ES2245632T3 - Dispositivo formador de plasma de alta densidad. - Google Patents

Abstract

Dispositivo formador de plasma de alta densidad que tiene una cámara de vacío (1) comprendiendo una cámara de proceso (3, 51), al menos una cámara fuente (2, 52) completamente abierta en un extremo a la cámara de proceso y una entrada de gas ionizable (5); un blanco (54) montado dentro de la cámara de proceso; una antena de radiofrecuencia (10,53) para la formación de un plasma dentro de la cámara fuente; y un medio magnético (12, 13, 56) por medio del cual puede dirigirse y concentrarse el plasma sobre el blanco, en el que dicha antena (10, 53) es una bobina helicoidal asociada con la cámara fuente (2, 52), caracterizado porque el dispositivo comprende otros medios magnéticos (40) configurados de tal modo que el flujo de plasma se desvíe del eje longitudinal de la cámara fuente (2, 52) sobre el blanco por dichos medios magnéticos adicionales (40, 57).

Description

Dispositivo formador de plasma de alta densidad.

Esta invención se refiere a métodos y aparatos para la producción de plasmas de alta densidad.

Una variedad de procesos diferentes se operan en un entorno de plasma incluyendo el revestimiento de película fina, por ejemplo, procesos de pulverización catódica, de evaporación, deposición de vapor químico, limpieza y grabado.

Por ejemplo, se ha sabido desde hace muchos años que pueden mejorarse los procesos de deposición de película fina y las propiedades de las películas depositadas propiamente dichas al permitir que los iones energéticos impacten sobre la superficie en crecimiento de la película que se está depositando; esto se debe a una transferencia de energía entre los iones energéticos y los denominados "adátomos" de la película fina que se está depositando. Esto incrementa la movilidad superficial de los adátomos y les permite migrar más fácilmente a los sitios de celosía preferidos.

Los procesos de pulverización catódica son muy utilizados para la deposición de revestimientos o películas finos de materiales sobre sustratos. Tales procesos tienen lugar en una cámara evacuada que contiene una pequeña cantidad de un gas ionizable, por ejemplo argón. Los electrones emitidos por una fuente mantenida dentro de la cámara ionizan el gas para formar un plasma; un (cátodo) blanco que comprende los materiales a pulverizar catódicamente es bombardeado por los iones haciendo que los átomos del material de blanco sean desalojados y posteriormente depositados en el sustrato que se está recubrien-
do.

Igualmente es bien conocido que la tasa de deposición en procesos de pulverización catódica puede incrementarse mediante el uso de medios magnéticos, por ejemplo, un conjunto de imanes permanentes posicionados de una manera predeterminada (comúnmente en forma de bucle cerrado) asociados con el blanco de cátodo para crear durante el uso un plasma que es localizado y concentrado a lo largo de una zona de pulverización catódica del blanco y definiendo de este modo el área o región a partir de la cual se produce la pulverización catódica o erosión del
blanco.

En procesos de deposición de vapor, especialmente deposición de vapor químico mejorada por plasma (PECVD), se disocia un gas químico contenido dentro de una cámara de vacío y se activa por medio del plasma a una cadencia generalmente proporcional a la densidad del plasma.

En procesos de grabado o limpieza por plasma, se emplea iones energéticos y/o iones químicamente activos y/o iones químicamente activos producidos por un plasma presente en una cámara de vacío con el fin de retirar material de un sustrato, por ejemplo, en la producción de circuitos integrados semiconductores.

En todos estos procesos, un parámetro importante es la habilidad para producir plasmas de alta densidad con un consumo energético lo más bajo posible. Los beneficios de los plasmas de alta densidad incluyen la producción de revestimientos de calidad superior en general, permitiendo comúnmente una mayor homogeneidad en la microestructura del revestimiento.

Se ha propuesto previamente producir plasmas de alta densidad por medio de resonancia de ciclotrón de electrones (ECR) mediante el uso de microondas a una frecuencia específica de 2,45 GHz y un campo magnético de 875 Gauss en vacío. Aunque esto produce un plasma útil de alta densidad, el tamaño del campo magnético requerido es tal que consume elevados niveles de potencia y es por consiguiente costoso.

