Brevet FR2880236A1 — publié le 20060630

EXCITATEURS DE PLASMAS MICRO-ONDES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR L'invention concerne le domaine des sources de plasma micro-ondes atmosphériques. En particulier, elle concerne un procédé et un dispositif plasma micro-ondes, bien adapté à des conditions de fonctionnement fortement et/ou rapidement variables. On rencontre de telles conditions dans des milieux tels que les effluents gazeux émis par les procédés de dépôt et gravure de couches minces pour la fabrication des semi-conducteurs, lorsqu' un dispositif plasma est utilisé pour dépolluer ces effluents. La source de plasma permet de coupler la puissance micro-ondes à la décharge pour entretenir cette dernière sur de longues périodes, en minimisant la fraction de la puissance réfléchie vers le générateur (et donc perdue pour l'application). La puissance est amenée depuis le générateur par une ligne de transmission de puissance, par exemple un guide d'onde rectangulaire creux dans une des sections industrielles standard. La ligne de transmission est décrite physiquement par une impédance caractéristique répartie. Le flux de puissance micro-ondes incident entrant dans la source de plasma voit une impédance complexe localisée qui caractérise la manière dont l'énergie est stockée et dissipée dans la source (impédance d'entrée de la source de plasma). La condition pour que la puissance réfléchie soit nulle est que l'impédance d'entrée de la source soit égale à l'impédance caractéristique de la ligne. La source de plasma se compose de différents éléments physiques caractérisés chacun par sa propre impédance complexe le plasma lui-même, l'enceinte diélectrique qui le contient s'il y a lieu, et des structures conductrices de géométries appropriées intermédiaires entre la ligne de transmission de section standard et le plasma. L'impédance d'entrée de la source est la résultante équivalente de ces différentes impédances. On cherche à associer des éléments d'impédances complexes appropriées pour que la condition d'adaptation susmentionnée soit réalisée pour la source assemblée. Dans les faits, pour une application industrielle donnée, les exigences sont généralement plus élevées que l'obtention d'une bonne adaptation d'impédance. En effet, l'impédance du plasma dépend des conditions de fonctionnement imposées par l'application, qui ne sont pas constantes dans le temps. Par exemple, un procédé de fabrication des semiconducteurs comporte plusieurs recettes multiétapes mettant en oeuvre des gaz de différentes natures et débits de sorte que le plasma de dépollution doit fonctionner dans des conditions continuellement variables, et ce parfois de manière très abrupte. Afin de maintenir en permanence des conditions de fonctionnement optimales du plasma de dépollution, on pourrait ajouter des éléments dont l'impédance est réglable, comme par exemple des pistons de court-circuit mobiles. Cependant, concrètement, leur ajustement ne peut pas être préprogrammé pour chaque recette de procédé, car celles-ci sont exécutées aléatoirement et leurs caractéristiques ne sont généralement pas transmises à travers l'interface de contrôle entre l'équipement de fabrication et le système de dépollution. On pourrait aussi installer des systèmes de réglage d'impédance motorisés asservis sur une mesure de la puissance réfléchie pour minimiser en permanence cette dernière. Cela ajouterait néanmoins un encombrement, une complexité et un coût inacceptables au dispositif. De plus le temps de réponse de tels systèmes serait souvent trop long pour des variations très rapides de l'impédance imposées par l'application. Dans les documents de J.-C.Rostaing et al. Intitulé A novel post- pump PFC Abatement Technology Based on Atmospheric surface-wave microwave plasmas, Future Fab International, Issue 14, February 2003 et de M. Moisan et al. Intitulé Waveguide based single and multiple nozzle plasma torches: the TIAGO concept paru dans Plasma Sources Science and Technology, vol.10, 2001, p.387-394, sont décrites deux types de sources de plasma micro-ondes pour le traitement des effluents des procédés de fabrication des semiconducteurs. Une de ces sources met en oeuvre un applicateur de champ à onde de surface de type surfaguide. Une autre de ces sources, la torche à injection axiale supportée en guide d'onde (TIAGO), est utilisée pour le traitement combiné des effluents de dépôt CVD de couches minces et des effluents de nettoyage des réacteurs CVD de dépôt de ces mêmes couches minces. Le principe de ces sources est de concentrer l'énergie micro-ondes dans une section du guide d'onde rectangulaire amincie par rapport à la section standard. Celle-ci comporte, soit deux orifices en vis-à-vis dans ses deux grandes faces traversé(s) par un tube diélectrique (surfaguide), soit un orifice dans une de ses grandes faces traversé par une buse conductrice, déterminant dans les deux cas un interstice circulaire. La puissance micro-ondes est extraite du guide à travers cet interstice circulaire, soit pour lancer une onde de surface le long d'un tube diélectrique (surfaguide) soit pour guider la puissance micro-ondes le long d'une buse de torche conductrice pour aller générer une flamme de plasma à l'extrémité de ladite buse. Dans le tronçon de guide aminci comportant l'interstice, l'impédance caractéristique vue par l'onde qui se propage est celle du guide de section amincie, qui est différente de celle du guide standard. Ce tronçon de guide aminci est raccordé au guide de section standard par deux transitions d'épaisseur graduelle: d'un côté, vers le générateur d'où arrive la puissance micro-ondes, de l'autre, vers un court-circuit d'extrémité en guide d'ondes qui est une plaque conductrice suivant la section transverse, fixe ou mobile, fermant le guide. Les transitions graduelles jouent le rôle de transformateurs d'impédance. La puissance micro- ondes passe alors d'une section de guide à une autre section, ces deux sections présentant des impédances caractéristiques distinctes, sans ressentir ce changement d'impédance caractéristique