BE1019817A5

BE1019817A5 - Elektrode zonder massa.

Info

Publication number: BE1019817A5
Application number: BE2009/0630A
Authority: BE
Original assignee: Europlasma
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2013-01-08

Abstract

De uitvinding is een nieuwe elektrodeopstelling met een nieuwe vorm van elektrode dat onderdeel is van een kamer waar een plasma depositieproces plaatsvindt. Het zorgt voor een betere homogeniteit in de behandeling. Alle elektroden in de elektrodeopstelling zijn RF (fig. loading rack), circulair in diameter en parallel met elkaar (fig. samenstelling elektrode), en zwevend opgesteld. De kamerwand fungeert als massa.

Description

Beschrijving elektrode zonder massa:

De uitvinding is een onderdeel van een plasma kamer waar een plasma depositie proces plaatsvindt. Het plasma wordt gevormd met een gas, en tijdens de plasma periode heerst er een druk van 10 - 400 mTorr.

De uitvinding tilt over het algemeen de processen naar betere resultaten.

De uitvinding is een nieuwe elektrodeopstelling met een nieuwe vorm van elektrode.

Bij een normale opstelling is de RF (Radio Frequency) plaat verbonden over de hele breedte met de elektroden, gewone vlakke staven gefabriceerd uit een metaal. De elektrode bestaat uit meerdere elektroden die parallel naast elkaar zijn gemonteerd. Deze zijn horizontaal boven het substraat gemonteerd. Aan de onderkant van het substraat is een massa elektrode gemonteerd. Het plasma vormt zich hiertussen, namelijk in de zone waar het substraat zich bevindt.

Bij de nieuwe elektrodeopstelling zijn alle elektroden RF (fig. loading rack). Deze elektroden zijn ook geen platte staven, maar deze zijn circulair in diameter. Verder bestaat deze elektrode uit 1 stuk. Naar het einde van de lengte toe buigt de elektrode zich met een bocht van 180° totdat de elektrode parallel verder loopt met het deel voor de bocht (fig. samenstelling elektrode).

De massa is in deze opstelling is de kamerwand.

Op zich is dit nieuw omdat plasma zich vormt tussen de elektrode en de massa. In dit geval zou het plasma zich dus vormen aan de zijkanten in plaats van op het substraat. Om dit probleem op te lossen wordt de dark shield opstelling geïntegreerd in de opstelling.

Hierbij wordt de elektrode zo dicht mogelijk bij de kamer geplaatst zodat er zich geen golven kunnen ontwikkelen. Omdat de elektrode door de warmte een vervorming zou kunnen ondergaan, wordt een dun laagje isolerend materiaal tegen de wand aangebracht. Indien de elektrode dan dit materiaal raakt, wordt kortsluiting vermeden.

De elektroden zijn zwevend opgesteld in de kamer. Dit wil zeggen dat alle steun die wordt gegeven aan de elektroden gemaakt is van isolerend materiaal. Dit mag geen metaal zijn, want dan krijgt men kortsluiting. Hierdoor is de elektrodeopstelling op geleidend vlak, zwevend.

De gebogen of coil vorm van de elektrode heeft betrekking op het verminderen of totaal uitschakelen van sparks of sputtering.

Bij een normale vlakke elektrode heeft men hoeken. In deze hoeken stromen alle elektronen op het oppervlak samen en heeft men dus een overdosis elektronen. Hierdoor ontstaat er een lokale ontlading. Deze heeft nadelige gevolgen voor het substraat, dat wordt beschadigd. Door de nieuwe vorm zonder hoeken wordt dit probleem zo goed als mogelijk opgelost. Hierdoor kan men hoger gaan in vermogen. Dit komt doordat de densiteit van de elektronen hoger wordt met stijgend vermogen. En hoe meer elektronen samenvloeien op een bepaalde plaats, hoe groter en hoe meer sparks er zullen ontstaan.

Verder wordt via multi gasinvoeren het gas de kamer binnengebracht. Dit heeft als grote voordeel dat het gas homogeen wordt verspreid over het substraat. Verder wordt het gas ook cross flow verdeeld. Dit wil zeggen dat als twee invoeren langs beide kanten recht tegenover elkaar staan, de ene klep open gaat en de andere afzuigt, terwijl om de x aantal seconden de kleppen van functie wisselen. Op deze manier wordt nog homogener gewerkt, waardoor het substraat een coating krijgt die nog homogener is.

Alternatief kan verwarmd water door de elektrode worden gestuurd, waardoor een plasma op een vaste verhoogde temperatuur kan uitgevoerd worden. Dit kan in bepaalde toepassingen zoals etsen belangrijke verbeteringen geven.

