專利名稱：具有可移動(dòng)遮蔽的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于涂布裝置的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其具有主表面彼此相對的固定第 一電極以及第二可移動(dòng)電極，其中，第二電極可沿平行于相對主表面的平面移動(dòng)。此外，本發(fā)明還涉及具有相應(yīng)的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)的用于等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積 的相應(yīng)的涂布裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中公知等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)，其被廣泛應(yīng)用于對表面進(jìn) 行涂布或改變的各種不同應(yīng)用領(lǐng)域。對于涉及結(jié)構(gòu)釉化以及制造薄層太陽電池模塊的應(yīng)用 領(lǐng)域，著眼于涂布的涂層的均一性，需要以極高的品質(zhì)來涂布大面積涂層。為了實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的均一涂層，特別是在電極具有較大表面積的情況下，需要電極的 狀態(tài)或特性在整個(gè)電極表面上均一化。不僅對于電勢分布或電場分布如此，對于溫度分布 以及呈化學(xué)汽相沉積所需的反應(yīng)氣體形式的材料分布亦然。因此，現(xiàn)有技術(shù)中公知使用所謂蓮蓬頭型電極，其中，電極表面具有多個(gè)出口開 口，氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)可通過該出口開口被引入涂布空間，或在對應(yīng)的等離子體增強(qiáng)CVD涂布 法中被引入等離子體空間。由此確保了氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物在整個(gè)電極表面以及整個(gè)布層表面上 的均勻分布，由此盡可能地實(shí)現(xiàn)均一性。為了實(shí)現(xiàn)電極上的均勻溫度分布，現(xiàn)有技術(shù)還提出了對應(yīng)的加熱及/或冷卻裝 置，通過該裝置，可在電極上設(shè)定均一的溫度分布。但是，在與蓮蓬頭型電極連接時(shí)會(huì)產(chǎn)生 問題，即，發(fā)現(xiàn)設(shè)置對應(yīng)的氣體分布空間會(huì)導(dǎo)致電極上的溫度傳導(dǎo)較差。為了實(shí)現(xiàn)均一的涂層，DE 10010016提出了一種反應(yīng)室以及額外設(shè)置在真空室內(nèi) 的清潔室，其中，反應(yīng)室也可形成為與襯底承載體或由襯底承載體形成的電極具有相同電 勢的遮蔽。DE 3918256A1也提出了一種PECVD法中的遮蔽。但是，這些現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案在高構(gòu)造難度及其他希望的特性方面存在缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于涂布裝置(具體指用于層的PECVD沉積的 涂布裝置)的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，利用其可實(shí)現(xiàn)均一的大面積涂層，其中，同時(shí)使制造相應(yīng)的裝 置以及用于操作這些設(shè)置結(jié)構(gòu)的困難度較低。上述目的通過具有權(quán)利要求1的特性的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)以及具有權(quán)利要求25的特 性的涂布裝置而實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求界定了優(yōu)選實(shí)施例?；谝韵掳l(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明，即對于用于進(jìn)行PECVD涂布的涂布裝置的電極設(shè)置 結(jié)構(gòu)，如果至少部分地設(shè)置電遮蔽以確保有利的電場或電勢分布，則可有利地實(shí)現(xiàn)均一涂 層。根據(jù)本發(fā)明，該電遮蔽應(yīng)當(dāng)對電極之間的空間(其中點(diǎn)燃用于增強(qiáng)等離子體增強(qiáng)CVD 沉積的等離子體)，即等離子體及/或涂布空間構(gòu)成限制。