Una propuesta más reciente para la producción de plasma de alta densidad es el uso de ondas de plasma de alta densidad. Estos pueden producirse en una cámara bajo vacío elevado, por ejemplo 10^{-2} a 10^{-4} mbar, por interacción entre un campo magnético uniforme y un perfil de campo eléctrico de una antena externa que funciona a una frecuencia de radio (RF). La energía de la onda procedente de las emisiones de la antena se transfiere a los electrones producidos en una descarga de plasma, por ejemplo argón, presente en la cámara por el bien conocido mecanismo del amortiguamiento de Landau; con estas ondas, se estima que el intercambio de energía se produce de una manera mucho más eficiente que con otros tipos de descarga. Este efecto puede ser considerado generalmente como un amortiguamiento de ondas sin colisión en un plasma debido a las partículas del plasma que poseen una velocidad casi igual a la velocidad de fase de la onda. Tales partículas tienden a viajar con la onda sin "ver" un campo eléctrico rápidamente fluctuante y puede intercambiar por consiguiente energía con la onda. Un plasma que contiene electrones algunos de los cuales son más rápidos y algunos de los cuales son lentos que la onda propiamente dicha. Sin embargo, en una distribución de Maxwell, hay más electrones más lentos que electrones más rápidos y por consiguiente hay más partículas recibiendo energía de la onda de plasma que las que imparten energía a la onda.

La descarga a 13,56 MHz de frecuencia es la usada más comúnmente para producir ondas de plasma de alta densidad, aunque también podría emplearse frecuencias relacionadas de 6,78 MHz y 27,12 MHz.

La generación de plasma inducida por onda de plasma de alta densidad puede ejecutarse con éxito dentro de una cámara en la que, o alrededor de la cual, están presentes bobinas de campo para efectuar un campo magnético uniforme (comúnmente cilíndrico) en un área predeterminada de la cámara. Generalmente son suficientes tres de tales bobinas de campo en una disposición lineal espaciada a lo largo de la longitud de la parte relevante de la cámara. En un extremo del conjunto se posiciona la antena de RF para producir, en el uso del proceso, la intensa onda de plasma producida por interacción entre el campo magnético y la fuente de alimentación de RF, lo que a su vez acelera los electrones del plasma por el mecanismo de amortiguamiento de Landau.

El diseño de la antena de RF requerida para producir ondas de helicón y la generación subsiguiente de un plasma de alta densidad es importante. El diseño ha sido objeto de una considerable discusión en los documentos originales de R.W. Bosswell y D. Henry publicados en "Applied Physics Letters" 47 (1985)1095, y posteriormente por F.F. Chen publicado en "Journal of Vacuum Science and Technology" A10 (1992) 1389, y con posterioridad por otros autores diversos.

Los diseños anteriores se han centrado en configuraciones complejas en las que se materializa los diversos modos operativos para proporcionar, en particular, un sistema de doble bucle fabricado a partir de una longitud continua de material conductor en el que:

un primer bucle que tiene un eje principal está orientado paralelamente a la dirección del campo magnético presente en la cámara;

un segundo bucle que tiene también un eje principal está orientado paralelamente a la dirección del campo magnético presente en la cámara; y

un enlace cruzado eléctrico entre el primer y segundos bucles de diseño variable.

Un ejemplo de aparato que incluye tal antena es descrito en US 4.990.229. El aparato descrito tiene una cámara de generación de plasma cilíndrica alrededor de la cual se localiza la antena y las bobinas de campo magnético. Las bobinas de campo magnético proporcionan un campo magnético que transporta el plasma a una cámara de proceso separada. Se inyecta gas tanto en la cámara de la fuente como en la cámara de proceso. Se puede controlar el tamaño del plasma en la cámara de proceso variando la corriente en otra bobina de campo magnético. Un substrato a revestir o grabar está localizado dentro de la cámara de proceso y es bombardeado por el plasma que puede tener una densidad de hasta 1x10^{13}/cm^{3}. Por tanto, el documento US 4.990.229 describe un dispositivo formador de plasma de alta densidad que tiene una cámara de vacío que comprende una cámara de proceso, una cámara de fuente completamente abierta en un extremo a la cámara de proceso y una entrada de gas ionizable; un blanco montado dentro de la cámara de proceso; una antena de radiofrecuencia para la formación de un plasma dentro de la cámara de fuente y un medio magnético por medio del cual puede dirigirse y concentrarse el plasma sobre el blanco.

