ES2626012T3

ES2626012T3 - Procedimiento de tratamiento por microondas de una carga

Info

Publication number: ES2626012T3
Application number: ES12724152.9T
Authority: ES
Inventors: Adrien Grandemenge; Jean-Marie Jacomino; Marilena Radoiu; Louis LATRASSE
Original assignee: Sairem Soc Pour L'application Ind de la Rech En Electronique Et Micro Ondes; SAIREM POUR L'APPLICATION INDUSTRIELLE de la RECHERCHE EN ELECTRONIQUE ET MICRO ONDES STE
Current assignee: Sairem Soc Pour L'application Ind de la Rech En Electronique Et Micro Ondes; SAIREM POUR L'APPLICATION INDUSTRIELLE de la RECHERCHE EN ELECTRONIQUE ET MICRO ONDES STE
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: IL229076B; US9860941B2; EP2702604B1; SG194647A1; IL229076A0; KR20140038433A; CN103608892A; US20140197761A1; WO2012146870A1; FR2974701A1; CA2834304A1; KR101915646B1; CN103608892B; CA2834304C; EP2702604A1; FR2974701B1; JP2014515869A; JP6162101B2

Abstract

Procedimiento de tratamiento por microondas de una carga, que comprende las siguientes etapas: - generar por lo menos una onda electromagnética en el campo de las microondas mediante por lo menos un generador (4) del tipo de estado sólido; - guiar la o cada onda electromagnética con destino a por lo menos un dispositivo de aplicación (30) de la onda electromagnética; - aplicar mediante el o mediante cada dispositivo de aplicación (30) la o cada onda electromagnética sobre la carga; - una etapa de ajuste automatizado de la frecuencia de la o de cada onda electromagnética con el fin de minimizar la potencia reflejada PR(i) en el o en cada dispositivo de aplicación (30) para garantizar una adaptación de impedancia que permite optimizar la transferencia de la o de cada onda electromagnética con destino a la carga, de manera automática y en tiempo real, con las siguientes etapas: p1) medir, para el o para cada dispositivo de aplicación (30), la potencia reflejada PR(i) por el dispositivo de aplicación (30) correspondiente; y p2) controlar la frecuencia f(i) de la onda electromagnética producida por el o por cada generador (4), hasta que la potencia reflejada PR(i) medida en el o en cada dispositivo de aplicación (30) alcance un mínimo, de manera que la frecuencia f(i) varíe hasta encontrar un mínimo de la potencia reflejada PR(i); caracterizado por que el procedimiento prescinde de adaptador de impedancia para realizar dicha adaptación de impedancia.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de tratamiento por microondas de una carga.

La presente invencion se refiere a un procedimiento de tratamiento por microondas de una carga.

El objeto de la invencion se situa en el campo del tratamiento por microondas que consiste en tratar una carga que absorbe microondas mediante la aplicacion sobre la misma de una onda electromagnetica en el campo de las microondas; pudiendo esta carga estar constituida por un producto lfquido, solido o gaseoso que presenta unas caracterfsticas dielectricas que le permiten absorber la totalidad o parte de la onda, como por ejemplo una suspension acuosa, un producto agroalimentario o qufmico, un gas plasmageno, etc., pudiendo una carga de este tipo estar contenida en el interior de una camara de tratamiento.

Una primera aplicacion se refiere a los tratamientos por microondas mediante produccion, en una camara de tratamiento, de un plasma excitado por una radiacion de microondas para diversas aplicaciones, como por ejemplo y a modo no limitativo, las aplicaciones de tratamiento de superficie, como grabado o deposicion de capas de material, en particular de diamante, tratamiento qufmico o termoqufmico, pulverizacion, descontaminacion, esterilizacion, limpieza, nitruracion, implantacion ionica, desinfeccion, etc.

Una segunda aplicacion se refiere a los tratamientos por microondas mediante calentamiento de una carga que absorbe la radiacion de microondas, en particular en los campos de la industria qufmica, medica o agroalimentaria.

La divulgacion se refiere, mas particularmente, a una instalacion de tratamiento por microondas de una carga, que comprende:

- por lo menos un dispositivo de aplicacion de una onda electromagnetica en el campo de las microondas;

- por lo menos un generador de onda electromagnetica en el campo de las microondas, conectado a por lo menos un dispositivo de aplicacion mediante unos medios de guiado de la onda electromagnetica.

Una primera aplicacion de la presente divulgacion es permitir el control de la potencia reflejada en el o en cada dispositivo de aplicacion, preferentemente para garantizar la adaptacion de impedancia en el o en cada dispositivo de aplicacion mediante anulacion o incluso minimizacion de la potencia reflejada en el o en cada dispositivo de aplicacion.

Una segunda aplicacion de la presente divulgacion es permitir el control de la potencia transmitida por el o por cada dispositivo de aplicacion, preferentemente para distribuir de manera equitativa la potencia transmitida entre los diferentes dispositivos de aplicacion con el fin obtener en una zona de tratamiento dada, por ejemplo a una distancia determinada de las paredes de la camara de tratamiento, una densidad de potencia sustancialmente uniforme. En el caso de una instalacion de tratamiento por microondas mediante produccion de un plasma, en efecto es interesante obtener un plasma sustancialmente uniforme que presenta una densidad de potencia sustancialmente uniforme.

En el caso de una instalacion de tratamiento por microondas mediante produccion de un plasma en resonancia ciclotronica electronica (RCE), una tercera aplicacion de la presente divulgacion es permitir el control de la superficie de resonancia cerca del o de cada dispositivo de aplicacion, y por tanto el control de la superficie de creacion del plasma cerca del dispositivo de aplicacion en cuestion, en el caso particular de un plasma.

Las figuras 1 y 2 ilustran una instalacion 9 habitual de tratamiento por microondas mediante produccion de un plasma, conocida en particular a partir del documento WO 01/20710 A1, que comprende:

- un reactor 99 que comprende una camara de tratamiento 90 (o camara de plasma) en cuyo volumen se produce el plasma;

- varias fuentes elementales 91 de plasma que comprenden cada una un dispositivo de aplicacion 92 en el interior de la camara de tratamiento 90 de una onda electromagnetica en el campo de las microondas; y

- un generador 93 de onda electromagnetica en el campo de las microondas, conectado a los dispositivos de aplicacion 92 mediante unos medios de guiado 94 de la onda electromagnetica.

En funcionamiento, el generador 93, habitualmente del tipo magnetron, produce una onda electromagnetica a una frecuencia fija en el campo de las microondas. Por ejemplo, un magnetron 93 permite proporcionar una

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potencia de microondas que puede variar de 0 a 2 kW a una frecuencia fija de 2,45 GHz.

La onda electromagnetica suministrada por el magnetron 93 es enviada hacia un divisor de potencia 95 disenado para dividir la potencia de microondas entre el numero k de dispositivos de aplicacion 92, generalmente entre 2, 4, 8, 10, 12, etc. En el ejemplo de la figura 2, el numero k de dispositivos de aplicacion 92 es igual a 12.

Generalmente, el divisor de potencia 95 esta constituido por una gufa de ondas rectangular en la que se implantan k antenas que extraen cada una 1/k de la potencia total suministrada por el magnetron 93. En esta construccion del divisor de potencia 95, las antenas estan dispuestas en la gufa, en la que se establecen unas ondas estacionarias, en el interior del campo electromagnetico. Esta tecnologfa es eficaz en la medida en que cada fuente elemental 91 de plasma se comporta como una impedancia adaptada, dicho de otro modo, la potencia reflejada en cada dispositivo de aplicacion 92 es sustancialmente nula de manera que cada fuente elemental 91 transmite sin perdidas la totalidad de la potencia extrafda por la antena correspondiente.

La potencia extrafda por cada antena es transmitida a continuacion por un medio de guiado 94, habitualmente del tipo cable coaxial, independiente a uno de los dispositivos de aplicacion 92 a traves de un circulador 96 equipado con una carga de agua adaptada colocada en la salida del divisor de potencia 95. Este circulador 96 deja pasar la potencia extrafda por cada antena del divisor de potencia hacia los dispositivos de aplicacion 92, pero por el contrario impide que la potencia reflejada vaya del dispositivo de aplicacion 92 a la antena redirigiendo la potencia reflejada a una carga, en este caso la carga de agua.

Los cables coaxiales 94 transmiten la potencia a los dispositivos de aplicacion 92, habitualmente denominados aplicadores, a traves de un adaptador de impedancia 97, o sintonizador, colocado justo delante del aplicador 92 correspondiente. El ajuste de impedancia entre el plasma confinado en la camara de tratamiento 90 y cada fuente elemental 91 de plasma se realiza manipulando manualmente el adaptador de impedancia 97 de la lfnea en cuestion, con el fin de permitir minimizar la potencia reflejada en cada aplicador 92.

La figura 3 ilustra un primer ejemplo de reactor 99a para una instalacion de produccion de plasma, que utiliza unos dispositivos de aplicacion 92 del tipo aplicador coaxial con un adaptador de impedancia 97 para cada aplicador coaxial 92. Los aplicadores coaxiales 92 desembocan en la camara de tratamiento 90 en la pared cilfndrica del reactor 99a. Este primer reactor 99a es un reactor de deposicion/grabado de baja presion en el que cada fuente elemental de plasma 91 comprende ademas una estructura magnetica 98 disenada para generar un campo magnetico que, acoplado a una onda electromagnetica de frecuencia dada, permite la produccion de un plasma en la resonancia ciclotronica electronica (RCE).

En este caso, las fuentes elementales de plasma 91 se denominan fuentes elementales de acoplamiento RCE o fuentes dipolares. Habitualmente, las estructuras magneticas se realizan en forma de imanes 98 permanentes, constituidos, por ejemplo, por imanes cilfndricos (dipolo magnetico), colocados en los extremos de los aplicadores coaxiales 92.

Este tipo de reactor 99a, que pone en practica una tecnica de excitacion del plasma en la resonancia ciclotronica electronica, denominada frecuentemente tecnica RCE o ECR en ingles, esta particularmente bien adaptado para aplicaciones en la pulverizacion catodica (PVD) o el grabado por plasma, empleando un portasustrato PS polarizable y un portablanco PC polarizable dispuestos en la camara de tratamiento 90 en otras dos paredes opuestas y paralelas del reactor 99a. Este tipo de reactor 99a tambien esta adaptado para la deposicion qufmica en fase de vapor asistida por plasma (o procedimiento PACVD por “Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition”), para los procedimientos hfbridos que combinan los procedimientos PVD y PACVD, y para la pulverizacion reactiva. Este tipo de reactor 99a funciona normalmente a unas presiones inferiores al pascal (Pa) pero puede ascender hasta varios miles de pascales segun la aplicacion.

