ES2247601T3 - Procedimiento y dispositivo para revestir o limpiar un sustrato. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para revestir o limpiar un sustrato.Info
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Abstract
PROCEDIMIENTO PARA LA FORMACION POR PULVERIZACION CATODICA DE UN REVESTIMIENTO SOBRE UN SUBSTRATO RESPECTIVAMENTE DE LIMPIEZA POR BOMBARDEO IONICO DE UN SUBSTRATO, ESTANDO DICHO SUBSTRATO COLOCADO EN UNA CAMARA DONDE SE GENERA UN PLASMA, SE CREA UNA ZONA DE RESONANCIA CICLOTRONICA DE LOS ELECTRONES CERCA DE UN CATODO APLICANDO UN CAMPO ELECTROMAGNETICO EN LA GAMA DE FRECUENCIAS DE MICROONDAS Y CUYA FRECUENCIA DE ONDAS ES SUPERIOR A 2,45 GH{SUB,Z} Y QUE CORRESPONDE A LA FRECUENCIA CICLOTRONICA DE LOS ELECTRONES EN EL CAMPO MAGNETICO. DE MANERA ALTERNA EL CAMPO ELECTROMAGNETICO ESTA DIRECTAMENTE ACOPLADO EN LA ZONA DE RESONANCIA CICLOTRONICA O SE LIMITA LA DIFUSION DEL PLASMA FUERA DE LA ZONA DE RESONANCIA CICLOTRONICA.
Description
Procedimiento y dispositivo para revestir o
limpiar un sustrato.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la formación por pulverización catódica de un
revestimiento sobre un sustrato, estando dicho sustrato dispuesto en
una cámara que es continuación llevada y mantenida durante dicha
formación a una presión inferior a 1 Pa y en la cual es generado un
plasma, siendo aplicado un campo eléctrico en dicha cámara entre un
cátodo a pulverizar y un ánodo, siendo también aplicado un campo
magnético sensiblemente perpendicular al campo eléctrico por lo
menos a nivel del cátodo de manera que realice un circuito de
confinamiento magnético de los electrones, y siendo creada una zona
de resonancia ciclotrón de los electrones en la proximidad del
cátodo aplicando un campo electromagnético en la gama de frecuencias
microondas y cuya frecuencia de ondas corresponde a la frecuencia
ciclotrón de los electrones en el campo magnético.
La invención se refiere también a un
procedimiento de limpieza por bombardeo iónico de un sustrato,
estando dicho sustrato dispuesto en una cámara que es a continuación
llevada y mantenida durante dicha limpieza a una presión inferior a
1 PA y en la cual se genera un plasma, siendo aplicado un campo
eléctrico en dicha cámara entre un ánodo y dicho sustrato que sirve
de cátodo, siendo también aplicado un campo magnético sensiblemente
perpendicular al campo eléctrico aplicado por lo menos a nivel del
cátodo de manera que realice un circuito de confinamiento magnético
de los electrones, y se crea una zona de resonancia ciclotrón de los
electrones en la proximidad del cátodo aplicando un campo
electromagnético en la gama de frecuencias microondas y cuya
frecuencia de ondas corresponde a la frecuencia ciclotrón de los
electrones en el campo magnético.
La invención se refiere finalmente a un
dispositivo para la aplicación del procedimiento.
Dichos procedimientos y dispositivos son
conocidos por la solicitud de patente europea nº 0563609. Estos
procedimientos se denominan generalmente "plasma sputtering" o
"plasma etching" cuando se trata de revestir o de limpiar un
sustrato. La velocidad de depósito sobre el sustrato o la velocidad
a la cual el sustrato es limpiado está, en pulverización catódica,
directamente ligada al porcentaje de ionización en la descarga y por
tanto a la densidad de la corriente de blanco o de cátodo. La
densidad de corriente máxima que se puede alcanzar por razones de
estabilidad del plasma depende en gran manera de las condiciones de
excitación del gas que forma el plasma. Así la presencia de un campo
magnético aplicado por lo menos a un nivel del cátodo y que permite
realizar un circuito de confinamiento magnético de los electrones
ofrece la posibilidad de aumentar la densidad de corriente de blanco
y/o disminuir la tensión de blanco.