Aunque es sabido que el uso de sistemas de onda helicón pueden producir plasmas de alta densidad con buen efecto, la complejidad de la antena de RF y su configuración espacial con la disposición magnética requerida para interactuar con la fuerza de RF pueden presentar dificultades en la implementación de la producción de onda helicón de los plasmas de onda helicón.

La invención está relacionada con la provisión de sistemas de plasma de alta densidad que contienen una antena de diseño más simple y más fácil de usar y que tienen más beneficios como se describe más abajo.

EP 0 489 407 A2 describe un reactor de plasma que contiene una cámara de procesamiento bajo vacío dentro de la cual se suministra gas de grabado y/o gas de deposición. Una sección de la cámara está definida por una cúpula dieléctrica y una antena de RF está posicionada alrededor de dicha cúpula para desarrollar un plasma de grabado y/o deposición. La antena de RF preferida es una configuración de una sola espira pero se menciona una disposición espiral alternativa de espiras múltiples. Uno o más electroimanes están montados junto a la cámara que puede ser usada para proporcionar un campo magnético que mejora la densidad del plasma en una oblea semiconductora posicionada en la cámara.

De acuerdo con la invención se proporciona un dispositivo formador de plasma de alta densidad que tiene una cámara de vacío comprendiendo una cámara de proceso, al menos una cámara fuente completamente abierta en un extremo a la cámara de proceso y una entrada de gas ionizable; un blanco montado dentro de la cámara de proceso, una antena de radiofrecuencia para la formación de un plasma dentro de la cámara fuente; y un medio magnético por medio del cual puede dirigirse y concentrarse el plasma sobre el blanco, en el que dicha antena es una bobina helicoidal asociada con la cámara fuente, caracterizada porque el dispositivo comprende otros medios magnéticos configurados de tal modo que el flujo de plasma se desvíe del eje longitudinal de la cámara fuente sobre el blanco por dichos medios magnéticos adiciona-
les.

De acuerdo con otro aspecto de la invención se proporciona un proceso para la preparación de un plasma de alta densidad que comprende los pasos consistentes en:

(i)

suministrar una antena de radiofrecuencia de bobina helicoidal asociada con una cámara fuente con una alimentación de energía de descarga,

(ii)

inducir la ionización de un gas ionizable dentro de la cámara fuente completamente abierta en un extremo a una cámara de proceso para formar un plasma y

(iii)

dirigir y concentrar el plasma sobre el blanco dentro de la cámara de proceso por medios magnéticos,

caracterizado porque dicho proceso comprende el paso adicional de

(iv)

desviar el flujo de plasma desde el eje longitudinal de la cámara fuente sobre el blanco por medios magnéticos adicionales.

Se ha comprobado de forma sorprendente que el uso de una antena de bobina arrollada helicoidalmente, en oposición a las antenas complejas usadas previamente, puede utilizarse con buen efecto y proporcionar beneficios adicionales que conducen a un factor de mejoramiento en la densidad iónica del plasma. La antena de bobina arrollada helicoidalmente en la invención comprende generalmente un fleje o alambre electroconductor con un extremo conectado al suministro activo de RF y el otro a tierra (masa) y por consiguiente retorna a una unidad de adaptación de RF. Como tal, la energía de RF pasa a través de cada espira de la bobina arrollada espiralmente de forma sucesiva entre los dos extremos.

La fuente de RF debería estar comprendida generalmente en el intervalo de 1 a 200 MHz, sin embargo, las frecuencias preferidas deberían estar comprendidas entre 1 y 30 MHz, siendo más preferidas las frecuencias de 6,78 MHz, 13,56 MHz y 27,12 MHz. En general, la frecuencia de RF no es sorprendentemente crucial a condición de que la fuente RF se adapte con la antena de una manera en sí conocida.

El proceso de la invención debería ejecutarse preferiblemente en una cámara fabricada con material aislante, por ejemplo una cámara generalmente cilíndrica, caracterizada porque el cuarzo y el vidrio son los materiales preferidos.

