[發明專利]用于借助微波生成等離子體的裝置

有效

• 申請號: 201080061090.5
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN103003913A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: H.米格;K-M.鮑姆格特納;M.凱澤;L.阿爾貝茨
• 申請（專利權）人: 米格有限責任公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;李家麟

技術領域

本發明涉及一種用于借助微波生成等離子體用來對襯底進行CVD涂層的裝置，其中，裝置具有反應氣體可被輸送到的真空箱和布置在其中的、與用于耦合輸入微波的裝置相連接的電導體。

背景技術

除了從實踐中公知的蒸發或濺射技術之外，也可以使用基于化學氣相沉積的涂層方法用于制造薄層。以下也將這樣的涂層方法稱作為CVD方法（來自英語：chemical?vapour?deposition（化學氣相沉積））。由于來自氣相的化學反應而在襯底的所加熱的表面上沉積固體組分。至少一種氣體狀原始化合物和兩種反應產物必須參與化學反應，所述反應產物中的至少一種以固體相存在。用CVD涂層方法也可以在襯底的復雜成形的表面情況下實現均勻的涂層。

通過等離子體輔助的化學氣相沉積，可以減小襯底的溫度負荷。為此目的，相鄰于襯底表面地例如用微波生成等離子體，以便由等離子體激發原始化合物（通常是反應氣體），并且輔助對于涂層所需要的化學反應。

在用于CVD涂層的公知的裝置中（DE?38?30?249?C2），通過多個用于耦合輸入微波的矩陣形布置的裝置在要涂層的襯底表面之上生成大面積的等離子體。在此，將矩陣形地布置在平面中的耦合輸入裝置的巨大的結構耗費看作為缺點，所述耦合輸入裝置是需要的，以便可以生成平面的和盡可能均勻的等離子體場。

從DE?39?26?023?C2中公知一種管形的外導體，該外導體經由在外導體上沿著軸向伸展的縫隙形開口耦合到要涂層的襯底所位于的反應室上。在管形的外導體中，可以通過耦合輸入微波脈沖形式的微波能量來生成等離子體，所述等離子體在外導體的縫隙形開口的附近激發反應氣體，并且輔助或能夠實現襯底的CVD涂層。

上述的裝置不適用于或僅有限制地適用于，將由導電材料制成的涂層生成到襯底上。用等離子體輔助的或進行的化學反應導致，也在對于等離子體生成所需要的組分的區域中沉積導電的涂層，該導電的涂層在短時間之后導致短路，或至少可能影響通過微波對等離子體的生成。一旦不再能確保由微波所生成的等離子體與導電的微波導體在空間上分開，則不再能形成空間上傳播的微波，使得等離子體生成被中斷。

發明內容

因此看作為本發明任務的是，如此設計一種用于借助微波生成等離子體用來使用于襯底的CVD涂層方法的裝置，使得用導電的材料也可以對襯底涂層。附加地線性延伸的盡可能均勻的等離子體生成也應是可能的，以便輔助盡可能同樣的涂層。

根據本發明如下來解決該任務，即電導體在其兩個端部處分別與用于耦合輸入微波的裝置相連接，電導體與電壓源相連接，用該電壓源可以在電導體和周圍的真空箱之間生成電位差，并且電導體相對于用于耦合輸入微波的裝置電絕緣或脫耦。

由于電導體相對于真空箱和位于其中的反應氣體的電位差，圍繞電導體生成電場，使得帶電的粒子要么移向電導體，要么被電導體排斥。形成包圍電導體的區域，較少的或幾乎沒有帶電的粒子逗留在該區域中，由此能夠實現或輔助等離子體的形成。同樣可以設想，通過施加高頻交流電壓生成快速交變的電場，使得諸如電子的輕易可移動的粒子移向電導體，和經由該電導體引出，或被電導體排擠，并且形成電子的貧化區，而重的和不能移動的離子幾乎不受快速交變的電場影響。合適的頻率范圍是1至200?MHz之間的無線電頻率的范圍。

通過電導體相對于微波的耦合輸入的電的或電流的絕緣，確保圍繞電導體的電場生成不明顯影響微波的生成。也可以設置可能在商業上可買到的直通濾波器（Durchgangsfilter）來代替電的或電流的絕緣，該直通濾波器將微波饋入從電導體脫耦。

以下僅僅示例性地從電導體的負電位出發來闡述本發明思想的其它的實施方案和擴展方案，并且也可以以類似的方式在電導體的正電位的情況下或在施加高頻交流電壓的情況下來實現。

由于電導體的負電位，來自圍繞電導體所生成的等離子體中的電子遠離電導體地在徑向上被排擠，并且以由負電位所預先給定的間距圍繞電導體聚集。等離子體的包圍電導體的電子與電導體一起形成同軸導電裝置，耦合輸入的微波可在所述同軸導電裝置中傳播。通過在電導體的兩個端部處耦合輸入微波，所耦合輸入的微波能量可以在很大程度上均勻地沿著電導體分布，并且導致生成相應均勻的等離子體。