La presencia del campo electromagnético en la
gama de frecuencia microondas aplicada simultáneamente con el campo
electromagnético crea un fenómeno de resonancia ciclotrón de los
electrones que permite incrementar su energía. Puesto que la
frecuencia de onda corresponde a la frecuencia ciclotrón de los
electrones en el campo magnético, la energía del campo
electromagnético será por lo menos parcialmente absorbida por estos
últimos. Su radio de giro aumenta así con el crecimiento de la
energía cinética permitiendo una amplificación de las colisiones
ionizantes. Así pues el porcentaje de ionización se incrementará lo
que permitirá a la velocidad de depósito incrementarse, aumentando
así el rendimiento del procedimiento.
Un inconveniente del procedimiento o del
dispositivo conocido es que cuando la potencia del campo
electromagnético es aumentada, la densidad del plasma aumenta
también y las microondas inyectadas en el campo magnético son
reflejadas hacia la fuente generadora de microondas por el plasma de
alta densidad. Este es en particular el caso cuando las microondas
son introducidas por medio de guías de ondas convencionales de la
zona de descarga donde la resonancia ciclotrónica de los electrones
es posible. El acoplamiento de la energía del campo electromagnético
está así limitado por debajo de un umbral que corresponde a una
densidad de plasma máxima del orden de 10^{12} cm^{-3}.
La invención tiene por objetivo realizar un
procedimiento de formación por pulverización catódica o de limpieza
por bombardeo iónico de un sustrato, así como un dispositivo para la
aplicación de este procedimiento que permite unas densidades de
plasma superiores a 10^{12} cm^{-3}.
Los procedimientos y dispositivos según la
invención se definen en las reivindicaciones 1 a 5.
A este fin, un procedimiento según la invención
está caracterizado porque la frecuencia de onda de las microondas
aplicada es superior a 2,45 GH_{z} e inferior a 45 GH_{z}, en
particular 28,5 GH_{z}, siendo dicho plasma generado de tal manera
que se obtenga una densidad superior a 10^{12} cm^{-3}.
Aplicando una frecuencia de onda superior a 2,45 GH_{z}, el plasma
resulta "transparente" para el campo electromagnético y no
reflejará ya la radiación de las microondas que atravesarán por
tanto el plasma. En particular la densidad de plasma de 10^{13}
cm^{-3} corresponde a una frecuencia de plasma de 28,5
GH_{z}.
Debe observarse que el documento
EP-A-0 420 117 menciona unas gamas
de utilización de un magnetrón situadas entre 300 MH_{z} y 95
GH_{z}. Sin embargo, este último documento no da por tanto una
indicación al experto en la materia de ajustar, en función del tipo
de plasma, la frecuencia de las microondas. A pesar del hecho de que
este documento cita las posibilidades de un magnetrón, no enseña una
solución al problema de reflexión de los microondas. Este mismo
documento divulga una disposición de fuentes de microondas que
permiten producir un plasma sobre una gran superficie en una
posición constante para un largo periodo de tiempo. Para obtener
dicho plasma se ha precisado producir una pluralidad de microondas
que tienen unos campos eléctricos que tienen unas direcciones que
difieren una con respecto a la otra. Este documento permanece
silencioso en cuanto a la creación de una zona de resonancia
ciclotrón de los electrones y a un plasma de alta densidad.
Una forma particular de realización de un
dispositivo según la invención está caracterizada porque comprende
unos medios para limitar la difusión del plasma fuera de dicha zona
de resonancia ciclotrón en la dirección de dicha fuente, estando
dicho generador de plasma dispuesto para producir un plasma que
tiene una densidad superior a 10^{12} cm^{-3}. Limitando la
difusión del plasma, la transferencia de la energía de las
microondas no es obstaculizada en su trayecto hacia la zona de
resonancia, lo que permite entonces aumentar la densidad del
plasma.
Una forma preferida de realización de un
dispositivo según la invención está caracterizada porque dichos
medios para limitar la difusión del plasma comprenden unos elementos
en forma de pantalla eléctricamente aislados entre sí y con respecto
a una guía de onda que une dicha fuente a dicha zona de resonancia,
estando dichos elementos dispuestos en la guía de onda
perpendicularmente a las líneas de campo eléctrico de dicho campo
electromagnético. Dichos elementos son fáciles de montar y limitan
de forma eficaz la difusión del plasma.
