CN103890898A - 采用等离子体发生器处理对象的工具和方法 - Google Patents

采用等离子体发生器处理对象的工具和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103890898A
CN103890898A CN201280038054.6A CN201280038054A CN103890898A CN 103890898 A CN103890898 A CN 103890898A CN 201280038054 A CN201280038054 A CN 201280038054A CN 103890898 A CN103890898 A CN 103890898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
generator
equipment
plasma
vacuum chamber
ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280038054.6A
Other languages
English (en)
Inventor
马克·布莱泽尔
弗雷德里克·莫雷特
弗雷德里克·布勒塔尼奥尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of CN103890898A publication Critical patent/CN103890898A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3435—Applying energy to the substrate during sputtering
    • C23C14/3442—Applying energy to the substrate during sputtering using an ion beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32366—Localised processing
    • H01J37/32376—Scanning across large workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32899—Multiple chambers, e.g. cluster tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

用于处理对象(14)的表面的设备(10)包括：用于放置对象(14)的真空腔室(12)；和处理装置(32)，其与包含对象(14)的表面的真空腔室(12)连通，包括至少两个等离子体发生器(34)。该设备(10)还包含用于以独立于任何其他发生器(34)的方式来控制任何一个发生器(34)的装置(46)。这些控制装置(46)包含用于激活/停止该发生器(34)的装置(48)。本发明还涉及一种处理对象(14)的表面的方法。

Description

采用等离子体发生器处理对象的工具和方法
技术领域
本发明涉及对象处理技术领域，尤其涉及该对象的表面的处理。
背景技术
现有技术中，特别是在FR-A-2 889 242中已有了一种用于处理对象的设备，该设备包括用于处理对象的至少一个表面的离子轰击装置。
该离子轰击装置允许离子结合到对象表面中，尤其是为了影响该表面的机械性质(硬度，摩擦度，等等)。
离子轰击装置，如在FR-A-2 899 242中公开的那样，通常包括形成离子发生器的装置和形成离子施加器的装置。
离子施加器通常包括例如选自用于对离子束整形的静电透镜、隔膜、快门、准直仪、离子束分析器和离子束控制器的装置。
离子发生装置通常包含选自，如电离腔室、电子回旋加速器共振离子源(也称为等离子体源)、离子加速器和离子分离器的装置。
离子轰击通常在真空下进行。如FR-A-2 899 242中建议的将所有离子轰击装置(离子发生器和离子施加器)和待处理表面容纳在一个真空腔室内。用于产生真空的装置连接到该腔室。
这些用于产生真空的装置必须能够使腔室内获得相对高的真空度，如约10-2毫巴(mbar)到10-6mbar。
然而，离子轰击设备可能用来处理不同的对象。因此必须根据最大待处理对象的体积来确定设备尺寸。
发明内容
本发明的目的尤其在于提供一种用于处理对象的表面的设备，该设备能够容易地适应于待处理对象。
为了该目的，本发明的主题是一种用于处理对象的表面的设备，典型地包括：
用于放置对象的真空腔；和
用于处理对象的表面的装置，其与真空腔连通，包括至少两个等离子体发生器，
