FR2904177A1

FR2904177A1 - DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING AND CONTAINING PLASMA.

Info

Publication number: FR2904177A1
Application number: FR0606679A
Authority: FR
Inventors: Jacques Henri Pelletier; Ana Lacoste; Stephane Bechu; Alexandre Bes
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite Joseph Fourier Grenoble 1
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite Joseph Fourier Grenoble 1
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-25
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: WO2008009558A1; FR2904177B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de production et de confinement d'un plasma (10), comportant une enceinte (13) dans le volume de laquelle le plasma est produit et confiné, comportant :- au moins une structure magnétique (30) comportant au moins une paire d'aimants (31, 32) permanents dont les polarités par rapport au volume sont opposées entre elles, de sorte que la structure magnétique (30) présente au volume une première ligne (310) de polarité et une deuxième ligne (320) de polarité, ladite première ligne et ladite deuxième ligne ayant des polarités opposées entre elles ; et- au moins une structure (90) de distribution de micro-ondes comportant un applicateur (9) coaxial comprenant une âme (11) centrale,caractérisé en ce que :- la structure magnétique (30) est agencée de sorte que chaque ligne de polarité (310, 320) se referme sur elle-même, et- la structure de distribution (90) est apte à distribuer les micro-ondes entre chaque ligne de polarité de la structure magnétique (30).L'invention concerne également un procédé de production et de confinement d'un plasma.The invention relates to a device for producing and confining a plasma (10), comprising an enclosure (13) in the volume of which the plasma is produced and confined, comprising: - at least one magnetic structure (30) comprising at least one at least one pair of permanent magnets (31, 32) whose polarities with respect to the volume are opposite to each other, so that the magnetic structure (30) has a first line (310) of polarity and a second line (320) at the volume ) of polarity, said first line and said second line having polarities opposite to each other; and- at least one microwave distribution structure (90) comprising a coaxial applicator (9) comprising a central core (11), characterized in that: the magnetic structure (30) is arranged so that each line of polarity (310, 320) is closed on itself, and- the distribution structure (90) is able to distribute the microwaves between each polarity line of the magnetic structure (30) .The invention also relates to a method production and confinement of a plasma.

Description

1 DOMAINE GENERAL DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif deGENERAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a device for

production et de confinement d'un plasma, comportant une enceinte dans le volume de laquelle le plasma est produit et confiné, comportant : - au moins une structure magnétique comportant au moins une paire d'aimants permanents dont les polarités par rapport au volume sont opposées entre elles, de sorte que la structure magnétique présente au volume une première ligne de polarité et une deuxième ligne de polarité, ladite première ligne et ladite deuxième ligne ayant des polarités opposées entre elles ; et - au moins une structure de distribution de micro-ondes comportant un 15 applicateur coaxial comprenant une âme centrale. L'invention concerne également un procédé de production et/ou de confinement d'un plasma. ETAT DE L'ART Le confinement des plasmas dans un volume par des aimants permanents 20 est utilisé depuis de nombreuses années de manière universelle, en raison de l'accroissement des performances qu'il permet en termes de densité et d'uniformité du plasma. Depuis 1974, la technique n'a pas évolué, puisque le confinement du plasma est réalisé de manière générale en plaçant à la périphérie du 25 volume de confinement, à l'intérieur ou à l'extérieur des parois de l'enceinte, des aimants permanents présentant au plasma des polarités nord et sud alternées, d'où le nom de confinement magnétique multipolaire. Dès 1975, une étude a été effectuée afin de déterminer le meilleur arrangement et la distance optimale entre aimants permanents. Cette étude 30 a montré que c'était les structures continues en ligne, et non les structures en échiquier ou en ligne interrompue, qui procuraient le meilleur 2904177 2 confinement. Par contre, la distance entre aimants, qui présente un maximum relativement plat, semble moins critique. Enfin, en 1992, la meilleure connaissance des mécanismes de confinement magnétique multipolaire permit de proposer, pour améliorer 5 l'efficacité du confinement, de refermer les structures magnétiques multipolaires sur elles-mêmes à la manière des structures "magnétron". Le principe du confinement multipolaire du plasma, et en particulier des électrons qui produisent le plasma, semble désormais bien connu. En effet, les particules chargées qui rentrent dans la région d'influence d'un 10 champ magnétique multipolaire : 1) soit sont réfléchies par ce champ magnétique et sont renvoyées dans la région exempte de champ magnétique d'où elles étaient issues (mécanisme que l'on appellera mécanisme 1 ); 2) soit franchissent en totalité la région de champ magnétique dans les régions où leur trajectoire est presque parallèle aux lignes de champ magnétiques, puisqu'il n'y a pas alors couplage entre la particule chargée et le champ magnétique (mécanisme que l'on appellera mécanisme 2 ). C'est le cas des particules chargées qui arrivent de la zone sans champ magnétique, soit directement vers le pôle des aimants, soit directement dans la zone de champ magnétique d'intensité nulle située entre deux aimants de même polarité (cas des aimants unitaires alternés); 3) soit sont piégées dans le champ magnétique multipolaire par mécanisme collisionnel (mécanisme que l'on appellera mécanisme 3 ). production and confinement of a plasma, comprising an enclosure in the volume of which the plasma is produced and confined, comprising: at least one magnetic structure comprising at least one pair of permanent magnets whose polarities with respect to the volume are opposite between them, so that the magnetic structure has the volume of a first polarity line and a second polarity line, said first line and said second line having polarities opposite to each other; and at least one microwave distribution structure comprising a coaxial applicator comprising a central core. The invention also relates to a method for producing and / or confining a plasma. STATE OF THE ART The confinement of plasmas in a volume by permanent magnets 20 has been used for many years in a universal manner, because of the increase in performance that it allows in terms of plasma density and uniformity. Since 1974, the technique has not evolved, since the confinement of the plasma is generally carried out by placing magnets at the periphery of the confinement volume, inside or outside the walls of the enclosure. plasma with alternating north and south polarities, hence the name of multipolar magnetic confinement. As early as 1975, a study was carried out to determine the best arrangement and the optimal distance between permanent magnets. This study showed that it was continuous line structures, not chessboard or broken line structures, that provided the best containment. On the other hand, the distance between magnets, which has a relatively flat maximum, seems less critical. Finally, in 1992, the better knowledge of the multipole magnetic confinement mechanisms made it possible to propose, in order to improve the efficiency of the confinement, to close the multipole magnetic structures on themselves in the manner of the "magnetron" structures. The principle of multipole confinement of the plasma, and in particular the electrons that produce the plasma, now seems well known. Indeed, the charged particles that enter the region of influence of a multipolar magnetic field: 1) are either reflected by this magnetic field and are returned to the magnetic field-free region from which they originated (mechanism that we will call mechanism 1); 2) either completely cross the magnetic field region in the regions where their trajectory is almost parallel to the magnetic field lines, since there is no coupling between the charged particle and the magnetic field (a mechanism that is will call mechanism 2). This is the case of charged particles arriving from the zone without a magnetic field, either directly to the pole of the magnets, or directly in the field of magnetic field of zero intensity located between two magnets of the same polarity (case of alternating unit magnets ); 3) are trapped in the multipolar magnetic field by collisional mechanism (mechanism which will be called mechanism 3).