Otra forma preferida de un dispositivo según la
invención está caracterizada porque entre la fuente de microondas y
la cámara está dispuesta una zona tampón destinada a proteger la
fuente de microondas de una contaminación por la sustancia
pulverizada del cátodo.
La invención se describirá ahora más en detalle
con la ayuda de los planos, en los cuales:
La figura 1 representa esquemáticamente el
dispositivo de formación de revestimiento según el estado de la
técnica;
La figura 2 ilustra esquemáticamente la
trayectoria de un electrón en la cámara;
La figura 3 muestra dos curvas que ilustran el
desplazamiento de la característica eléctrica medida entre cátodo y
ánodo en función de la potencia P aplicada por radiación
electromagnética microondas;
La figura 4 representa esquemáticamente un
dispositivo provisto de una zona tampón.
La figura 5 respectivamente 7 representa
esquemáticamente un dispositivo según la invención provisto de
medios para limitar la difusión del plasma; y
La figura 6 representa esquemáticamente un
dispositivo provisto de antenas de acoplamiento.
Las figuras 8 y 9 ilustran el fenómeno de
difusión del plasma.
En los planos, una misma referencia ha sido
atribuida a un mismo elemento o a un elemento análogo.
El dispositivo ilustrado en la figura 1 comprende
una cámara 9 en la cual están dispuestos un cátodo 2 y un ánodo 3.
El cátodo y el ánodo están montados sobre unos soportes (no
representados en el plano) de manera que pueden ser reemplazados
fácilmente. El cátodo y el ánodo están conectados de forma
convencional a una fuente de tensión eléctrica, que tampoco se ha
representado en el plano, a fin de establecer un campo eléctrico
entre cátodo y ánodo. Cuando el dispositivo es utilizado para
revestir un sustrato por pulverización catódica, el ánodo está
constituido preferentemente por el sustrato a revestir. En el caso
en que el ánodo no constituye el sustrato a revestir, el ánodo está
situado en el espacio entre el cátodo y el sustrato a revestir.
Desde luego que otras formas de realización son
posibles, como, por ejemplo, que el ánodo sea un ánodo clásico y el
sustrato sea introducido en la cámara entre cátodo y ánodo.
Cuando el dispositivo es utilizado para limpiar
por bombardeo iónico un sustrato, el sustrato está constituido
preferentemente por el cátodo.
La cámara está conectada a una fuente 7 de gas,
por ejemplo gas argón o una mezcla de gas eventualmente reactivo. La
fuente de gas sirve para inyectar gas en la cámara y para generar
así un plasma en el volumen entre cátodo y ánodo.
Unos imanes permanentes 4, 5, 6 están dispuestos
en la proximidad del cátodo 2. Estos imanes permiten crear en la
cámara y por lo menos a nivel del cátodo un campo magnético
sensiblemente perpendicular al campo eléctrico. Las líneas de campo
del campo magnético están representadas en la figura 1 y designadas
por la letra B. El campo magnético es aplicado de tal manera que
realice en la cámara entre cátodo y ánodo un circuito de
confinamiento magnético de los electrones. Este campo magnético
permite alcanzar una densidad de corriente de blanco mucho más
elevada que la alcanzada por un campo eléctrico solo.
En el campo de inducción magnética, los
electrones describirán una trayectoria de forma helicoidal de radio
constante en tanto que la densidad de este campo sea a su vez
sensiblemente constante. Los electrones describen así una
trayectoria más larga en la cámara, lo que ofrece una probabilidad
más elevada de colisión entre un electrón y una molécula o átomo de
gas y por tanto un crecimiento del porcentaje de ionización.
En lugar de utilizar unos imanes permanentes, es
también posible crear el campo magnético con la ayuda de bobinas en
las cuales circula una corriente eléctrica. Las bobinas están
entonces dispuestas a nivel del cátodo.
A fin de crear una baja presión en el interior de
la cámara, el dispositivo comprende una bomba 10 conectada a la
cámara. Durante la realización del procedimiento según la invención,
la cámara es así mantenida a una presión inferior a 1 Pa.