其特征在于，其包括用于以不依赖于任何其它发生器的方式控制每个发生器的装置，该控制装置用于激发/停止该发生器。
术语“至少两个”可理解为设备包括至少两个独立的离子发生器。该设备可能包含，如5个，甚至10个或更多的离子发生器。
得益于该设备包括多个离子发生器且每个离子发生器包括激发/停止装置，可以预想在同一个设备中一个接一个地处理具有不同的待处理表面的零件，而仅使用对期望的表面进行处理所必需的离子发生器。
因此，对于某一给定的待处理的表面，可能激发四个发生器，而对另一个给定的表面只激发两个发发器。
值得注意的是，所激发的发生器的数量还可以依赖于所进行的表面处理方式的类型。例如，其可能需要激发数量多些或少些的发生器，这依赖于是否需要进行等离子体激活表面处理、通过等离子体强化化学气相沉积(PECVD)来沉积保护层或进行离子轰击处理。
还应该注意的是，相同的等离子体发生器可以各自独立地交替地进行等离子体处理，如，表面激活处理或PECVD处理以及离子轰击处理。
因此，为了等离子体表面激活或矿化处理，气体最通常使用选自空气，氩气(Ar)，氧气(O2)，氮气(N2)，一氧化氮(N2O)，二氧化碳(CO2)，水蒸汽(H2O(g))氨气(NH3)，和碘(I2)，包括它们自身或其混合物。对于PECVD沉积的气体优选选自包含二硅氧烷(如六甲基二硅氧烷(HMDSO)或四甲基二硅氧烷(TMDSO))的组、选自包含脂肪族，脂环族和芳香族烃(如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯和环戊烯)的组、选自包含氮衍生物(如硝基乙烷(C2H5NO2))的组以及选自包含伯醇(如甲醇(CH4O)或乙醇(C2H6O))的组，包括它们自身或其混合物。这些处理允许在对象的表面上产生保护层，保护层厚度非常薄，尤其是在10到100nm之间，其主要或单独地由无机材料制成。对于离子轰击处理，用来轰击的离子将是从前驱气体中获得的离子，前驱气体优选地选自氦(He)，氩(Ar)和氮(N)，包括它们自身或其其混合物。
该设备还可以进一步单独地或组合地包括一个或更多个下述可选特征：
包括开关的激活/停止装置。
控制装置，例如可以包括发生器功率控制装置，发生器位置调节装置或气体流量控制装置。
该设备包括用来识别待处理对象的装置，比如用来读取条形码或对象的标识号码(如二进制码)的光学读取器。对象识别符可以由对象本身携带或者由对象的载体携带。尤其是，由于对象载体通常是专属每个待处理对象的，所以对象可以通过其载体上的识别符进行识别。
等离子体发生器尺寸小，即，它们的最大尺寸小于10cm，优选小于5cm。
发生器并排设置并形成矩阵。
该设备进一步包括真空溅射或真空蒸发PVD沉积装置。缩写PVD(物理气相沉积)表示一种物理气相沉积方法，其允许厚度极薄的金属层生成在对象表面上，尤其是厚度在1到150nm之间，优选在10到100nm之间。该金属层可以例如是铝、银、铬，镍/铬合金，钛，锌及它们的氧化物或者不锈钢(如ST304，306，310，312，321)的层。
相同的等离子体发生器可以不相关地交替地进行等离子体处理，比如表面激活处理或PECVD处理以及离子轰击处理。
该设备包括离子轰击装置和等离子体处理装置以及离子轰击装置和离子处理装置共用的等离子体发生器。
离子轰击装置包括用于形成离子发生器的装置和用于形成离子施加器的装置。
离子施加器可能包括离子束整形静电透镜。
等离子体发生器尺寸小，最大尺寸小于10cm，优选小于5cm。
离子发生器并排设置形成矩阵，如形成单行多列、多行单列或甚至多行多列的矩阵。
为了实现离子轰击，离子发生器包括：
两个端子，连接到不同的电位，允许等离子体在两个端子之间产生；
提取电极，其选择希望用于轰击的类或组；和
至少一个加速电极，其设置在(一边)所述端子和具有期望被离子轰击的对象表面(另一边)中间，加速电极允许将希望用于轰击的类或组加速。
等离子体发生器也可含有离子束整形装置，使得在离子轰击中由离子发生器形成的离子束进行聚焦或发散，这些离子束整形装置可能包括一个加速电极，该加速电极的电压设置可以使得离子束聚焦或发散。
等离子体发生器并排设置并形成矩阵，离子束整形装置允许各自的离子束被制成发散的，以使并排的等离子体发生器的离子束重叠。
真空腔室包含可移动的载体，用来放置每个待处理对象。
安装载体使其在所述真空腔室内绕旋转轴自由旋转。
载体可以与其旋转轴平行地平移。
载体是可移动的，因此，在载体被置于所述真空腔室之前每一个待处理的对象可以轻易地放置在载体上。
载体是绕着旋转轴可旋转地安装在所述真空腔室内的行星轮载体，该行星轮载体可以承载多个行星轮，所述行星轮尤其是以可旋转方式安装在所述行星轮载体上，每个围绕旋转轴旋转，这些行星轮的旋转轴线可以与行星轮载体的旋转轴线平行。
所述真空腔室能够采用泵装置而被置于真空条件下，所述泵装置能够达到10-1mbar到10-6mbar的真空。