Autrement dit, les seules particules chargées qui sont perdues pour le plasma sont : d'une part celles qui sont piégées sur des lignes de champ (mécanisme 3) qui traversent des surfaces matérielles, et - d'autre part celles qui arrivent depuis le volume exempt de champ magnétique vers les régions de convergence des lignes de champ magnétique (mécanisme 2), c'est-à-dire soit aux pôles magnétiques (intensité magnétique maximale), soit entre deux aimants de même polarité (intensité magnétique 2904177 3 minimale nulle). Ces zones de convergence des lignes de champ magnétique sont appelées "festons" (ou "cusps" en anglais). Les électrons énergiques qui produisent le plasma (dits électrons 5 rapides ou primaires) sont peu sensibles au champ électrique auto-consistant produit par la charge d'espace du plasma. Une fois piégés dans le champ magnétique Bo, comme le montre la Fig. 1, dans l'intervalle entre deux collisions élastiques ou inélastiques, les électrons 6 oscillent entre deux points miroir M (où l'intensité du champ magnétique est identique). In other words, the only charged particles that are lost for the plasma are: on the one hand, those trapped on field lines (mechanism 3) which cross material surfaces, and - on the other hand, those which arrive from the volume free of magnetic field towards the convergence regions of the magnetic field lines (mechanism 2), that is to say either at the magnetic poles (maximum magnetic intensity), or between two magnets of the same polarity (minimum magnetic intensity 2904177) ). These areas of convergence of the magnetic field lines are called "festoons" (or "cusps" in English). The energetic electrons that produce the plasma (so-called fast or primary electrons) are insensitive to the self-consistent electric field produced by the space charge of the plasma. Once trapped in the magnetic field Bo, as shown in FIG. 1, in the interval between two elastic or inelastic collisions, the electrons 6 oscillate between two mirror points M (where the intensity of the magnetic field is identical).

10 Les points miroir M sont situés face à deux pôles magnétiques opposés des aimants 3. Les électrons 6 oscillent entre les points M en s'enroulant autour d'une ligne de champ moyenne 5. Leurs trajectoires restent inscrites entre deux lignes de champ magnétique d'intensité constante. Contrairement aux électrons rapides précités - peu sensibles au 15 champ électrique du plasma comme on l'a dit - , les ions et les électrons peu énergiques du plasma (dits électrons lents ou thermiques), qui oscillent, eux aussi, entre deux pôles magnétiques opposés, sont eux sensibles au champ électrique du plasma et diffusent dans le champ magnétique de façon collective, sous l'influence de ce champ électrique.The mirror points M are located opposite two opposite magnetic poles of the magnets 3. The electrons 6 oscillate between the points M while wrapping around a mean field line 5. Their trajectories remain inscribed between two lines of magnetic field. constant intensity. Unlike the aforementioned fast electrons - not very sensitive to the electric field of the plasma as has been said - the ions and the electrons of the plasma (so-called slow or thermal electrons), which oscillate, too, between two opposite magnetic poles. are sensitive to the electric field of the plasma and diffuse in the magnetic field collectively, under the influence of this electric field.