et donc sans encourir des réflexions multiples parasites indésirables qui écarteraient le système du comportement idéal prévu par la théorie. Dans le calcul de l'impédance d'entrée équivalente de la source, le transformateur d'impédance est alors simplement pris en compte par le rapport entre les impédances caractéristiques des guides d'ondes dans les deux sections adjacentes. Les paramètres géométriques qui influent sur les impédances des différents éléments sont le rapport d'amincissement du guide d'ondes, le diamètre de l'interstice d'extraction de la puissance, l'épaisseur de la paroi du guide à ce niveau, voire l'arrondi du bord de l'orifice, et la position du court-circuit d'extrémité du guide d'ondes. Leur ajustement permet de réaliser un 30 accord d'impédance optimisé. Ces sources construites sur le guide d'onde aminci présentent des caractéristiques d'accord d'impédance sensiblement meilleures que celles des réalisations pré-existantes. Notamment, les systèmes UPAS (Universal Plasma Abatement System) exploités industriellement sont munis d'une source surfaguide avec un court-circuit fixe positionné en usine et présentent généralement une puissance réfléchie en exploitation inférieure à 5% pour toutes les conditions de fonctionnement rencontrées. Toutefois, la gamme des conditions d'utilisation de l'UPAS ne cesse de s'étendre à mesure que les procédés deviennent plus complexes avec les progrès de la miniaturisation des circuits microélectroniques. Ainsi on voit apparaître des recettes nouvelles mettant en oeuvre des gaz adjuvants originaux qui ont un effet plus marqué que précédemment sur l'état physique du plasma micro-ondes de dépollution et sur son impédance. En outre, dans certains cas, les conditions pratiques d'exploitation génèrent des situations transitoires particulièrement sévères qui peuvent faire sortir le système du domaine d'existence du plasma (couplage d'une puissance suffisante pour l'entretenir), provoquant l'arrêt du système. C'est le cas par exemple lors du redémarrage d'une pompe à vide primaire, le débit et la pression instantanés pouvant alors prendre des valeurs très supérieures à la moyenne normale, ou du basculement de vannes d'arrêt et de dérivation sur les canalisations d'échappement. En ce qui concerne la torche de type TIAGO , sa structure est plus complexe que la source surfaguide. La buse de la torche comporte de nombreux détails de conception qui doivent être optimisés au cours du développement: déflecteurs pour maîtriser les écoulements gazeux et les temps de résidence dans la flamme de plasma, injecteurs d'azote propre d'inertage de la pointe de buse et capots en céramiques pour protéger les parties métalliques des espèces fluorées de haute énergie, canalisations interne de refroidissement par eau, etc... De plus il faut ajouter à l'applicateur de champ des structures diélectriques assurant l'étanchéité aux gaz dangereux: une fenêtre d'isolation en guide d'ondes pour isoler le générateur des pollutions, et une entretoise dans l'interstice de la torche pour éviter l'irruption massive de particules et de vapeur d'eau acide à l'intérieur de la section de guide sur laquelle est construite cette même torche. Tous ces aménagements modifient de manière imposée les caractéristiques électrodynamiques du dispositif complet. En général, on constate que les paramètres d'optimisation propres au concept de guide aminci ne permettent pas de trouver une solution acceptable d'accord d'impédance pour un système complet destiné à former l'élément actif central d'un dispositif de dépollution des effluents gazeux de CVD. Il se pose donc le problème de disposer de sources de plasma dont l'accord d'impédance soit assez peu sensible aux variations des conditions d'entretien du plasma qui sont imposée par son utilisation industrielle. De préférence, on cherche à ce que la puissance réfléchie relative soit inférieure à 5% ou à 10% sans avoir besoin, en cours d'utilisation, de procéder à des réglages de dispositifs variables d'accord d'impédance. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif générateur de plasma micro-ondes, comportant: - un guide d'ondes, dans lequel sont disposés des moyens, pour concentrer les micro-ondes, - des moyens pour engendrer un plasma, lorsque de la puissance micro-ondes est couplée à ces moyens, disposés dans une zone de concentration des micro- ondes. Les moyens pour concentrer les micro-ondes peuvent comporter des moyens de transformation d'impédance entre un premier côté, dit côté générateur, et un deuxième côté, dit côté court-circuit. Les moyens pour concentrer les micro-ondes, ou les moyens de transformation d'impédance, constituent une charge capacitive répartie ayant pour effet de réduire la vitesse de phase et donc de diminuer l'impédance caractéristique du guide, ce qui augmente sa bande passante en fréquence. L'impédance caractéristique plus faible permet de réaliser un accord d'impédance optimal ou plus aisé que les dispositifs connus, d'autant plus que le dispositif selon l'invention présente différents éléments ayant des dimensions ajustables supplémentaires (notamment celles des moyens pour concentrer les ondes) que n'ont pas les dispositifs connus, et notamment ceux déjà exposées ci-dessus. Les moyens de transformation d'impédance peuvent comporter une zone à transition graduelle, ou des moyens transformateurs discrets de type double quart d'onde, ou encore une zone à transition abrupte entre la première partie et la deuxième partie. Selon un exemple une crête s'étend le long d'une face longitudinale du guide. Deux crêtes symétriques ou non peuvent être réalisées, s'étendant depuis deux faces longitudinales opposées du guide. Un exemple de dispositif selon l'invention comporte un guide d'onde à section rectangulaire, à crête. La section d'un tel guide comporte un appendice ou une arête (rectangulaire ou parallélépipédique), qui peut être continue, s'étendant depuis une grande face latérale du guide. Selon une variante, on peut utiliser un guide à deux crêtes symétriques ou non s'étendant depuis des faces opposées du guide, avec les mêmes effets physiques. Si le guide a une largeur a, et les moyens pour concentrer les micro-ondes une largeur s, alors a > s, le rapport s/a étant de préférence compris entre 0,3 et 0, 6. Selon un mode de réalisation, le guide d'ondes comporte un côté générateur et un côté court- circuit, et a une terminaison graduelle du côté générateur et une terminaison abrupte en section droite de la crête côté court-circuit. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS - Les figures 1A - 1C représentent la section générique d'un guide à crête, - la figure 2 représente une configuration à double crête, - les figures 3A - 3C représentent divers modes de réalisation d'une crête pouvant être utilisée dans le cadre de l'invention, - les figures 4A et 4B représentent un schéma générique d'un applicateur de champ d'un guide à crête, ainsi qu'un schéma électrique équivalent, - les figures 5A - 5C représentent des vues en coupe et en perspective d'un dispositif selon l'invention, - la figure 6 représente une caractéristique d'accord d'un dispositif selon l'invention, - la figure 7 représente un exemple de réalisation d'accord d'un dispositif selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Un guide 1 pouvant être utilisé dans le cadre de l'invention est illustré en figures 1A-1C. Il s'agit d'un guide d'ondes à section rectangulaire (a x b) à crête 2 de largeur s. La section d'un tel guide comporte un appendice 2, par exemple à section rectangulaire s'étendant le long d'une grande face 6 latérale du guide, et entre une première section droite transverse du guide 7 (vue sur la figure 1A) d'une première extrémité et une deuxième section droite transverse du guide 9 (figure 1B) d'une deuxième extrémité. Des géométries, autres que rectangulaires, de la section de la crête, peuvent être réalisées. Selon un exemple on peut réaliser une crête très mince, avec s a. Le guide est destiné à être raccordé au niveau de ses deux sections droites d'extrémité 7 et 9, respectivement du côté générateur et du côté court-circuit, à des tronçons de guides adjacents de section rectangulaire creuse standard. Comme illustré sur ces figures 1A - 1C, la crête 2 peut comporter une arête parallélépipédique continue, distante de la grande face latérale 10, opposée à la face 6, d'une distance variable entre une valeur d (côté première face 7) et une valeur d' > d (côté deuxième face 9). Comme illustré sur la figure 1C, la crête 2 comporte une partie inclinée puis une partie plane 3, celle-ci étant située à distance d sensiblement constante de la face longitudinale 10. La crête constitue, dans le guide, une charge capacitive répartie ayant pour effet de réduire la vitesse de phase et donc de diminuer l'impédance caractéristique du guide, ce qui augmente la bande passante en fréquence. Il s'avère que ceci a également pour effet d'étendre la gamme de valeurs des paramètres opérationnels pour laquelle un accord d'impédance optimisé peut être obtenu. C'est en particulier le cas lorsqu'un piston mobile de court-circuit est utilisé à l'extrémité du guide d'ondes: la plage de variation de la position du piston mobile est alors étendue. Une concentration de l'énergie micro-ondes s'effectue dans l'espace libre déterminé entre la face supérieure plane 3 de la crête et la face opposée 10 du guide. Un guide selon l'un des modes de réalisation décrits ci-dessus en liaison avec les figures 1A - 1C comporte deux paramètres géométriques supplémentaires par rapport à un guide creux: la largeur s de la crête (s Selon un autre mode de réalisation, illustré sur la figure 2 en vue de face, on peut utiliser un guide dans lequel sont réalisées 2 crêtes symétriques ou non 12, 14, une sur, ou le long de, chacune des faces longitudinales, chacune de ces crêtes pouvant avoir la forme illustrée en figure 1C. Dans ce cas la concentration de l'énergie se fait entre les faces planes 3, 5 des deux crêtes 12, 14. La figure 2 représente la vue depuis la face latérale 19, où les deux crêtes ont leurs portions les plus minces. Selon une variante de ce deuxième mode de réalisation, les deux crêtes peuvent avoir des valeurs différentes de s et/ou de a. Selon encore une autre variante de ce deuxième mode de réalisation on peut avoir s A partir des dimensions du guide à crête on sait déterminer, à une fréquence donnée, la longueur d'onde de coupure À, et celles des modes de propagation permis Xg, et en particulier du mode fondamental. Les relations donnant ces valeurs sont plus complexes que dans le cas du guide rectangulaire creux, ne comportant pas de moyens d'optimisation de l'adaptation d'impédance tels que les crêtes. Elles ne se présentent pas sous une forme analytique simple mais peuvent être obtenues par le calcul numérique et/ou l'expérience. L'impédance caractéristique d'un guide à 15 crête peut être trouvée à partir des relations suivantes. g Zo = Zog où À est la longueur d'onde dans l'espace vide libre, À. est donné par des courbes paramétrées extraites de la littérature, par exemple dans l'ouvrage de J. Helszajn, Ridge waveguides and Passive Microwave Components the IEE, London,ainsi que la longueur d'onde de coupure et 2dno Zog Zo _ 2'8 ii.. d 2 sin 82 + b cos82 sin 2 B avec Io = 120n (S2), impédance caractéristique de l'espace libre vide, e' - (a - s) ir 0 -s7r z 2, En général, pour des valeurs modérées de s (-0.3=0.6), les propriétés du guide à crête a dépendent peu de s ce qui offre de la souplesse dans a le choix de la largeur (différence a - s) de la crête pour la réalisation pratique d'un applicateur de champ. Cependant, Â,g dépend de d/a et va donc varier lorsque la hauteur de la crête varie le long d'une transition. Cet effet n'avait pas d'équivalent dans le cas du guide aminci, a.g ne dépendant pas de l'épaisseur de ce dernier. Le mode de réalisation décrit ci-dessus permet, comme on l'a déjà indiqué, de réaliser une adaptation des impédances réparties et localisées entre les différents éléments qui vont constituer une source de plasma construite sur le guide d'ondes entre un côté 7 du guide (côté