该设备设置为使得在进行离子轰击时真空腔室，即能够接纳待处理对象的腔室，设置在10-3mbar到10-4mbar之间的真空条件下。
每个等离子体发生器含有离子化腔室。
每个等离子体发生器含有连接到泵装置的离子化腔室，该泵装置与真空腔室的泵装置相互独立。在实施例中，该设备、等离子体发生器的泵装置以及所述真空腔室的泵装置，被配置成同时分别将等离子体发生器的离子化腔室设置在10-6mbar到10-7mbar之间的真空条件下和将所述真空腔室的设置在10-3mbar到10-4mbar之间的真空条件下，同时保持等离子体发生器的这些离子化腔室与所述真空腔室连通。压力差尤其可以借助于泵装置的泵功率的差异来获得。该压力差用于待处理对象的离子轰击。
本发明的另一个目的在于处理对象的表面的方法，其特征在于包含如下步骤：
对对象设置至少一个参数；
识别待处理对象，该对象包括至少一个待处理表面；
将待处理对象放置到如上所述的设备的真空腔室内；
依据所识别的对象的每个参数来选择每个发生器进行激活；
通过激活上一步骤所选择的每个离子发生器来处理对象。
该方法进一步单独地或组合地包括一个或更多个可选特征：
处理对象的步骤，包括对表面的等离子体进行激活的步骤、PECVD沉积的步骤和/或离子轰击步骤。
等离子体发生器并排设置并形成矩阵，等离子体发生器包括离子束整形装置，用于将由离子发生器形成的离子束针对于离子轰击而进行聚焦或发散，离子束整形装置被设置为使得各自的离子束发散，以使并排的等离子体发生器的离子束重叠。
识别待处理对象的步骤，通过读取用于识别对象的条形码来进行。
该方法包括在数据库中存储归属于每一个对象的参数的步骤。
由计算机程序来执行选择要激活的每个发生器的步骤。
该方法包括多个系列处理对象表面的相继的步骤。
附图说明
通过阅读下述仅由示例的方式给出的说明并结合附图将更加易于理解本发明：
图1是根据本发明第一个实施例的处理设备的示意性俯视图；
图2是等离子体发生器的示意性剖视图；
图3是根据本发明第二个实施例的设备的示意性俯视图；
图4是图3的离子发生器的布置的IV-IV截面图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明第一实施例的用于处理对象的表面的设备10。
设备10尤其是用来处理机动车头灯和灯元件(如遮光件、装饰件、板、壳体、反射器、头灯罩或挡风玻璃刮板)的表面。
设备10用于处理物体的表面，尤其是在其上沉积薄膜和/或影响对象的表面的机械和/或视觉性质。
该设备10包括真空腔室12，至少一个对象14放置在真空腔室12内。在该实施例中，腔室12含有可移动的载体16，该可移动的安装载体16被安装成使其绕旋转轴18在真空腔室12内自由旋转。该载体16也可以平行于其旋转轴18进行平移。由于该载体16是可移动的，因此在载体16被置于真空腔室12中之前每一个待处理的对象可以被轻易地放置在载体16上。
该腔室12能够通过使用具有主泵组件22的泵装置20而被置于真空下，主泵组件22允许获得约10-2mbar的真空，泵装置20优选还具有辅泵组件24，辅泵组件24允许获得10-2mbar和10-6mbar之间的真空。
主泵组件22可以包括，如，与罗茨鼓风机28串连安装的机械旋转泵26。机械旋转泵26能够器得约10-1mbar的真空。该真空水平能够使得罗茨鼓风机28启动。罗茨鼓风机28能够获得约10-2mbar的真空。
另外，在这个示例中，辅泵组件24包含能够获得约10-2mbar和10-6mbar之间的真空的泵，如扩散泵30。
这些真空装置20通过导管C和阀门V连接到设备10，导管C和阀门V使得可以根据所需要的处理情况来选择性地将设备的不同部分连接到泵装置20。
设备10包括用于在腔室12中处理对象14的表面的装置32。在本情况下，这些处理装置32包括5个对准的等离子体发生器34，所述等离子体发生器34并排设置并包含有电极36A、36B和36C。这些发生器34尺寸很小，比如其最大尺寸要小于10cm。
得益于等离子体发生器的小尺寸，与最小尺寸约25cm的传统的离子发生器相比，该发生器34能够很容易地并排布置，而不会增加设备的体积。因此，使得离子束相距很近以提高了处理的均匀度。
有利地，这些发生器34可以布置得彼此足够近，使得采用多个发生器均匀处理放置在腔室12中的对象14的表面成为可能。
在附图1的实施例中，设备10使得对象的表面采用等离子体处理和利用离子轰击来处理，发生器34是等离子体处理装置和离子轰击装置共用的。
设备10进一步包括：气体注射装置38、40，尤其是含有阀门39、41的气体注射装置38、40；用于控制气体流量的装置42，如校准质量流量控制器；和导管43，45，以根据所进行的表面处理所需要的流量将选定气体注入到预定位置。被注入的气体可以单独注入或者混合注入。