El dispositivo según la invención comprende
también una fuente 8 generadora de microondas. Esta fuente está
dispuesta para introducir a través de una ventana o por medio de una
antena, un campo electromagnético en la gama de la frecuencia
microondas en la cámara. Para obtener una zona de resonancia
ciclotrón de los electrones (ECR) en la proximidad del cátodo,
conviene que la frecuencia f de las ondas del campo electromagnético
emitidas por el generador microondas corresponda a la frecuencia
ciclotrón de los electrones en el campo magnético, es decir:
f =
\frac{eB}{2\pi
m}
donde respectivamente e y m
representan la carga y la masa del electrón, siendo B la dimensión
del campo magnético. Así, por ejemplo, para un campo magnético
B = 875 Gauss, el valor de una frecuencia será: f= 2,45 . 10^{9}
Hz.
Preferentemente, el campo electromagnético está
polarizado en el mismo sentido que el de la rotación de un electrón
en el campo magnético. La energía así introducida por las microondas
puede ser prácticamente absorbida totalmente.
El hecho de inducir un campo electromagnético en
la gama de frecuencias microondas en la cámara tendrá como
consecuencia que, si la frecuencia de onda corresponde a la
frecuencia de giro del electrón en el campo magnético, la
trayectoria de forma helicoidal de radio constante que describe el
electrón se transformará en una trayectoria en forma de espiral cuyo
radio crece a cada revolución puesto que los electrones aumentan su
energía cinética por absorción de la energía electromagnética cuando
tiene lugar el proceso de resonancia ciclotrón. Una trayectoria de
este tipo está ilustrada en la figura 2. Este fenómeno permite un
incremento del número de colisiones ionizantes en la cámara. El
aumento del número de colisiones ionizantes entre los electrones y
las moléculas o átomos de gas conduce a un aumento del porcentaje de
ionización del plasma. Quedando entendido que el circuito de
confinamiento magnético de los electrones y la zona de resonancia
ciclotrón de los electrones están en la proximidad del cátodo, es en
este punto que el aumento del porcentaje de ionización del plasma
será realizado.
El crecimiento del porcentaje de ionización en el
plasma así obtenido permite alcanzar una densidad de corriente
catódica mucho más elevada que la obtenida por la pulverización
catódica magnetrón clásica o por una limpieza por bombardeo iónico
magnetrón clásica. El procedimiento permite por tanto a corriente
constante disminuir la impedancia de la descarga y por tanto reducir
las pérdidas causadas por el calentamiento del sustrato debidas al
bombardeo iónico. Se puede así alcanzar una densidad de corriente de
300 mA/cm^{2}, lo que en pulverización catódica corresponde a una
velocidad de depósito diez veces superior a las velocidades de
depósito máximas realizadas hasta el presente en pulverización
catódica magnetrón clásica.
La figura 3 ilustra la relación entre la tensión
de blanco (V) y la corriente (I) de blanco. El aumento del
porcentaje de ionización aplicada al plasma por la introducción del
campo electromagnético en la gama de frecuencia microondas permite
por tanto pasar de la curva de potencia P_{1} (sin microondas) a
la curva de potencia P_{2} (con microondas). Se constata por tanto
que a velocidad de depósito constante correspondiente a una
corriente (I) constante, la tensión V es más baja debido a la
reducción de la impedancia del plasma medida entre cátodo y
ánodo.
Sin embargo, a elevada potencia la reflexión de
retorno hacia la fuente generadora de microondas de la potencia del
campo electromagnético plantea un problema. A gran potencia, la
densidad del plasma aumenta suficientemente para que éste resulte
reflectante para las microondas lo que limita en la práctica el
acoplamiento de energía microondas por debajo de un cierto umbral
correspondiente a una densidad de plasma máxima del orden de
10^{12} cm^{-3}. Unas densidades de plasma más elevadas en
particular del orden de 10^{13} cm^{-3} no pueden por tanto ser
obtenidas por medio de los dispositivos conocidos. El fenómeno de
reflexión de las microondas está ilustrado en la figura 8 en la que
la densidad N_{p} del plasma es tomada en función de la distancia
d con respecto a la zona de resonancia ciclotrón de los electrones.