générateur, destiné à recevoir la puissance micro-onde injectée dans le guide) et un côté 9 (côté court-circuit, permettant de réaliser un court- circuit d'accord à l'autre extrémité du guide), de manière à ce que l'impédance d'entrée équivalente (résultant notamment de celle du plasma et des moyens pour le créer au niveau de la zone de concentration) vue du côté générateur puisse être, en ajustant par exemple une impédance réglable du côté court-circuit, rendue égale à l'impédance caractéristique du guide d'ondes rectangulaire creux amenant la puissance. Selon un autre aspect, l'invention concerne des moyens de transformation d'impédance, entre une section à crête où les micro-ondes vont pouvoir être concentrées et une section standard, pouvant permettre de réaliser un applicateur de champ afin de réaliser le couplage efficace de la puissance micro-ondes à un plasma. Les moyens transformateurs d'impédance utilisés permettent alors de ramener la section de guide à crête à la section d'un guide standard, par exemple un guide rectangulaire creux, afin notamment que l'entrée d'une source de plasma puisse se raccorder sur des moyens micro-ondes de type standard (dont les entrées et sorties sont plutôt en guide rectangulaire creux et non en guide à crête continue). Une possibilité (figure 3A) est d'utiliser une transition graduelle 22, terminant en coin un tronçon de crête 24 inséré dans un guide présentant des faces latérales supérieure 20 et inférieure 26. La longueur 111 de la transition est alors de préférence ?g/2, ou un de ses multiples entiers, afin d'éviter les réflexions parasites de l'onde. Toutefois, la valeur de kg dépend de la hauteur relative de la crête d/a, et donc 2g varie le long de la transition 22. I1 est par conséquent préférable de prendre plutôt en compte une valeur moyenne de 2, g pour calculer la longueur réelle de cette transition 22. I1 existe d'autres possibilités pour réaliser la transformation d'impédance. Par exemple on peut réaliser un transformateur discret double quart d'onde 32, 34 comme illustré en figure 3B, ou de transitions abruptes du guide à crête au guide standard, c'est-à-dire que la crête de hauteur constante se termine sur une troncature selon une section droite ou encore réaliser une transition à surface courbe 42 vers une surface 44 plane ou proche d'une surface plane (figure 3C); un cas intéressant est celui où le profil de hauteur de la crête obéit à dY/dz = constante où Y est la valeur locale de l'impédance et z la distance le long de l'axe du guide. Sur les figures 1C, 3A - 3C, les références 11, 21, 31, 41 désignent des orifices en vue de l'insertion d'un dispositif ou de moyens tels qu'une torche, permettant de générer un plasma, les références 15, 25, 35, 45 désignant chacune un orifice dans la paroi du guide pour permettre également le passage de tels moyens. On peut également utiliser des moyens de type applicateur de champ à onde de surface traversés par un tube creux diélectrique à l'intérieur duquel est entretenu le plasma, et prévoir les adaptations correspondantes dans la ou les crêtes et la ou les faces du guide. La structure d'un dispositif selon l'invention n'est pas nécessairement symétrique et l'on peut avoir une solution de transformateur d'impédance 30 différente de part et d'autre du tronçon de guide à crête. Certaines configurations peuvent être préférables pour leurs performances d'accord et/ou leur compacité. Selon l'invention, la crête interne au guide détermine un espace confiné entre sa face supérieure et la grande face opposée du guide d'ondes, permettant de concentrer l'énergie micro-ondes pour réaliser un couplage efficace pour l'entretien d'un plasma. Elle permet aussi d'adapter les impédances localisées et réparties des différents éléments de la source de plasma: transitions entre différentes sections de guide d'ondes, zone de couplage de l'énergie micro-ondes au niveau des interstices circulaires, buse de torche ou tube diélectrique à onde de surface chargés par le plasma, court-circuit mobile d'accord du côté opposé à l'arrivée de puissance depuis le générateur. Ainsi l'impédance d'entrée équivalente de la source de plasma côté générateur, résultant de ces différentes impédances, peut être rendue sensiblement égale à l'impédance caractéristique du guide rectangulaire creux standard acheminant la puissance micro-ondes depuis le générateur, notamment lorsqu'un piston de court-circuit mobile est utilisé du côté opposé du guide d'ondes. Dans une variante les zones de transformation d'impédance et de concentration de l'énergie micro -ondes n'ont pas de séparation nette, c'est-à-dire que l'on a une transition graduelle de hauteur de la crête entre l'entrée (côté générateur) du tronçon de guide d'ondes sur lequel est construit la source de plasma, et la zone où les micro-ondes vont être couplées au plasma. La longueur de la zone de transition est alors choisie, comme précédemment, comme une valeur moyenne pour tenir compte de la variation de la longueur d'onde du fondamental 2g avec la hauteur variable de la crête. En outre la crête interne au guide réalise une charge capacitive répartie permettant de réduire la vitesse de phase et donc l'impédance caractéristique du guide. En plus de l'accroissement de la bande passante en fréquence du guide, on constate une extension de la gamme de conditions de fonctionnement (c'est-à-dire de la plage de variation de l'impédance du plasma) pour laquelle l'accord d'impédance est optimal, sans avoir à modifier le réglage d'un court circuit mobile d'accord au cours du fonctionnement. La structure de la crête peut prendre de nombreuses formes qui représentent des associations d'éléments dont l'impédance dépend de leurs caractéristiques géométriques. Les modifications mécaniques correspondantes peuvent être réalisées en remplaçant une crête par une autre usinée différemment. La présence de la crête permet de réaliser une adaptation optimisée de l'impédance équivalente pour le tronçon de guide supportant la source de plasma, compris entre un côté 7, 27, 37, 47 (côté générateur, destiné à