在该实施例中，注入两种不同的气体：第一气体通过注入装置38注入到每个等离子体发生器34中，第二气体通过注入装置40注入到真空腔室12，第二气体所通过的注入装置40包括位于真空腔室12内、在离子发生器34和待处理对象14之间的扩散管44。在该示例中，已经显示了用于将单种气体注入到扩散管44中的装置40。可以容易地为这些注入装置40提供供应以使多种不同性质的气体单独地或混合起来注入到管44中。
在这种情况下，等离子体处理装置与离子轰击装置使用相同的离子发生器34。
参见图2，以下将介绍等离子体发生器34和其操作。为了实现离子轰击处理，在连接到不同的电位并且位于发生器34之内的两个端子35A和35B之间产生等离子体后，需要通过提取电极36A来选择希望用于轰击的类或组，并通过两个加速电极36B和36C来进行加速，所述两个加速电极36B和36C布置在(一边)端子35A和35B和(另一边)表面需要被离子轰击的对象14中间。例如，端子35A连接到一个参考电位，并且与发生器34的其他部分电绝缘，端子35B所连接的电位使得能够在两个端子35A和35B之间产生等离子体。根据给这些端子提供的是DC电流还是AC电流，分别被称为电极35A和35B或天线35A和35B。依据本发明的一实施例，加速电极36C可能形成离子束整形装置的一部分，其使得在离子轰击过程中由等离子体发生器34形成的离子束聚焦或发散。在这种情况下，加速电极36C连接到用于设定期自身所承受的电压的装置。通过设定该电压可以使离子束聚焦或发散。
为了在本实施例的设备中进行离子处理，使用与发生器34的壁连接的端子35B，其使等离子体能够在腔室12内产生，腔室12的金属壁用于形成连接到参考电位上的端子。连接到参考电压的金属元件也可以放置在腔室12内。这个金属元件可以替代腔室12的金属壁或与之互补。
设备10也包括用来以与任何其他发生器独立的方式控制每个发生器的装置46，。因此，可以独立于其它发生器34而独立地改变每个等离子体发生器34的功率。也可以控制供应到每一个发生器34的气体流量。对于离子轰击处理，这些控制装置46还可以包括用于调节发生器位置的装置和用于调节所发射的离子束的角度的装置。
用于控制每个发生器的装置46进一步包括用来激活停止发生器34的装置48。因此，可以选择是否激活发生器而不依赖于任何其它发生器。这些激活/停止装置48可以包括开关。
设备10还包括用于将离子发生器34与真空腔室12隔离的装置50。这些隔离装置例如包括门50，其可以根据是否需要将发生器34与真空腔室12隔离来被打开或关闭。
因此，在加载/卸载真空腔室12的操作过程中，门50可能关闭，以使得发生器34可以保持在真空下，而腔室12回到常压或大气压。
对于新的表面处理操作，所需要的仅是在将该腔室12和发生器34连通之前，将腔室12中重建合适的真空条件。
因此，在加载/卸载真空腔室12的操作过程中，可以在等离子体发生器34的中间环境中保持非常接近在腔室12中处理对象所需的真空度。这使腔室12和发生器34在每次加载/卸载操作之后恢复到适宜的真空条件所需的时间和功率得到优化。
在这个实施例中，设备10还包括用来识别待处理对象14的装置52，如，能够读取用于鉴别对象14的条形码54的光学读取器。条形码54在这里由载体16承担，其对于待处理的对象14而言是特定的。
控制装置46和识别装置52通过PLC(程序逻辑控制器)计算机程序56，或者甚至由工业计算机来进行控制。
图3显示设备的第二实施例，其中在两个实施例中共同的元件由相同的附图标号标注。
在本实施例中，载体16是以可绕着旋转轴18旋转的方式安装在所述真空腔室12内的行星轮载体。该行星轮载体16可以承载以可旋转方式安装在载体16上的多个行星轮58，每个行星轮58围绕旋转轴60旋转。这些旋转轴60在此情况下与行星轮载体16的旋转轴线18平行。这些行星轮58，在该示例中数量是4个，每一个用于至少承载一个待处理的对象14。该行星轮载体16可以平行于旋转轴18进行平移。
然而，值得注意的是，在第二个实施例中，注射装置38，40的布置和第一个实施例中不同。尤其是在第二个实施例中，两种气体注入到等离子体发生器34中。另外，第二实施例中，两种气体在达到发生器中之前进行混合。
在这个实施例中，由于气体直接输送到等离子体发生器，所以在等离子体处理过程中，发生器34的端子35A和35B用来产生等离子体，而不是如前面实施例中的由端子35B和腔室12的金属壁产生等离子体。有利地，图3中的设备10还包括位于真空腔室12内部的PVD沉积装置62。在PVD处理的过程中，需要关闭门50来将等离子体发生器34与真空腔室12隔离，因此保护它们以避免任何金属沉积，金属沉积久而久之可能损害发生器。另外，对于这种类型的沉积，所需的真空水平不同，且关闭门50使得离子发生器34能够保持在适当的真空条件下。