20 Enfin, en dehors de ces mouvements d'oscillation et de diffusion, les particules chargées dérivent le long ou autour des aimants, perpendiculairement au plan qui contient le vecteur du champ magnétique généré par la structure magnétique. C'est pour cette raison qu'il est hautement préférable de refermer sur elles-mêmes les structures de champ 25 magnétique (structures de type magnétron, en anneau, en peigne ou en piste) afin d'éviter les pertes de particules chargées aux extrémités des structures magnétiques continues. Dans les structures de confinement magnétique multipolaire, le plasma était produit à l'origine par des électrons émis par des filaments thermo- 30 émissifs situés à l'intérieur de la structure de confinement et polarisés négativement par rapport à l'enceinte et à la structure magnétique. En fait, le plasma peut aussi être produit dans l'enceinte ou à sa périphérie par tout moyen ou méthode appropriés. En fait, tout type 2904177 4 d'excitation du plasma est envisageable, quelle que soit la fréquence d'excitation et le mode d'excitation (Résonance Cyclotronique Electronique (ou RCE), décharge continue, décharge continue pulsée, décharge basse fréquence BF, décharge radiofréquence RF, onde de surface, décharge 5 inductive, décharge magnétron, etc.). II est même possible d'utiliser les structures magnétiques de confinement pour exciter le plasma par micro-ondes à la RCE dans les plasmas à la résonance cyclotronique électronique distribuée (RCED). En effet, un des moyens pour confiner et produire des plasmas de grandes 10 dimensions entretenus par champs HF, principalement dans la gamme des micro-ondes (typiquement au dessus de la centaine de MHz), est de distribuer les micro-ondes le long des aimants par des applicateurs linéaires situés parallèlement aux aimants. Des exemples de tels dispositifs sont divulgués dans FR 2 583 250, 15 FR 2 671 931 et FR 2 726 729. FR 2 583 250, FR 2 671 931 et FR 2 726 729 divulguent des dispositifs permettant de produire, à basse pression (de 10-2 à quelques pascal), des plasmas plans ou cylindriques entretenus par micro-ondes à la résonance cyclotronique électronique (RCE). La production du plasma par 20 RCE requiert la présence d'un champ magnétique qui permet de définir des régions où la fréquence fo du champ électrique micro-onde appliqué est égale à la fréquence de giration des électrons dans le champ magnétique d'amplitude Bo, soit fo=eBo/2rtme (1) 25 où me est la masse de l'électron. Dans ces trois documents, le champ magnétique est produit par les structures magnétiques multipolaires. FR 2 840 451 divulgue une source de plasma plane où les micro-ondes sont appliquées au plasma par des applicateurs de propagation coaxiaux se terminant selon une section droite. Les applicateurs étant 30 généralement distribués selon un réseau carré, ces types de plasma sont appelés des plasmas matriciels. A priori, le domaine de pression visé (10 à 103 pascal) ne requiert pas de champ magnétique, mais FR 2 840 451 divulgue la possibilité de disposer un aimant dans l'âme centrale de 2904177 5 l'applicateur. Dans ce cas, les lignes de champ magnétique se re-bouclent nécessairement sur des parois métalliques ou diélectriques, d'où un confinement inefficace du plasma, l'aimant servant uniquement à fournir les conditions de RCE indispensables pour obtenir le claquage du plasma aux 5 plus basses pressions opératoires. Le confinement magnétique multipolaire utilisant des structures magnétiques continues de type magnétron, où les configurations magnétiques sont refermées sur elles-mêmes, constitue a priori une solution idéale puisqu'elle évite toute perte aux extrémités des structures 10 ouvertes. En revanche, l'application des micro-ondes par des applicateurs 9 filaires disposés le long des aimants 3 de la structure, comme le montre la figure 1, présente plusieurs limitations. Une première limitation, liée aux conditions de propagation des micro-15 ondes dans le plasma, concerne la densité n de plasma obtenue, limitée à la densité critique ne définie par : nc =4rc260mef 21e2 (2) où s0 est la permittivité du vide. Cette densité critique varie comme le carré de la fréquence micro- 20 onde (nc = 7,5 x 1010 cm-3 à la fréquence f = 2,45 GHz), ce qui interdit de descendre vers les basses fréquences d'un coût moins élevé si l'on souhaite produire des plasmas de haute densité. Une seconde limitation concerne le domaine de pression accessible, puisque, plus la pression est élevée, plus vite on atteint la densité critique, 25 et moins les micro-ondes ont de facilité à se propager le long de l'applicateur filaire. Une troisième limitation concerne le problème d'extension d'échelle d'un plasma uniforme, puisque pour obtenir un plasma uniforme, il est impératif d'établir des ondes stationnaires d'amplitude constante le long de 30 l'applicateur, d'où une nouvelle limitation pratique en densité plasma vers les pressions élevées.Finally, apart from these oscillation and diffusion motions, the charged particles drift along or around the magnets perpendicular to the plane which contains the magnetic field vector generated by the magnetic structure. It is for this reason that it is highly preferable to close magnetic field structures (magnetron, ring, comb or track structures) in order to avoid the loss of charged particles at the ends. continuous magnetic structures. In multipole magnetic confinement structures, the plasma was originally produced by electrons emitted by thermo-emissive filaments located within the confinement structure and negatively polarized with respect to the enclosure and the structure. magnetic. In fact, the plasma can also be produced in the enclosure or on its periphery by any appropriate means or method. In fact, any type of plasma excitation can be envisaged, whatever the excitation frequency and the mode of excitation (electron cyclotron resonance (or ECR), continuous discharge, pulsed continuous discharge, low frequency discharge BF, RF radiofrequency discharge, surface wave, inductive discharge, magnetron discharge, etc.). It is even possible to use magnetic confinement structures to excite microwave plasma at the ECR in distributed electron cyclotron resonance (CPED) plasmas. Indeed, one of the means for confining and producing large size plasmas maintained by HF fields, mainly in the microwave range (typically above the hundred MHz), is to distribute the microwaves along the magnets by linear applicators located parallel to the magnets. Examples of such devices are disclosed in FR 2 583 250, FR 2 671 931 and FR 2 726 729. FR 2 583 250, FR 2 671 931 and FR 2 726 729 disclose devices for producing, at low pressure (from 10-2 to some pascal), plane or cylindrical plasmas maintained by microwaves with electron cyclotron resonance (ECR). The production of the plasma by RCE requires the presence of a magnetic field which makes it possible to define regions where the frequency fo of the applied microwave electric field is equal to the electron gyration frequency in the magnetic field of amplitude Bo, let fo = eBo / 2rtme (1) 25 where me is the mass of the electron. In these three documents, the magnetic field is produced by the multipole magnetic structures. FR 2 840 451 discloses a plane plasma source where the microwaves are applied to the plasma by coaxial propagation applicators terminating in a cross-section. Since the applicators are generally distributed in a square array, these types of plasma are called matrix plasmas. A priori, the pressure range targeted (10 to 103 pascal) does not require a magnetic field, but FR 2 840 451 discloses the possibility of disposing a magnet in the central core of the applicator. In this case, the magnetic field lines necessarily re-loop on metal or dielectric walls, resulting in an inefficient confinement of the plasma, the magnet only serving to provide the NCE conditions necessary to obtain the breakdown of the plasma to the 5 lower operating pressures. Multipolar magnetic confinement using magnetron-type continuous magnetic structures, where the magnetic configurations are closed on themselves, is a priori an ideal solution since it avoids any loss at the ends of the open structures. On the other hand, the application of microwaves by corded applicators 9 arranged along the magnets 3 of the structure, as shown in FIG. 1, has several limitations. A first limitation, related to the propagation conditions of microwaves in the plasma, concerns the density n of plasma obtained, limited to the critical density defined by: nc = 4rc260mef 21e2 (2) where s0 is the permittivity of the vacuum. This critical density varies as the square of the microwave frequency (nc = 7.5 x 1010 cm-3 at the frequency f = 2.45 GHz), which prohibits going down to low frequencies of less cost. high if it is desired to produce high density plasmas. A second limitation relates to the accessible pressure range, since the higher the pressure, the faster the critical density is reached, and the less the microwaves are able to propagate along the wired applicator. A third limitation concerns the scaling problem of a uniform plasma, since to obtain a uniform plasma, it is imperative to establish standing waves of constant amplitude along the applicator, hence a new practical limitation in plasma density towards high pressures.

