专利名称：具有可移动遮蔽的电极设置结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于涂布装置的电极设置结构，其具有主表面彼此相对的固定第 一电极以及第二可移动电极，其中，第二电极可沿平行于相对主表面的平面移动。此外，本发明还涉及具有相应的电极设置结构的用于等离子体增强化学汽相沉积 的相应的涂布装置。
背景技术：
现有技术中公知等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)，其被广泛应用于对表面进 行涂布或改变的各种不同应用领域。对于涉及结构釉化以及制造薄层太阳电池模块的应用 领域，着眼于涂布的涂层的均一性，需要以极高的品质来涂布大面积涂层。为了实现相应的均一涂层，特别是在电极具有较大表面积的情况下，需要电极的 状态或特性在整个电极表面上均一化。不仅对于电势分布或电场分布如此，对于温度分布 以及呈化学汽相沉积所需的反应气体形式的材料分布亦然。因此，现有技术中公知使用所谓莲蓬头型电极，其中，电极表面具有多个出口开 口，气态反应物质可通过该出口开口被引入涂布空间，或在对应的等离子体增强CVD涂布 法中被引入等离子体空间。由此确保了气态反应产物在整个电极表面以及整个布层表面上 的均勻分布，由此尽可能地实现均一性。为了实现电极上的均勻温度分布，现有技术还提出了对应的加热及/或冷却装 置，通过该装置，可在电极上设定均一的温度分布。但是，在与莲蓬头型电极连接时会产生 问题，即，发现设置对应的气体分布空间会导致电极上的温度传导较差。为了实现均一的涂层，DE 10010016提出了一种反应室以及额外设置在真空室内 的清洁室，其中，反应室也可形成为与衬底承载体或由衬底承载体形成的电极具有相同电 势的遮蔽。DE 3918256A1也提出了一种PECVD法中的遮蔽。但是，这些现有技术的技术方案在高构造难度及其他希望的特性方面存在缺陷。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于涂布装置(具体指用于层的PECVD沉积的 涂布装置)的电极设置结构，利用其可实现均一的大面积涂层，其中，同时使制造相应的装 置以及用于操作这些设置结构的困难度较低。上述目的通过具有权利要求1的特性的电极设置结构以及具有权利要求25的特 性的涂布装置而实现。从属权利要求界定了优选实施例。基于以下发现完成了本发明，即对于用于进行PECVD涂布的涂布装置的电极设置 结构，如果至少部分地设置电遮蔽以确保有利的电场或电势分布，则可有利地实现均一涂 层。根据本发明，该电遮蔽应当对电极之间的空间(其中点燃用于增强等离子体增强CVD 沉积的等离子体)，即等离子体及/或涂布空间构成限制。因此，电遮蔽至少部分地设置在相对于电极的主表面横向行进的一个端面的位置，使得电遮蔽能够设置在数个端面处或围 绕电极。对于电场或电势分布的可变调节，本发明提出形成遮蔽的至少一部分使得其可移 动。特别在其中用作衬底支撑件的一个电极被设计为可移动的电极设置结构中，上述设置 具有允许简单地进行相应调节的优点。具体而言，至少部分可移动的遮蔽使得电遮蔽能够经由遮蔽的可移动部分连接至 可移动电极，即，衬底支撑件，使得连接导电并且遮蔽可被设置为相同电势。因为电极设置结构的可移动电极被优选地设置为地电势，故也可以简单方式将遮 蔽设置为地电势。为了界定等离子体及/或涂布空间，遮蔽可至少部分地伸出超过电极的端面，并 沿反电极的方向呈细长形。此外，遮蔽还可沿相反方向伸出超过电极。遮蔽可完全或部分地由导电材料形成，此外，其也可被形成使得其不导电。例如可 通过涂布不导电材料或通过由导电及不导电部件制成的多部件遮蔽来实现。遮蔽的不导电设置结构可在电极之间设置在面向等离子体及/或涂布空间的一 侧，使得可避免经由与遮蔽的接触从等离子体对充电粒子进行放电。遮蔽也可由多个部件制成，使得数个部件整体构成遮蔽。例如，作为遮蔽的一部分，可形成与电极相邻设置并用于去除过剩反应产物或反 应气体的抽吸通道。可通过可横向移动(特别是垂直于电极的主表面)的可移动接触元件来实现遮 蔽的至少部分可移动设置结构，以使得经由相应的移动，其可与电极进行接触，然后脱离接 触。在此方式，具体而言，接触元件以及遮蔽可与可移动电极进行接触，并且遮蔽可与可移 动电极(即，衬底支撑件)发生短路，由此两者均被优选地设置为地电势。在围绕电极设置 结构的遮蔽被形成为环状或框形的情况下，可移动接触元件也可被形成为环状或框形。