recevoir la puissance micro-ondes injectée dans la source de plasma) et un côté 9, 19, 29, 39, 49 (côté court- circuit). L'accord d'impédance peut être encore amélioré grâce à un court- circuit mobile situé à l'extrémité du guide d'ondes opposée au côté générateur. Les figures 5A - 5C représentent un guide équipé de deux transformateurs d'impédance en crête 23 du type de celui illustré sur la figure 3A. Le guide à parois 20, 26 est un guide classique, dont les parois internes sont équipées des deux transformateurs 23. Une description plus détaillée de cet exemple sera donnée plus loin. Dans la suite, par commodité, on utilise, selon le cas, les impédances (notation Z) ou leurs inverses, les admittances (notations Y), par exemple Yo= Zo' pour les grandeurs caractéristiques du guide d'ondes standard. On désigne par guide standard le guide rectangulaire creux dans une des dimensions normalisées pour le matériel industriel micro-ondes, non équipé des moyens formant crête ou formant adaptation d'impédance comme décrit ci-dessus. On utilise également une grandeur normalisée à l'impédance Zo ou à l'admittance Yo caractéristique du guide d'onde standard, notée en minuscules: Y y= r =YZ0 =z-' =g+ jb=(r+ jx)-' Dans cette expression, comme dans la suite, les grandeurs G ou g, et B ou b, parties réelles et imaginaires des admittances complexes, représentent respectivement la dispersion et l'absorption dans les différentes parties du guide et de la source de plasma, c'est-à-dire le stockage ou la dissipation de l'énergie microondes. Les figures 4A - 4B représentent schématiquement différents éléments d'une source selon l'invention, vus du point de vue électrique. La figure 4A représente le schéma générique de l'applicateur de champ en guide à crête. La figure 4B en représente le circuit électrique équivalent, qui permet de mieux illustrer le comportement électrodynamique des différents éléments. Les significations des notations des figures 4A et 4B sont données ci-après: Yr =G r + jB est l'admittance résultante de l'interstice chargé par les moyens de génération de plasma et ce plasma, par exemple un tube diélectrique et le plasma ou une buse de torche et la flamme plasma, admittance référencée au plan transverse de symétrie coïncidant avec l'axe du tube ou de la buse (sur la figure 3B: il s'agit du plan 100). Yp dépend, en plus des caractéristiques du plasma lui-même, de lastructure du champ au niveau de la zone de couplage. Celle-ci dépend, à son tour, des caractéristiques des moyens de génération du plasma, par exemple du diélectrique constituant le tube à onde de surface, de la géométrie de ce même tube ou de celle de la buse de torche, et dans les deux cas de la géométrie de l'interstice: rapport d'amincissement (donc hauteur de la crête), diamètre du ou des orifices 11, 15, 21, 25, 31, 35, 41, 45, épaisseur de la paroi 10, 20, 30, 40 du guide à ce niveau et même arrondi des bords des orifices. Yp est accessible expérimentalement, ce qui 5 permet d'orienter l'optimisation par approximations successives en modifiant des paramètres géométriques. 4 et Y01 sont, respectivement, l'admittance caractéristique d'un guide rectangulaire standard (sans crête ou sans moyens d'adaptation d'impédance selon 10 l'invention) et à crête. Y01 est donc l'impédance caractéristique dans le tronçon de guide où se trouve la zone de concentration de l'énergie micro-ondes, en vue de coupler cette énergie micro-ondes au plasma de manière optimisée à l'aide des moyens d'adaptation d'impédance selon l'invention. kT =--I. est, par définition, le facteur de Y 1 transformation du transformateur d'entrée (côté arrivée de la puissance). 111 est la distance de l'extrémité du transformateur d'entrée 122 (en fait: la zone 22, 32, 42 des figures 3A - 3C) au plan transverse de symétrie des moyens générateurs de plasma (surfaguide ou torche, le plan 100 de la figure 3B, perpendiculaire au plan de cette figure, ou le plan AA' de la figure 5A), coïncidant avec l'axe des moyens de génération de plasma (par exemple tube ou buse). Cet axe est le lieu où la puissance est extraite du guide pour être couplée au plasma. 111 est de préférence un multiple entier de Xgl/4, ce qui permet d'éviter les différences de phase qui seraient responsables de réflexions de l'onde. Ici, et dans toute la suite, 2g1 désigne la longueur d'onde dans le guide à crête (donc dans le 5 tronçon où l'énergie est concentrée et transmise au plasma) pour la distinguer de celle, 2,g, dans le guide standard, non muni de moyens d'adaptation d'impédance selon l'invention). l est la distance du plan transverse de symétrie indiqué ci- dessus, à l'extrémité adjacente du second transformateur d'impédance 124. En fait, sur les figures 3A - 3C, ce transformateur d'impédance 124 est constitué de la marche de la crête, marche qui est située à l'extrémité 29, 39, 49. Ce transformateur d'impédance pourrait avoir une autre forme, en particulier la même que celle du transformateur côté générateur, en coin graduel, ou en double quart d'ondes discret, etc... Toutefois, on conçoit que la terminaison abrupte de la crête selon une troncature droite, sousréserve qu'elle donne satisfaction sur le plan électrodynamique, soit la plus compacte. lu est également de préférence un multiple entier de Xgl/4 pour les mêmes raisons que celles indiquées ci-dessus. k5. ou k,. =1 est le facteur de transformation du second transformateur d'impédance (côté court-circuit), pour la configuration en coin graduel ou en marche abrupte (crête se terminant sur une section transverse droite, ce qui est le cas des figures 1C, 3A - 3C), respectivement. 1, est la distance entre le plan d'extrémité du transformateur (dans les cas exposés, la marche côté court circuit) et le plan du court- circuit d'extrémité en guide d'ondes. 