直列式涂覆設備制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備包括至少一個加工室，該加工室具有在基底穿過該加工室的輸送方向依次安排的至少兩個等離子體源。本發(fā)明專利技術的目的是提供這樣一種直列式等離子涂覆設備，這種設備能夠進行高質(zhì)量的多層式層和/或梯度層的連續(xù)、大表面的、并且有效的沉積。為此，提供了這樣一種直列式等離子體涂覆設備，其中該至少兩個等離子體源是在不同激發(fā)頻率下工作的不同等離子體源。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】直列式涂覆設備本專利技術涉及一種用于等離子體增強的化學氣相沉積的直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備包括至少一個加工室，該加工室具有在基底穿過該加工室的運輸方向上順序地安排的至少兩個等離子體源。以上提及的屬類的設備已經(jīng)在微電子裝置中使用一段時間了，例如，用于基底的涂覆。在這種情況下，這些基底穿過該加工室并且在這種情況下穿過這些單獨的等離子體源，這些等離子體源在各自的情況下被設計并且被設置成使得具有均勻品質(zhì)和特性的多個相同的、均勻的層被沉積在這些基底上。此外，用于在基底上沉積多層式層的設備以及用于大面積沉積多層式層的直列式設備也是現(xiàn)有技術中已知的。迄今為止所使用的設備已經(jīng)針對不同的應用領域在非常不同的、專門化的方向上得到了發(fā)展。舉例而言，存在著用于研究目的的高度靈活的實驗室設 備、包括用于微量電子裝置的高度專門化的涂覆模塊的設備、用于涂覆塑料透鏡和眼鏡的設備、以及用于建筑玻璃板、薄膜或太陽能電池的大面積涂覆的專門設備。在這種情況下，使用單獨的薄層或多層式層來改進絕熱作用、增加反射或減少反射或者用于對表面進行鈍化。為了生產(chǎn)性制造多層式層，對每個層使用一個分開的加工室，或者在一個加工室中將這些層以一種不連續(xù)的分批方法順序地(即，以不同涂覆過程的臨時序列)施加在這些 基底上。如果使用包括多個加工室的直列式等離子體涂覆設備，那么可以連續(xù)地沉積具有不同層特性的不同層。在各個單獨的加工室中使用特定的氣體和氣體混合物以及具有特定電氣工作條件的相同等離子體源。在這種情況下，每個單獨的層要求一個加工室，該加工室具有專門針對所述層優(yōu)化了的優(yōu)化的加工條件。為了避免加工氣體的夾帶，在這些單獨的加工室中使用具有專用的泵系統(tǒng)和真空閥的分開的室。在此的缺點是，那么這些基底在這些單獨的加工室之間的連續(xù)輸送是不可能的。這些基底必須在單獨的加工室中等待，直到已經(jīng)實現(xiàn)用于輸送到后續(xù)加工室中的必要的清潔度。然而在由多個必須在層的組成方面相對于彼此具有小變化的單獨層構成的多層式層的情況下，這樣一個程序是耗時間的并且減少了可能的基底通過量。此外，由于這些單獨的加工室之間必須的過程中斷，另外的污染物 還可以到達已經(jīng)被涂覆的基底，并且例如由于在層中或單獨層的表面上反應性鍵和自由鍵的存在，這些層可能在將它們于后續(xù)加工室中被進一步加工之前發(fā)生變化。通過這些已知的設備概念不能生產(chǎn)梯度層或者僅僅能困難地進行生產(chǎn)。為了在CVD設備中生產(chǎn)多層式層，通過例如不同的氣體、不同的氣體混合物或其他適合的不同參數(shù)來生產(chǎn)單獨的層。在用于物理氣相沉積的設備(PVD設備)中，可以通過使用相同的真空或相同的濺射氣體來生產(chǎn)由不同的材料構成的層。因此，在PVD設備的情況下，更有可能在一個室中生產(chǎn)多個層。因此，例如文獻G 94 07 482. 8描述了這樣一種PVD設備，其中在一個加工室中安排了多個濺射陰極。CVD設備對于層的生產(chǎn)使用了液體或氣態(tài)的起始物質(zhì)，這些物質(zhì)是有待沉積的層材料的化學化合物。為了提供這些化學化合物，必須考慮許多種具體的特殊特征。因此，經(jīng)常專門地計劃和執(zhí)行一種用于生產(chǎn)特定層的CVD設備。靈活使用一種用于生產(chǎn)多層式層的CVD設備通常是技術上復雜的。舉例而言，文獻WO 2007/051457A2描述了一種用于在娃太陽能電池上生產(chǎn)一個兩層的減反射涂層的直列式設備。在這種情況下，通常使用分開的室來生產(chǎn)每個部分層。然而，還提及了一個可能的示例性實施方案，其中在一個室中通過等離子體增強的CVD技術沉積第一部分層并且通過濺射方法(PVD)在該真空室中的另一個部分中生產(chǎn)第二部分層。然而，濺射沉積和CVD沉積在一個室中的組合是不利的，因為CVD沉積和PVD沉積要求不同的工作氣體，并且用于CVD沉積的工作氣體必須在PVD沉積之前被完全泵走，這是費時的并且昂貴的。PVD層還具有在CVD層基礎上的一些基本的缺點；舉例而言，在結構化的基底的情況下或者在基底上由于蔭蔽而存在顆粒的情況下，可能出現(xiàn)不充分的涂覆。本專利技術的目的是提供一種以上提及的屬類的直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備能夠進行高品質(zhì)的多層式層和/或梯度層的連續(xù)的、大面積的、并且有效的沉積。這個目的是根據(jù)本專利技術通過上述屬類的設備實現(xiàn)的，其中至少兩個等離子體源是不同的等離子體源，其中該至少兩個等離子體源是在不同激發(fā)頻率下工作的等離子體源。在一個加工室中，沉積的重要工藝參數(shù)可以僅僅針對整個室一起進行設置，這些是例如壓力以及限制性地還有溫度以及氣體組成。