Siendo la zona de resonancia considerada a la distancia L, es decir
a la salida de la guía de onda 21 (figura 5) que conduce las
microondas hacia dicha zona de resonancia. La densidad Np del plasma
es máxima en L y decrece rápidamente tanto en el interior de la guía
de onda como en la cámara 9 debido a la difusión. Unas microondas
que atraviesan la guía de ondas pueden desde luego ser reflejadas
por el plasma que penetra en la guía de ondas cuando la densidad del
plasma es elevada. Estas microondas no alcanzan así la zona de
resonancia ciclotrón y el acoplamiento de energía de estas
microondas reflejadas no puede tener lugar.
En los dispositivos convencionales que funcionan
con un acoplamiento microondas a 2,45 GH_{z} y que utilizan guías
de ondas el problema reside en el hecho de que el plasma que tiene
la posibilidad de difundirse más allá de la zona de resonancia
ciclotrón de los electrones resulta una barrera tanto más
reflectante para las microondas cuanto más elevada es la densidad
del plasma fuera de la zona de resonancia. Es a causa de este
fenómeno que la densidad del plasma satura muy rápidamente a un
valor máximo inferior a 10^{12} cm^{-3}.
Para resolver este problema es por tanto
necesario prever unos medios que permitan que la densidad N_{p}
del plasma decrezca rápidamente en el interior de la guía
microondas, como se ha ilustrado en la figura 9. Cuando la densidad
del plasma será poco elevada en el interior de la guía microondas la
probabilidad de reflexión de las microondas será también poco
elevada y las mismas alcanzarán entonces la zona de resonancia
ciclotrón permitiendo así el acoplamien-
to.
to.
Son posibles diferentes soluciones para evitar
este problema.
Una primera solución consiste en aumentar
suficientemente la frecuencia del campo electromagnético para que el
plasma no sea reflectante con respecto a la radiación
electromagnética en la gama de densidad de plasma buscada. A
frecuencia suficientemente elevada, el plasma será
"transparente" para la radiación. En efecto, la constante
dieléctrica del plasma viene dada por la fórmula siguiente:
- \quad
- \varepsilon_{p} \approx \varepsilon_{0} \left[1- \frac{\omega^{2}_{R}}{\omega^{2}_{\mu w}}\right]
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- \omega_{\mu w} = 2\pi\text{*}f_{\mu w}
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- \omega_{R} = 2\pi\text{*}f_{R}
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- f_{R} = e^{2}* \frac{Np}{\varepsilon_{0} \text{*} m \text{*} 2\pi}
N_{p}, e, m, \varepsilon_{0}, f_{R},
f_{\mu w} representan respectivamente la densidad del plasma, la
carga de un electrón, la masa de un electrón, la constante
dieléctrica del vacío, la frecuencia natural del plasma y la
frecuencia microonda. Cuando \varpi_{\mu w} > \varpi_{R}
entonces 0 < \varepsilon_{p} < 1 y las microondas pueden
atravesar el plasma mientras que en el caso contrario en que
\varpi_{\mu w} < \varpi_{R} el valor de \varepsilon_{p}
será necesariamente \varepsilon_{p} < 0, lo que indica que el
medio resulta reflectante para las microondas.
El dispositivo según la invención utiliza
entonces una fuente generadora de microondas que tiene una
frecuencia de excitación de microondas superior a 2,45 GH_{z} y
más particularmente comprendida entre 2,45 GH_{z} y 45 GH_{z}.
Así, a una frecuencia de 28,5 GH_{z} corresponde una densidad de
plasma f_{R} = 10^{13} cm^{-3}. Aumentando la frecuencia de
las microondas es preciso también incrementar el valor del campo de
inyección a fin de conservar la resonancia ciclotrón de los
electrones. Así, a 28,5 GH_{z}, el valor del campo de inducción
debe ser de 9000 gauss para obtener un acoplamiento por resonancia
ciclotrón de los electrones en la descarga.
Una segunda solución consiste en crear una
barrera a la difusión del plasma fuera de la zona de resonancia
ciclotrón (zona ECR) en la dirección de la guía de ondas.