1, est réglable par un court- circuit mobile (par exemple un plongeur mobile), que l'on peut utiliser lors de la mise au point de la source et que l'on peut rendre fixe ensuite. introduite par le court-circuit, référencée au plan d'extrémité du second transformateur. Elle peut être ajustée en faisant varier c'est-à-dire en déplaçant le court-circuit. L'admittance (ou l'impédance) d'entrée du surfaguide ou de la torche, normalisée par rapport à l'impédance caractéristique d'un guide d'alimentation standard, par exemple un guide à section rectangulaire creuse, s'écrit: = (z,,,=Y;,,)- Elle détermine la fraction de la puissance incidente réfléchie à l'entrée de l'applicateur: B,. = Yot,-' , avec t,. = tg est la susceptance z;n -1 z;,, +1 2 2 Y, -1 y;,, +1 PR PI On définit les caractéristiques d'accord comme en fonction de - . Ces caractéristiques PI K rendent également compte de la sensibilité de l'accord d'impédance à d'autres paramètres que 1s, et en particulier de l'admittance du plasma. L'admittance d'entrée réduite de la source yin peut être exprimée en fonction des admittances des différents éléments que l'on choisit d'assembler pour la constituer. yin va donc résultante de l'interstice chargé par le plasma, des rapports de transformation des deux transformateurs d'impédance et de facteurs de phase correspondant à la progression de l'onde dans le tronçon de guide à crête de section constante, sur des distances l et 11 qui vont en fait valoir +1, du fait des valeurs multiples de 2^,gi/4. Pour concevoir un applicateur, on choisit une configuration de base: le type générique comporte par exemple deux transformateurs (du côté de l'arrivée de la puissance depuis le générateur et du côté du court-circuit). On choisit également les valeurs de lm et 11,. On peut alors tracer des caractéristiques d'accord d'impédance théoriques à partir de différentes dépendre de l'admittance de couplage de l'énergie valeurs des paramètres susceptance normalisées de plasma) et kT pour étudier courbes, et notamment la gp, bp (conductance et l'interstice chargé par le leur effet sur la forme des valeur du minimum et la largeur de la plage de variation de 1, pour laquelle PR/PI est inférieure à une valeur fixée, de 10% par exemple. On établit alors une conjecture initiale des paramètres dimensionnels d'un applicateur à partir de données de la littérature sur des structures référencées dont on connaît les caractéristiques (guides de section standard, guides amincis, guides à crête, transformateurs...). et de calculs. On se référera utilement à l'ouvrage de J. Helszajn déjà cité. Une fois l'applicateur construit, en ajustant les paramètres des caractéristiques calculées sur les courbes expérimentales, on extrait des valeurs de gp, bp et k.,.. On obtient ainsi une indication sur la manière dont il faut modifier les cotes du dispositif pour que la caractéristique se rapproche, lors de l'essai suivant, de l'allure optimale souhaitée. On peut en outre comparer la valeur mesurée de kT à sa valeur théorique pour juger de l'adéquation et de la cohérence de la méthode. En fait, on dispose encore de degrés de liberté supplémentaires pour réaliser cette optimisation. Les transformateurs d'impédance réels sont généralement imparfaits et introduisent des discontinuités d'admittance résiduelles de sorte que leur effet n'est pas décrit simplement par le rapport de transformation k., ou k,. Un terme capacitif jBT est ajouté, dont l'effet est de déformer les caractéristiques d'accord. Au lieu de présenter une valeur relativement constante du minimum de PR/PI sur une plage de variation d'une certaine largeur, la courbe présente un fond incliné. On peut cependant compenser cet effet indésirable en ajoutant des éléments compensateurs inductifs JBc. Ces éléments sont présents sur les figures 4A et 4B. Physiquement, ils peuvent prendre différentes formes. On ne trouve pas l'équivalent de ces éléments dans la technologie d'applicateur à guide aminci telle que connue actuellement. Un exemple de réalisation est le suivant. Après essais il a été trouvé que la combinaison suivante offrait un bon compromis entre la qualité de l'accord d'impédance et la compacité (longueur totale du tronçon de guide à crête) . 111=À,4' , 112=' , k,.=1 (i.e. la crête se termine de manière abrupte du côté court-circuit). Le transformateur côté générateur est un coin graduel. De manière surprenante, on peut se passer d'une structure graduelle du côté du courtcircuit, sans altérer 15 l'électrodynamique du dispositif. Cela permet de réaliser un gain substantiel dans l'encombrement en longueur du dispositif, pour lequel on a déjà pris les valeurs minimales possibles de 111 et 112. En appliquant les lois classiques d'association des admittances entre le plasma et le guide standard d'entrée (supposant que les transformateurs d'impédance sont parfaits, c'est-à-dire qu'ils suppriment toute discontinuité apparente d'impédance pour les micro-ondes et donc qu'il ne se produit pas de réflexion à la transition), on a alors zin = k,.gp + jk,.(b,, -t. 1) d'où l'expression explicitée de la caractéristique d'accord: 10 ( bp ctg g') La puissance réfléchie minimum est alors: p -1)2 (g, k.,--' i (k,.gp+1r (gp+k,-1)2 et elle se produit pour la position normalisée du piston de court-circuit: / \'-(gp k,.-' 1- + bp ctg PR 2.g i) i z (g,, + k,.-) + min = 1 arcctg bp tir Un exemple d'applicateur de type surfaguide, selon l'invention, est représenté sur les figures 5A-5C, et est réalisé à partir d'une configuration à deux crêtes 23 entre lesquelles est concentrée l'énergie pour lancer l'onde de surface, ce qui ne change rien à l'analyse électrodynamique précédente. Cet arrangement permet de positionner verticalement la zone de concentration de l'énergie par rapport au plan médiateur du guide d'ondes standard, pour garder la même géométrie externe qu'avec l'applicateur classique à guide d'ondes aminci d'unités commerciales d'abattement à plasma (UPAS, pour Universal Plasma Abatement System ) et permettre la remise à niveau des systèmes sans autre modification. Les crêtes 23 comportent des orifices 25 de passage du tube déterminant la forme de l'interstice de lancement. La compensation d'impédance est obtenue en tronquant sur une certaine longueur, selon un plan transverse du guide d'ondes, l'extrémité du coin graduel 22 des deux crêtes 23 Dans la configuration présentée, la