因此，電遮蔽至少部分地設(shè)置在相對于電極的主表面橫向行進(jìn)的一個(gè)端面的位置，使得電遮蔽能夠設(shè)置在數(shù)個(gè)端面處或圍 繞電極。對于電場或電勢分布的可變調(diào)節(jié)，本發(fā)明提出形成遮蔽的至少一部分使得其可移 動(dòng)。特別在其中用作襯底支撐件的一個(gè)電極被設(shè)計(jì)為可移動(dòng)的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)中，上述設(shè)置 具有允許簡單地進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，至少部分可移動(dòng)的遮蔽使得電遮蔽能夠經(jīng)由遮蔽的可移動(dòng)部分連接至 可移動(dòng)電極，即，襯底支撐件，使得連接導(dǎo)電并且遮蔽可被設(shè)置為相同電勢。因?yàn)殡姌O設(shè)置結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)電極被優(yōu)選地設(shè)置為地電勢，故也可以簡單方式將遮 蔽設(shè)置為地電勢。為了界定等離子體及/或涂布空間，遮蔽可至少部分地伸出超過電極的端面，并 沿反電極的方向呈細(xì)長形。此外，遮蔽還可沿相反方向伸出超過電極。遮蔽可完全或部分地由導(dǎo)電材料形成，此外，其也可被形成使得其不導(dǎo)電。例如可 通過涂布不導(dǎo)電材料或通過由導(dǎo)電及不導(dǎo)電部件制成的多部件遮蔽來實(shí)現(xiàn)。遮蔽的不導(dǎo)電設(shè)置結(jié)構(gòu)可在電極之間設(shè)置在面向等離子體及/或涂布空間的一 側(cè)，使得可避免經(jīng)由與遮蔽的接觸從等離子體對充電粒子進(jìn)行放電。遮蔽也可由多個(gè)部件制成，使得數(shù)個(gè)部件整體構(gòu)成遮蔽。例如，作為遮蔽的一部分，可形成與電極相鄰設(shè)置并用于去除過剩反應(yīng)產(chǎn)物或反 應(yīng)氣體的抽吸通道?？赏ㄟ^可橫向移動(dòng)(特別是垂直于電極的主表面)的可移動(dòng)接觸元件來實(shí)現(xiàn)遮 蔽的至少部分可移動(dòng)設(shè)置結(jié)構(gòu)，以使得經(jīng)由相應(yīng)的移動(dòng)，其可與電極進(jìn)行接觸，然后脫離接 觸。在此方式，具體而言，接觸元件以及遮蔽可與可移動(dòng)電極進(jìn)行接觸，并且遮蔽可與可移 動(dòng)電極(即，襯底支撐件)發(fā)生短路，由此兩者均被優(yōu)選地設(shè)置為地電勢。在圍繞電極設(shè)置 結(jié)構(gòu)的遮蔽被形成為環(huán)狀或框形的情況下，可移動(dòng)接觸元件也可被形成為環(huán)狀或框形。
除了通過設(shè)置遮蔽可帶來有利的電勢分布或電場分布，為了可在電極上對均一溫 度分布進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)選地可由數(shù)個(gè)由導(dǎo)熱材料制成并相互實(shí)現(xiàn)全表面接觸的分布板來形成 固定電極，該固定電極可形成為蓮蓬頭型電極以使反應(yīng)氣體均勻分布。這里，全表面意指， 除了板內(nèi)的必不可少的的分配通道之外，在分布板之間不設(shè)置諸如氣體室、混合室或分配 室的腔體。分布板的這種全表面接觸的效果在于確保良好的導(dǎo)熱性，使得在電極中可實(shí)現(xiàn) 良好的溫度均勻。通過額外的冷卻及/或加熱裝置(利用該裝置可調(diào)節(jié)并調(diào)整或控制電極 的溫度)，可以在電極處設(shè)定均勻的規(guī)定溫度。為了提高分布板相互之間的導(dǎo)熱性，還可在分布板之間設(shè)置導(dǎo)熱元件，該元件能 夠沿分布板的界面均勻分布。具體而言，導(dǎo)熱元件可以是用于連接分布板的諸如螺絲以及 鉚釘?shù)冗B接元件。因此，這些連接元件可由諸如相應(yīng)金屬的導(dǎo)熱材料制成。


利用附圖，通過以下對實(shí)施例的詳細(xì)說明可了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特性以及特 征。附圖通過剖視圖純粹以示意性方式示出了涂層或具有本發(fā)明的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)的真空室 的一部分。