除了通过设置遮蔽可带来有利的电势分布或电场分布，为了可在电极上对均一温 度分布进行调节，优选地可由数个由导热材料制成并相互实现全表面接触的分布板来形成 固定电极，该固定电极可形成为莲蓬头型电极以使反应气体均勻分布。这里，全表面意指， 除了板内的必不可少的的分配通道之外，在分布板之间不设置诸如气体室、混合室或分配 室的腔体。分布板的这种全表面接触的效果在于确保良好的导热性，使得在电极中可实现 良好的温度均勻。通过额外的冷却及/或加热装置(利用该装置可调节并调整或控制电极 的温度)，可以在电极处设定均勻的规定温度。为了提高分布板相互之间的导热性，还可在分布板之间设置导热元件，该元件能 够沿分布板的界面均勻分布。具体而言，导热元件可以是用于连接分布板的诸如螺丝以及 铆钉等连接元件。因此，这些连接元件可由诸如相应金属的导热材料制成。
利用附图，通过以下对实施例的详细说明可了解本发明的其他优点、特性以及特 征。附图通过剖视图纯粹以示意性方式示出了涂层或具有本发明的电极设置结构的真空室 的一部分。
具体实施例方式附图示出了真空室壁1的一部分，其具有电极开口 2，电极开口 2内插入第一电极3。电极3由数个板4至6构成，并经由外周密封件或绝缘体11容纳在真空室壁1的 电极开口 2内。相对电极3是反电极18，其也起用于待被涂布衬底17的衬底承载件的作用。此 外，布置在室壁1中的电极3连接至高频或超高频(HF/UHF)电压源9，由此确保了电极3与 高电势接触，并且反电极18被设置到地电势(未示出)。由水平双向箭头所示，衬底支撑件或反电极18可平行于电极13及18的主表面移 动或偏移以使待被涂布的衬底17可相对于用于实施涂布的电极3布置。衬底17经由衬底 支撑件或反电极18被传输进入真空室并再次从其被移除或通过真空室被移动。例如，衬底 支撑件18也可用于使衬底连续地移动进入多个涂布室或涂布工站以及常规处理工站。此 外，通过衬底支撑件18，可以实现连续涂布，即，衬底连续移动的涂布，而非仅可实现静态或 静止涂布，即，衬底17不移动的涂布。因为通过HF/UHF电压源9施加在电极3上的高频电势的原因，可在电极3与反电 极18之间的空间内点燃等离子体，该等离子体可增强材料在衬底17上的沉积。反应物经 由气体源7以气态物质形式(反应气体)被引入真空室1。电极3用作所谓莲蓬头型电极， 用于对经由气体源7引入的气态物质进行分配。为此，电极包括具有分配通道(未示出) 的电极板4至6，由此确保了反应气体在整个电极表面上的分布，由此可确保反应气体在涂 布空间16中的均一分布。尽管示出气体源7仅具有一条供应管路并且阀8设置在其中，但 无需多言气体源也可具有数条供应管路，并具有诸如流动控制器等的相应切断装置等。设计作为莲蓬头型电极3的的分布板4至6的电极板被形成使得在向最终的分布 板6中的多个出口开口(未示出)进行分配期间可确保供应气体的均一分布。为此，设置 了多个分支分配通道(未示出)。为了将电极3设定至控制温度，设置了冷却及/或加热装置10，通过该装置，可进 行温度控制，即对电极3的加热及/或冷却。因为电极3设置在真空室的真空室壁1中，故无需高成本的真空供应等就可实现 对冷却/加热电路的设置。为了确保均一温度分布，设计了电极3的分布板4至6以利于良好的热传导。一 方面，这可通过由具有高导热性的材料(例如，诸如铜等的相应金属材料)形成分布板4至 6来实现。另一方面，该设计可确保分布板之间的传导，即，设置分布板4至6的抵靠表面的 界面的面积以实现良好的热传导。一方面，这可通过(除了分配通道部分)尽可能多地进 行腔的分布使得板材料尽可能实现全表面接触来实现。另一方面，在各个板4至6之间设 置未进一步详细示出的导热元件来确保良好的热传导。例如，可通过诸如螺丝及铆钉等相 应的连接元件来形成导热元件。设置在真空室壁开口 2的位置处的密封件或绝缘体11用于实现对电极开口 2中 的电极3的真空密封设置以及相对也被设置为地电势的真空室壁1对电极3的电绝缘。在电极3的端面的区域中，设置外周环形元件12作为电遮蔽的一部分，使得环形 元件12也通过绝缘体11相对于电极3或相邻分布板5及6电绝缘。环形元件12可以是 圆形元件或呈任意形式的任何圆周框，例如矩形或大致多边形框。