longueur du dispositif a été réduite au maximum, c'est- à-dire que les limite des brides 127, 129 de raccordement du guide coïncident juste avec les extrémités des transformateurs d'impédance. Le coin graduel 22 est tronqué du côté générateur et il y a une terminaison abrupte en section droite de la crête sur le côté 29 court-circuit. On constate que l'applicateur surfaguide à crête est plus facile à réaliser mécaniquement que l'applicateur surfaguide en guide aminci. Il suffit en effet de rapporter sur un tronçon de guide standard les deux crêtes 23 qui sont des pièces simples à usiner et de les fixer sur les grandes faces 20, 26 en vis-à-vis du guide par des vis ou par une soudure, assurant facilement un bon contact électrique. Les orifices 25 de passage du tube à onde de surface sont ménagés dans les crêtes. Les crêtes, n'occupant pas toute la largeur interne du guide (s La forme générale de l'applicateur selon l'invention se prête d'ailleurs à des modes de fabrication permettant de réduire le coût et le poids du dispositif. C'est ainsi qu'il est possible de réaliser une pièce d'un seul tenant usinée dans un bloc d'alliage léger par électro-érosion au fil. La figure 6 montre un exemple de caractéristiques d'accord d'impédance pour une source de plasma d'onde de surface atmosphérique construite sur un applicateur surfaguide, à guide selon l'invention. Plus précisément, le rapport PR/PI (puissance réfléchie sur puissance incidente) est donné en ordonnée, en fonction du rapport ls/Xg. Ces caractéristiques sont remarquables par la valeur minimale, proche de 0, du rapport PR/PI et par la largeur de cette zone où la puissance réfléchie est quasi nulle. On constate la très nette progression, représentée par les carrés noirs, par rapport à la caractéristique d'un applicateur à guide d'onde aminci et surfaguide classique, montrée en référence (points noirs). Une fois la mise au point terminée, l'applicateur est équipé d'un court-circuit fixe à la position optimale trouvée pour le court-circuit mobile, correspondant en général au milieu de la zone d'excursion de ls/%. g où PR/PI est inférieure à une certaine valeur, par exemple 5%. Cette qualité de l'accord d'impédance peut être exploitée d'une autre manière: en exploitation industrielle à haute puissance, le tube à onde de surface est fortement sollicité dans la zone de densité énergétique maximale au niveau de l'interstice de lancement. Pour augmenter la fiabilité à long terme, on peut optimiser la répartition de densité d'énergie à ce niveau en adaptant la géométrie de l'interstice de lancement. Cela n'était pas envisageable dans le cas de l'applicateur surfaguide classique car la qualité du couplage énergétique se dégradait très rapidement dès lors que l'on modifiait le diamètre des orifices, le rapport d'amincissement, l'épaisseur de paroi à l'interstice voire l'arrondi de son bord. Dans le cas de l'applicateur selon l'invention, l'accord étant beaucoup moins pointu, il est possible de trouver un compromis raisonnable avec la qualité du couplage énergétique. La structure générale d'un applicateur selon l'invention, pour une torche de type à injection axiale supportée en guide d'onde (TIAGO) se déduit de la même manière de la structure générique. En général, pour ce type de torche, on utilise un applicateur dissymétrique à une seule crête, 25 puisque la puissance n'est extraite par la buse de torche que d'un seul côté du guide. Dans le cas d'une torche de type à injection axiale supportée en guide d'onde (TIAGO) et d'un guide selon l'invention, la buse s'étend à partir du haut de la crête à travers la région de concentration de l'énergie avant de déboucher à l'extérieur du guide à travers l'orifice pratiqué dans sa grande face en regard. La buse avec son canal d'alimentation est fixée à la crête selon un montage mécanique assurant la continuité électrique, et permettant un démontage rationnel pour la maintenance. Un exemple de réalisation d'un applicateur selon l'invention est illustré sur la figure 7. La structure de l'extrémité de la buse n'est pas détaillée. Dans cet exemple, les moyens de compensation inductives comportent une tige conductrice 60 s'étendant depuis la face supérieure 24 de la crête jusqu'au contact galvanique avec la grande face 26 du guide en regard. L'axe de la tige coïncide sensiblement avec l'intersection du plan vertical médiateur du guide d'ondes et du plan transverse contenant l'extrémité droite de la crête du côté du court-circuit en guide. Cette tige est complétée par un plongeur 70 coaxial, réglable, à vis, situé dans le corps de la crête. Une fois la configuration optimale de réglage établie, la position du piston ou de la vis 25 peut être rendue fixe. Toute autre configuration que celle illustrée précédemment est a priori possible. Une zone confinée de concentration des micro-ondes et un interstice circulaire de couplage de l'énergie à un plasma sont situés dans un tronçon 24 de guide à crête de section constante, comportant soit un tube diélectrique à plasma d'onde de surface, soit une buse conductrice de torche à plasma. Le tronçon de section à crête constante s'étend de part et d'autre de l'axe de l'interstice sur des distances multiples entières de 4 quart de la longueur de propagation dans le guide à crête de la section considérée. Le tronçon de guide à crête est raccordé de part et d'autre au guide rectangulaire creux standard 10 20, 26 par deux transformateurs d'impédance. La torche représentée comporte une entrée 110 pour les gaz et, de l'autre côté de la paroi 20, une sortie 116 au niveau de la pointe de la buse qui laisse échapper le gaz dans lequel est entretenu le plasma, cette sortie comportant par exemple une pointe de buse équipée de trous 120, la base de la partie de la torche située dans la paroi 120 pouvant être entourée d'une entretoise 112 en matériau diélectrique, téflon ou céramique destinée a obturer mécaniquement l'interstice pour éviter la contamination de l'intérieur du guide d'onde par l'ambiance agressive régnant au niveau de la buse lors du traitement de gaz dangereux, tout en