no conductores
eléctricamente apropiados 18. Se proporcionan dos elementos de
montaje 18, dispuestos a lo largo de las caras laterales de la
cavidad 102, para encajar mecánicamente un elemento conductor
determinado 16 en la pared 10. Cada elemento de montaje 18 presenta
una parte de superficie 180 que está fijada en la superficie
externa 103 de la pared conductora 10 y otra parte de superficie
181 en las que se fija una parte periférica de la superficie
superior del elemento conductor 16. Los elementos de montaje 18
pueden fijarse a la pared conductora 10 y al elemento conductor 16
pegándolos o atornillándolos.
Las juntas 17 presentan preferentemente una forma
correspondiente a la de las cavidades 102 y los elementos
conductores 16, o sea rectangular en la forma de realización que
muestran las figuras 4 y 5. Cada junta 17 está dispuesta entre una
superficie inferior de la cavidad 102 y una parte periférica de la
superficie inferior del elemento conductor 16, sellando así la
abertura 100.
Las aberturas 100 sirven para interrumpir un
trayecto de corriente a través de la pared conductora 10 o, en
otras palabras, para descomponer las corrientes circulantes
inducidas en la pared conductora 10 en diversos bucles de corriente.
De hecho, la corriente inducida por el inductor de RF 2 en la pared
conductora 10 definiría, en ausencia de dichas aberturas, un bucle
de intensidad continuo alrededor de la pared 10, que filtraría la
energía electromagnética suministrada por el inductor de RF 2. Como
ilustra la figura 6, según la presente invención, se inducen
corrientes 19 en cada una de las partes eléctricamente conductoras,
concretamente las partes de pared en ambos lados de una abertura
100, y cada elemento conductor 16, pero no existe ningún trayecto de
corriente que rodee la pared conductora 10.
Preferentemente, las juntas 17 están dispuestas
cada una de ellas para estar en una línea visual indirecta desde el
interior de la cámara 1. Como muestra la figura 5, de este modo no
existe línea visual directa 170 entre cada junta 17 y el interior
de la cámara 1. Esto se consigue, por ejemplo, haciendo que el
elemento de cerramiento conductor 16 sea mucho más ancho que la
parte estrecha 101 y disponiendo la junta 17 cerca de la periferia
del elemento conductor 16. Una disposición de esta clase permite
evitar la posible formación de capas conductoras sobre la junta 17
cuando se utiliza la cámara de plasma 1 para depositar material
conductor, como metal, sobre el substrato 4.
Con referencia a la figura 7, un aparato de
plasma según una segunda forma de realización de la presente
invención se diferencia de la primera forma de realización
previamente descrita esencialmente en que las aberturas 100a no
comprenden ninguna cavidad. En lugar de estar montadas en una
cavidad correspondiente, cada elemento de cerramiento conductor 16a
está montado en la superficie externa 103a de la pared conductora
10a mediante elementos de montaje no conductores 18a y, con este
fin, presenta dimensiones (longitud, anchura) mayores que las de la
abertura correspondiente 100a. Una junta 17a que rodea la abertura
100a sella el hueco entre el elemento conductor 16a y la pared
conductora 10a.
Con referencia a la figura 8, un aparato de
plasma según una tercera forma de realización de la presente
invención difiere esencialmente de la primera forma de realización,
tal como se ha descrito anteriormente, en que:
- -
- se prevén juntas 20b entre los elementos de montaje no conductores 18b y los elementos conductores 16b, y
- -
- la junta 17b que rodea la parte estrecha 101b de una abertura determinada 100b presenta una forma plana, definiendo un hueco exacto entre el elemento conductor correspondiente 16b y la pared conductora 10b en una dirección transversal al eje longitudinal 11 de la cámara de plasma 1.