La figura 4 ilustra un segundo ejemplo de reactor 99b para una instalacion de produccion de plasma, que utiliza unos dispositivos de aplicacion 92 del tipo aplicador coaxial con un adaptador de impedancia 97 para cada aplicador coaxial 92. Los aplicadores coaxiales 92 desembocan en la camara de tratamiento 90 en una misma pared del reactor 99b. En este segundo reactor 99b, las fuentes elementales de plasma 91 no comprenden ninguna estructura magnetica.

Este tipo de reactor 99b, esta particularmente bien adaptado para aplicaciones en la deposicion/grabado a presion media, como por ejemplo para realizar deposicion por PACVD (deposicion qufmica en fase de vapor asistida por plasma) o grabado por plasma, empleando un portasustrato PS polarizable dispuesto en la camara de tratamiento 90 en una pared del reactor 99b situada junto a los aplicadores coaxiales 92. Con este tipo de reactor 99b, los procedimientos de deposicion qufmica funcionan muy bien en un intervalo de presion media, del orden del centenar de pascales (Pa), permitiendo de este modo obtener altas velocidades de deposicion, pero puede funcionar, de manera mas exacta, de algunos pascales a varias decenas de miles de pascales segun las aplicaciones.

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Sin embargo, estas instalaciones habituales de produccion de un plasma excitado por microondas presentan numerosos inconvenientes, que tambien se encuentran en instalaciones de tratamiento por microondas aplicadas a la industria qufmica en camaras de tratamiento del tipo reactor, en la industria agroalimentaria en camaras de tratamiento del tipo cavidad de calentamiento, etc.

Un primer inconveniente se deriva de las limitaciones inherentes a los adaptadores de impedancia 97 para realizar una adaptacion de independencia en cada dispositivo de aplicacion, empleandose tambien, por otro lado, unos adaptadores de impedancia de este tipo en instalaciones de tratamiento por microondas aplicadas en la industria qufmica, medica (por ejemplo, tratamiento por un lado del cuerpo, tal como un tumor, mediante radiacion de microondas) o en la industria agroalimentaria (por ejemplo, calentamiento o esterilizacion de alimentos mediante radiacion de microondas).

De manera conocida, la adaptacion de impedancia es una tecnica que permite optimizar la transferencia de una potencia o energfa electromagnetica, en el caso presente una potencia o energfa de microondas, entre un emisor, en este caso el generador de onda electromagnetica, y un receptor electrico denominado carga, es decir el plasma confinado en la camara de tratamiento.

Asf, tal como se ha descrito anteriormente, en una instalacion de tratamiento por microondas es habitual emplear uno o varios adaptadores de impedancia situados entre el dispositivo de aplicacion y el generador de onda electromagnetica, con el fin de optimizar sus rendimientos. Se dice que la adaptacion de impedancia es optima cuando la potencia reflejada por el plasma es nula, incluso lo mas baja posible.

Ahora bien, cualquier carga, tal como un plasma, una mezcla de reaccion qufmica o gaseosa, un producto solido, etc., posee una impedancia que varfa a lo largo del tiempo en funcion de las condiciones de funcionamiento puestas en practica, como por ejemplo la presion en la camara de tratamiento, la temperatura en la camara de tratamiento, la naturaleza del o de los gases introducidos en la camara de tratamiento para crear el plasma, las proporciones de estos gases, la potencia transmitida a la carga, la naturaleza de la energfa electromagnetica transmitida a la carga, etc. pero tambien en funcion de las caracterfsticas de la camara de tratamiento, como por ejemplo el material empleado para sus paredes, sus dimensiones, su geometrfa, el estado de superficie de sus paredes, etc.

Asf, cuantos mas dispositivos de aplicacion posea la instalacion, mas complicada y restrictiva sera la adaptacion de impedancia, en particular si cada dispositivo de aplicacion posee su propio adaptador de impedancia manual y si se debe realizar esta adaptacion para cada dispositivo de aplicacion y, eventualmente, para cada condicion de funcionamiento. Un adaptador de impedancia puede presentar numerosas formas y tambien puede estar integrado en el aplicador.

En referencia a las figuras 2 a 4, un adaptador de impedancia 97 coaxial con dielectrico comprende generalmente dos anillos concentricos 970 con nucleo coaxial, pudiendo estos anillos concentricos 970 desplazarse a lo largo del eje del cable coaxial 94 para hacer variar la impedancia en la entrada del adaptador de impedancia 97. Los anillos concentricos 970 constituyen unas discontinuidades dielectricas que, cuando se desplazan, permiten ajustar el coeficiente de reflexion. Asf, al desplazar los anillos concentricos 970, se crea en la entrada del adaptador una onda reflejada en oposicion de fase con la onda reflejada por el aplicador asociado pero con la misma amplitud, de este modo la resultante de las potencias reflejadas es nula y el sistema esta adaptado.

Durante un procedimiento de tratamiento por microondas, las condiciones de funcionamiento cambian a menudo sobre la marcha, y los usuarios proceden generalmente a un ajuste medio y fijo de los adaptadores de impedancia. De este modo, la adaptacion de impedancia sera aceptable para las diversas condiciones de funcionamiento utilizadas durante el procedimiento pero no se optimizara para cada condicion de funcionamiento, salvo que el usuario vuelva a realizar manualmente una adaptacion para cada cambio de estas condiciones de funcionamiento.

Tambien se conoce emplear adaptadores de impedancia automaticos en el campo de la produccion de plasma, que integran dispositivos electronicos de control que controlan el desplazamiento de elementos mecanicos. Sin embargo, estos adaptadores de impedancia automaticos son particularmente complejos y costosos debido a los dispositivos electronicos de control, y poco reactivos ya que necesitan el control de elementos mecanicos entre varias posiciones.

Un segundo inconveniente se refiere a la dificultad de controlar o ajustar la potencia transmitida a cada dispositivo de aplicacion, incluso de distribuir de manera equitativa la potencia transmitida entre los diferentes dispositivos de aplicacion; favoreciendo una buena distribucion, por ejemplo, un calentamiento homogeneo de un producto agroalimentario o de una composicion o mezcla qufmica, en particular para favorecer reacciones enfocadas en el volumen en el interior de un reactor qufmico, o la produccion de un plasma uniforme, en volumen o en superficie, en la camara de tratamiento y a una distancia dada de la o de sus paredes.

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En efecto, esta dificultad procede, entre otras, de los divisores de potencia que no aportan una satisfaccion completa. En el caso de un generador con magnetron, el mayor problema reside en la division de potencia. En efecto, los divisores de potencia estan disenados para dividir la potencia de microondas de 2,45 GHz de manera equitativa entre varias antenas. Ahora bien, la frecuencia de la onda emitida por el generador con magnetron varfa con la potencia, y por tanto, la division solo sera equitativa para un intervalo de potencia limitado que, ademas, sera diferente de un generador a otro.

Esta dificultad tambien procede de los dispositivos de aplicacion que pueden presentar unas potencias reflejadas variables de un dispositivo de aplicacion a otro. Al emplear varios dispositivos de aplicacion alimentados por un mismo generador, se puede constatar en determinados casos una influencia de la impedancia de un dispositivo de aplicacion en los otros dispositivos de aplicacion, en ausencia de un desacoplamiento suficiente entre las lfneas de alimentacion de los diferentes dispositivos de aplicacion. De este modo, se observan desequilibrios entre las potencias transmitidas por los dispositivos de aplicacion, que perjudican la uniformidad del calentamiento o del plasma en la camara de tratamiento.

Se debe observar que una distribucion equitativa de la potencia transmitida a la carga por los diferentes dispositivos de aplicacion favorece la produccion de un calentamiento homogeneo o de un plasma uniforme en la camara de tratamiento, por lo menos hasta una determinada distancia de los dispositivos de aplicacion, pero no garantiza en si misma la obtencion de una uniformidad de este tipo, ya que esta uniformidad depende de la difusion del calentamiento o del plasma en la camara de tratamiento, que a su vez depende principalmente, de manera directa o indirecta, de las condiciones de funcionamiento (presion, potencia transmitida, caracterfsticas de la carga, del producto o de la mezcla que se va a tratar, etc.) y de las dimensiones y de la forma de la camara de tratamiento.

En un primer ejemplo de instalacion, ilustrado en las figuras 1 y 4, los dispositivos de aplicacion estan distribuidos en un mismo plano, denominado plano de fuente, segun una malla dada, por ejemplo cuadrada o hexagonal. Al distribuir de manera equitativa la potencia transmitida entre estos dispositivos de aplicacion, se obtiene un plasma localizado en el extremo de cada aplicador y, por difusion, se obtiene un plasma sustancialmente uniforme en cuanto a densidad del plasma a una distancia determinada del plano de fuente. Sin embargo, puede observarse, a medida que se aleja del plano de fuente, una variacion de densidad del plasma. En este caso se habla de una uniformidad en superficie del plasma, ya que esto corresponde a una uniformidad del plasma en planos paralelos al plano de fuente.

En un segundo ejemplo de instalacion, ilustrado en la figura 3, los dispositivos de aplicacion estan distribuidos en coronas en la pared cilfndrica del reactor cilfndrico. Al distribuir de manera equitativa la potencia transmitida entre estos dispositivos de aplicacion, se obtiene un plasma sustancialmente uniforme en cuanto a densidad del plasma a una distancia determinada de la pared cilfndrica. Asf, es posible obtener una uniformidad en un gran volumen de la camara de tratamiento, y se habla entonces de una uniformidad en volumen del plasma, ya que este tipo de instalacion funciona generalmente a muy baja presion; favoreciendo una baja presion la difusion de las especies.

Un tercer inconveniente se deriva de la dificultad de controlar la superficie de resonancia en el caso particular de las instalaciones que ponen en practica la tecnica de excitacion del plasma en la resonancia ciclotronica electronica.

En presencia de un campo magnetico B uniforme, las trayectorias de los electrones son helices enrolladas alrededor de las lfneas del campo. Los electrones poseen una velocidad angular w que responde a la siguiente ecuacion:

imagen1

en la que m y e corresponden respectivamente a la masa y a la carga del electron.

Cuando se superpone al campo magnetico B un campo electrico uniforme alternativo de pulsacion wp, los electrones, ademas de sus movimientos helicoidales, experimentan fuerzas a la frecuencia fp= wp/2p.