La figura 5 ilustra a este fin una forma de
realización del dispositivo según la invención en el que están
previstos unos medios para limitar esta difusión. Estos medios
comprenden una yuxtaposición de elementos 20 distintos
eléctricamente aislados entre sí y con respecto a la guía de ondas
21 que conecta la fuente 8 con la zona de resonancia ciclotrón.
Estos elementos 20 están preferentemente dispuestos de manera
perpendicular a las líneas de campo eléctrico del campo
electromagnético polarizado de las microondas en la guía de ondas.
Colocando estos elementos 20 perpendicularmente a las líneas de
campo eléctrico del campo electromagnético de las microondas las
reflexiones de retorno hacia la fuente son minimizadas. Estos
elementos están en el extremo de la guía de ondas de manera que
impidan la difusión del plasma en la guía de ondas. Estos elementos
permiten así aplicar la potencia llevada por los microondas
directamente en la zona de resonancia ciclotrón de los electrones
limitando sensiblemente la reflexión, dado que en esta zona en la
que el acoplamiento ECR tiene lugar, la energía de la radiación
microondas puede ser absorbida de forma importante, lo que no sería
el caso para un plasma de igual densidad situado fuera de esta zona
de resonancia. Por adición de estos elementos al doble sistema de
excitación (DC-microondas), la densidad del plasma
puede alcanzar unos valores superiores a 10^{12} cm^{-3}.
La posición perpendicular de los elementos 20 a
los vectores del campo eléctrico del campo electromagnético
polarizado de las microondas en la guía de ondas es la preferida
pero son también posibles otras posiciones, en tanto estos elementos
no bloqueen el paso de las microondas. Un ángulo diferente de 90º no
impide el funcionamiento del dispositivo si este último tolera un
cierto porcentaje de potencia reflejada de retorno hacia la fuente
de microondas. Incluso bajo un ángulo diferente de 90º los elementos
cumplirán su función que consiste en disminuir considerablemente la
densidad del plasma en la dirección de la guía de ondas. Estos
elementos está por ejemplo constituidos por unas láminas, unas
barras o unos hilos y en caso necesario pueden ser de dimensiones
diferentes.
La figura 6 ilustra otra forma de realización de
un dispositivo en el que la potencia de la radiación microondas es
aplicada directamente a la zona de resonancia y en la proximidad
del electrodo a los medios de una o varias antenas 22. La potencia
del campo eletromagnético microondas es así directamente acoplada en
la zona de resonancia ciclotrón de los electrones. A estas formas
preferidas de realización puede también añadirse la presencia de
elementos que modifican la dirección y el valor del campo de
inducción de manera que distribuyan la zona de resonancia de forma
óptima o bien en la proximidad de los elementos que impiden la
propagación del plasma entre la zona de resonancia y la guía de
ondas, o bien en la proximidad de las antenas.
Como se ha ilustrado en la figura 6, las antenas
de acoplamiento 22 atraviesan los imanes 23, 24 y 25 que producen el
campo magnético así como el cátodo 2. Un extremo de las antenas 22
desemboca directamente en la zona de resonancia ciclotrón, lo que
permite a las microondas ser así directamente inyectadas en esta
zona y evitar así su reflexión sobre el plasma. Estas antenas están
dispuestas de tal manera que desembocan directamente en la zona ECR
en la proximidad el cátodo 2. El hecho de que las antenas
desemboquen directamente en la zona de resonancia ciclotrón hará que
la energía del campo electromagnético microondas inyectada sea
absorbida en la proximidad inmediata de la antena. En este caso, la
formación de la zona de difusión del plasma entre la antena y la
zona de acoplamiento no tiene objeto.
La figura 7 ilustra un dispositivo
correspondiente en su estructura al ilustrado en la figura 5. Este
dispositivo se distingue del de la figura 5 por la presencia de
lentes magnéticas 26 que sirven también para limitar la difusión del
plasma fuera de la zona de resonancia ciclotrón.
La figura 4 ilustra otra forma de realización de
un dispositivo según la invención. La fuente generadora de
microondas está conectada a la cámara 9 con la ayuda de una guía de
ondas 10 en la cual está también montada una ventana 12 transparente
a las microondas. La guía de ondas está seguida de una zona 11
tampón (baffle) destinada a proteger la ventana 12 contra una
contaminación por la sustancia pulverizada. La fuente de microondas
está entonces dispuesta corriente abajo de la zona tampón con
respecto a la cámara 9.