具體實(shí)施例方式附圖示出了真空室壁1的一部分，其具有電極開口 2，電極開口 2內(nèi)插入第一電極3。電極3由數(shù)個(gè)板4至6構(gòu)成，并經(jīng)由外周密封件或絕緣體11容納在真空室壁1的 電極開口 2內(nèi)。相對電極3是反電極18，其也起用于待被涂布襯底17的襯底承載件的作用。此 外，布置在室壁1中的電極3連接至高頻或超高頻(HF/UHF)電壓源9，由此確保了電極3與 高電勢接觸，并且反電極18被設(shè)置到地電勢(未示出)。由水平雙向箭頭所示，襯底支撐件或反電極18可平行于電極13及18的主表面移 動(dòng)或偏移以使待被涂布的襯底17可相對于用于實(shí)施涂布的電極3布置。襯底17經(jīng)由襯底 支撐件或反電極18被傳輸進(jìn)入真空室并再次從其被移除或通過真空室被移動(dòng)。例如，襯底 支撐件18也可用于使襯底連續(xù)地移動(dòng)進(jìn)入多個(gè)涂布室或涂布工站以及常規(guī)處理工站。此 外，通過襯底支撐件18，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)涂布，即，襯底連續(xù)移動(dòng)的涂布，而非僅可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)或 靜止涂布，即，襯底17不移動(dòng)的涂布。因?yàn)橥ㄟ^HF/UHF電壓源9施加在電極3上的高頻電勢的原因，可在電極3與反電 極18之間的空間內(nèi)點(diǎn)燃等離子體，該等離子體可增強(qiáng)材料在襯底17上的沉積。反應(yīng)物經(jīng) 由氣體源7以氣態(tài)物質(zhì)形式(反應(yīng)氣體)被引入真空室1。電極3用作所謂蓮蓬頭型電極， 用于對經(jīng)由氣體源7引入的氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行分配。為此，電極包括具有分配通道(未示出) 的電極板4至6，由此確保了反應(yīng)氣體在整個(gè)電極表面上的分布，由此可確保反應(yīng)氣體在涂 布空間16中的均一分布。盡管示出氣體源7僅具有一條供應(yīng)管路并且閥8設(shè)置在其中，但 無需多言氣體源也可具有數(shù)條供應(yīng)管路，并具有諸如流動(dòng)控制器等的相應(yīng)切斷裝置等。設(shè)計(jì)作為蓮蓬頭型電極3的的分布板4至6的電極板被形成使得在向最終的分布 板6中的多個(gè)出口開口(未示出)進(jìn)行分配期間可確保供應(yīng)氣體的均一分布。為此，設(shè)置 了多個(gè)分支分配通道(未示出)。為了將電極3設(shè)定至控制溫度，設(shè)置了冷卻及/或加熱裝置10，通過該裝置，可進(jìn) 行溫度控制，即對電極3的加熱及/或冷卻。因?yàn)殡姌O3設(shè)置在真空室的真空室壁1中，故無需高成本的真空供應(yīng)等就可實(shí)現(xiàn) 對冷卻/加熱電路的設(shè)置。為了確保均一溫度分布，設(shè)計(jì)了電極3的分布板4至6以利于良好的熱傳導(dǎo)。一 方面，這可通過由具有高導(dǎo)熱性的材料(例如，諸如銅等的相應(yīng)金屬材料)形成分布板4至 6來實(shí)現(xiàn)。另一方面，該設(shè)計(jì)可確保分布板之間的傳導(dǎo)，即，設(shè)置分布板4至6的抵靠表面的 界面的面積以實(shí)現(xiàn)良好的熱傳導(dǎo)。一方面，這可通過(除了分配通道部分)盡可能多地進(jìn) 行腔的分布使得板材料盡可能實(shí)現(xiàn)全表面接觸來實(shí)現(xiàn)。另一方面，在各個(gè)板4至6之間設(shè) 置未進(jìn)一步詳細(xì)示出的導(dǎo)熱元件來確保良好的熱傳導(dǎo)。例如，可通過諸如螺絲及鉚釘?shù)认?應(yīng)的連接元件來形成導(dǎo)熱元件。設(shè)置在真空室壁開口 2的位置處的密封件或絕緣體11用于實(shí)現(xiàn)對電極開口 2中 的電極3的真空密封設(shè)置以及相對也被設(shè)置為地電勢的真空室壁1對電極3的電絕緣。在電極3的端面的區(qū)域中，設(shè)置外周環(huán)形元件12作為電遮蔽的一部分，使得環(huán)形 元件12也通過絕緣體11相對于電極3或相鄰分布板5及6電絕緣。環(huán)形元件12可以是 圓形元件或呈任意形式的任何圓周框，例如矩形或大致多邊形框。