图4是图3中设备10的发生器34的阵列64。该阵列64包括三十个发生器34，三十个发生器34在载体66上分布成6行5列，用于被置于真空腔室12内的一个或更多个被识别的对象14的给定处理。载体66具有大致矩形的形状，基本上是平坦的。可以理解，载体66的形状不限于矩形。可以想象，如，假如腔室12的壁是圆柱形，则载体66可近似地遵循腔室12的壁的形状。载体66也可以具有弯曲形状以使得能够到达对象14的某些待处理表面，而不依赖于腔室12的形状。
带有阴影线的发生器34A代表在表面处理过程中激活的发生器，而其它发生器34B代表对于该处理过程不被激活的发生器。可以注意到，在这个实施例中，14个发生器被激活。
对于同一对象的另一个处理，可以激活不同数量的发生器34，或甚至激活相同数量的发生器34，但是这些被激活的发生器34A具有不同的分布。
因此，根据给定的对象14和给定的处理选择被激活的发生器34A。
应当注意，现在已经显示了布置成行和列的发生器34的阵列64。然而，也可以显示交错配置的发生器的阵列。
值得注意的是，待处理对象14的表面可以依赖于施加于对象14的处理的类型而是不同的。因此，可以期望在对象14的一个表面上进行PVD沉积，在对象14的另一个表面上进行离子轰击。然而，这些表面可能完全地或部分地重叠。
为了产生等离子体，还可预想使用已知方法传递在微波频率下激活由石英晶体产生的能量。
最后，应当注意，本发明不限于上述实施例。虽然描述了离子轰击装置和等离子体处理装置共用的等离子体发生器，但是也可以预想提供多个等离子体发生器，其中至少两个等离子体发生器用作特定的处理类型。第一和第二实施例中的载体16是可以互换的并且不限于上述说明。第一实施例中还可以包括位于真空腔室12内的PVD沉积装置62以及排列成矩阵的发生器。
示例1：处理一个或更多个对象14的方法
下面说明在如上所述的设备中处理对象的表面的方法的示例。
考虑对象14的一个期望处理的表面，要确定对象14的不同的参数，如待处理的一个或更多个表面、要执行的表面处理类型、处理的顺序、对象的几何形状等。这些参数尤其能够针对于给定的表面处理来选择将要被激活的每个发生器、供给到每个发生器的功率、是否提供离子提取电极36A以及离子加速电极36B和36C、将要使用的气体属性以及所需要的气体流量。
这些参数存储在数据库中，在数据库中这些参数与对象14的识别符相连。这种识别符可以是与对象14相关联的条形码54。该数据库居于执行PLC程序的计算机56中。还可以预想数据库居于另一电脑中。
当对象14准备好要在设备10中进行处理时，对象14放置在其特定载体16上，并且借助于识别装置52来识别该对象，该识别装置52使由对象14的载体16所携带的条形码能够被读取。这种识别使得与对象14相关联的参数和必须被施加于其上的处理的顺序能够从数据库中提取。处理参数被传输给PLC程序，所述PLC程序控制泵装置20、用于控制每一个发生器34的装置46和所需要的气流。
然后，载体16和对象14的组件放置在真空腔室12中，并产生适宜于期望执行的各种表面处理的真空条件，如，约10-3mbar的真空。
一旦适宜的真空条件已经形成，门50被打开使得原先被保持在约10-6mbar的真空水平下的发生器34与腔室12连通。
例如，采用单电荷氦离子(He+)束进行离子轰击处理。借助于对象14的识别，PLC程序尤其将为每个程序选择性地激活发生器34。
例如，轰击处理，其一方面，通过在2.45GHz频率下激励小的发生器34A以撞击等离子体来进行，另一方面，通过向其提供氦。于是，形成等离子体，He+离子借助于达到30KV电位的电极36A而被提取出，并由达到25KV电位和1mA电流的电极36B以及达到0电位(接地)和1mA电流的电极36C进行加速。
PLC程序或工业计算机能进一步控制载体16的旋转速度，以控制对象14每一表面的处理时间。在该情形中，旋转速度被限定为对应于3秒的表面处理时间，其与接收到的6×1015ions/cm2(离子数/平方厘米)的He+离子剂量相对应。
在离子轰击处理的结束时，门50关闭并且抽取执行到达10-5mbar，在此条件下，进行厚度在50-70nm之间的铝层的PVD沉积。
一旦完成了铝层的沉积，一定量的HMDSO单体通过流量控制器42以100sccm(每分钟标准立方厘米)的流量注入。
当压力已经稳定到5×10-2mbar时，门50打开，以使所有的发生器与腔室连通。
该处理所需的发生器34以2.45GHz的频率选择性地供应以撞击HMDSO等离子体。在等离子体中，该单体聚合并沉积在对象14上，在先前由PVD沉积的铝层上形成透明的保护层。
在该示例中，发生器34的气体注入和供给在60秒后停止，以获得厚度在25到40nm之间的沉积物。
然后，门50关闭，腔室12恢复常压或大气压，以使每个处理后的对象14从中取出。