En realizaciones preferidas, la antena de bobina arrollada helicoidalmente puede arrollarse convenientemente alrededor del exterior de la parte relevante de la cámara. Esto es especialmente aplicable en el caso de una cámara metálica, por ejemplo antena de fleje de latón alrededor de un material aislante, por ejemplo cuarzo. La antena es preferiblemente enfriada, por ejemplo enfriada con agua.

La antena de bobina arrollada helicoidalmente comprende preferiblemente al menos tres espiras y comprende ventajosamente de tres a ocho espiras, por ejemplo tres, cuatro o cinco. La energía de RF aplicada a la antena de bobina arrollada helicoidalmente debe ser adaptada de una manera en sí conocida para asegurar la formación de una onda de plasma de alta densidad en el campo magnético presente en la cámara.

La antena debe ser adaptada para generar un campo eléctrico de RF, interacción entre este campo eléctrico, y el campo magnético genera un campo eléctrico modificado que a su vez produce una onda de plasma que acopla energía a los electrones del plasma a través de un mecanismo amortiguador de Landau, lo que a su vez produce una ionización elevada del gas de plasma y por consiguiente un plasma de alta densidad.

Los medios magnéticos pueden comprender un solo imán, por ejemplo un solenoide anular dispuesto coaxialmente alrededor de la cámara y posicionado a distancia de la antena para producir, durante el uso, un campo magnético relativo al eje de la antena entre el imán y la antena.

No obstante, el medio magnético comprende preferiblemente más de un imán. En realizaciones preferidas está previsto un primer imán (fuente) asociado con la antena y un segundo imán (cámara) colocada a distancia de la antena para generar un campo magnético enlazado.

En ciertas realizaciones, el imán de fuente es preferiblemente un solenoide anular posicionado coaxialmente alrededor de la antena de bobina arrollada helicoidalmente con una pequeña holgura entre el diámetro externo de la antena y el diámetro interno del solenoide. No obstante, en algunos casos el imán de la cámara fuente es retirado ligeramente al lado de la antena alejándose del imán de cámara, o incluso al lado opuesto de la cámara de proceso pero permaneciendo coaxial con el mismo.

En otras realizaciones preferidas, el imán de la cámara de proceso comprende también un solenoide anular posicionado coaxialmente con el eje de la antena pero teniendo un diámetro mayor que el imán de fuente. Con el fin de permitir que las líneas de flujo magnético puenteen la cámara de proceso.

A título de ejemplo, el imán de fuente puede ser tal que genere un campo magnético del orden de 5 x 10^{-3} Tesla paralelo al eje de la cámara y/o antena fuente y el imán de la cámara de proceso puede generar un campo magnético más fuerte del orden de 5 x 10^{-2} Tesla nuevamente paralelo al eje central de la cámara y/o antena fuente siendo el campo magnético enlazado de acuerdo con la invención.

En el caso de usar imán(es) de solenoide en particular, la corriente que fluye a través de los sole-
noide(s) determina la fuerza del campo magnético, el gradiente de campo magnético a través de la cámara (si está presente) y la dirección del campo global. Esto es crítico para el funcionamiento global del proceso y el control de sus parámetros operativos.

En general, en el caso de usar más de un imán, la fuente y cada imán de cámara deben generar campos magnéticos respectivos en la misma dirección; no obstante, se debería hacer notar que el proceso funciona independientemente de la dirección misma seleccionada.

Una ventaja de la invención es el uso de otro imán a un lado de la cámara entre el imán de fuente (o la antena si no se emplea imán de fuente) y el imán de cámara permite sorprendentemente que el haz de plasma sea atraído o "dirigido" en la cámara de proceso hacia/o desde el otro imán dependiendo de la polaridad del imán. En tales realizaciones, el uso de un solenoide es ventajoso por el hecho de que conmutando la corriente de solenoide en una dirección se desviará el plasma hacia el solenoide y conmutando la corriente en la otra dirección se repelería el plasma desde el solenoide.

En determinadas circunstancias pueden presentarse problemas asociados con la deposición de material a partir de un blanco presente en el plasma no solamente sobre un sustrato mantenido dentro de la cámara de vacío sino igualmente sobre las superficies internas de la cámara de vacío particularmente cuando se usa para procesos de revestimiento.

Tales problemas están generalmente asociados con fuga de RF vía tales revestimientos sobre las superficies internas lo que tiene un efecto creciente, a medida que los revestimientos se vuelven más gruesos y/o más extendidos, de reducir la eficiencia global del proceso de revestimiento.