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至少部分由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電遮蔽12用于在等離子體或涂布空間16中以及襯底 17處實(shí)現(xiàn)有利的電勢分布。除了與電極3的絕緣體11直接接觸的環(huán)形元件12之外，該遮 蔽還包括抽吸通道13的抽吸通道壁19的一部分，其也圍繞真空室1處的電極3的外周設(shè) 置。此外，該遮蔽包括可移動(dòng)接觸元件14，其可移動(dòng)地連接至抽吸通道壁19，具體而言，如 雙向箭頭所示，其可沿接近及遠(yuǎn)離襯底18的方向移動(dòng)。在附圖左側(cè)示出接觸元件14與襯 底支撐件18接觸，在附圖右側(cè)示出接觸元件14處于遠(yuǎn)離襯底支撐件18的縮回位置。但 是，這樣圖示僅用于說明目的。在實(shí)際情況下，圖中所示的接觸元件14的部件當(dāng)然可同步 移動(dòng)，因?yàn)槠鋬?yōu)選地形成為圍繞或包圍電極3的框或環(huán)形元件。通過由環(huán)形元件12、抽吸通 道壁19的一部分以及接觸反電極18或襯底支撐件18并使反電極18與真空室壁1短路的 接觸元件14構(gòu)成的遮蔽，可將室壁1以及由環(huán)形元件12、抽吸通道壁19及接觸元件14以 及反電極18構(gòu)成的遮蔽均設(shè)置為地電勢。由此實(shí)現(xiàn)在涂布及/或等離子體空間16中及襯 底17上的有利的電勢分布。為了避免在電遮蔽與等離子體空間16之間的直接電接觸，遮蔽面向等離子體空 間的一側(cè)可以涂層、襯里或任何其他多部件設(shè)計(jì)形式來設(shè)置電絕緣材料，使得由等離子體 空間16承載的電荷不會(huì)直接經(jīng)由遮蔽放電，而僅在等離子體空間16內(nèi)及周圍形成有利的 電勢分布或電場分布。由此特別對于大面積襯底17可實(shí)現(xiàn)極為均一的涂層。上述設(shè)置在電極3周圍的抽吸通道13被用于抽吸過剩的反應(yīng)氣體及產(chǎn)物，其可經(jīng) 由開口 3從真空室被移除。盡管在附圖中并未示意性地示出，但抽吸開口 3當(dāng)然也可被密 封。圓形抽吸通道13還具有圍繞電極3的圓形抽吸開口 15，該開口在電極3的端面位 置面向等離子體或涂布空間16。通過上述電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了具有上述電極設(shè)置結(jié)構(gòu)的涂布裝置，其能夠執(zhí)行 等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)，其中，通過特定電勢或電場的場分布、對電極3的均 一溫度設(shè)定以及經(jīng)由蓮蓬頭型電極3的均一氣體供應(yīng)，即使在較大面積的襯底17上也可以 實(shí)現(xiàn)均一涂層。盡管已經(jīng)基于示出的示例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，本發(fā) 明當(dāng)然不限于該實(shí)施例，在不脫離所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍的前提下，可以進(jìn)行各種改變 及修改，特別是對示出的獨(dú)立特征的組合以及對特定特征的排除。
權(quán)利要求
一種電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，包括靜止第一電極(3)以及第二可移動(dòng)電極(18)，在涂布處理過程中，所述第一電極與所述第二電極的主表面彼此相對，其中，所述第二電極(18)可沿平行于所述相對主表面的平面移動(dòng)，并且其中，電遮蔽(12，19，13)設(shè)置于相對于所述主表面橫向行進(jìn)的電極的至少一個(gè)端面，所述電遮蔽至少部分地平行于一個(gè)電極的所述端面延伸，使得所述遮蔽的至少一部分(14)被形成為可進(jìn)行移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽(12，19，14)沿所述反電極 (18)的方向延伸超過電極(3)的所述端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽(12，19，14)沿所述反電 極(18)的相反方向延伸超過電極(3)的所述端面。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽(12，19，14)設(shè)置于兩 個(gè)、三個(gè)或所有端面。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽至少部分地包圍設(shè)置 在所述電極之間的等離子體及/或涂布空間(16)。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽(12，19，14)以導(dǎo)電方 式連接至所述電極(18)中的至少一個(gè)電極，并/或被設(shè)置為地電勢。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽(12，19，14)由導(dǎo)電材 料形成，并/或部分非導(dǎo)電。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽被形成為在面向設(shè)置 在所述電極之間的等離子體及/或涂布空間(16)的一側(cè)非導(dǎo)電。