Con esta tecnica RCE, se obtiene la resonancia cuando la frecuencia de giro de un electron en un campo magnetico estatico o casi estatico es igual a la frecuencia del campo electrico acelerador aplicado. Dicho de otro modo, para w = wp, se obtiene la condicion de resonancia ciclotronica electronica, la componente de la velocidad de los electrones perpendicular al campo magnetico B se incrementa, aportando a los electrones una trayectoria en espiral helicoidal (la trayectoria perpendicular a las lfneas de campo B es una espiral). Asf, se transmite una cantidad importante de energfa a los electrones, que permite ionizar facilmente las especies neutras del gas durante colisiones. Este tipo de plasma funciona en un intervalo de presion del orden de 10-3 mbar (0,1 Pa), que corresponde a una presion suficientemente baja como para permitir que los electrones

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adquieran energfa suficiente entre dos colisiones, pero tampoco demasiado baja para que haya colisiones ionizantes suficientes como para mantener el plasma.

Asf, la zona de creacion de las especies excitadas depende del campo magnetico B y de la frecuencia f de la onda emitida. Ahora bien, actualmente, es diffcil controlar la ubicacion de esta zona de creacion, dicho de otro modo, controlar la superficie de resonancia, sabiendo que un control de este tipo puede presentar numerosas ventajas para modificar la densidad del plasma y por tanto, para optimizar los rendimientos de la instalacion.

La presente divulgacion presenta como objeto resolver la totalidad o parte de estos inconvenientes, proponiendo una instalacion de tratamiento por microondas que permite controlar la potencia reflejada en el o en cada dispositivo de aplicacion con el fin de realizar la adaptacion de impedancia, de controlar la potencia transmitida por el o por cada dispositivo de aplicacion en particular con el fin de distribuir de manera equitativa la potencia transmitida entre los diferentes dispositivos de aplicacion para, eventualmente, obtener un calentamiento o plasma sustancialmente uniforme en volumen o en superficie, en la camara de tratamiento, a una distancia dada de la o de sus paredes, y de controlar la superficie de resonancia en el caso particular de instalaciones que ponen en practica la tecnica de excitacion del plasma en la resonancia ciclotronica electronica.

Al poner en practica el ajuste de la frecuencia de la onda electromagnetica producida por el o por cada generador de estado solido, siempre permaneciendo, evidentemente, en el campo de las microondas, la divulgacion permite solucionar de manera sencilla y eficaz los diferentes problemas derivados del estado de la tecnica. En efecto, la frecuencia influye directamente en la potencia reflejada, y por tanto en la adaptacion de impedancia, en la potencia transmitida, y por tanto en la uniformidad del plasma, y tambien en la superficie de resonancia en el caso de instalaciones que ponen en practica la tecnica de excitacion del plasma en la Resonancia ciclotronica electronica.

Por tanto, la innovacion consiste en la utilizacion de uno o varios generadores de estado solido y de uno o varios sistemas de ajuste de frecuencia (en este caso uno por generador) que permiten hacer variar la frecuencia de la onda electromagnetica generada por el generador de estado solido correspondiente.

Los generadores de estado solido, tambien denominados generadores de onda electromagnetica con transistor, estan, en efecto, particularmente bien adaptador para hacer variar la frecuencia de la onda, de manera automatica (por ejemplo con un programa de control informatico en ordenador o con un automata), para cada dispositivo de aplicacion.

Con respecto a las definiciones de las potencias, se presenta: Ptq corresponde a la potencia transmitida por el dispositivo de aplicacion (i) a la carga, Prq corresponde a la potencia reflejada por el dispositivo de aplicacion (i), Pin® corresponde a la potencia incidente transmitida al dispositivo de aplicacion (i) por el generador asociado; siendo esta potencia incidente Pin® igual a la potencia proporcionada por el generador en cuestion, con una precision de las perdidas de lfneas, si un generador alimenta un solo y mismo dispositivo de aplicacion.

Con la divulgacion, pueden concebirse tres utilizaciones privilegiadas, pero no necesariamente limitativas.

Una primera utilizacion consiste en hacer variar la frecuencia de la onda producida por el o por cada generador, para controlar la potencia reflejada Prq en el o en cada dispositivo de aplicacion (i). De esta manera, puede minimizarse, eventualmente hasta la anulacion, la potencia reflejada Prq en el o en cada dispositivo de aplicacion (i), realizando asf una adaptacion de impedancia.

Con respecto a la adaptacion de impedancia, se tienen en cuenta varios fenomenos: siendo uno de ellos que la propia impedancia de la carga, como por ejemplo en el caso de un plasma o de determinados productos qufmicos reactivos, cambia localmente ya que depende, entre otras cosas, de la potencia transmitida a la carga, dependiendo en si misma de la adaptacion de impedancia y por tanto tambien de la frecuencia puesto que influye en la adaptacion de impedancia.

Esta primera utilizacion permite prescindir de los adaptadores de impedancia en determinados casos pero, en otros casos, ofrece un grado de ajuste complementario para la adaptacion de impedancia sin por ello prescindir por completo de los adaptadores de impedancia. Asf, si el ajuste de la impedancia es satisfactorio al comienzo de un procedimiento (con o sin la utilizacion de adaptadores de impedancia) y la carga se desadapta (por ejemplo durante un cambio de las condiciones de funcionamiento), entonces se permite adaptar de nuevo la impedancia haciendo variar la frecuencia f(i) de la onda electromagnetica, y esto para el generador o para cada generador de manera individual.

Asf, sea cual sea la causa del desacuerdo de impedancia (al principio o durante el procedimiento), la potencia reflejada puede minimizarse, incluso anularse, haciendo variar la frecuencia de la onda electromagnetica, y ello sea cual sea el tipo de dispositivo de aplicacion. En efecto, la divulgacion no esta limitada a una

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arquitectura especffica del o de los dispositivos de aplicacion, que pueden ser del tipo aplicador coaxial (con o sin estructura magnetica), tubo de descarga (surfatron, cavidad Evenson, fuente aguas abajo, antorcha de plasma semimetalica, etc.), antena, gufa de ondas con una ventana dielectrica, etc.

Esta innovacion presenta un interes en todas las aplicaciones de tratamiento por microondas, como por ejemplo un procedimiento de calentamiento o de aplicacion de una radiacion de microondas en un reactor qufmico, un procedimiento de plasma (grabado, deposicion de capas de material, tratamiento qufmico o termoqufmico, pulverizacion, descontaminacion, esterilizacion, limpieza, nitruracion, implantacion ionica, desinfeccion, etc.), un procedimiento de tratamiento medico mediante aplicacion de una radiacion de microondas, ya que todas estas aplicaciones necesitan un acuerdo de impedancia con el fin optimizar sus rendimientos en cuanto a densidad ionica, densidad de especies reactivas, densidad de especies excitadas, temperaturas parciales de las especies, etc.

Una segunda utilizacion consiste en hacer variar la frecuencia f® de la onda producida por el o por cada generador, para controlar la potencia transmitida Pt® a la carga por el o por cada dispositivo de aplicacion (i). De esta manera, puede distribuirse de manera equitativa la potencia transmitida Pt® entre los diferentes dispositivos de aplicacion (i), dicho de otro modo, hacer que se garantice tener sustancialmente la misma potencia transmitida Pt® para cada dispositivo de aplicacion, para eventualmente obtener un calentamiento o un plasma uniforme en volumen o en superficie en la camara de tratamiento, a una distancia dada de la o de sus paredes.

Un control de este tipo de la potencia transmitida a cada uno de los dispositivos de aplicacion (i) tambien permite crear desigualdades locales, haciendo que los dispositivos de aplicacion (i) no transmitan todos la misma potencia Pt® por ejemplo con el fin de compensar efectos de bordes (que pueden deberse a una perdida de densidad del plasma cerca de las paredes) para favorecer deposiciones uniformes o, por el contrario, crear gradientes de densidad del plasma para, por ejemplo, realizar deposiciones progresivas, no uniformes o con velocidades de deposicion controladas.

En las dos primeras utilizaciones, se permite controlar, haciendo variar la frecuencia f® para el o para cada dispositivo de aplicacion (i), la potencia reflejada Pr® o la potencia transmitida Pt® en cada dispositivo de aplicacion (i), ya sea para minimizar la potencia reflejada Pr® con el fin de una adaptacion de impedancia o ya sea para hacer que la potencia transmitida Pt® tome un valor predefinido.

En efecto, para cada dispositivo de aplicacion (i) (siendo i un numero entero comprendido entre 1 y N, siendo N el numero de dispositivos de aplicacion), la potencia transmitida Pt® corresponde a la diferencia entre la potencia incidente Pin® transmitida al dispositivo de aplicacion correspondiente (siendo esta potencia incidente igual, con una precision de las perdidas de lfneas, a la potencia proporcionada por el generador asociado en el caso de que un generador alimente un solo dispositivo de aplicacion) y la potencia reflejada PR(i) en este mismo dispositivo de aplicacion, la relacion es la siguiente: Pt® = Pin® - Pr®.

Asf, controlar la potencia reflejada Pr® haciendo variar la frecuencia f® equivale a controlar la potencia transmitida Pt®, y a la inversa. Evidentemente, puede concebirse actuar, ademas de sobre la frecuencia f®, sobre la potencia incidente Pin® para ajustar la potencia transmitida Pt®, sabiendo que puede actuarse sobre la potencia incidente Pin® en particular actuando sobre la potencia proporcionada por el generador asociado.

Una tercera utilizacion que se refiere a las instalaciones que ponen en practica la tecnica de plasma en la resonancia ciclotronica electronica (RCE), consiste en hacer variar la frecuencia de la onda producida mediante el o mediante por lo menos un generador, para controlar la superficie de resonancia en el o en cada dispositivo de aplicacion y por tanto la densidad de potencia del plasma en una zona de la camara de tratamiento cercana al dispositivo de aplicacion en cuestion.

Segun una caracterfstica, el o cada sistema de ajuste de frecuencia esta disenado para ajustar la frecuencia de la onda electromagnetica en un intervalo de frecuencia elegido en el campo de las microondas, como por ejemplo en un intervalo de frecuencia comprendido entre aproximadamente 2400 y 2500 MHz, o por ejemplo entre aproximadamente 5725 y 5875 mHz, incluso en otro intervalo de frecuencia predeterminado que pertenece al campo de las microondas.

Por ejemplo, en el caso de un intervalo de frecuencia variable entre 2400 y 2500 MHz, el generador suministra una onda electromagnetica a una frecuencia central de 2450 MHz, con una variacion de mas o menos 50 MHz alrededor de esta frecuencia central, permaneciendo asf en el campo de las microondas; permitiendo esta variacion sobre un intervalo total de 100 MHz responder a la parte esencial de los problemas encontrados de adaptacion de impedancia alrededor de 2450 MHz.