En otras realizaciones preferidas de la invención se propone por consiguiente que el aparato incluya una cámara de proceso de vacío que tenga una cámara de fuente en la que se despliega la antena, con medios magnéticos presentes en la proximidad de la cámara fuente y la cámara de proceso para propagar el campo magnético y generar de este modo el plasma de alta densidad a partir de la cámara fuente y dentro de la cámara de proceso.

En tal disposición, un blanco comprendiendo material a depositar y un sustrato sobre el que hay que depositar el material de blanco puede situarse en la cámara de proceso. En tal disposición, aunque pueda ocurrir alguna deposición en las superficies de la cámara de proceso, generalmente tendrán lugar cantidades relativamente bajas o nulas de deposición de material de blanco sobre las superficies interiores de la cámara fuente donde se posiciona la antena. En consecuencia, debería evitarse la fuga de RF de la antena de RF vía los depósitos de superficie de la cámara.

Para una mejor comprensión de la invención se hará ahora referencia, a título de ejemplo únicamente, a los dibujos que se acompaña, en los que:

la figura 1 es una representación esquemática de un aparato de la invención;

la figura 2 es una representación esquemática de la sección transversal de una realización de la invención;

la figura 3 es otra representación esquemática de un aparato de una realización de la invención;

la figura 4 es una representación esquemática de la sección transversal de una segunda realización preferida de la invención que posee medios magnéticos para desviar el flujo de plasma;

la figura 5 es otra representación esquemática de la sección transversal de una segunda realización preferida de la figura 4.

La figura 1 muestra la apariencia externa de una realización de la invención 1 que tiene una cámara de proceso 3 y una cámara fuente 2 con una bobina asociado 10.

La figura 2 muestra una representación esquemática del aparato de la invención. En ella se muestra una cámara de vacío sensiblemente cilíndrica 1 que tiene una cámara fuente 2 de una primera sección transversal, una cámara de proceso 3 de mayor sección transversal y un extremo de terminación 4 de sección ahusada.

La cámara fuente tiene una entrada 5 en la que se puede introducir gas de proceso ionizable. La cámara de proceso 3 tiene una salida 6 acoplada a bombas de vacío en 7 para evacuar la cámara de vacío 1 y producir, durante el uso del aparato un flujo de gas de proceso a través de ella. El extremo de terminación 4 es refrigerado con agua por una tubería de agua dispuesta helicoidalmente 8; el extremo de la terminación 4 contiene una mirilla de vidrio 9 para observar el plasma P generado en la cámara.

Una antena anular 10 de bobina arrollada helicoidalmente que tiene cuatro espiras y se presenta bajo la forma de un fleje de latón cuyos extremos están eléctricamente aislados unos de otros con un extremo conectado a una alimentación de línea activa 11 y el otro extremo conectado a tierra. Las cuatro espiras estaban separadas de las vueltas adyacentes en aproximadamente 1 ó 2 centímetros. La longitud global de la antena era del orden de 6 a 8 centímetros. La alimentación de RF era de una frecuencia de 13,56 Mhz.

Alrededor de la antena y coaxial con ella hay un imán de fuente 12 en forma de solenoide anular que tiene un diámetro interno ligeramente mayor que el diámetro externo de la antena y eléctricamente aislado de ella. La activación del imán de solenoide 12 se produce por conexión a una fuente de alimentación (no mostrada).

Alrededor del extremo de terminación 4 de la cámara 1 hay un imán de cámara 13 en forma de otro solenoide anular que tiene un diámetro mayor que el imán de fuente 12.

El aparato ejemplificado de la figura 2 tiene una cámara fuente 2 fabricada en cuarzo y un diámetro interno de 150 mm, una cámara de proceso más ancha 3 y un extremo de terminación 4 de diámetro inicial igual que el de la cámara fuente 2 pero ahusado en una dirección contraria a la cámara de proceso 3.