En esta tercera forma de realización, el hueco d
se ajusta según la ley de Paschen, de modo que no se crea plasma en
su interior. Normalmente, para una presión operativa de 10 mTorr en
la cámara de plasma, el hueco d es inferior a 1 mm. El ajuste se
realiza utilizando varios insertos calibrados con espesores
diferentes para el sello hermético 17b. El sello hermético 17b, el
elemento conductor 16b, los sellos herméticos 20b y los elementos
conductores 18b están montados de forma extraíble, permitiendo la
substitución, en la cámara de plasma, de la inserción 17b por otra
inserción con un espesor diferente.
Las figuras 9 y 10 muestran un aparato de plasma
según una cuarta forma de realización de la presente invención. El
aparato de plasma según esta cuarta forma de realización presenta
esencialmente la misma estructura que la primera forma de
realización descrita previamente, salvo porque está equipada con una
o varias entradas de gas 6c' en la pared conductora 10c, y se
proporcionan una o varias entradas de gas 6c'' en la parte superior
de la placa final 12c.
Como muestra la figura 10, las entradas de gas
6c' formadas en la pared lateral 10c están dispuestas a intervalos
regulares entre sí. Las entradas de gas 6c' sirven para suministrar
al interior de la cámara de plasma 1c una mezcla gaseosa que
contiene los elementos reactivos. Las entradas de gas 6c'' formadas
en la placa final superior 12c sirven para suministrar al interior
de la cámara de plasma 1c gas inerte, cuya función consiste
especialmente en facilitar la mezcla de los diversos elementos
contenidos en la mezcla gaseosa reactiva. La disposición mostrada
en las figuras 9 y 10 presenta la ventaja de permitir una inyección
de gas en una zona cercana al substrato 4c que debe ser tratado,
evitando el suministro de gas de proceso a zonas del interior de la
cámara 1c que no necesitan recibir dicho gas. Además, el hecho de
que las entradas de gas 6c' de la pared lateral 10c estén situadas
en intervalos regulares permite obtener una distribución uniforme
de la mezcla gaseosa dentro de la cámara 1c en la zona del
substrato 4c.
La figura 11 muestra un aparato de plasma según
una quinta forma de realización de la presente invención. El
aparato de plasma según esta quinta forma de realización sirve para
realizar un proceso de pulverización, en el que el material que
debe depositarse sobre un substrato se pulveriza desde un
blanco.
La construcción de este aparato de plasma difiere
de la del de la primera forma de realización en que un blanco 21d,
o sea una fuente de material, se fija herméticamente sobre la placa
superior 12d de la cámara de plasma 1d. Se conecta una fuente de
tensión CC (o fuente de impulsos de CC) 22d al blanco 21d para
permitir la pulverización del material que debe depositarse. Al
estar la cámara de plasma 1d preferentemente conectada a tierra, el
blanco 21d se encuentra eléctricamente aislado de la placa superior
12d por un anillo aislante 23d. Puede añadirse a esta disposición un
magnetrón (que no se muestra) para mejorar la eficacia de la
pulverización. En este caso, la entrada de gas 6d' conectada al
controlador de gas 6d se sitúa en la parte superior de la pared
lateral 10d.
La figura 12 muestra una sexta forma de
realización de la presente invención. El aparato de plasma según
esta sexta forma de realización es idéntico al de la primera forma
de realización, salvo que comprende blancos de pulverización 24e
dispuestos en la pared conductora 10e en dirección al interior de la
cámara de plasma. Los blancos de pulverización 24e están hechos del
material que debe depositarse en el substrato. Preferentemente, la
pared conductora 10e está conectada a tierra, y los blancos 24e
están aislados eléctricamente de la pared conductora 10e por
aislantes eléctricos 25e. Cada blanco 24e está conectado a una
fuente de tensión CC o a una fuente de impulsos de CC 26e mediante
un conductor eléctrico 27e para permitir operaciones de
pulverización. Cada conductor eléctrico 27e se encuentra
eléctricamente aislado de la pared conductora 10e por los sellos
herméticos 28e.
En cada una de las seis formas de realización
descritas anteriormente, pueden disponerse medios de refrigeración
para enfriar la pared conductora 10, 10a, 10b, 10c, 10d, por
ejemplo en la forma explicada en la patente
EP-A-0908922.