Claims

1. Een elektrodeopstelling voor het opwekken van lage druk plasma gekenmerkt door het feit dat de opstelling bestaat uit een set van zwevende RF elektroden die een holle, gebogen en circulaire vorm hebben, en waarbij de kamer als massa fungeert. - 2. ' Een opstelling volgens claim 1 gekenmerkt door het feit dat de holle buis elektroden ' gevoed worden 'met een gekoelde of verwarmde vloeistof waardoor plasma . processen kunnen worden uitgevoerd in een temperàtuursbereik van 5 tot 200°C.

3. Een elektrodeopstelling volgens claim 1 gekenmerkt door het feit dat de elektroden zijn gemaakt van een geleidend materiaal.

4. Een elektrodeopstelling volgens claim 1 gekenmerkt door het feit dat de ruimte tussen de elektrode en de kamerwand in dark shield mode is opgesteld. Deze mode wordt op zijn beurt gekenmerkt door het feit dat tegen de kamerwand een dunne laag is aangebracht van een isolerende laag. De afstand tussen deze laag en de elektrode is gespecifieerd door het feit dat op deze afstand geen golfvorming mogelijk is. ·

5. Een elektrodeopstelling volgens daim 1 gekenmerkt door het feit dat de diameter van de RF elektroden gaan van 5-50 mm met een wanddikte van 0.25 - 2.5 mm.

6. Een elektrodeopstelling volgens claim 1 gekenmerkt door het feit dat de elektrode buigt naar het einde toe met een draaicirkel van 180° en tussen de buis voor en na de bocht zit een afstand tussen 1 - 10 en bij voorkeur 5 maal de buisdiameter.

7. Een elektrodeopstelling volgens claim 1 gekenmerkt door het feit dat voor de afstand van de RF elekirode toi het substraat ernaar wordt gestreefd om een minimum afstand van 120 mm te bekomen.

8. Een elektrodeopstelling volgens daim 1 gekenmerkt door het feit dat.de isolerende laag tegen de wand die in dark shield mode komt te staan wordt gehouden op een dikte van 2 mm.

9. E.en elektrodeopstelling volgens claim· 1 gekenmerkt door het feit dat deze kan gebruikt worden oij zowel kHz als MHz als GHz lage druk plasma processen.

10. Een elektrodeopstelling volgens daim 1 gekenmerkt door het feit dat deze kan gebruikt worden bij de volgende lage druk plasma processen: reinigen, etsen, activeren, polymeriseren, vernetten en depositie. Reinigen, het plasma proces waarbij plasma wordt gebruikt om het object in zijn oorspronkelijke staat af te leveren. Etsen, het plasma proces waarbij het oppervlak geschuurd wordt. Activeren, het plasma proces waarbij het.oppervlak van het substraat reactief wordt gemaakt om vervolgens een volgend proces betere resultaten te geven. Polymeriseren, het plasma proces waarbij het monomeer zich al op het substraat bevindt en nog juist poet gepolymeriseerd worden, Vernetten, het plasma^ proces waarbij het monomeer zich al dan niet in enkele vorm, gedeeltelijk of volledig gepolymeriseerde vorm bevindt; met de bedoeling het netwerk uit te breiden tot een 3D of vernet netwerk. Depositie, het plasma proces waarbij een monomeer de kamer wordt binnengebracht, vervolgens verbonden wordt op het oppervlak (afgezet) op hef substraat en daarna afhankelijk van het doet wordt gepolymeriseerd of vernet. ll Een elektrodeopstelling volgens claim 1 die gekenmerkt is door het feit dat met tijdens het plasmaproces met stoffen kan werken' die zich zowel in de gasfase als in de vloeistoffase bevinden. ' " ...... ...... - - , 12. Een elektrodeopstelling die volgens claim 1 gekenmerkt wordt door het feit dat voor men plasma maakt of gas inbrengt men een basisdruk heeft in een range van 5 - 300 > · mïorr en men tijdens het plasma een werkdruk heeft van 10 'mTorr tot 400 mTorr.

13. Een elektrodeopstelling volgens claim 1 die gekenmerkt wordt door het feit dat de ' periode van het plasma proces een range heeft van 10 seconden tot 60 minuten. '

14. Een elektrodeopstelling die volgens claim 1 wordt gekenmerkt waarbij het gas of de verdampte vloeistof om plasma te maken via gecombineerde cross flow multi-invoeren de kamer wordt binnengebracht met de bedoeling een hoge homogeniteit te bereiken van zowel gas aldus plasma.