En el uso del aparato con las bombas de vacío 7 encendidas, se enciende ambos solenoides de fuente y de cámara 12, 13, respectivamente, generando los devanados de ambos solenoides campos magnéticos paralelos al eje de la cámara de proceso en la misma dirección y generando el imán de la cámara 13 el efecto de campo magnético individual (5 x 10^{-2} Tesla) mayor que el del imán de fuente (5 x 10^{-3} Tesla) pero enlazando los flujos de los respectivos campos magnéticos para producir un campo magnético global no axial con relación al eje principal (longitudinal) de la antena de bobina arrollada helicoidalmente 10. Líneas de flujo típicas de tal campo magnético no axial están representadas en la figura 3 que muestra el mismo tipo de aparato que el de la figura 2. No obstante, convendría hacer notar que el uso de un campo magnético uniforme no es esencial ya que generalmente existirá alguna falta de uniformidad con respecto del campo magnético.

El campo magnético así formado quiere decir que durante el uso hay un gradiente magnético que aumenta en una dirección contraria a la antena 10 y el campo eléctrico de RF generado debe interactuar con líneas de flujo magnético en la cámara de vacío.

Además, agua de enfriamiento pasaba a través de la tubería colocada helicoidalmente 7 y gas de argón (ionizable) estaba presente en la cámara de vacío evacuada 1, oscilando la presión de la cámara preferiblemente entre 7 x 10^{-5} mbar y 2 x 10^{-2} mbar.

El funcionamiento del aparato mostrado en la figura 2 puso de manifiesto que se formó un haz de plasma de alta densidad P a bajas presiones. En particular, se calculó que la eficiencia iónica del argón era superior al 30% a 5 kW de potencia y 8 x 10^{-4} mbar de presión.

La figura 4 muestra el uso de un imán director 40 como adición al aparato mostrado en la figura 2. Este imán director tiene la forma de un solenoide anular posicionado a un lado de la cámara de proceso 3 (la parte superior como se ha mostrado). Durante el uso, la polaridad del imán de solenoide determina si el haz de plasma P es desviado o dirigido hacia el imán director 40 (como se ha mostrado) o alternativamente lejos del imán.

La habilidad para dirigir el haz de plasma puede ser un beneficio considerable en ciertos métodos de revestimiento en los que es importante el control de la dirección del plasma en relación con el sustrato es importante, por ejemplo, un sustrato posicionado en la parte superior o inferior de la cámara de proceso 3.

A este respecto, la figura 5 muestra el uso de una cámara fuente que tiene un eje longitudinal central paralelo pero no colineal con el plano del blanco. El blanco se posiciona de tal modo que el plasma que penetra en la cámara de proceso desde la cámara fuente necesite ser desviado sustancialmente hacia el blanco.

El aparato de la figura 5 incluye una cámara de vacío cilíndrica 1 que tiene una cámara de proceso 51 y una cámara fuente 52 en la que se despliega una antena de bobina arrollada helicoidalmente 53. También está presente en la cámara 1 un blanco 54 que tiene una superficie de material a pulverizar catódicamente y un sustrato 55 en el que hay que depositar el material de blanco.

Medios electromagnéticos 56 en la parte superior (como se muestra) de la cámara de proceso 51 opuesta a la cámara fuente 52, o a la derecha de la antena y otros medios electromagnéticos 57 posicionados alrededor de la cámara de proceso 51 proporcionan, en el uso del aparato, medios magnéticos para generar un campo magnético que, por interacción con el perfil de campo eléctrico de la antena de RF 53 durante el uso del aparato, produce una onda de plasma de alta densidad.

Durante el uso del aparato de la figura 5, la introducción de gas, por ejemplo nuevamente dentro de la cámara en la dirección de la flecha G, evacuará la cámara 1 por medio de bombas de vacío (no mostradas) que actúan en la dirección de la flecha V y permite nuevamente la generación de un plasma de intensidad muy alta por medio de la onda de plasma de alta densidad propagada desde la antena de bobina arrollada helicoidalmente 53 y estar presente, debido a los medios electromagnéticos 56, 57, en el área general con líneas de puntos indicadas por la letra de referencia P entre el blanco 54 y un sustrato 55.

La habilidad para producir un plasma de alta intensidad P en la figura 5 entre el blanco 54 y el sustrato 55 a partir de una antena 53 presente en la cámara fuente y por consiguiente lejos del área de revestimiento de la cámara ofrece claramente la posibilidad de evitar o por lo menos minimizar la fuga de RF de la antena ya que prácticamente no se produciría revestimiento de la pared interna de la cámara dentro de la cámara fuente en la proximidad de la antena 53.