Claims (29)
1. Aparato para procesamiento de plasma, que
comprende:
una cámara de plasma (1) que comprende una pared
eléctricamente conductora (10), en el que dicha pared
eléctricamente conductora presenta una o más aberturas (100) para
interrumpir un trayecto de corriente (19) en dicha pared cuando se
suministra energía electromagnética al interior de la cámara desde
el exterior de la cámara,
medios electromagnéticos externos (2) para
suministrar energía electromagnética al interior de dicha cámara de
plasma a través de dicha pared eléctricamente conductora para crear
un plasma en el interior de la cámara, y
medios de sellado (16, 17) para sellar dicha por
lo menos una abertura,
caracterizado porque dichos medios de
sellado comprenden uno o más elementos de cerramiento
eléctricamente conductores (16), y porque cada abertura está
sellada con uno de dichos elementos de cerramiento montado en la
superficie externa de dicha pared eléctricamente conductora,
estando dichos elementos de cerramiento eléctricamente conductores
aislados eléctricamente de dicha pared eléctricamente
conductora.
2. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha por lo menos una abertura (100)
se extiende en una primera dirección (11) que es substancialmente
paralela al campo magnético inducido por dichos medios
electromagnéticos externos, para interrumpir un trayecto de
corriente a través de dicha pared eléctricamente conductora en una
dirección ortogonal a dicha primera dirección.
3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicha pared eléctricamente conductora
(10) se extiende en una dirección paralela a un eje longitudinal
(11) de dicha cámara de plasma.
4. Aparato según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicha por lo menos una abertura (100)
se extiende en una dirección que es substancialmente paralela a
dicho eje longitudinal (11) de dicha cámara de plasma, para
interrumpir un trayecto de corriente a través de dicha pared
eléctricamente conductora en una dirección ortogonal a dicho eje
longitudinal.
5. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicha cámara de
plasma (1) comprende además placas terminales (12, 13) en los
extremos opuestos de dicha pared eléctricamente conductora (10).
6. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicha cámara de
plasma (1) es cilíndrica, formando dicha pared eléctricamente
conductora la cara cilíndrica de dicha cámara de plasma.
7. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicha cámara de
plasma (1) es paralelepipédica, estando formada dicha pared
eléctricamente conductora por caras planas adyacentes de dicha
cámara.
8. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dichos medios
electromagnéticos externos comprenden un inductor (2) que rodea
dicha pared eléctricamente conductora (10) y está conectado a una
fuente de alimentación de CA (20).
9. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dichos medios
de sellado comprenden por lo menos una junta eléctricamente no
conductora (17) para el aislamiento eléctrico de dicho elemento de
cerramiento eléctricamente conductor (16) de dicha pared conductora
(10).
10. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado porque dicha por lo menos una junta (17) está
dispuesta para estar en una línea visual indirecta desde el
interior de la cámara de plasma (1).
11. Aparato según la reivindicación 9 ó 10
caracterizado porque dicha por lo menos una junta (17) está
realizada en material dieléctrico.
12. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque dicho elemento
de cerramiento eléctricamente conductor (16a) está montado sobre
una superficie externa (103a) de dicha pared eléctricamente
conductora (10a).
13. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque dicha por lo
menos una abertura (100) comprende una parte estrecha (101) que
emerge al interior de la cámara de plasma (1) y una parte más ancha
(102) que comunica con dicha parte estrecha y forma una cavidad en
una superficie externa (103) de dicha pared eléctricamente
conductora, y porque un elemento de cerramiento conductor (16) está
montado en dicha cavidad.
14. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque dicha por lo
menos una abertura consiste en una pluralidad de aberturas (100),
dicho por lo menos un elemento de cerramiento eléctricamente
conductor consiste en una pluralidad de elementos de cerramiento
eléctricamente conductores (16), y porque cada uno de dicha
pluralidad de elementos de cerramiento conductores (16) está
montado en dicha pared eléctricamente conductora (10) coincidiendo
con la abertura correspondiente de dicha pluralidad de aberturas
(100).