Evidentemente, la divulgacion no se limita a este intervalo de frecuencia especffico, ni a una frecuencia central de utilizacion dada. La presente divulgacion es valida en el campo de las microondas y la eleccion del intervalo de frecuencia dependera esencialmente de la tecnologfa del o de los generadores de estado solido

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empleados en la instalacion, y tambien de las normas y/o reglamentos vigentes.

Segun una posibilidad de la divulgacion, la instalacion comprende por lo menos dos generadores asociados cada uno a un sistema de ajuste de frecuencia y por lo menos dos dispositivos de aplicacion, estando cada generador conectado a por lo menos un dispositivo de aplicacion.

En esta configuracion, cada generador suministra su onda electromagnetica a uno o varios dispositivos de aplicacion. Al emplear varios generadores, se mejoran las posibilidades de ajuste individual de la potencia reflejada, de la potencia transmitida y/o de la superficie de resonancia, dispositivo de aplicacion por dispositivo de aplicacion, limitando las interacciones entre los dispositivos de aplicacion.

Se observa que, si un generador esta asociado a varios dispositivos de aplicacion (i), entonces la frecuencia f(i) para estos dispositivos de aplicacion (i) es la misma para cada uno de ellos y corresponde a la frecuencia de la onda generada por este generador comun.

El o cada generador de estado solido puede estar o bien constituido por un solo y unico generador con una potencia dada, o bien por varios subgeneradores. Por ejemplo, para un generador de estado solido que suministra una potencia de 200 vatios, puede o bien haber un solo y unico generador de estado solido con una potencia de 200 vatios, o bien haber dos subgeneradores de estado solido, presentando cada uno una potencia de 100 vatios. Evidentemente, los subgeneradores deben estar en fase y comprender por tanto un sistema de ajuste de frecuencia comun.

Segun otra posibilidad de la divulgacion, la instalacion comprende N generadores asociados cada uno a un sistema de ajuste de frecuencia, y N dispositivos de aplicacion, en la que N es un numero entero superior a 2, estando cada generador conectado a un unico dispositivo de aplicacion.

Esta configuracion es particularmente ventajosa, ya que cada dispositivo de aplicacion (i) se alimenta de potencia o energfa de microondas por un solo y unico generador, y a la inversa cada generador alimenta un solo y unico dispositivo de aplicacion. Asf, no es necesario ningun divisor de potencia, y el ajuste de la potencia reflejada en cada dispositivo de aplicacion se realiza mediante el ajuste de la frecuencia en el generador correspondiente, y esto de manera independiente entre los dispositivos de aplicacion, limitando de este modo los problemas de interaccion entre los dispositivos de aplicacion y de division de las ondas electromagneticas.

Ademas, debe observarse que el ajuste de la frecuencia fg para el o para cada generador se realiza en respuesta a un control automatizado con el medio de control automatizado, por ejemplo del tipo automata, procesador u ordenador.

La ventaja de un medio de control automatizado es poder realizar un ajuste automatico de frecuencia para cada generador, hasta por ejemplo minimizacion de la potencia reflejada Prq en los dispositivos de aplicacion (i) para una adaptacion de impedancia, control de la potencia transmitida Ptq en los dispositivos de aplicacion (i) y control de las superficies de resonancia.

La realizacion esta particularmente adaptada para el control de la potencia reflejada Prq que permite la adaptacion de impedancia (condicion a), y para el ajuste de la potencia transmitida Ptq que permite, en particular, obtener un plasma uniforme (condicion b). Cabe recordar que, controlar la potencia reflejada Prq haciendo variar la frecuencia equivale a controlar la potencia transmitida Ptq, y a la inversa. Dicho de otro modo, las dos condiciones a) y b) son sustancialmente equivalentes.

Para cada dispositivo de aplicacion (i) corresponden un primer valor de referencia Vrq de la potencia reflejada Prq y un segundo valor de referencia Vpq para la potencia transmitida Ptq. Dicho de otro modo, los valores de referencia Vrq y Vpq no son necesariamente iguales de un dispositivo de aplicacion (i) a otro.

Mas en particular, durante un cambio en las condiciones de funcionamiento, se informara al medio de control automatizado en tiempo real sobre una variacion de la potencia reflejada Prq en uno o varios dispositivos de aplicacion (i) (condicion a) o sobre una variacion de la potencia transmitida Ptq por uno o varios dispositivos de aplicacion (i) (condicion b), despues de la recepcion de las mediciones que provienen de los sistemas de medicion, y, por un sencillo bucle de realimentacion, el medio de control automatizado ajustara la potencia reflejada Prq y en particular la minimizara (condicion a) o ajustara la potencia transmitida Ptq en particular para que sea la misma en cada dispositivo de aplicacion (condicion b) haciendo variar la frecuencia fg de la onda electromagnetica para el dispositivo de aplicacion (i). Asf, el acuerdo de impedancia (condicion a) o el ajuste de la potencia transmitida (condicion b), por ejemplo con vistas a obtener la uniformidad del calentamiento o del plasma, se realiza automaticamente.

De manera mas general, la potencia reflejada Prq o transmitida Ptq puede ajustarse automaticamente mediante el medio de control segun un bucle de realimentacion haciendo variar la frecuencia fg de la onda

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electromagnetica, y esto sea cual sea el tipo de dispositivo de aplicacion (i). Tal como se presenta de manera mas precisa a continuacion, evidentemente, puede concebirse actuar, ademas de sobre la frecuencia % sobre la potencia incidente Pin® para ajustar la potencia transmitida Pt®.

En una realizacion particular, el primer valor de referencia Vr® corresponde, para el o para cada dispositivo de aplicacion (i), a un mfnimo de la potencia reflejada Pr® medida con el fin de realizar una adaptacion de impedancia en el o en cada dispositivo de aplicacion (i); siendo este mfnimo eventualmente igual o cercano a cero. Este mfnimo de potencia reflejada puede corresponder, evidentemente, a una potencia reflejada umbral predeterminada que se fija por defecto en el programa o por el usuario, o bien en cuanto a potencia umbral experimentada en vatios o bien en cuanto a porcentaje de la razon de la potencia reflejada con respecto a la potencia incidente.

Esta realizacion conduce por tanto a una adaptacion de impedancia, el primer valor de referencia que alcanzara la potencia reflejada Pr® en cada dispositivo de aplicacion (i), tras un bucle de realimentacion, se fija sustancialmente a cero, o por lo menos a un valor mfnimo accesible, lo que equivale a minimizar automaticamente la potencia reflejada Pr® en cada dispositivo de aplicacion (i) haciendo variar la frecuencia f(i) de la onda electromagnetica. Dicho de otro modo, para la adaptacion de impedancia, el medio de control automatizado hara variar la frecuencia f(i) hasta encontrar un mfnimo de la potencia reflejada Pr®.

Segun una realizacion ventajosa en la que la instalacion comprende varios dispositivos de aplicacion (i), el segundo valor de referencia Vt® corresponde, para cada dispositivo de aplicacion (i), a un valor de consigna VCt predeterminado identico para cada uno de los dispositivos de aplicacion (i), en particular con el fin de favorecer la obtencion de un calentamiento o de un plasma uniforme en volumen o en superficie en la camara de tratamiento, a una distancia dada de la o de las paredes que delimitan dicha camara de tratamiento, distribuyendo de manera sustancialmente equitativa la potencia transmitida a la carga.

Esta realizacion conduce por tanto a un ajuste de la potencia transmitida Pt® en cada uno de los dispositivos de aplicacion (i), que presenta un interes particular para los procedimientos por plasma que requieren una gran uniformidad, teniendo este ajuste automatico de la potencia transmitida Pt® en cada dispositivo de aplicacion (i) el objetivo de obtener la misma potencia transmitida Pt® en cada dispositivo de aplicacion (i). Dicho de otro modo, el objetivo ya no es el de minimizar sistematicamente la potencia reflejada Pr® en cada dispositivo de aplicacion (i) (para la adaptacion de impedancia), sino presentar una misma potencia transmitida Pt® en cada dispositivo de aplicacion (i).

Asf, para el ajuste de la potencia transmitida Pt® en un dispositivo de aplicacion (i), el medio de control automatizado hace variar la frecuencia % y eventualmente, ademas, la potencia incidente Pin®, para que la potencia transmitida al dispositivo de aplicacion Pt® = Pin® - Pr® sea igual al valor de consigna deseado para este mismo dispositivo de aplicacion; siendo Pt® y Pr® funciones de la frecuencia f® y de la potencia incidente Pin®.

Para favorecer la obtencion de un calentamiento o plasma uniforme, por lo menos a una distancia determinada de los dispositivos de aplicacion, cada dispositivo de aplicacion (i) recibira por tanto el mismo valor de consigna VCt para la potencia transmitida Pt®, de manera que las potencias transmitidas Pt® de los diferentes dispositivos de aplicacion (i) sean todas iguales, sabiendo que la potencia incidente Pin® puede variar de un dispositivo de aplicacion (i) a otro.

Por ejemplo, el dispositivo de aplicacion (1) presenta 150 W de potencia incidente (es decir Pin(1) = 150 W) y 10 W de potencia reflejada (es decir Pr(1) = 10 W), mientras que el dispositivo de aplicacion (2) presenta 142 W de potencia incidente (es decir Pin(2) = 142 W) y 2 W de potencia reflejada (es decir Pr(2) = 2 W). Asf, el dispositivo de aplicacion (1) y el dispositivo de aplicacion (2) transmitiran cada uno una potencia transmitida al plasma Pt(1) = Pt(2) = 140 W. Esta situacion corresponde a una realimentacion de la potencia reflejada Pr(1) para el dispositivo de aplicacion (1) al valor de 10 W y a una realimentacion de la potencia reflejada Pr(2) para el dispositivo de aplicacion (2) al valor de 2 W, actuando sobre la frecuencia f(1) de la onda electromagnetica en el dispositivo de aplicacion (1) por un lado y sobre la frecuencia f(2) de la onda electromagnetica en el dispositivo de aplicacion (2) por otro lado. Llegado el caso, tambien es posible actuar sobre la potencia incidente Pin® en cada uno de los dispositivos de aplicacion (i), actuando sobre los generadores asociados a los dispositivos de aplicacion (i).

Como variante, y siempre en el contexto de la condicion b) y del ajuste de la potencia transmitida Pt®, tambien puede concebirse que el medio de control automatizado haga variar la frecuencia f®, y eventualmente ademas la potencia incidente Pin®, para que la potencia transmitida Pt® varfe de un dispositivo de aplicacion (i) a otro. En este caso, los segundos valores de referencia Vt® no son todos identicos, con el fin obtener por ejemplo una desigualdad controlada del calentamiento o del plasma en la camara de tratamiento.