2904177 PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour but de résoudre au moins un des inconvénients précités. A cet effet, on propose selon l'invention un dispositif de production et de confinement d'un plasma, comportant une enceinte dans le volume de 5 laquelle le plasma est produit et confiné, comportant : - au moins une structure magnétique comportant au moins une paire d'aimants permanents dont les polarités par rapport au volume sont opposées entre elles, de sorte que la structure magnétique présente au volume une première ligne de polarité et une deuxième ligne de polarité, 10 ladite première ligne et ladite deuxième ligne ayant des polarités opposées entre elles ; et - au moins une structure de distribution de micro-ondes comportant un applicateur coaxial comprenant une âme centrale, caractérisé en ce que : 15 - la structure magnétique est agencée de sorte que chaque ligne de polarité se referme sur elle-même, et - la structure de distribution est apte à distribuer les micro-ondes entre chaque ligne de polarité de la structure magnétique. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques 20 suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - la structure magnétique délivre un champ magnétique d'intensité suffisante pour permettre la production du plasma à basse pression par résonance cyclotronique électronique ; 25 - l'enceinte comprend une paroi, l'applicateur coaxial traversant la paroi ; - la structure magnétique comporte un premier aimant à aimantation axiale disposé à l'extrémité de l'âme centrale de l'applicateur coaxial, et un deuxième aimant à aimantation axiale de sens opposé par rapport au volume, le deuxième aimant formant une couronne externe à l'applicateur et 30 centrée sur l'âme centrale de l'applicateur ; 6 2904177 7 - le dispositif comporte une pluralité de structures magnétiques et de structures de distribution de micro-ondes pour former un réseau bidimensionnel ou tri-dimensionnel ; la première ligne de polarité de la structure magnétique est formée par au 5 moins un aimant à aimantation axiale ou radiale formant une première couronne, et la deuxième ligne de polarité est formée par au moins un aimant présentant une aimantation axiale ou radiale de sens opposé par rapport au volume et formant une deuxième couronne, la structure de distribution comportant une pluralité d'applicateurs formant une troisième 10 couronne, la troisième couronne étant située entre la première couronne et la deuxième couronne ; - la première couronne, la deuxième couronne et la troisième couronne sont concentriques et ont des rayons différents, le centre de chaque couronne étant situé sur un axe normal à la paroi de l'enceinte ; 15 - la première couronne, la deuxième couronne et la troisième couronne sont empilées les unes au-dessus des autres selon un axe longitudinal, le centre de chaque couronne étant situé sur ledit axe longitudinal ; - la première couronne et/ou la deuxième couronne forme(nt) un aimant unique en forme d'anneau ; 20 - la première couronne et/ou la deuxième couronne comporte(nt) une pluralité d'aimants régulièrement espacés ; - l'aimant unique a une aimantation radiale ; - chaque aimant a une aimantation axiale ; - chaque aimant est logé dans un logement dans la paroi de l'enceinte ; 25 - chaque aimant est maintenu dans son logement par des moyens de fixation ; - le dispositif comporte un système de refroidissement des structures magnétique et de distribution. L'invention concerne également un procédé de production et de 30 confinement d'un plasma. L'invention présente de nombreux avantages. L'invention permet de produire des plasmas de densité supérieure à la densité critique, de pouvoir effectuer l'extension d'échelle des sources de 2904177 8 plasmas sans limitation, tout en élargissant les conditions opératoires des plasmas micro-onde distribués. En effet, il est possible d'exciter le plasma dans un très large domaine de pression, de 10-2 pascal à 103 pascal, et ce, dans un spectre de 5 fréquences micro-ondes pouvant aller de 100 MHz (ou moins) à plus de 10 GHz. Cette flexibilité ou souplesse extrême au niveau des conditions opératoires autorise la mise en oeuvre dans le même réacteur des procédés aussi différents que le nettoyage rapide des surfaces, la gravure réactive ou 10 par érosion ionique, l'implantation ionique par immersion plasma, et les dépôts par PACVD ou PAPVD (pulvérisation assistée par plasma). L'invention permet la production de plasma dans le domaine de pressions allant de 10-2 à quelques 103 pascal en vue d'applications : - aux traitements de surfaces (nettoyage, stérilisation, gravure, dépôt, 15 implantation ionique, etc.), - à la production d'espèces nouvelles (atomes, radicaux, métastables, espèces chargées, photons), - à la réalisation de sources d'ions pour toute application nécessitant des faisceaux d'ions (sources d'ions monoou multi-chargés), ainsi que 20 - à tout domaine nécessitant la production, sur de grandes surfaces ou de grands volumes, de plasma uniforme. Un autre avantage est la possibilité de produire des plasmas denses dans toute la gamme de pressions définie dans l'invention, depuis 10-2 pascal jusqu'à 103 pascal avec le même applicateur, et avec une efficacité 25 de couplage maximum. En effet, grâce à l'invention, il est possible d'entretenir le plasma aussi bien dans le régime de RCE (couplage résonnant) que dans le domaine hors RCE, à plus haute pression (couplage par absorption collisionnelle). Le dispositif permet d'opérer dans un large domaine de pression, soit à basse pression avec un couplage RCE, soit à 30 plus haute pression avec un couplage par absorption collisionnelle lorsque le champ magnétique devient inopérant, c'est-à-dire lorsque la fréquence v de collisions élastiques des électrons devient grande devant la pulsation coo 2904177 9 = 2 n fo du champ électrique micro-onde (v wo), égale, à la RCE, à la pulsation électronique cyclotronique w~ (wo= coc). Un autre avantage est que, pour des aimants du commerce et des conditions opératoires conventionnelles (par exemple, une fréquence micro- 5 onde fo = 2,45 GHz), les lignes d'intensité de champ magnétiques Bo entourent complètement l'aimant annulaire de telle sorte que les micro-ondes ne peuvent pas rayonner en dehors de la zone de l'applicateur sans traverser une zone de couplage RCE, d'où un couplage optimum des micro-ondes avec un plasma à basse et très basse pression.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to solve at least one of the aforementioned drawbacks. For this purpose, it is proposed according to the invention a device for producing and confining a plasma, comprising an enclosure in the volume from which the plasma is produced and confined, comprising: at least one magnetic structure comprising at least one a pair of permanent magnets whose polarities with respect to the volume are opposite to each other, so that the magnetic structure has a first polarity line and a second polarity line at volume, said first line and said second line having opposite polarity. between them ; and at least one microwave distribution structure comprising a coaxial applicator comprising a central core, characterized in that: the magnetic structure is arranged so that each polarity line is closed on itself, and Distribution structure is able to distribute the microwaves between each polarity line of the magnetic structure. The invention is advantageously completed by the following characteristics, taken alone or in any of their technically possible combination: the magnetic structure delivers a magnetic field of sufficient intensity to allow the production of the low-pressure plasma by electron cyclotron resonance; The enclosure comprises a wall, the coaxial applicator passing through the wall; the magnetic structure comprises a first magnet with axial magnetization disposed at the end of the central core of the coaxial applicator, and a second magnet with axial magnetization in the opposite direction with respect to the volume, the second magnet forming an outer ring with the applicator and centered on the central core of the applicator; The device comprises a plurality of magnetic structures and microwave distribution structures for forming a two-dimensional or three-dimensional network; the first polarity line of the magnetic structure is formed by at least one magnet with axial or radial magnetization forming a first ring, and the second polarity line is formed by at least one magnet having axial or radial magnetization of opposite direction by volume ratio and forming a second ring, the distribution structure having a plurality of applicators forming a third ring, the third ring being located between the first ring and the second ring; - The first ring, the second ring and the third ring are concentric and have different radii, the center of each ring being located on an axis normal to the wall of the enclosure; The first ring, the second ring and the third ring are stacked one above the other along a longitudinal axis, the center of each ring being situated on said longitudinal axis; - The first ring and / or the second ring form (s) a single ring-shaped magnet; The first ring and / or the second ring comprises (a) a plurality of regularly spaced magnets; the single magnet has a radial magnetization; each magnet has an axial magnetization; each magnet is housed in a housing in the wall of the enclosure; Each magnet is held in its housing by fixing means; the device comprises a system for cooling the magnetic and distribution structures. The invention also relates to a method for producing and confining a plasma. The invention has many advantages. The invention makes it possible to produce plasmas with a density greater than the critical density, to be able to extend the scale of the plasma sources without limitation, while at the same time expanding the operating conditions of the distributed microwave plasmas. Indeed, it is possible to excite the plasma in a very wide range of pressure, from 10-2 pascal to 103 pascal, and this, in a spectrum of microwave frequencies ranging from 100 MHz (or less) to more than 10 GHz. This extreme flexibility or flexibility in the operating conditions allows the use in the same reactor of processes as different as the rapid cleaning of surfaces, reactive or ionic erosion, plasma ion implantation, and deposition. by PACVD or PAPVD (plasma-assisted spraying). The invention allows the production of plasma in the pressure range from 10-2 to some 103 pascal for applications: - to surface treatments (cleaning, sterilization, etching, deposition, ion implantation, etc.), - the production of new species (atoms, radicals, metastables, charged species, photons), - the production of ion sources for any application requiring ion beams (mono or multi-charged ion sources), as well as any field requiring the production of uniform plasma over large areas or large volumes. Another advantage is the ability to produce dense plasmas throughout the pressure range defined in the invention, from 10-2 pascal up to 103 pascal with the same applicator, and with maximum coupling efficiency. Indeed, thanks to the invention, it is possible to maintain the plasma both in the regime of RCE (resonant coupling) in the non-ECR range, at higher pressure (collisional absorption coupling). The device makes it possible to operate in a wide range of pressure, either at low pressure with an ECR coupling, or at a higher pressure with collisional absorption coupling when the magnetic field becomes inoperative, that is to say when the The frequency v of elastic collisions of the electrons becomes large in front of the coo pulse 9 = 2 n fo of the microwave electric field (v wo), equal, at the ECR, to the cyclotron electronic pulsation w ~ (wo = coc). Another advantage is that for commercial magnets and conventional operating conditions (e.g., a microwave frequency fo = 2.45 GHz), the magnetic field strength lines Bo completely surround the annular magnet of such that the microwaves can not radiate outside the applicator area without crossing an ECR coupling zone, hence an optimum coupling of the microwaves with a low and a very low pressure plasma.