设备10然后能够处理一个或更多新的对象。
也能够通过与PVD或PECVD沉积同时地实施离子轰击来改变PVD和PECVD沉积。
也可以预想通过将阵列64的发生器34分布在期望进行的多个表面处理之间来同时进行多个处理。
示例2：气体混合物
对于离子轰击，可以预想使用气体混合物，所述气体混合物选自He/Ar(如气体流量比为80/20或50/50)、He/N2(如气体流量比为80/20或20/80)和He/Ar/N2(如气体流量比为60/20/20)的混合物。
对于等离子体处理，以下混合物可以使用：空气/Ar(如气体流量比为60/40)、Ar/N2(如气体流量比为50/50)、Ar/N2O(如气体流量比为50/50或80/20)、HMDSO/TMDSO(如气体流量比为80/20)、HMDSO/N2O/Ar(如气体流量比为70/10/20)、CH4/N2O(如气体流量比为80/20)或HMDSO/N2O/O2(如气体流量比为80/10/10)。
另外，在气体混合物的情况下，气体可以通过发生器34的选择性供应在发生器34的上游混合。例如，对于He/Ar混合物(如气体流量比为80/20)，两种气体可以或者在到达发生器34前预混合，或者80％的被激活的发生器可以供应单电荷的氦离子He+和20％的被激活的发生器供应单电荷的氩离子Ar+。也可以构想向发生器34供应氦，然后向它们供应氩。
示例3：以不同气体进行的相继的处理顺序
还可以进行顺序处理，每一个次序在特定的情况下使用不同的气体。
例如，以以下次序：
前驱气体 提取电压 剂量 处理时间
次序1 He 30kV 6×1015ions/cm2 2s
次序2 N2 20kV 1×1016ions/cm2 3s
次序3 I2 5kV 1×1014ions/cm2 5s
还可能，替代按次序进行处理，而同时进行这些处理(如上述三种)但采用离子发生器矩阵中的不同的空间分布。

Claims (16)

1.一种用于处理对象(14)的表面的设备(10)，典型地包括：
真空腔室(12)，所述对象(14)用于放置在所述真空腔室(12)中；和
用于处理对象(14)的表面的装置(32)，与真空腔室(12)连通，包括至少两个等离子体发生器(34)，
其特征在于：包括以独立于任何其他发生器(34)的方式来控制每个发生器(34)的装置(46)，所述控制装置(46)包含用于激活停止该发生器(34)的装置(48)。
2.如前一权利要求所述的设备(10)，其中激活/停止装置(48)包含开关。
3.如前述权利要求中任一项所述的设备(10)，所述控制装置(46)例如包括发生器功率控制装置、发生器位置调节装置或气体流量控制装置。
4.如前述权利要求中任一项所述的设备(10)，包括用于识别待处理的对象(14)的装置(52)，例如用来读取该对象的标识号或条形码的光学阅读器。
5.如前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其中相同的等离子体发生器能够被不相关地使用以交替地进行等离子体处理和离子轰击处理。
6.如前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其中等离子体发生器尺寸小，它们的最大尺寸小于10cn，优选小于5cm。
7.如前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其中等离子体发生器并排设置并形成矩阵。
8.如前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其中，所述真空腔室(12)包括可移动的载体(16)，用来对每一个待处理的对象进行定位。
9.如前一权利要求所述的设备(10)，其中载体(16)被安装成能够在所述真空腔室(12)内绕旋转轴(18)自由旋转。
10.一种用于处理对象(14)的表面的方法，其特征在于：包括如下步骤：
对对象(14)设置至少一个参数；
识别待处理的对象(14)，该对象(14)包括至少一个待处理表面；
将待处理的对象(14)放置到如权利要求1-9中任一项所述的设备(10)的真空腔室(12)内；
依据所识别的对象(14)的每个参数来选择激活每个发生器(34)；
通过激活上一步骤中所选择的每个离子发生器(34)来处理对象(14)。
11.如前一权利要求所述的方法，其中处理对象(14)的步骤包括等离子体激活表面的步骤、PECVD沉积的步骤和/或离子轰击步骤。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中识别待处理的对象(14)的步骤通过读取用于识别该对象的条形码(54)来实现。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，包括在数据库中存储对每一个对象(14)所设置的参数的步骤。