Esta variante presenta un interes si se desea una desigualdad deseada en los dispositivos de aplicacion, en

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particular para compensar los efectos de bordes o para crear un gradiente de potencia transmitida a lo largo de una lmea de dispositivos de aplicacion para, por ejemplo, realizar deposiciones progresivas, obtener un tratamiento de superficie de intensidad variable, o realizar un control progresivo del tratamiento durante un procedimiento continuo.

Segun una posibilidad de la divulgacion en la que la instalacion comprende varios dispositivos de aplicacion (i), el medio de control automatizado esta unido al o a cada generador con el fin de recibir en la entrada el valor de la potencia incidente Pin® asociada a cada dispositivo de aplicacion (i), y el medio de control esta disenado para cumplir la condicion b) poniendo en practica las siguientes subetapas durante la etapa e2) de control:

e3) calcular, para cada dispositivo de aplicacion (i), un valor de consigna VCr® de la potencia reflejada PR(i) correspondiente a una potencia transmitida Pt® por el dispositivo de aplicacion (i) igual al segundo valor de referencia Vt®, es decir VCr® = Pin® - Vt®;

e4) controlar, para cada dispositivo de aplicacion (i), el sistema de ajuste de frecuencia en cuestion para hacer variar la frecuencia f® de la onda electromagnetica producida por el generador asociado, con el fin de realimentar la potencia reflejada Pr® a dicho valor de consigna VCr®.

De esta manera, se realiza un bucle de realimentacion sobre la potencia reflejada Pr® para cada dispositivo de aplicacion (i), con el fin de cumplir la condicion b), y por tanto realizar un ajuste de la potencia transmitida

PT(i).

Segun otra posibilidad de la divulgacion, el medio de control controla el o cada generador de potencia para que el o cada generador suministre una potencia incidente Pin® dada, y el medio de control esta disenado para realizar la etapa e2), y cumplir las condiciones a) y/o b), controlando al mismo tiempo el o cada sistema de ajuste de frecuencia para hacer variar la frecuencia f® asociada, y el o cada generador para hacer variar la potencia incidente Pin® asociada.

De esta manera, el medio de control actua, para el o para cada dispositivo de aplicacion, al mismo tiempo sobre la frecuencia y sobre la potencia incidente para cumplir la condicion a) y/o la condicion b). Actuar ademas sobre la potencia incidente permite, en efecto, afinar el ajuste de la potencia reflejada y/o de la potencia transmitida, dependiendo estas dos mismas potencias al mismo tiempo de la frecuencia y de la potencia incidente.

De manera ventajosa, en el contexto de este control doble de la frecuencia y la potencia incidente, el medio de control esta disenado para, durante la subetapa e4), controlar, para cada dispositivo de aplicacion (i), al mismo tiempo:

- el generador en cuestion para que suministre una potencia incidente Pin® a un valor de consigna VCin® dado, eventualmente variable; y

- el sistema de ajuste de frecuencia en cuestion para hacer variar la frecuencia f® de la onda electromagnetica producida por el generador asociado, con el fin de realimentar la potencia reflejada Pr® al valor de consigna VCr® que responde a la siguiente relacion: VCr® = VCin® - Vt®.

Esta tecnica es ventajosa ya que permite actuar al mismo tiempo sobre la frecuencia f® y sobre la potencia incidente Pin® para cumplir la condicion b), y por tanto realizar un ajuste de la potencia transmitida Pt®. Es evidente que puede hacerse variar el valor de consigna VCin® de la potencia incidente Pin® durante el ajuste, para obtener finalmente el mejor ajuste de la potencia transmitida Pt®.

En un modo de realizacion ventajoso en el que la instalacion comprende varios dispositivos de aplicacion, el medio de control esta unido al o a cada generador con el fin de recibir en la entrada el valor de la potencia incidente Pin® asociada a cada dispositivo de aplicacion y de controlar el o cada generador de potencia para que el o cada generador suministre una potencia incidente Pin® dada, y el medio de control esta disenado para cumplir las dos condiciones a) y b) poniendo en practica las siguientes subetapas durante la etapa e2) de control:

e5) controlar cada sistema de ajuste de frecuencia para hacer variar la frecuencia f® de la onda electromagnetica producida por el generador en cuestion hasta que se cumpla la condicion a), de manera que cada potencia reflejada Pr® es igual al primer valor de referencia Vr® correspondiente;

e6) calcular, para cada dispositivo de aplicacion, un valor de consigna VCin® de la potencia incidente Pin® correspondiente a una potencia transmitida Pt® por el dispositivo de aplicacion igual al segundo valor de referencia Vt®, es decir VCin® = Vr® + Vt®;

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e7) controlar el o cada generador para que suministre una potencia incidente Pin® al valor de consigna VCiN(i), con el fin de cumplir la condicion b).

Este modo de realizacion es ventajoso ya que permite actuar en primer lugar sobre la frecuencia f® para cumplir la condicion a) (y por tanto garantizar el ajuste de la potencia reflejada Prq, en particular con el fin de una adaptacion de impedancia) y a continuacion actuar sobre la potencia incidente Pin® para cumplir la condicion b) (y por tanto garantizar el ajuste de la potencia transmitida Ptq, en particular con el fin de una uniformidad del calentamiento o del plasma).

Evidentemente, durante el ajuste de la potencia incidente Pin® (etapa e7)), la potencia reflejada Prq puede cambiar de valor, por tanto la potencia incidente Pin® debe variar, efectivamente, hasta que se alcance su valor de consigna VCin® pero siempre teniendo en cuenta el valor real de la potencia reflejada Prq. Asf, la etapa e2) de control es una etapa dinamica o continua, en tiempo real, que puede presentar repeticiones para adaptarse continuamente a las variaciones de las potencias reflejadas Pr® y de las potencias incidentes Pin®.

De manera ventajosa, el medio de control esta disenado para, durante la etapa e2) de control, poner en practica, antes de la subetapa e5), una subetapa e8) que consiste en controlar el o cada generador para que suministre una potencia incidente Pin® a un valor proximo o sustancialmente igual al segundo valor de referencia Vtq.

Esta subetapa e8) permite de este modo, antes de actuar sobre la frecuencia fg durante la subetapa e5), que la potencia incidente Pin® se aproxime a su valor final, a saber al valor de consigna VCin®. Asf, se dispone sucesivamente de las siguientes subetapas:

e8) al comienzo, el medio de control controla el o cada generador para ajustar la o cada potencia incidente PiN(i) a un valor proximo o igual al segundo valor de referencia Vtq;

e5) ajustar la o cada frecuencia fg para cumplir la condicion a), con el fin de ajustar la o cada potencia reflejada Prq;

e6) y e7) una vez ajustada la o cada potencia reflejada Prq, solo habra que anadir algunos vatios para que la o cada potencia incidente Pin® alcance su valor de consigna VCin®.

En un modo de realizacion particular, la instalacion comprende ademas por lo menos una estructura magnetica disenada para generar un campo magnetico de resonancia que, combinado con la onda electromagnetica, permite producir un plasma en la resonancia ciclotronica electronica, y el medio de control esta disenado para:

f1) calcular una consigna de frecuencia Cf(i), para el o para cada sistema de ajuste de frecuencia, correspondiente a un valor predeterminado de una superficie de resonancia ciclotronica electronica para el o para cada dispositivo de aplicacion;

f2) controlar, para cada dispositivo de aplicacion, el sistema de ajuste de frecuencia en cuestion para realimentar la frecuencia fg de la onda electromagnetica producida por el o por cada generador al valor de consigna Cf(i) correspondiente, con el fin de que la superficie de resonancia ciclotronica electronica del o de cada dispositivo de aplicacion alcance el valor predeterminado correspondiente.

En el caso particular de una tecnica de excitacion del plasma en la resonancia ciclotronica electronica (RCE), se permite de este modo hacer variar el valor de la superficie de resonancia ciclotronica electronica haciendo variar la frecuencia de la onda para el o los dispositivos de aplicacion, y por tanto controlar la geometrfa de las zonas de creacion del plasma. Hacer variar la superficie de resonancia es una ventaja complementaria de la variacion de la frecuencia, ya que esta superficie de resonancia es un parametro que influye en las caracterfsticas y el rendimiento del plasma.

En una realizacion particular, el o cada dispositivo de aplicacion comprende una estructura magnetica, y como variante la estructura magnetica esta integrada en la camara de tratamiento y no en los dispositivos de aplicacion.

En el caso de esta tecnica RCE, cada frecuencia corresponded a una superficie de resonancia precisa, que depende de la estructura magnetica integrada o no al dispositivo de aplicacion. Asf, para una misma potencia transmitida, en dos frecuencias diferentes, la densidad del plasma puede ser diferente en un punto en el volumen de la camara de tratamiento, ya que la superficie de resonancia varfa en funcion de la frecuencia.

Por ejemplo, para los aplicadores coaxiales que utilizan imanes permanentes, estando estos situados generalmente en el extremo de los aplicadores descritos anteriormente, la zona de resonancia se alejara del dispositivo de aplicacion de plasma si disminuye la frecuencia (ya que el campo magnetico tambien

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disminuye al alejarse del dispositivo de aplicacion), permitiendo de este modo aumentar la superficie de creacion activa (especies excitadas, especies ionizadas, radicales...). Por el contrario, la superficie de creacion puede disminuir al aumentar la frecuencia, permitiendo de este modo concentrar la zona de creacion cercana al dispositivo de aplicacion y por tanto aumentar la densidad del plasma localmente, aunque esto tambien aumente las perdidas en la fuente elemental.

La invencion se refiere a un procedimiento de tratamiento por microondas de una carga, tal como el que se define en la reivindicacion 1, y que comprende las siguientes etapas:

- generar por lo menos una onda electromagnetica en el campo de las microondas mediante por lo menos un generador del tipo de estado solido;

- guiar la o cada onda electromagnetica con destino a por lo menos un dispositivo de aplicacion de la onda electromagnetica;

- aplicar, mediante el o cada dispositivo de aplicacion, la o cada onda electromagnetica sobre la carga;

- una etapa de ajuste automatizado de la frecuencia de la o cada onda electromagnetica con el fin de minimizar la potencia reflejada Prq en el o en cada dispositivo de aplicacion para garantizar una adaptacion de impedancia que permite optimizar la transferencia de la o cada onda electromagnetica con destino a la carga, de manera automatica y en tiempo real, con las siguientes etapas:

p1) medir, para el o para cada dispositivo de aplicacion, la potencia reflejada Prq por el dispositivo de aplicacion correspondiente; y

p2) controlar la frecuencia f(i) de la onda electromagnetica producida por el o por cada generador, hasta que la potencia reflejada Prq medida en el o en cada dispositivo de aplicacion alcance un mfnimo, de manera que la frecuencia fg varfa hasta encontrar un mfnimo de la potencia reflejada

PR(i);

caracterizado por que el procedimiento prescinde de adaptador de impedancia para realizar dicha adaptacion de impedancia.