10 Pour la RCE, il est possible d'utiliser des fréquences micro-ondes (5,8 GHz, 2,45 GHz, 920 MHz), mais aussi des fréquences plus basses (jusqu'à la centaine de MHz). Ainsi, la possibilité d'utiliser des fréquences bien plus basses que 2,45 GHz permet d'envisager, pour chaque source élémentaire, des alimentations unitaires par transistors de puissance.For the RCE, it is possible to use microwave frequencies (5.8 GHz, 2.45 GHz, 920 MHz), but also lower frequencies (up to the hundred MHz). Thus, the possibility of using frequencies much lower than 2.45 GHz makes it possible to envisage, for each elementary source, unit power supplies by power transistors.

15 Un autre avantage apporté par l'invention est l'extension d'échelle du confinement et de la production de plasma. En effet, il n'y a pas de limitation théorique, voire technologique, à augmenter le nombre d'applicateurs, soit sur une surface plane, soit sur une surface non plane, par exemple cylindrique. II est possible d'alimenter en puissance micro-onde autant 20 d'applicateurs que souhaités par autant de générateurs indépendants que nécessaires, avec ou sans division de puissance. Chaque applicateur peut être alimenté à l'aide d'un câble coaxial puisque la puissance micro-onde nécessaire à chaque applicateur est relativement faible, d'où la grande fiabilité du dispositif global.Another advantage provided by the invention is the scale extension of confinement and plasma production. Indeed, there is no theoretical limitation, even technological, to increase the number of applicators, either on a flat surface or on a non-planar surface, for example cylindrical. It is possible to supply microwave power to as many applicators as desired by as many independent generators as necessary, with or without power splitting. Each applicator can be powered using a coaxial cable since the microwave power required for each applicator is relatively low, hence the high reliability of the overall device.

25 Un autre avantage est que l'invention laisse libre, dans toutes les configurations, la quasi-totalité de l'intérieur de l'enceinte du réacteur, d'où un volume de plasma utile plus important à volume d'enceinte égal. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la 30 description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : 2904177 10 la figure 1, déjà commentée, représente schématiquement un montage selon l'art antérieur; les figures 2A et 2B représentent schématiquement respectivement une vue en coupe et une vue de face d'un premier mode de réalisation 5 possible de l'invention ; les figures 3A et 3B représentent schématiquement respectivement une vue en coupe et une vue de face d'un deuxième mode de réalisation possible de l'invention ; les figures 4A et 4B représentent schématiquement respectivement 10 une vue en coupe et une vue de face d'un troisième mode de réalisation possible de l'invention ; les figures 5A et 5B représentent schématiquement des exemples de moyens de fixation des aimants dans des logements de la paroi ; et les figures 6A à 6E représentent schématiquement des vues en 15 coupe d'exemple possibles d'applicateurs coaxiaux. Dans toutes les figures, les éléments similaires portent des références numériques identiques. DESCRIPTION DETAILLEE On propose selon l'invention un dispositif et un procédé de production de 20 plasma sur une gamme de pression aussi grande que possible, au moins de 10-2 jusqu'à plus de 103 pascal, en fonction du gaz et de la puissance micro-onde. Les figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A et 4B montrent qu'un mode de réalisation possible d'un dispositif de production et de confinement d'un 25 plasma 10 comporte une enceinte 13 dans le volume de laquelle le plasma est produit et confiné. L'enceinte 13 comprend une paroi 1. Dans la suite de la présente description, on appelle enceinte le récipient dans le volume duquel le plasma 10 est produit ou confiné, un même dispositif pouvant ainsi être divisé en plusieurs enceintes, par exemple par des cloisons 30 internes ou des parois supplémentaires séparant le dispositif. Le dispositif comporte au moins une structure magnétique 30.Another advantage is that the invention leaves virtually all the inside of the reactor enclosure free in all configurations, resulting in a larger useful plasma volume with equal enclosure volume. PRESENTATION OF THE FIGURES Other features, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. already commented, schematically shows an assembly according to the prior art; Figures 2A and 2B schematically show respectively a sectional view and a front view of a first possible embodiment of the invention; Figures 3A and 3B schematically show respectively a sectional view and a front view of a second possible embodiment of the invention; Figures 4A and 4B schematically show respectively a sectional view and a front view of a third possible embodiment of the invention; FIGS. 5A and 5B schematically show examples of means for fixing magnets in housing of the wall; and Figs. 6A to 6E schematically illustrate possible exemplary cross-sectional views of coaxial applicators. In all the figures, similar elements bear identical reference numerals. DETAILED DESCRIPTION According to the invention there is provided a device and a method for producing plasma over a pressure range as large as possible, from at least 10 -2 up to more than 103 pascal, depending on the gas and the power. microwave. FIGS. 2A, 2B, 3A, 3B, 4A and 4B show that a possible embodiment of a device for producing and confining a plasma 10 comprises an enclosure 13 in the volume of which the plasma is produced and confined. The enclosure 13 comprises a wall 1. In the remainder of the present description, the container in the volume of which the plasma 10 is produced or confined is called enclosure, the same device being able to be divided into several enclosures, for example by partitions. 30 internal or additional walls separating the device. The device comprises at least one magnetic structure 30.