14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其中选择每个发生器(34)进行激活的步骤由计算机程序进行。
15.如权利要求10-14中任一项所述的方法，包括处理对象(14)的表面的多个相继的步骤。
16.如权利要求10-15中任一项所述的方法，其中等离子体发生器(34)并排布置并形成矩阵，发生器包括离子束整形装置(36C)，所述离子束整形装置能够针对于离子轰击而使由离子发生器形成的离子束进行聚焦或发散，离子束整形装置调整为使得各自的离子束发散，以使并排的等离子体发生装置的束重叠。
CN201280038054.6A 2011-07-29 2012-07-25 采用等离子体发生器处理对象的工具和方法 Pending CN103890898A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1156975 2011-07-29
FR1156975A FR2978598B1 (fr) 2011-07-29 2011-07-29 Installation et procede de traitement d'un objet par des generateurs de plasma
PCT/EP2012/064577 WO2013017495A1 (fr) 2011-07-29 2012-07-25 Installation et procédé de traitement d'un objet par des générateurs de plasma

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103890898A true CN103890898A (zh) 2014-06-25

Family

ID=46598499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280038054.6A Pending CN103890898A (zh) 2011-07-29 2012-07-25 采用等离子体发生器处理对象的工具和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140231242A1 (zh)
EP (1) EP2737515A1 (zh)
CN (1) CN103890898A (zh)
BR (1) BR112014002263A2 (zh)
FR (1) FR2978598B1 (zh)
MX (1) MX2014001141A (zh)
WO (1) WO2013017495A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110890266A (zh) * 2019-11-29 2020-03-17 广州立景创新科技有限公司 音圈马达表面处理方法和设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6584927B2 (ja) * 2015-11-13 2019-10-02 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置、およびイオン注入装置の制御方法
US10558192B2 (en) 2016-06-03 2020-02-11 William Wilder Movable gantry system configured to interface with jigs of different sizes
WO2020001774A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Applied Materials, Inc. A surface treatment method for a polymer film

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273609A (en) * 1990-09-12 1993-12-28 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for time-division plasma chopping in a multi-channel plasma processing equipment
US5296272A (en) * 1990-10-10 1994-03-22 Hughes Aircraft Company Method of implanting ions from a plasma into an object