Las etapas p1) y p2) automaticas estan particularmente adaptadas para el control de la potencia reflejada PR(i) que permite la adaptacion de impedancia.

Segun una posibilidad de la invencion, la etapa de generacion consiste en generar por lo menos dos ondas electromagneticas mediante por lo menos dos generadores, la etapa de guiado consiste en guiar cada onda electromagnetica con destino a por lo menos un dispositivo de aplicacion, y la etapa de ajuste consiste en ajustar la frecuencia de cada onda electromagnetica de manera independiente una con respecto a otra.

Segun otra posibilidad de la divulgacion que no se aplica a la invencion, la etapa de generacion consiste en generar N ondas electromagneticas mediante N generadores, la etapa de guiado consiste en guiar las N ondas electromagneticas con destino a N dispositivos de aplicacion, en la que N es un numero entero superior a 2, y la etapa de ajuste consiste en ajustar la frecuencia de cada onda electromagnetica de manera independiente una con respecto a otra.

En una realizacion particular, existe, para el o para cada dispositivo de aplicacion (i), un mfnimo de la potencia reflejada Prq medida con el fin realizar una adaptacion de impedancia en el o en cada dispositivo de aplicacion (i); siendo este mfnimo eventualmente igual o cercano a cero, y cabe recordar que puede fijarse a un valor de potencia umbral dado o bien a un porcentaje dado de la razon de la potencia reflejada con respecto a la potencia incidente.

Asf, en esta realizacion, el procedimiento se refiere a minimizar la potencia reflejada Prq en cada dispositivo de aplicacion (i) con el fin realizar la adaptacion de impedancia.

El documento EP-A2-1643641 da a conocer un procedimiento de tratamiento por microondas en una camara de grabado mediante produccion de un plasma que utiliza un generador de estado solido para excitar el plasma, con el empleo de un amplificador en la lfnea de transmision de la onda. Una unidad de funcionamiento pone en practica, en base a una medicion, entre otras cosas, de la potencia reflejada por la camara, un control de la frecuencia de oscilacion del generador con el objetivo de cambiar el nivel de amplificacion del amplificador. Este documento describe la posibilidad de realizar automaticamente una adaptacion de impedancia a traves de un adaptador “matching unit” (unidad coincidente) habitual.

El documento JP2011023356 da a conocer un procedimiento de tratamiento por RF en una camara de tratamiento mediante produccion de un plasma que utiliza un generador de radiofrecuencia para excitar el

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plasma. Se pone en practica un control de la frecuencia de oscilacion del generador en base a una medicion de la potencia reflejada por la camara. Este control de frecuencia permite realizar una adaptacion de impedancia prescindiendo del adaptador de impedancia.

Otras caracterfsticas y ventajas, que en ocasiones no se aplican a la presente invencion, se desprenderan de la lectura de la siguiente descripcion detallada de varios ejemplos de puesta en practica no limitativos, realizada en referencia a las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1, ya comentada, es una vista esquematica en perspectiva y en seccion parcial de un reactor para una instalacion de tratamiento por microondas mediante produccion de plasma conocida;

- la figura 2, ya comentada, es una vista esquematica parcial de una instalacion de tratamiento por microondas mediante produccion de plasma conocida;

- la figura 3, ya comentada, es una vista esquematica parcial de otra instalacion de tratamiento por microondas mediante produccion de plasma conocida;

- la figura 4, ya comentada, es una vista esquematica parcial de otra instalacion de tratamiento por microondas mediante produccion de plasma conocida;

- la figura 5 es una vista esquematica de una primera instalacion de tratamiento por microondas;

- la figura 6 es una vista esquematica de una segunda instalacion de tratamiento por microondas;

- la figura 7 es una vista esquematica de una tercera instalacion de tratamiento por microondas;

- la figura 8 es una vista esquematica de una cuarta instalacion de tratamiento por microondas;

- la figura 9 es una vista esquematica de una quinta instalacion de tratamiento por microondas;

- la figura 10 es una vista esquematica de una sexta instalacion de tratamiento por microondas;

- la figura 11 es una vista esquematica de una septima instalacion de tratamiento por microondas; y

- la figura 12 es una vista esquematica de una octava instalacion de tratamiento por microondas.

La siguiente descripcion se refiere a una instalacion 1 de tratamiento por microondas sobre una carga del tipo plasma, dicho de otro modo una instalacion de produccion de un plasma en una camara de tratamiento. Evidentemente, puede concebirse poner en practica la instalacion 1 para otras aplicaciones, por ejemplo, con una camara de tratamiento del tipo reactor qufmico que contiene un producto solido, lfquido y/o gaseoso que va a tratarse por microondas, o bien en el contexto de un tratamiento medico mediante aplicacion de una radiacion de microondas sobre una parte del cuerpo que va a tratarse.

En un primer modo de realizacion ilustrado en la figura 5, la instalacion 1 de produccion de plasma comprende:

- un reactor 2 que presenta una camara de tratamiento 20 en cuyo volumen se produce el plasma;

- una fuente elemental 3 de plasma que comprende un dispositivo de aplicacion 30 en el interior de la camara de tratamiento 20 de una onda electromagnetica en el campo de las microondas, asf como un sistema de medicion 31 de la potencia reflejada por el dispositivo de aplicacion 30;

- un generador 4 de onda electromagnetica en el campo de las microondas, del tipo de estado solido, conectado al dispositivo de aplicacion 30 mediante unos medios de guiado 5 de la energfa electromagnetica, comprendiendo el generador 4 un sistema de ajuste de frecuencia 40 disenado para ajustar la frecuencia de la onda entre aproximadamente 2400 y 2500 MHz, incluso en otro intervalo de frecuencia predeterminado; y

- un controlador 6 unido en la entrada al sistema de medicion 31 y en la salida al sistema de ajuste de frecuencia 40.

Para la siguiente descripcion y otros modos de realizacion:

- el o cada dispositivo de aplicacion 30 es del tipo aplicador coaxial, pero la divulgacion no se limita a un aplicador coaxial de este tipo y pueden concebirse otros tipos de dispositivos de aplicacion de una potencia de microondas, como por ejemplo un tubo de descarga (surfatron, cavidad Evenson, fuente

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aguas abajo, antorcha de plasma semimetalica, tubo dielectrico, etc.), una antena, una gufa de ondas con una ventana dielectrica, etc.

- el o cada generador 4 es del tipo generador de onda electromagnetica de estado solido, tambien denominado generador con transistor, que presenta la ventaja permitir un control de la frecuencia de la onda electromagnetica, de manera manual o automatica, en su intervalo de frecuencia de funcionamiento (a diferencia de un magnetron);

- el o cada medio de guiado 5 se realiza en forma de un cable coaxial particularmente bien adaptado para una conexion directa a un generador 4 de estado solido, aunque puedan concebirse otras formas de medio de guiado, como por ejemplo gufas de ondas.

El sistema de medicion 31 puede estar constituido por un aislante que combina un circulador y una carga. Cuando la fuente elemental emite potencia reflejada, el circulador desvfa esta potencia a la carga. Mediante acoplamiento, una fraccion de esta potencia se extrae y se mide. Al conocer la fraccion extrafda (o coeficiente de atenuacion), se deduce la potencia reflejada. El sistema de medicion tambien puede ser un sistema de medicion de los parametros S y en particular el S1,1.

El controlador 6 esta disenado para los seis modos de funcionamiento.

En un primer modo de funcionamiento, el controlador 6:

- recibe en la entrada la medicion de potencia reflejada Prm procedente del sistema de medicion 31;

- controla (o hace variar) la frecuencia f de la onda electromagnetica producida por el generador 4 hasta que la potencia reflejada Pr medida por el dispositivo de aplicacion alcance sustancialmente un primer valor de referencia Vr.

Dicho de otro modo, el controlador 6 encuentra la frecuencia f para la que la potencia reflejada Pr es equivalente al primer valor de referencia Vr; pudiendo este primer valor de referencia Vr fijarse sustancialmente a un valor nulo, o por lo menos al valor mfnimo accesible, con el fin realizar una adaptacion de impedancia entre el plasma y la fuente elemental 3.

En un segundo modo de funcionamiento, el controlador 6:

- recibe en la entrada la medicion de potencia reflejada Pr procedente del sistema de medicion 31;

- recibe en la entrada el valor de la potencia incidente Pin en la fuente, procediendo este valor del generador 4 al que esta unido el controlador 6;

- calcula un valor de consigna VCr de la potencia reflejada Pr correspondiente a una potencia transmitida Pt igual a un segundo valor de referencia Vt, es decir VCr = Pin - Vt;

- controla (o hace variar) la frecuencia f de la onda electromagnetica producida por el generador 4 hasta que la potencia reflejada Pr medida por el dispositivo de aplicacion alcance sustancialmente el valor de consigna VCr.

Asf, se realiza una realimentacion de la potencia reflejada Pr al valor de consigna VCr para ajustar la potencia transmitida Pt al segundo valor de referencia Vt. Dicho de otro modo, el controlador 6 encuentra la frecuencia f para la que Pt = Vt.

En un tercer modo de funcionamiento, el controlador 6:

- controla (o hace variar) al mismo tiempo la frecuencia f y la potencia incidente Pin hasta que la potencia reflejada Pr medida por el dispositivo de aplicacion alcance sustancialmente un primer valor de referencia Vr.

Dicho de otro modo, el controlador 6 encuentra un par (frecuencia f, potencia incidente Pin) para el que la potencia reflejada Pr es equivalente al primer valor de referencia Vr.

Por ejemplo, para que la potencia reflejada Pr alcance un primer valor de referencia Vr sustancialmente nulo,

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puede considerarse que, en un primer momento, el controlador 6 busca una frecuencia para la que la potencia reflejada Pr es minima pero siempre superior a cero y, en un segundo momento, el controlador 6 busca la potencia incidente Pin para la que la potencia reflejada Pr es sustancialmente igual a cero; poniendose en practica el ajuste de la potencia incidente Pin solo si no se llega a alcanzar el primer valor de referencia Vr actuando unicamente sobre la frecuencia.

En un cuarto modo de funcionamiento, el controlador 6:

- controla (o hace variar) al mismo tiempo la frecuencia f y la potencia incidente Pin hasta que la potencia transmitida Pt = Pin - Pr sea sustancialmente igual a un segundo valor de referencia Vt.