2904177 11 La structure 30 comporte au moins une paire d'aimants permanents 31 et 32. Les polarités des aimants 31 et 32 présentées au volume sont opposées entre elles, de sorte que la structure magnétique 30 présente au 5 volume une première ligne 310 de polarité et une deuxième ligne 320 de polarité, ladite première ligne et ladite deuxième ligne ayant des polarités opposées entre elles. Le dispositif comporte également au moins une structure 90 de distribution de micro-ondes 8 comportant un applicateur 9 coaxial 10 comprenant une âme 11 centrale. L'applicateur coaxial 9 traverse la paroi 1. La structure magnétique 30 est agencée de sorte que chaque ligne de polarité 310 et 320 se referme sur elle-même. Elle délivre un champ magnétique à caractère non-discontinu de type magnétron. La structure de distribution 90 est de plus apte à distribuer les micro-15 ondes entre chaque ligne 310 et 320 de polarité de la structure magnétique 30. Très préférentiellement, la structure magnétique 30 délivre un champ magnétique d'intensité suffisante pour permettre la production du plasma à basse pression par résonance cyclotronique électronique.The structure 30 comprises at least one pair of permanent magnets 31 and 32. The polarities of the magnets 31 and 32 presented in the volume are opposite to one another, so that the magnetic structure 30 has a first line 310 of polarity at its polarity. and a second line 320 of polarity, said first line and said second line having polarities opposite to each other. The device also comprises at least one microwave distribution structure 8 comprising a coaxial applicator 9 comprising a central core 11. The coaxial applicator 9 passes through the wall 1. The magnetic structure 30 is arranged so that each polarity line 310 and 320 closes on itself. It delivers a magnetic field of non-discontinuous nature of the magnetron type. The distribution structure 90 is also able to distribute the microwaves between each line 310 and 320 of polarity of the magnetic structure 30. Very preferably, the magnetic structure 30 delivers a magnetic field of sufficient intensity to allow the production of the low pressure electron cyclotron resonance plasma.

20 Il existe un grand nombre de modes de réalisation possibles pour un dispositif selon l'invention. Un premier exemple de mode de réalisation possible d'un dispositif selon l'invention est représenté aux Fig.There are a large number of possible embodiments for a device according to the invention. A first example of a possible embodiment of a device according to the invention is shown in FIGS.

2A et 2B. La structure magnétique 30 comporte un premier aimant 31 à 25 aimantation axiale disposé à l'extrémité de l'âme 11 centrale de l'applicateur coaxial 9. Elle comporte également un deuxième aimant 32 à aimantation axiale de sens opposé par rapport au volume. Le deuxième aimant 32 forme une couronne externe à l'applicateur 9 et centrée sur l'âme centrale 11 de l'applicateur.2A and 2B. The magnetic structure 30 comprises a first magnet 31 with axial magnetization disposed at the end of the central core 11 of the coaxial applicator 9. It also comprises a second magnet 32 with axial magnetization in the opposite direction with respect to the volume. The second magnet 32 forms a ring external to the applicator 9 and centered on the central core 11 of the applicator.

30 Un tel mode de réalisation est conforme à l'invention puisque, par symétrie de révolution, le champ HF micro-onde appliqué est uniforme. Comme, en pratique, l'association de la structure magnétique 30 et de la structure de distribution 90 est nécessairement de faibles dimensions, la 2904177 12 production de plasma de grandes dimensions prévoit une pluralité de structures magnétiques 30 et de structures 90 de distribution de micro-ondes pour former un réseau bi-dimensionnel ou tri-dimensionnel. Les dimensions du réseau correspondent bien entendu aux dimensions 5 souhaitées pour le plasma. Toutefois, un tel mode de réalisation est difficile à réaliser, compte tenu de l'imbrication des aimants 31 et 32 au sein de l'applicateur 9 coaxial. Le mode de réalisation des figures 2A et 2B présente les quelques inconvénients suivants. Premièrement, les pôles magnétiques sont de 10 tailles différentes, ce qui entraîne une décroissance plus faible du champ magnétique lorsqu'on s'éloigne de la source (on a alors une structure magnétron déséquilibrées). Deuxièmement, il est difficile d'alterner les aimantations d'une structure magnétique par rapport à ses voisines dans un réseau.Such an embodiment is in accordance with the invention since, by symmetry of revolution, the applied microwave RF field is uniform. Since, in practice, the combination of the magnetic structure 30 and the distribution structure 90 is necessarily small in size, large-scale plasma production provides a plurality of magnetic structures 30 and microphone distribution structures 90. -ondes to form a two-dimensional or three-dimensional network. The dimensions of the network correspond, of course, to the desired dimensions for the plasma. However, such an embodiment is difficult to achieve, given the imbrication of the magnets 31 and 32 within the coaxial applicator 9. The embodiment of Figures 2A and 2B has the following disadvantages. First, the magnetic poles are of different sizes, which results in a smaller decrease in the magnetic field when moving away from the source (we have then an unbalanced magnetron structure). Secondly, it is difficult to alternate the magnetizations of a magnetic structure with respect to its neighbors in a network.