Un gas neutro, por ejemplo argón, puede, en caso
necesario, ser introducido en dicha zona a fin de incrementar la
protección contra cualquier contaminación eventual de la fuente.
Preferentemente, la zona presenta una curvatura, lo que contribuye
aún más a la protección contra una contaminación.
El blanco o cátodo puede tener diferentes
configuraciones. Así, el mismo puede tener o bien una configuración
plana rectangular o circular, o bien cilíndrica o con un cátodo
hueco.
Claims (8)
1. Procedimiento para la formación por
pulverización catódica de un revestimiento sobre un substrato (3),
estando dicho substrato dispuesto en una cámara (9) que es a
continuación llevada y mantenida durante dicha formación a una
presión inferior a 1 Pa y en la cual es generado un plasma, siendo
aplicado un campo eléctrico en dicha cámara entre un cátodo (2) a
pulverizar y un ánodo, y siendo también aplicado un campo magnético
(\upbar{B}) sensiblemente perpendicular al campo eléctrico
aplicado por lo menos a nivel del cátodo de manera que realice un
circuito de confinamiento magnético de los electrones, y siendo
creada una zona de resonancia ciclotrón de los electrones en la
proximidad del cátodo aplicando un campo electromagnético en la gama
de frecuencias microondas y cuya frecuencia de ondas corresponde a
la frecuencia ciclotrón de los electrones y al campo magnético,
caracterizado porque la frecuencia de onda de las microondas
aplicada es superior a 2,45 GH_{z} e inferior a 45 GH_{z}, en
particular 28,5 GH_{z}, siendo generado dicho plasma de tal manera
que se obtenga una densidad superior a 10^{12} cm^{-3}.
2. Procedimiento de limpieza por bombardeo iónico
de un sustrato, estando dicho sustrato dispuesto en una cámara (9)
que es a continuación llevada y mantenida durante dicha limpieza a
una presión inferior a 1 Pa y en la cual es generado un plasma,
siendo aplicado un campo eléctrico en dicha cámara entre un ánodo
(3) y dicho sustrato que sirve de cátodo (2), y siendo también
aplicado un campo magnético (\upbar{B}) sensiblemente
perpendicular al campo eléctrico por lo menos a nivel del cátodo de
manera que realice un circuito de confinamiento magnético de los
electrones, y se crea una zona de resonancia ciclotrón de los
electrones en la proximidad del cátodo aplicando un campo
electromagnético en la cámara de frecuencias microondas y cuya
frecuencia de ondas corresponde a la frecuencia ciclotrón de los
electrones en el campo magnético, caracterizado porque la
frecuencia de onda de las microondas aplicada es superior a 2,45
GH_{z} e inferior a 45 GH_{z}, en particular 28,5 GH_{z},
siendo dicho plasma generado de tal manera que se obtenga una
densidad superior a 10^{12} cm^{-3}.
3. Dispositivo de pulverización catódica
destinado a la formación de un revestimiento sobre un sustrato (2),
que comprende una cámara (9) provista de primeros medios dispuestos
para llevar y mantener, durante la formación, la cámara a una
presión inferior a 1 Pa, un primer soporte dispuesto para soporta un
cátodo a pulverizar y un segundo soporte dispuesto para soportar un
ánodo así como unos segundos medios para aplicar un campo eléctrico
en la cámara entre el cátodo y el ánodo, una fuente (4, 5, 6) de
campo magnético dispuesta para aplicar en la cámara, por lo menos a
nivel del cátodo, un campo magnético (\vec{B}) sensiblemente
perpendicular al campo eléctrico, de manera que realice un circuito
de confinamiento magnético de los electrones, y un generador de
plasma dispuesto para generar un plasma en dicha cámara,
comprendiendo dicho dispositivo también una fuente generadora de
microondas (10) dispuesta para introducir en la cámara un campo
electromagnético cuya frecuencia de onda corresponde a la frecuencia
ciclotrón de los electrones en el campo magnético y para crear en la
proximidad del cátodo una zona de resonancia ciclotrón de los
electrones, caracterizado porque dicha fuente generadora de
microondas está dispuesta para producir un campo electromagnético
cuya frecuencia de onda es superior a la suma 45 GH_{z} e inferior
a 45 GH_{z}, en particular 28,5 GH_{z}, estando dicho generador
de plasma dispuesto para producir un plasma que tiene una densidad
superior a
10^{12} cm^{-3}.