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽設(shè)置作為至少部分圍 繞電極設(shè)置的抽吸通道(13)以及/或設(shè)置在所述電極之間的等離子體及/或涂布空間的 一部分。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述遮蔽包括可移動(dòng)接觸元件 (14)，其可相對于所述電極的所述主表面橫向移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述接觸元件(14)可移動(dòng)，使得其可 與電極進(jìn)行接觸，然后解除接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述接觸元件(14)可與所述可 移動(dòng)電極(18)進(jìn)行接觸，然后解除接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述接觸元件(14)形 成為圍繞電極以及/或等離子體及/或涂布空間的環(huán)狀。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述可移動(dòng)第二電極是行進(jìn)襯 底支撐件(18)。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置有抽吸通道(13)，其圍繞 電極布置，并具有周向設(shè)置的周向入口開口或多個(gè)相鄰的入口開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述入口開口表面(15)的正切方向 大致平行于所述電極的所述主表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述入口開口(15)在所述電極 之間的平面內(nèi)設(shè)置在所述電極的所述端面區(qū)域中。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述電極中的一個(gè)電極是蓮蓬 頭型電極(3)。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述第一靜止電極(3)是蓮蓬 頭型電極，其中，所述蓮蓬頭型電極包括數(shù)個(gè)分布板(4，5，6)，其相互進(jìn)行全表面接觸，并由 導(dǎo)熱材料形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述蓮蓬頭型電極的所述分布板(4， 5,6)連接至在其表面上均勻分布的導(dǎo)熱元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)熱元件包括導(dǎo)熱材料制成的 連接元件，從螺絲及鉚釘?shù)葮?gòu)成的組中選擇該連接元件。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置有用于設(shè)定電極處的溫度 的加熱及/或冷卻裝置(10)。
23.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置有氣體供應(yīng)裝置(7)。
24.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其中，一個(gè)電極安裝至高頻或超高頻 電壓源(9)，并且/或一個(gè)電極為地電勢。
25.一種涂布裝置，用于等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積，其具有根據(jù)前述任一權(quán)利要求所 述的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明包括用于涂布裝置的電極設(shè)置結(jié)構(gòu)，其具有靜止第一電極(3)以及第二可移動(dòng)電極(18)，其主表面在涂布處理過程中彼此相對，其中，第二電極(18)可沿平行于相對主表面的平面移動(dòng)，其中，在相對于主表面橫向行進(jìn)的電極的至少一個(gè)端面設(shè)置有電遮蔽(12，19，13)，其至少部分地平行于一個(gè)電極的端面延伸，其中，遮蔽的至少一部分(14)被形成為可進(jìn)行移動(dòng)。
文檔編號H01J37/32GK101971287SQ200780101476
公開日2011年2月9日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者烏爾夫·斯蒂芬, 克勞斯·斯加德, 奧拉夫·斯坦克, 弗蘭克·斯達(dá)爾 申請人:應(yīng)用材料公司