Dicho de otro modo, el controlador 6 encuentra un par (frecuencia f, potencia incidente PIN) para el que Pt = Vt. Por ejemplo, para que la potencia transmitida Pt alcance el segundo valor de referencia Vt, puede considerarse que, en un primer momento, el controlador 6 busca una frecuencia para la que la potencia transmitida Pt se aproxima lo mas posible al segundo valor de referencia Vt (sin buscar minimizar la potencia reflejada Pr) y, en un segundo momento, el controlador 6 busca la potencia incidente Pin para la que la potencia transmitida Pt es igual al segundo valor de referencia Vt; poniendose en practica el ajuste de la potencia incidente Pin solo si no se llega a alcanzar el segundo valor de referencia Vt actuando unicamente sobre la frecuencia.

En un quinto modo de funcionamiento, el controlador 6:

- controla (o hace variar) la frecuencia f hasta que la potencia reflejada Pr alcance sustancialmente un primer valor de referencia Vr, preferentemente hasta que la potencia reflejada Pr alcance un mmimo;

- controla (o hace variar) la potencia incidente Pin hasta que la potencia transmitida Pt = Pin - Pr sea sustancialmente igual a un segundo valor de referencia Vt.

Dicho de otro modo, el controlador 6 encuentra un par (frecuencia f, potencia incidente Pin) para el que Pr = Vr (Pr = mmimo accesible) y Pt = Vt. Para la etapa de control de la frecuencia, puede considerarse que el controlador 6 parta de la frecuencia inicial, y despues haga variar la frecuencia f del lado en el que la potencia reflejada Pr disminuye hasta que encuentra un mmimo.

En un sexto modo de funcionamiento, la instalacion es de produccion de plasma en la resonancia ciclotronica electronica (RCE). En este caso, la fuente elemental 3 comprende ademas una estructura magnetica (no ilustrada) disenada para generar un campo magnetico de resonancia que, combinado con la onda electromagnetica, permite producir un plasma en la resonancia ciclotronica electronica (RCE).

En este sexto modo de funcionamiento, el controlador 6:

- calcula una consigna de frecuencia Cf(i), para el o para cada sistema de ajuste de frecuencia 40, correspondiente a un valor predeterminado de la superficie de resonancia de la o de cada fuente elemental 3 de plasma; y

- controla, para cada fuente elemental 3, el sistema de ajuste de frecuencia 40 en cuestion para realimentar la frecuencia fg de la onda electromagnetica producida por el o por cada generador 4 al valor de consigna Cf(i) correspondiente con el fin de que la superficie de resonancia de la o de cada fuente elemental 3 de plasma alcance el valor predeterminado correspondiente.

En un segundo modo de realizacion ilustrado en la figura 6, la instalacion 1 de produccion de plasma es identica a la del primer modo de realizacion de la figura 5, con la diferencia de que comprende ademas un adaptador de impedancia 7 dispuesto aguas arriba del aplicador 30.

Este adaptador de impedancia 7 permite de este modo realizar una primera adaptacion de impedancia, eventualmente media, con un ajuste de manera previa al funcionamiento, antes de que el controlador 6 pueda realizar una segunda adaptacion de impedancia fina y/o un ajuste de la potencia transmitida, automatico y en

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tiempo real durante el funcionamiento, en particular poniendo en practica los modos de funcionamiento descritos anteriormente.

En un tercer modo de realizacion ilustrado en la figura 7, la instalacion 1 de produccion de plasma comprende:

- varias fuentes elementales 3 de plasma que comprenden cada una un aplicador 30 en el interior de la camara de tratamiento 20 de una onda electromagnetica en el campo de las microondas, asf como un sistema de medicion 31 de la potencia reflejada por el dispositivo de aplicacion 30 correspondiente;

- un generador 4 de onda electromagnetica en el campo de las microondas, del tipo de estado solido, conectado a los aplicadores 30 mediante cables coaxiales 5, comprendiendo el generador 4 un sistema de ajuste de frecuencia 40 disenado para ajustar la frecuencia de la onda entre aproximadamente 2400 y 2500 MHz, incluso en otro intervalo de frecuencia predeterminado; y

- un controlador 6 unido en la entrada al sistema de medicion 31 y en la salida al sistema de ajuste de frecuencia 40; y

- un divisor de potencia 8 dispuesto en la salida del generador 4 y disenado para dividir la potencia de microondas generada por el generador 4 entre el numero k de fuentes elementales 3, presentando el divisor de potencia 8 k salidas conectadas cada una a un aplicador 30 mediante un cable coaxial 5, extrayendo de este modo cada salida del divisor de potencia 8 1/k de la potencia total suministrada por el generador 4 con destino a un aplicador 30.

El controlador 6 esta disenado para poner en practica los seis modos de funcionamiento descritos anteriormente, con la diferencia de que un solo generador 4 esta asociado a varias fuentes elementales 3. Asf, el controlador 6 puede:

- en el primer modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia reflejada Prq en cada fuente elemental (i) actuando sobre la frecuencia f de la onda generada por el generador 4 comun, preferentemente para una adaptacion de impedancia;

- en el segundo modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia transmitida Ptq en cada fuente elemental (i) actuando sobre la frecuencia f de la onda generada por el generador 4 comun;

- en el tercer modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia reflejada Prq en cada fuente elemental (i) actuando sobre la frecuencia f de la onda generada por el generador 4 comun y sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i), sabiendo que la potencia incidente Pin® para la fuente (i) corresponde a una fraccion de la potencia Pgen del generador 4 despues de la division de potencia realizada por el divisor 8;

- en el cuarto modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia transmitida Ptq en cada fuente elemental (i) actuando sobre la frecuencia f de la onda generada por el generador 4 comun y sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i) (fraccion de la potencia Pgen del generador 4);

- en el quinto modo de funcionamiento: realizar, para cada fuente (i), un ajuste de la potencia reflejada PR(i) y un ajuste de la potencia transmitida Ptq actuando sobre la frecuencia f de la onda generada por el generador 4 comun y sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i) (fraccion de la potencia Pgen del generador 4); y

- en el sexto modo de funcionamiento: realizar un control de la superficie de resonancia, en las zonas de creacion asociadas a las fuentes elementales (i), actuando sobre la frecuencia f de la onda generada por el generador 4 comun.

Evidentemente, esta instalacion presenta una limitacion debido al hecho de que el generador 4 alimenta varias fuentes elementales 3, de manera que las potencias reflejadas Prq medidas en los diferentes aplicadores 30 no alcanzaran todas exactamente el mismo primer valor de referencia Vrq, ya que puede existir una dispersion entre los aplicadores 30 y, ademas, las fuentes elementales 3 pueden interaccionar entre ellas. No obstante, el controlador 6 permite ajustar globalmente y de media la potencia reflejada y/o la potencia transmitida, asf como la superficie de resonancia, en todas las fuentes elementales 3, actuando sobre la frecuencia f, y eventualmente la potencia Pgen, de la onda generada por el unico generador 4.

Sin embargo, en teorfa, si los aplicadores 30 son identicos, o de manera mas exacta, si las lfneas de microondas entre el generador 4 y cada fuente 3 son identicas, y si la division de la potencia realizada por el

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divisor 8 es equitativa sea cual sea la frecuencia f, y si las condiciones de funcionamiento son identicas en el extremo de cada aplicador 30 (dicho de otro modo si el plasma es uniforme cerca de los aplicadores 30) entonces la frecuencia f puede ser identica en cada una de las fuentes 3 con el fin realizar la adaptacion de impedancia y/o el ajuste de potencia transmitida y/o el control de las superficies de resonancia.

En un cuarto modo de realizacion ilustrado en la figura 8, la instalacion 1 de produccion de plasma es identica a la del tercer modo de realizacion de la figura 7, con la diferencia de que comprende ademas un adaptador de impedancia 7 dispuesto entre el generador 4 y el divisor de potencia 8.

Este adaptador de impedancia 7 permite de este modo realizar una primera adaptacion de impedancia, eventualmente media, con un ajuste de manera previa al funcionamiento, antes de que el controlador 6 pueda realizar una segunda adaptacion de impedancia para el conjunto de las fuentes elementales 3, de manera automatica y en tiempo real durante el funcionamiento. De manera general, el controlador 6 esta disenado para poner en practica los seis modos de funcionamiento descritos anteriormente, con la diferencia de que se realiza una adaptacion de impedancia comun al conjunto de las fuentes 3 con el adaptador de impedancia 7 comun.

En un quinto modo de realizacion ilustrado en la figura 9, la instalacion 1 de produccion de plasma es identica a la del tercer modo de realizacion de la figura 7, con la diferencia de que comprende ademas varios adaptadores de impedancia 7 dispuestos entre el divisor de potencia 8 y los aplicadores 30, con un adaptador de impedancia 7 por cada aplicador 30.

Estos adaptadores de impedancia 7 permiten de este modo realizar una primera adaptacion de impedancia, eventualmente media, para cada fuente elemental 3, con un ajuste de manera previa al funcionamiento. A continuacion, el controlador 6 permite realizar una segunda adaptacion de impedancia para el conjunto de las fuentes elementales 3, de manera automatica y en tiempo real durante el funcionamiento. De manera general, el controlador 6 esta disenado para poner en practica los seis modos de funcionamiento descritos anteriormente, con la diferencia de que puede realizarse una adaptacion de impedancia individual para cada fuente 3 con cada adaptador de impedancia 7, y esto de manera independiente de una fuente 3 a otra. De esta manera, es posible compensar diferencias entre los aplicadores 30 (o de manera mas exacta entre las lfneas de microondas entre el generador 4 y cada fuente 3), desigualdades en la division de potencia realizada por el divisor 8, y faltas de homogeneidad del plasma en el extremo de los aplicadores 30.

En un sexto modo de realizacion ilustrado en la figura 10, la instalacion 1 de produccion de plasma comprende:

- varias fuentes elementales 3 de plasma que comprenden cada una un aplicador 30 en el interior de la camara de tratamiento 20 de una onda electromagnetica en el campo de las microondas, asf como un sistema de medicion 31 de la potencia reflejada por el dispositivo de aplicacion 30 correspondiente; y

- varios generadores 4 de onda electromagnetica en el campo de las microondas, del tipo de estado solido, cada uno conectado a un aplicador 30 mediante un cable coaxial 5, con un generador 4 por fuente elemental 3, comprendiendo cada generador 4 un sistema de ajuste de frecuencia 40 disenado para ajustar la frecuencia de la onda entre aproximadamente 2400 y 2500 MHz, incluso en otro intervalo de frecuencia predeterminado; y

- un controlador 6 conectado en la entrada a los sistemas de medicion 31 de las diferentes fuentes elementales 3 y en la salida a los sistemas de ajuste de frecuencia 40 de los diferentes generadores 4.