6
至少部分由导电材料构成的电遮蔽12用于在等离子体或涂布空间16中以及衬底 17处实现有利的电势分布。除了与电极3的绝缘体11直接接触的环形元件12之外，该遮 蔽还包括抽吸通道13的抽吸通道壁19的一部分，其也围绕真空室1处的电极3的外周设 置。此外，该遮蔽包括可移动接触元件14，其可移动地连接至抽吸通道壁19，具体而言，如 双向箭头所示，其可沿接近及远离衬底18的方向移动。在附图左侧示出接触元件14与衬 底支撑件18接触，在附图右侧示出接触元件14处于远离衬底支撑件18的缩回位置。但 是，这样图示仅用于说明目的。在实际情况下，图中所示的接触元件14的部件当然可同步 移动，因为其优选地形成为围绕或包围电极3的框或环形元件。通过由环形元件12、抽吸通 道壁19的一部分以及接触反电极18或衬底支撑件18并使反电极18与真空室壁1短路的 接触元件14构成的遮蔽，可将室壁1以及由环形元件12、抽吸通道壁19及接触元件14以 及反电极18构成的遮蔽均设置为地电势。由此实现在涂布及/或等离子体空间16中及衬 底17上的有利的电势分布。为了避免在电遮蔽与等离子体空间16之间的直接电接触，遮蔽面向等离子体空 间的一侧可以涂层、衬里或任何其他多部件设计形式来设置电绝缘材料，使得由等离子体 空间16承载的电荷不会直接经由遮蔽放电，而仅在等离子体空间16内及周围形成有利的 电势分布或电场分布。由此特别对于大面积衬底17可实现极为均一的涂层。上述设置在电极3周围的抽吸通道13被用于抽吸过剩的反应气体及产物，其可经 由开口 3从真空室被移除。尽管在附图中并未示意性地示出，但抽吸开口 3当然也可被密 封。圆形抽吸通道13还具有围绕电极3的圆形抽吸开口 15，该开口在电极3的端面位 置面向等离子体或涂布空间16。通过上述电极设置结构，实现了具有上述电极设置结构的涂布装置，其能够执行 等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)，其中，通过特定电势或电场的场分布、对电极3的均 一温度设定以及经由莲蓬头型电极3的均一气体供应，即使在较大面积的衬底17上也可以 实现均一涂层。尽管已经基于示出的示例详细描述了本发明，但本领域技术人员清楚的是，本发 明当然不限于该实施例，在不脱离所附权利要求的保护范围的前提下，可以进行各种改变 及修改，特别是对示出的独立特征的组合以及对特定特征的排除。
权利要求
一种电极设置结构，包括静止第一电极(3)以及第二可移动电极(18)，在涂布处理过程中，所述第一电极与所述第二电极的主表面彼此相对，其中，所述第二电极(18)可沿平行于所述相对主表面的平面移动，并且其中，电遮蔽(12，19，13)设置于相对于所述主表面横向行进的电极的至少一个端面，所述电遮蔽至少部分地平行于一个电极的所述端面延伸，使得所述遮蔽的至少一部分(14)被形成为可进行移动。
2.根据权利要求1所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽(12，19，14)沿所述反电极 (18)的方向延伸超过电极(3)的所述端面。
3.根据权利要求1或2所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽(12，19，14)沿所述反电 极(18)的相反方向延伸超过电极(3)的所述端面。
4.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽(12，19，14)设置于两 个、三个或所有端面。
5.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽至少部分地包围设置 在所述电极之间的等离子体及/或涂布空间(16)。
6.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽(12，19，14)以导电方 式连接至所述电极(18)中的至少一个电极，并/或被设置为地电势。