15 Les modes de réalisation suivants dissocient davantage la structure magnétique de la structure de distribution. Selon ces modes de réalisation possibles, la première ligne 310 de polarité de la structure magnétique 30 est formée par au moins un aimant 31 à aimantation axiale ou radiale formant une première couronne. De 20 même, la deuxième ligne 320 de polarité est formée par au moins un aimant 32 présentant une aimantation axiale ou radiale de sens opposé par rapport au volume et formant une deuxième couronne. La structure de distribution 90 comporte une pluralité d'applicateurs 9 formant une troisième couronne. La troisième couronne est située entre la 25 première couronne et la deuxième couronne. Les figures 3A et 3B montrent un deuxième mode de réalisation, pour une production planaire du plasma. Selon le deuxième mode de réalisation, la deuxième couronne formant la deuxième ligne 320 de polarité est concentrique à la première couronne 30 formant la première ligne 310 de polarité. De même, la troisième couronne formée des applicateurs 9 est concentrique à la première couronne et à la deuxième couronne.The following embodiments further dissociate the magnetic structure from the distribution structure. According to these possible embodiments, the first polarity line 310 of the magnetic structure 30 is formed by at least one magnet 31 with axial or radial magnetization forming a first ring. Likewise, the second polarity line 320 is formed by at least one magnet 32 having an axial or radial magnetization of opposite direction with respect to the volume and forming a second ring. The dispensing structure 90 comprises a plurality of applicators 9 forming a third ring. The third ring is located between the first ring and the second ring. FIGS. 3A and 3B show a second embodiment, for a planar production of the plasma. According to the second embodiment, the second ring forming the second line 320 of polarity is concentric with the first ring 30 forming the first line 310 of polarity. Similarly, the third ring formed of the applicators 9 is concentric with the first ring and the second ring.

2904177 13 Bien entendu, la deuxième couronne et la troisième couronne ont des rayons différents. Le centre 39 de chaque couronne est situé sur un axe 14 normal à la paroi 1 de l'enceinte, la paroi portant chaque couronne. Les figures 4A et 4B montrent un troisième mode de réalisation, pour 5 une production cylindrique du plasma. Selon le troisième mode de réalisation, la première couronne, la deuxième couronne et la troisième couronne sont empilées les unes au-dessus des autres selon un axe 40 longitudinal. Le centre 39 de chaque couronne est situé sur ledit axe longitudinal 40.Of course, the second crown and the third crown have different radii. The center 39 of each ring is located on an axis 14 normal to the wall 1 of the enclosure, the wall carrying each ring. Figures 4A and 4B show a third embodiment for cylindrical plasma production. According to the third embodiment, the first ring, the second ring and the third ring are stacked one above the other along a longitudinal axis 40. The center 39 of each ring is located on said longitudinal axis 40.

10 Dans le deuxième mode de réalisation et le troisième mode de réalisation, la première couronne et/ou la deuxième couronne peuvent former un aimant unique en forme d'anneau. La première couronne et/ou la deuxième couronne peuvent également comporter une pluralité d'aimants régulièrement espacés.In the second embodiment and the third embodiment, the first ring and / or the second ring can form a single ring-shaped magnet. The first ring and / or the second ring may also comprise a plurality of regularly spaced magnets.

15 Dans le cas où une couronne du troisième mode de réalisation est formée par un aimant unique, l'aimant unique a une aimantation radiale. Si une couronne du même mode de réalisation est formée d'une pluralité d'aimants, chaque aimant a une aimantation axiale. Chaque aimant est logé dans un logement 100 dans la paroi 1 de 20 l'enceinte, chaque logement étant par exemple usiné dans la paroi 1 de l'enceinte. Chaque aimant est maintenu dans son logement 100 par des moyens 101 de fixation. Les moyens 101 permettent de maintenir chaque aimant enfoncé dans son logement 100, par exemple par des pattes 103 élastiques 25 (figure 5B) ou des vis 102 (figure 5A). Le montage des structures magnétron est alors relativement aisé. Un système 17 de refroidissement des structures magnétique et de distribution permet la production et le confinement de plasmas très denses (au-delà de 1010 cm-3), par exemple par circulation d'un fluide caloporteur 30 gazeux ou liquide. De nombreuses variantes aux modes de réalisation représentés peuvent être imaginées.In the case where a ring of the third embodiment is formed by a single magnet, the single magnet has a radial magnetization. If a ring of the same embodiment is formed of a plurality of magnets, each magnet has an axial magnetization. Each magnet is housed in a housing 100 in the wall 1 of the enclosure, each housing being for example machined in the wall 1 of the enclosure. Each magnet is held in its housing 100 by fixing means 101. The means 101 make it possible to keep each magnet depressed in its housing 100, for example by elastic tabs 25 (FIG. 5B) or screws 102 (FIG. 5A). The assembly of the magnetron structures is then relatively easy. A system 17 for cooling the magnetic and distribution structures enables the production and confinement of very dense plasmas (beyond 1010 cm-3), for example by circulating a gaseous or liquid coolant 30. Many variations to the embodiments shown can be imagined.

2904177 14 Les couronnes peuvent ainsi être de forme circulaire comme sur les figures, mais également polygonale, comme par exemple carrée, rectangulaire, hexagonale, octogonale, etc. La première ligne de polarité et la deuxième ligne de polarité peuvent 5 également être prévues sous forme de peignes ou de frises par exemple. L'enceinte peut également être cylindrique ou sphérique. Les aimants peuvent avoir des formes variées, mais il est préférable de choisir des aimants de formes simples, par exemple parallélépipédique ou cylindrique. En effet, pour réaliser des lignes curvilignes continues 10 d'aimants, il faudrait, en principe, envisager des formes d'aimants très complexes. De même, il faudrait effectuer le collage des aimants pour les maintenir dans la forme souhaitée, opération qui peut s'avérer extrêmement complexe et difficile à mettre en oeuvre. Aussi, pour s'affranchir de cette difficulté, il faut considérer que, dès qu'on s'éloigne de la ligne d'aimants, 15 les inhomogénéités locales de la structure magnétique (par exemple, l'existence d'un petit interstice entre aimants adjacents comparé au côté ou au diamètre de l'aimant) sont très fortement atténuées dès que l'on se place à une distance de l'aimant égale à l'ordre de grandeur des dimensions de l'inhomogénéité.The crowns can thus be circular in shape as in the figures, but also polygonal, for example square, rectangular, hexagonal, octagonal, etc. The first polarity line and the second polarity line may also be provided in the form of combs or friezes, for example. The enclosure may also be cylindrical or spherical. Magnets can have various shapes, but it is preferable to choose magnets of simple shapes, for example parallelepipedal or cylindrical. Indeed, to achieve continuous curvilinear lines of magnets, it would be necessary, in principle, to consider forms of very complex magnets. Similarly, it would be necessary to bond the magnets to maintain them in the desired shape, which can be extremely complex and difficult to implement. Also, to overcome this difficulty, it must be considered that, as soon as one moves away from the magnet line, the local inhomogeneities of the magnetic structure (for example, the existence of a small gap between adjacent magnets compared to the side or the diameter of the magnet) are very strongly attenuated as soon as one places oneself at a distance from the magnet equal to the order of magnitude of the dimensions of inhomogeneity.