El controlador 6 esta disenado para poner en practica los seis modos de funcionamiento descritos anteriormente, con la diferencia de que a cada generador 4 se asocia una unica fuente elemental 3. Asf, el controlador 6 puede:

- en el primer modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia reflejada Prq en cada fuente elemental (i) (de manera independiente de una fuente a otra) actuando sobre la frecuencia fg de la onda generada por el generador 4 asociado, preferentemente para una adaptacion de impedancia;

- en el segundo modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia transmitida Ptq en cada fuente elemental (i) (de manera independiente de una fuente a otra) actuando sobre la frecuencia f(i) de la onda generada por el generador 4 asociado;

- en el tercer modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia reflejada Prq en cada fuente elemental (i) actuando sobre la frecuencia fg de la onda generada por el generador 4 asociado y sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i) (de manera independiente de una fuente a otra), sabiendo

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que la potencia incidente Pin® para la fuente (i) corresponde sustancialmente a la potencia Pgenb del generador 4 asociado, con una precision de las perdidas de lfneas (de manera que actuar sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i) equivale a actuar sobre la potencia Pgen® del generador 4 asociado);

- en el cuarto modo de funcionamiento: realizar un ajuste de la potencia transmitida Ptq en cada fuente elemental (i) (de manera independiente de una fuente a otra) actuando sobre la frecuencia f(i) de la onda generada por el generador 4 asociado y sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i) (y por tanto sobre la potencia Pgen® del generador 4 asociado);

- en el quinto modo de funcionamiento: realizar, para cada fuente (i), un ajuste de la potencia reflejada PR(i) y un ajuste de la potencia transmitida Ptq actuando sobre la frecuencia f(i) de la onda generada por el generador 4 asociado y sobre la potencia incidente Pin® en la fuente (i) (y por tanto sobre la potencia Pgen® del generador 4 asociado); y

- en el sexto modo de funcionamiento: realizar un control de la superficie de resonancia, y por tanto de las zonas de creacion asociadas a cada fuente elemental (i) (de manera independiente de una fuente a otra), actuando sobre la frecuencia f(i) de la onda generada por el generador 4 asociado.

Asf, el controlador 6 controla los sistemas de ajuste de frecuencia 31 (control de la frecuencia) y los generadores 4 (control de la potencia incidente) de manera independiente unos con respecto a otros.

Por ejemplo, en el primer modo de funcionamiento (ajuste de la potencia reflejada), para la primera fuente elemental 3 se mide una primera potencia reflejada Pr(1), y el controlador 6 encuentra una primera frecuencia f(i) para el primer generador 4 que permite que esta potencia reflejada Pr(1) alcance un primer valor de referencia Vr(1), por ejemplo nulo o por lo menos mfnimo. El ajuste de la potencia reflejada Pr(1) mediante variacion de la frecuencia del primer generador 4 se realiza segun un primer bucle de realimentacion que afecta unicamente a la primera fuente elemental 3 y al primer generador 4.

Asimismo, para la segunda fuente elemental 3 se mide una segunda potencia reflejada Pr(2), y el controlador 6 encuentra una segunda frecuencia f(2) para el segundo generador 4 que permite que esta potencia reflejada Pr(2) alcance un segundo valor de referencia Vr(2), por ejemplo nulo o por lo menos mfnimo. El ajuste de la potencia reflejada Pr(2) mediante variacion de la frecuencia del segundo generador 4 se realiza segun un segundo bucle de realimentacion que afecta unicamente a la segunda fuente elemental 3 y al segundo generador 4.

Esta instalacion presenta la ventaja, con respecto a los modos de realizacion tercero, cuarto y quinto, de realizar el ajuste de la potencia (adaptacion de impedancia) y/o el ajuste de potencia transmitida y/o el control de las superficies de resonancia para cada fuente elemental 3, de manera independiente una con respecto a otra. Esta instalacion permite de este modo controlar la potencia transmitida a cada fuente elemental 3, siempre de manera independiente una con respecto a otra, por ejemplo con el fin de una homogeneizacion del plasma, actuando sobre las frecuencias de cada generador 4, de manera independiente una con respecto a otra.

En un septimo modo de realizacion ilustrado en la figura 11, la instalacion 1 de produccion de plasma es identica a la del sexto modo de realizacion de la figura 10, con la diferencia de que comprende ademas varios adaptadores de impedancia 7 dispuesto entre los generadores 4 y los aplicadores 30, con un adaptador de impedancia 7 por cada aplicador 30.

Estos adaptadores de impedancia 7 permiten de este modo realizar una primera adaptacion de impedancia, eventualmente media, para cada fuente elemental 3, con un ajuste de manera previa al funcionamiento. A continuacion, el controlador 6 permite poner en practica los seis modos de funcionamiento descritos anteriormente, como por ejemplo realizar una segunda adaptacion de impedancia fina para cada fuente elemental 3 (modos de funcionamiento primero, tercero y quinto), de manera independiente, automatica y en tiempo real durante el funcionamiento para cada fuente elemental 3.

En un octavo modo de realizacion ilustrado en la figura 12, la instalacion 1 de produccion de plasma comprende una primera subinstalacion segun el tercer modo de realizacion de la figura 7, y una segunda subinstalacion tambien segun el tercer modo de realizacion de la figura 7, en las que los aplicadores 30 de las dos subinstalaciones estan dispuestos en el interior de una misma camara de tratamiento 20 de un mismo reactor 2.

Asf, la primera subinstalacion comprende:

- varias fuentes elementales 3 de plasma que comprenden cada una un aplicador 30 en el interior de la camara de tratamiento 20 y un sistema de medicion 31 de la potencia reflejada por el dispositivo de

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aplicacion 30 correspondiente;

- un generador 4 de onda electromagnetica en el campo de las microondas, conectado a los aplicadores 30 mediante cables coaxiales 5, comprendiendo el generador 4 un sistema de ajuste de frecuencia 40 disenado para ajustar la frecuencia de la onda entre aproximadamente 2400 y 2500 MHz, incluso en otro intervalo de frecuencia predeterminado; y

- un divisor de potencia 8 dispuesto en la salida del generador 4 y que presenta k salidas conectadas cada una a un aplicador 30 mediante un cable coaxial 5, extrayendo de este modo cada salida del divisor de potencia 8 1/k de la potencia total suministrada por el generador 4 con destino a un aplicador 30.

Asf, la segunda subinstalacion comprende:

- varias fuentes elementales 3 de plasma que comprenden cada una un aplicador 30 en el interior de la misma camara de tratamiento 20 y un sistema de medicion 31 de la potencia reflejada por el dispositivo de aplicacion 30 correspondiente;

- un divisor de potencia 8 dispuesto en la salida del generador 4 y que presenta m salidas (en el que m no es necesariamente igual a k) conectadas cada una a un aplicador 30 mediante un cable coaxial 5, extrayendo de este modo cada salida del divisor de potencia 8 1/m de la potencia total suministrada por el generador 4 con destino a un aplicador 30.

Ademas, la instalacion 1 comprende un controlador 6 conectado en la entrada a los sistemas de medicion 31 de todas las fuentes elementales 3, y en la salida a los sistemas de ajuste de frecuencia 40 de los dos generadores 4.

Evidentemente, puede considerarse prever en una y/u otra de las dos subinstalaciones un adaptador de impedancia por cada generador (como en el caso del cuarta modo de realizacion de la figura 8) o un adaptador de impedancia por cada aplicador (como en el caso del quinto modo de realizacion de la figura 8).

Tambien puede concebirse anadir una nueva subinstalacion, o sustituir una de las dos subinstalaciones por una nueva subinstalacion, pudiendo esta nueva subinstalacion ser del tipo de los modos de realizacion primero, segundo, sexto o septimo, con un generador por cada aplicador. En este caso, la instalacion siempre comprende un unico controlador unido a los diferentes sistemas de medicion 31 y a los diferentes sistemas de ajuste de frecuencia 40.

Evidentemente, el ejemplo de puesta en practica mencionado anteriormente no presenta ningun caracter limitativo y pueden aportarse otras mejoras y detalles a la instalacion segun la invencion, sin por ello salir del alcance de la invencion en el que, por ejemplo, pueden realizarse otras formas de dispositivo de aplicacion y/o de medios de guiado de la onda electromagnetica.

La invencion se define por las reivindicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de tratamiento por microondas de una carga, que comprende las siguientes etapas:

- generar por lo menos una onda electromagnetica en el campo de las microondas mediante por lo menos un generador (4) del tipo de estado solido;

- guiar la o cada onda electromagnetica con destino a por lo menos un dispositivo de aplicacion (30) de la onda electromagnetica;

- aplicar mediante el o mediante cada dispositivo de aplicacion (30) la o cada onda electromagnetica sobre la carga;

- una etapa de ajuste automatizado de la frecuencia de la o de cada onda electromagnetica con el fin de minimizar la potencia reflejada Prq en el o en cada dispositivo de aplicacion (30) para garantizar una adaptacion de impedancia que permite optimizar la transferencia de la o de cada onda electromagnetica con destino a la carga, de manera automatica y en tiempo real, con las siguientes etapas:

p1) medir, para el o para cada dispositivo de aplicacion (30), la potencia reflejada Prq por el dispositivo de aplicacion (30) correspondiente; y

p2) controlar la frecuencia fg de la onda electromagnetica producida por el o por cada generador (4), hasta que la potencia reflejada Prq medida en el o en cada dispositivo de aplicacion (30) alcance un mfnimo, de manera que la frecuencia fg varfe hasta encontrar un mfnimo de la potencia reflejada Prq;

caracterizado por que el procedimiento prescinde de adaptador de impedancia para realizar dicha adaptacion de impedancia.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la etapa de generacion consiste en generar por lo menos dos ondas electromagneticas mediante por lo menos dos generadores (4), la etapa de guiado consiste en guiar cada onda electromagnetica con destino a por lo menos un dispositivo de aplicacion (30), y la etapa de ajuste consiste en ajustar la frecuencia de cada onda electromagnetica independientemente una de la otra.
3. Procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, en el que el mfnimo de la potencia reflejada Prq medida, para el o para cada dispositivo de aplicacion (30), es igual o cercano a cero.
4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la frecuencia fg de la onda electromagnetica producida por el o por cada generador (4) se ajusta en un intervalo de frecuencia elegido en el campo de las microondas, como por ejemplo en un intervalo de frecuencia comprendido entre aproximadamente 2400 y 2500 MHz, o por ejemplo entre aproximadamente 5725 y 5875 MHz, incluso en otro intervalo de frecuencia predeterminado que pertenece al campo de las microondas.