然而，通過使用具有不同等離子參數(shù)的不同等離子體源，根據(jù)本專利技術的直列式涂覆設備使之有可能在該室中占主導的條件下同時沉積多個不同的層或者多個具有隨其厚度變化的層特性的層，即，梯度層。在這種情況下，根據(jù)本專利技術，將這些等離子體源根據(jù)所希望的層順序和/或層特性而進行選擇并且安排在該設備中的。對于一個涂層，涂層存在很多的要求，其中這些要求經(jīng)常相矛盾。舉例而言，對于高涂覆速率的要求經(jīng)常與高的層品質(zhì)的要求不合。當生產(chǎn)僅一個層時，這個沖突必須通過折中來解決。當生產(chǎn)多個薄層而不是一個厚層時，這個要求清單中這些單獨的要求可能遍布這些單獨的層，并且對該涂層制訂的要求清單可以全部通過多個部分層更好地得到滿足。為了滿足對涂層制訂的要求清單，通常有可能沉積由多個彼此僅具有小變化的單獨層構成的多層式層。這些小變化可以在于例如層組成、化學計量比、密度、純度、或粗糙度。本專利技術通過不同等離子體源在單一加工室中的特殊安排并且通過這些不同等離子體源的適當?shù)牟煌僮鲗崿F(xiàn)了這個生產(chǎn)多個僅略微不同的層的目的。根據(jù)本專利技術，這兩個不同的等離子體源的不同之處在于它們的操作頻率不同。不同的等離子體頻率對等離子體中載荷子的能量分布、對自由基的形成、并且最后對于通過該等離子體生產(chǎn)的層的特性有著顯著影響。在本專利技術的一個有利的實施方案中，該至少兩個等離子體源中的至少一個是以脈沖激發(fā)頻率來操作的等離子體源。所產(chǎn)生的層的特性可以受到這些等離子體源的不同脈沖參數(shù)的顯著影響。舉例而言，可以向對應的等離子體源施加不同的脈沖頻率、峰值功率和/或不同的脈沖接通持續(xù)時間。因此這個實施方案特別適合用于生產(chǎn)多層式層和/或梯度層。在根據(jù)本專利技術的直列式涂覆設備的一個適宜的實施方案中，使用了至少兩個等離子體源，其中至少一個第一等離子體源以低頻率(即，在直流與IOOMHz之間)工作，并且至少 一個第二等離子體源在IOOMHz與幾個GHz (S卩，處于微波范圍內(nèi))之間工作。具有低頻率的等離子體源可以產(chǎn)生具有高達200eV的高動能的離子。可以使用所述離子來例如在該基底上實現(xiàn)高粘附強度的層、或者沉積具有高密度的層。相比之下，微波等離子體沉積的強度在于有效的前體活化以及高的沉積速率。因此，這些微波等離子體源特別適合于產(chǎn)生強粘性的厚層并且滿足通過量的要求。在根據(jù)本專利技術的直列式涂覆設備的一個 特別優(yōu)選的實施方案中，該第一等離子體源是一個在50KHz到13. 56MHz的范圍內(nèi)工作的等離子體源，并且該第二等離子體源是一個在915MHz到2. 45GHz的范圍內(nèi)工作的等離子體源。在這些頻率范圍內(nèi)，現(xiàn)存有成熟的、市售的等離子體源，這樣根據(jù)本專利技術的直列式涂覆設備能以高品質(zhì)得到。按照根據(jù)本專利技術的直列式涂覆設備的一個適宜的變體，該至少一個以低頻率工作的第一等離子體源在基底穿過該加工室的輸送方向上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.01.04 DE 102010000001.91.一種用于等離子體增強的化學氣相沉積的直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備包括至少一個加工室(1，2)，該加工室具有在基底(13)穿過該加工室(1，2)的輸送方向上依次安排的至少兩個等離子體源，其特征在于該至少兩個等離子體源是不同的等離子體源(6，7)，其中該至少兩個等離子體源(6，7)是在不同的激發(fā)頻率下工作的等離子體源。2.如權利要求I所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6，7)中的至少一個是以脈沖激發(fā)頻率來工作的等離子體源。3.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體 源(6、7)具有至少一個在直流直至IOOMHz的范圍內(nèi)工作的第一等離子體源(6)以及至少一個在IOOMHz到幾個GHz的范圍內(nèi)工作的第二等離子體源(7)。4.如權利要求3所述的直列式涂覆設備，其特征在于該第一等離子體源(6)是在50KHz到13. 56MHz的范圍內(nèi)工作的等離子體源，而該第二等離子體源(7)是在915MHz到2. 45GHz的范圍內(nèi)工作的等離子體源。5.如權利要求3或4所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少一個第一等離子體源(6)在這些基底(13)穿過該加工室(1，2)的輸送方向上被安排在該至少一個第二等離子體源(7)的上游。6.如權利要求3到5中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少一個第一等離子體源(6)是一個RF等離子體源或ICP等離子體源，并且特征在于該至少一個第二等離子體源(7)是一個微波等離子體源。7.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6，7)包括線性可擴縮的等離子體源。...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：J·邁，赫爾曼·施勒姆，T·格羅斯，D·德科爾，M·格利姆，
申請(專利權)人：德國羅特·勞股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：