10^{12} cm^{-3}.
4. Dispositivo de pulverización catódica
destinado a la formación de un revestimiento sobre un substrato (3),
que comprende una cámara (9) provista de primeros medios dispuestos
para llevar y mantener, durante la formación, la cámara a una
presión inferior a 1 Pa, un primer soporte dispuesto para soportar
un cátodo a pulverizar y un segundo soporte dispuesto para soportar
un ánodo así como unos segundos medios para aplicar un campo
eléctrico en la cámara entre el cátodo y el ánodo, una fuente (4, 5,
6) de campo magnético (\vec{B}) dispuesta para aplicar en la
cámara por lo menos a nivel del cátodo, un campo magnético
sensiblemente perpendicular al campo eléctrico, de manera que
realice un circuito de confinamiento magnético de los electrones, y
un generador de plasma dispuesto para generar un plasma en dicha
cámara, comprendiendo dicho dispositivo también una fuente
generadora de microondas (8) dispuesta para introducir en la cámara
un campo electromagnético cuya frecuencia de onda corresponde a la
frecuencia ciclotrón de los electrones en el campo magnético y para
crear en la proximidad del cátodo una zona de resonancia ciclotrón
de los electrones, caracterizado porque comprende unos medios
(20) para limitar la difusión del plasma fuera de dicha zona de
resonancia ciclotrón en la dirección de dicha fuente, estando dicho
generador de plasma dispuesto para producir un plasma que tiene una
densidad superior a 10^{12} cm^{-3}.
5. Dispositivo de bombardeo iónico destinado a
limpiar un substrato, que comprende una cámara (9) provista de
terceros medios dispuestos para llevar y mantener, durante la
limpieza, la cámara a una presión inferior a 1 Pa, un primer soporte
dispuesto para soportar el cátodo (2) que constituye el substrato al
limpiar y un segundo soporte dispuesto para soportar un ánodo (3)
así como unos segundos medios para aplicar un campo eléctrico en la
cámara entre el cátodo y el ánodo, una fuente (4, 5, 6) de campo
magnético (\vec{B}) dispuesta para aplicar en la cámara por lo
menos a nivel del cátodo un campo magnético sensiblemente
perpendicular al campo eléctrico, de manera que realice un circuito
de confinamiento magnético de los electrones, y un generador de
plasma dispuesto para generar un plasma en dicha cámara,
comprendiendo dicho dispositivo también una fuente (8) generadora de
microondas dispuesta para introducir en la cámara un campo
electromagnético cuya frecuencia de onda corresponde a la frecuencia
ciclotrón de los electrones en el campo magnético y para crear en la
proximidad del cátodo una zona de resonancia ciclotrón de los
electrones, caracterizado porque dicha fuente generadora de
microondas está dispuesta para producir un campo electromagnético
cuya frecuencia de onda es superior a 2,45 GH_{z} e inferior a 45
GH_{z}, en particular 28,5 GH_{z}, estando dicho generador de
plasma dispuesto para producir un plasma que tiene una densidad
superior a 10^{12} cm^{-3}.
6. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque dichos medios para limitar la difusión
del plasma comprenden unos elementos (20) en forma de pantalla
eléctricamente aislados entre sí y con respecto a una guía de ondas
que conecta dicha fuente con dicha zona de resonancia, estando
dispuestos dichos elementos en la guía de ondas perpendicularmente a
las líneas de campo eléctrico de dicho campo electromagnético.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
3 a 6, caracterizado porque entre la fuente de microondas y
la cámara está dispuesta una zona tampón destinada a proteger una
zona de transmisión de microondas en la cámara contra una
contaminación por la sustancia pulverizada del cátodo.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque la zona tampón presenta una curvatura
con respecto a la cámara.
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