permettant le passage de la puissance micro-ondes. Un dispositif selon l'invention peut être en effet mis en oeuvre dans le cadre d'un procédé de traitement de gaz, comportant des impuretés, dans lequel on soumet le gaz à pression sensiblement atmosphérique, à une décharge plasma. Le gaz traité est par exemple un gaz rare à épurer contenant un gaz perfluoré (PFC) ou hydrocarboné ou hydrofluorocarboné (HFC), ou comportant des effluents gazeux issus d'un procédé de production ou de croissance ou de gravure ou de nettoyage ou de traitement de semi- conducteurs ou de couches minces semi-conductrices ou conductrices ou diélectriques ou de substrats, ou comportant des effluents gazeux issus d'un procédé de production ou de croissance ou de gravure ou de nettoyage ou de traitement de couches minces en silicium ou alliages de silicium. Un dispositif selon l'invention peut également être mis en oeuvre avec une source comme décrite dans EP 874 537. Selon l'invention, la zone de concentration des micro-ondes correspond à un espace confiné déterminé entre le haut de la crête et la grande face opposée correspondante du guide d'ondes. Dans une variante, illustrée notamment en figure 2, il y a deux crêtes s'étendant chacune à partir d'un des grandes faces du guide et la zone de concentration des micro-ondes se trouve entre les deux crêtes. Cette configuration permet de placer à une cote différente l'interstice de lancement et donc d'ajuster le placement du tube à décharge par rapport au guide pour s'adapter à des contraintes d'encombrement externes. Un tronçon de guide à crête selon l'invention présente, par rapport au guide standard 30 aminci du cas précédent, de meilleures caractéristiques de propagation et des conditions d'accord d'impédance plus larges. Tout comme dans le cas du guide aminci, on peut raccorder un tronçon de guide à crête de section constante, où s'effectue la concentration des micro-ondes, à un guide standard rectangulaire creux, en prévoyant une structure intermédiaire de transformation d'impédance entre les deux. Il est aussi possible d'alimenter la source de plasma par un guide à crête de section constante depuis le générateur, mais il se trouve que les matériels et composants micro-ondes commerciaux sont en général construits sur le guide rectangulaire creux standard. A la différence des dispositifs connus il n'est pas nécessaire de prévoir une transition graduelle du côté du court-circuit d'accord d'impédance. On peut donc terminer la crête en marche abrupte sur une section transverse, comme illustré ci-dessus. Cela permet de simplifier et raccourcir la structure. Ceci ne fonctionnerait pas dans le cas d'un guide aminci où l'on a obligatoirement besoin des deux transitions graduelles. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) excitateur à plasma micro-ondes, comportant. - un guide d'ondes, dans lequel sont disposés des moyens (2, 12, 14, 22, 24, 32, 34, 42, 44), pour concentrer les micro-ondes, - des moyens (110, 112, 120, 114) de couplage de la puissance micro-ondes pour engendrer un plasma, disposés dans une zone de concentration des micro- ondes. 2. Dispositif selon la revendication 1, les moyens pour concentrer les micro-ondes comportant des moyens de transformation d'impédance entre un premier côté (7, 27, 37, 47), dit côté générateur, et un deuxième côté (9, 29, 39, 49), dit côté court-circuit. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, les moyens pour concentrer les micro-ondes comportant une zone (22, 42) à transition d'épaisseur graduelle. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, les moyens pour concentrer les micro-ondes comportant des moyens transformateurs discrets (32) de type double quart d'onde. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, les moyens pour concentrer les micro-ondes comportant une zone à transition abrupte entre la première partie et la deuxième partie. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, comportant au moins une crête (2, 23) s'étendant le long d'une face longitudinale du guide. 7. Dispositif selon la revendication 6, comportant deux crêtes s'étendant depuis deux faces longitudinales opposées (6, 10, 20, 26, 30, 36, 40, 46) du guide. 8. Dispositif selon la revendication 7, les deux crêtes étant symétriques l'une de l'autre. 9. Dispositif selon la revendication 7, les deux crêtes n'étant pas symétriques l'une de l'autre. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, le guide ayant une largeur (a), les moyens pour concentrer les micro-ondes une largeur (s), avec a > s. 11. Dispositif selon la revendication 10, le rapport s/a étant compris entre 0,3 et 0,6. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, le guide d'ondes comportant un côté générateur (7, 27, 37, 47) et un côté court- circuit (9, 29, 39, 49), et les moyens pour concentrer les micro-ondes ayant une terminaison graduelle du côté générateur et une terminaison abrupte, en section droite de la crête côté court-circuit. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, les moyens pour engendrer un plasma comportant une source de plasma de type torche micro-ondes à injection axiale ou une source de plasma de type à onde de surface. 14. Procédé de traitement de gaz, comportant des impuretés, dans lequel on soumet le gaz à pression sensiblement atmosphérique, à une décharge d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 13. 15. Procédé selon la revendication 14, le gaz traité étant un gaz rare contenant un gaz perfluoré (PFC) ou hydrocarboné ou hydrofluorocarboné (HFC). 16. Procédé selon l'une des revendications 14 ou 15, le gaz traité comportant des effluents gazeux issus d'un procédé de production ou de croissance ou de gravure ou de nettoyage ou de traitement de semiconducteurs ou de couches minces semi-conductrices ou conductrices ou diélectriques ou de substrats. 17. Procédé selon la revendication 16, le gaz traité comportant des effluents gazeux issus d'un procédé de production ou de croissance ou de gravure ou de nettoyage ou de traitement de couches minces en silicium ou alliage de silicium.