15. Aparato según la reivindicación 14, cuando
está subordinada a por lo menos la reivindicación 9,
caracterizado porque:
- dicha por lo menos una junta consiste en una pluralidad de juntas (17a),
- cada una de dicha pluralidad de juntas rodea, en una superficie externa (103a) de dicha pared eléctricamente conductora (10a), la abertura correspondiente de dicha pluralidad de aberturas (100a), y
- cada uno de dicha pluralidad de elementos de cerramiento eléctricamente conductores (16a) se utiliza en una junta correspondiente de dicha pluralidad de juntas.
16. Aparato según la reivindicación 14, cuando
está subordinada a por lo menos la reivindicación 9,
caracterizado porque:
- cada una de dicha pluralidad de aberturas (100) comprende una parte estrecha (101) que emerge en el interior de la cámara de plasma (1) y una parte más ancha (102) que comunica con dicha parte estrecha y forma una cavidad sobre una superficie externa (103) de dicha pared eléctricamente conductora (10),
- dicha por lo menos una junta consiste en una pluralidad de juntas (17),
- cada una de dicha pluralidad de juntas rodea, en la cavidad de la abertura correspondiente, la parte estrecha de dicha abertura correspondiente, y
- cada uno de dicha pluralidad de elementos de cerramiento conductores (16) se utiliza en una junta correspondiente en la cavidad de una abertura correspondiente.
17. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 9 y 10 a 16, cuando están subordinadas a por lo
menos la reivindicación 9, caracterizado porque dicha por lo
menos una junta (17b) y dicho por lo menos un elemento de
cerramiento conductor (16b) están montados de forma extraíble en
dicha pared conductora (10b).
18. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque se define
según la ley de Paschen un hueco (d) entre dicho por lo menos un
elemento de cerramiento conductor (16b) y dicha pared conductora
(100).
19. Aparato según la reivindicación 18,
caracterizado porque dicho hueco es inferior a un
milímetro.
20. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque dicha cámara
de plasma (1d) comprende además por lo menos un blanco de
pulverización (21d).
21. Aparato según la reivindicación 20,
caracterizado porque dicho por lo menos un blanco de
pulverización (24e) está dispuesto en una superficie interior de
dicha pared conductora (10e).
22. Aparato según la reivindicación 21,
caracterizado porque
- se interpone por lo menos una placa aislante (25e) entre dicho por lo menos un blanco de pulverización (24e) y la superficie interior de dicha pared conductora (10e), y
- dicha por lo menos una fuente de pulverización (24e) está conectada a una fuente de alimentación (26e) mediante un conductor (27e) que cruza dicha pared conductora y que está aislado eléctricamente de dicha pared conductora.
23. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque dicha pared
eléctricamente conductora (10) y/o dicho por lo menos un elemento
de cerramiento eléctricamente conductor (16) están realizados en
metal.
24. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque cada una de
dichas por lo menos una abertura (100) tiene forma de ranura.
25. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque dicho por lo
menos un elemento de cerramiento eléctricamente conductor (16)
consiste en por lo menos una placa eléctricamente conductora.
26. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque dicha cámara
de plasma (1c) comprende por lo menos una entrada de gas (6c')
formada en dicha pared eléctricamente conductora (10c).
27. Aparato según la reivindicación 26,
caracterizado porque dicha por lo menos una entrada de gas
consiste en una pluralidad de entradas de gas (6c') dispuestas en
intervalos regulares en dicha pared eléctricamente conductora
(10c).
28. Aparato según la reivindicación 26 ó 27,
cuando están subordinadas a por lo menos la reivindicación 5,
caracterizado porque dicha cámara de plasma (1c) comprende
además, una entrada de gas (6c'') formada sobre una placa de cierre
(12c).
29. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 28, que comprende además medios de
refrigeración para enfriar dicha pared eléctricamente
conductora.
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