Es posible que la cámara fuente 52 tenga una orientación diferente a la mostrada en la figura 5 haciendo el ángulo \alpha mayor que los 90º mostrados en la figura 5, por ejemplo, de 135º. Esto ofrecería la mayor posibilidad de evitar la fuga de RF de la antena 53 ya que se efectuaría un revestimiento todavía menor en la pared de la cámara fuente 52.

Claims (18)

1. Dispositivo formador de plasma de alta densidad que tiene una cámara de vacío (1) comprendiendo una cámara de proceso (3, 51), al menos una cámara fuente (2, 52) completamente abierta en un extremo a la cámara de proceso y una entrada de gas ionizable (5); un blanco (54) montado dentro de la cámara de proceso; una antena de radiofrecuencia (10, 53) para la formación de un plasma dentro de la cámara fuente; y un medio magnético (12, 13, 56) por medio del cual puede dirigirse y concentrarse el plasma sobre el blanco, en el que dicha antena (10, 53) es una bobina helicoidal asociada con la cámara fuente (2, 52), caracterizado porque el dispositivo comprende otros medios magnéticos (40) configurados de tal modo que el flujo de plasma se desvíe del eje longitudinal de la cámara fuente (2, 52) sobre el blanco por dichos medios magnéticos adicionales (40, 57).

2. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio magnético (12, 13, 56) es un solenoide.

3. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cámara fuente (2, 52) es sensiblemente cilíndrica.

4. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 3, caracterizado porque la antena (10, 53) es una bobina helicoidal arrollada alrededor de la superficie externa de la cámara fuente (2, 52).

5. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque la antena (10, 53) es alimentada con una descarga de radiofrecuencia.

6. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 5, caracterizado porque la descarga de radiofrecuencia es de 1 a 200 MHz.

7. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 6, caracterizado porque se selecciona la descarga de radiofrecuencia dentro del grupo de 6,78 MHz, 13,56 MHz y 27,2 MHz.

8. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque dichos medios magnéticos (12, 13, 56) proporcionan un campo magnético que tiene un gradiente magnético que aumenta en una dirección opuesta a la antena (10, 53).

9. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 3, caracterizado porque el blanco (54) se monta paralelo al eje central longitudinal de la cámara fuente (2, 52).

10. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicha antena comprende una bobina helicoidal que tiene entre tres y ocho espiras.

11. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el flujo de plasma se desvía perpendicularmente al eje longitudinal central de la cámara fuente (2, 52) por dichos medios magnéticos adicionales (40, 57).

12. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque dicho dispositivo comprende un sustrato (55) montado opuesto y sensiblemente paralelo al blanco (54) con el fin de que el plasma generado en la cámara fuente (2, 52) penetre en la cámara de proceso (3, 51) entre el blanco (54) y el sustrato (55).

13. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cámara de vacío (1) comprende además un medio de enfriamiento (8).

14. Dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 12, caracterizado porque el medio de enfriamiento (8) comprende la provisión de una circulación de agua en la superficie externa de la cámara de proceso (3, 51).

15. Proceso para la preparación de un plasma de alta densidad que comprende los pasos consistentes en:

(i)

suministrar una antena de radiofrecuencia (10, 53) de bobina helicoidal asociada con una cámara fuente (2, 52) con una alimentación de energía de descarga,

(ii)

inducir la ionización de un gas ionizable dentro de la cámara fuente (2, 52) completamente abierta en un extremo a una cámara de proceso (3, 51) para formar un plasma y

(iii)

dirigir y concentrar el plasma sobre el blanco (54) dentro de la cámara de proceso (3, 51) por medios magnéticos (12, 13, 56),

caracterizado porque dicho proceso comprende el paso adicional de

(iv)

desviar el flujo de plasma desde el eje longitudinal de la cámara fuente (2, 52) sobre el blanco (54) por medios magnéticos adicionales (40, 57).

16. El uso de un dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 15 para la preparación de un revestimiento de película fina sobre un sustrato (55).

17. El uso de un dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 15 para el grabado de una superficie de sustrato (55).

18. El uso de un dispositivo formador de plasma de alta densidad según la reivindicación 15 para limpiar la superficie de un sustrato (55).