7.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽(12，19，14)由导电材 料形成，并/或部分非导电。
8.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽被形成为在面向设置 在所述电极之间的等离子体及/或涂布空间(16)的一侧非导电。
9.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽设置作为至少部分围 绕电极设置的抽吸通道(13)以及/或设置在所述电极之间的等离子体及/或涂布空间的 一部分。
10.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述遮蔽包括可移动接触元件 (14)，其可相对于所述电极的所述主表面横向移动。
11.根据权利要求10所述的电极设置结构，其中，所述接触元件(14)可移动，使得其可 与电极进行接触，然后解除接触。
12.根据权利要求10或11所述的电极设置结构，其中，所述接触元件(14)可与所述可 移动电极(18)进行接触，然后解除接触。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电极设置结构，其中，所述接触元件(14)形 成为围绕电极以及/或等离子体及/或涂布空间的环状。
14.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述可移动第二电极是行进衬 底支撑件(18)。
15.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，设置有抽吸通道(13)，其围绕 电极布置，并具有周向设置的周向入口开口或多个相邻的入口开口。
16.根据权利要求15所述的电极设置结构，其中，所述入口开口表面(15)的正切方向 大致平行于所述电极的所述主表面。
17.根据权利要求15或16所述的电极设置结构，其中，所述入口开口(15)在所述电极 之间的平面内设置在所述电极的所述端面区域中。
18.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述电极中的一个电极是莲蓬 头型电极(3)。
19.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，所述第一静止电极(3)是莲蓬 头型电极，其中，所述莲蓬头型电极包括数个分布板(4，5，6)，其相互进行全表面接触，并由 导热材料形成。
20.根据权利要求19所述的电极设置结构，其中，所述莲蓬头型电极的所述分布板(4， 5,6)连接至在其表面上均勻分布的导热元件。
21.根据权利要求20所述的电极设置结构，其中，所述导热元件包括导热材料制成的 连接元件，从螺丝及铆钉等构成的组中选择该连接元件。
22.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，设置有用于设定电极处的温度 的加热及/或冷却装置(10)。
23.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，设置有气体供应装置(7)。
24.根据前述任一权利要求所述的电极设置结构，其中，一个电极安装至高频或超高频 电压源(9)，并且/或一个电极为地电势。
25.一种涂布装置，用于等离子体增强化学汽相沉积，其具有根据前述任一权利要求所 述的电极设置结构。
全文摘要
本发明包括用于涂布装置的电极设置结构，其具有静止第一电极(3)以及第二可移动电极(18)，其主表面在涂布处理过程中彼此相对，其中，第二电极(18)可沿平行于相对主表面的平面移动，其中，在相对于主表面横向行进的电极的至少一个端面设置有电遮蔽(12，19，13)，其至少部分地平行于一个电极的端面延伸，其中，遮蔽的至少一部分(14)被形成为可进行移动。
文档编号H01J37/32GK101971287SQ200780101476
公开日2011年2月9日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者乌尔夫·斯蒂芬, 克劳斯·斯加德, 奥拉夫·斯坦克, 弗兰克·斯达尔 申请人:应用材料公司