20 Les aimants peuvent être composés de matériaux différents, comme par exemple du samarium/cobalt ou du ferrite de baryum ou de strontium. Comme le montrent les figures 6A à 6E, il existe de nombreuses terminaisons d'applicateurs possibles. Dans tous les cas, un matériau diélectrique 7 entoure au moins une 25 partie de la longueur de l'âme centrale 11 de l'applicateur. La figure 6A montre que l'âme centrale 11 de l'applicateur 9 peut avoir une section droite constante. Dans ce cas, les surfaces de la paroi 1, de l'âme centrale 11 et du matériau diélectrique 7 peuvent être au même niveau.The magnets may be composed of different materials, such as for example samarium / cobalt or barium or strontium ferrite. As shown in Figures 6A to 6E, there are many possible applicator terminations. In all cases, a dielectric material 7 surrounds at least a portion of the length of the central core 11 of the applicator. Figure 6A shows that the central core 11 of the applicator 9 may have a constant cross section. In this case, the surfaces of the wall 1, the central core 11 and the dielectric material 7 can be at the same level.

30 La figure 6B montre que l'âme centrale 11 peut dépasser du niveau de la paroi 1. Le matériau diélectrique 7 peut être situé en dessous du niveau de la paroi1.Figure 6B shows that the central core 11 may protrude from the level of the wall 1. The dielectric material 7 may be located below the level of the wall 1.

2904177 15 La figure 6C montre que l'âme centrale 11 peut être au même niveau que la paroi 1, et que dans ce cas, le matériau 7 diélectrique peut entourer l'âme 11 centrale et recouvrir l'extrémité libre de l'applicateur 9 pour former un cache en sortie de l'applicateur.FIG. 6C shows that the central core 11 can be at the same level as the wall 1, and that in this case the dielectric material 7 can surround the central core 11 and cover the free end of the applicator 9. to form a cache output of the applicator.

5 La figure 6D montre que l'extrémité libre de l'âme centrale 11 peut avoir une section droite plus importante que la section droite de l'âme centrale 11 au niveau de la paroi. La figure 6E montre la prolongation de l'âme centrale 11 sous forme de conducteur filaire à 90 .Figure 6D shows that the free end of the central core 11 may have a larger cross-section than the cross-section of the central core 11 at the wall. FIG. 6E shows the extension of the central core 11 in the form of a wire conductor at 90.

10 Les exemples donnés aux figures 6A à 6B sont non limitatifs.The examples given in FIGS. 6A to 6B are nonlimiting.

Claims

Apparatus for producing and confining a plasma (10), comprising an enclosure (13) in the volume of which the plasma is produced and confined, comprising: - at least one magnetic structure (30) comprising at least one a pair of permanent magnets (31, 32) whose polarities with respect to the volume are opposite to each other, so that the magnetic structure (30) has at its volume a first line (310) of polarity and a second line (320) of Polarity, said first line and said second line having polarities opposite to each other; and at least one microwave distribution structure (90) comprising a coaxial applicator (9) comprising a central core (11), characterized in that: the magnetic structure (30) is arranged so that each line polarity (310, 320) closes on itself, and - the distribution structure (90) is adapted to distribute the microwaves between each polarity line of the magnetic structure (30). 20

2. Device according to claim 1, wherein the magnetic structure (30) delivers a magnetic field of sufficient intensity to allow the production of low pressure plasma electron cyclotron resonance. 25

3. Device according to one of claims 1 or 2, wherein the enclosure (13) comprises a wall (1), the coaxial applicator (9) through the wall.

4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the magnetic structure (30) comprises a first magnet (31) with axial magnetization disposed at the end of the core (11) of the central coaxial applicator (9), and a second magnet (32) with axial magnetization in the opposite direction to the volume, the second magnet (32) forming a ring external to the applicator (9) and centered on the central core (11) of the applicator. 2904177 17

5. Device according to claim 4, comprising a plurality of magnetic structures (30) and microwave distribution structures (90) to form a two-dimensional or three-dimensional network.

6. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the first line (310) of polarity of the magnetic structure (30) is formed by at least one magnet (31) with axial or radial magnetization forming a first ring, and the second polarity line (320) is formed by at least one magnet (32) having axial or radial magnetization of opposite direction with respect to the volume and forming a second ring, the distribution structure (90) having a plurality of applicators (9) forming a third ring, the third ring being located between the first ring and the second ring.

7. Device according to claim 6, wherein the first ring, the second ring and the third ring are concentric and have different radii, the center (39) of each ring being located on a normal axis (14) to the wall ( 1) of the enclosure.

8. Device according to claim 6, wherein the first ring, the second ring and the third ring are stacked one above the other along a longitudinal axis (40), the center (39) of each ring being located on said longitudinal axis.

9. Device according to one of claims 6 to 8, wherein the first ring and / or the second ring form (s) a magnet (31, 32) single ring-shaped. 30

10. Device according to one of claims 6 to 8, wherein the first ring and / or the second ring comprises (s) a plurality of regularly spaced magnets. 25 2904177 18

11. Device according to claims 8 and 9, wherein the single magnet (31, 32) has a radial magnetization.

12. Device according to claims 8 and 10, wherein the magnets (31, 32) have an axial magnetization.

13. Device according to one of claims 3 to 12, wherein each magnet is housed in a housing (100) in the wall of the enclosure. 10

14. Device according to claim 13, wherein each magnet is held in its housing (100) by fixing means.

15. Device according to one of claims 1 to 14, comprising a system (17) for cooling the magnetic structures and distribution. 15

A method of producing and confining a plasma (10) in an enclosure in the volume of which the plasma is produced and confined, comprising a step of arranging: - at least one magnetic structure (30) having at least one pair 20 of permanent magnets (31, 32) whose polarities with respect to the volume are opposite to each other, so that the magnetic structure (30) has a first line (310) of polarity and a second line (320) at the volume polarity, said first line and said second line having polarities opposite to each other; and at least one microwave distribution structure (90) comprising a coaxial applicator (9) comprising a central core (11), characterized in that it comprises a step of arranging: the magnetic structure (30) so that each polarity line (310, 320) closes on itself, and - the distribution structure (90) so that it is able to distribute the microwaves between each polarity line of the magnetic structure (30).