US5883374A (en) * 1997-03-27 1999-03-16 Advanced Micro Devices, Inc. Scanning system for identifying wafers in semiconductor process tool chambers
US6293222B1 (en) * 1996-10-30 2001-09-25 Schott Glaswerke Remote-plasma-CVD method for coating or for treating large-surface substrates and apparatus for performing same
CN1943002A (zh) * 2004-05-27 2007-04-04 通用电气公司 对物件进行等离子体处理的装置和方法
FR2899242A1 (fr) * 2007-04-05 2007-10-05 Quertech Ingenierie Sarl Procede de durcissement par implantation d'ions d'helium dans une piece metallique
CN101545582A (zh) * 2009-05-05 2009-09-30 浙江大学 半导体激光器阵列光束整形照明系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040040833A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-04 General Electric Company Apparatus and method for plasma treating an article
WO2011043407A1 (ja) * 2009-10-08 2011-04-14 株式会社フジクラ イオンビームアシストスパッタ装置及びイオンビームアシストスパッタ方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273609A (en) * 1990-09-12 1993-12-28 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for time-division plasma chopping in a multi-channel plasma processing equipment
US5296272A (en) * 1990-10-10 1994-03-22 Hughes Aircraft Company Method of implanting ions from a plasma into an object
US6293222B1 (en) * 1996-10-30 2001-09-25 Schott Glaswerke Remote-plasma-CVD method for coating or for treating large-surface substrates and apparatus for performing same
US5883374A (en) * 1997-03-27 1999-03-16 Advanced Micro Devices, Inc. Scanning system for identifying wafers in semiconductor process tool chambers
CN1943002A (zh) * 2004-05-27 2007-04-04 通用电气公司 对物件进行等离子体处理的装置和方法
FR2899242A1 (fr) * 2007-04-05 2007-10-05 Quertech Ingenierie Sarl Procede de durcissement par implantation d'ions d'helium dans une piece metallique
CN101545582A (zh) * 2009-05-05 2009-09-30 浙江大学 半导体激光器阵列光束整形照明系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110890266A (zh) * 2019-11-29 2020-03-17 广州立景创新科技有限公司 音圈马达表面处理方法和设备
CN110890266B (zh) * 2019-11-29 2022-09-23 广州立景创新科技有限公司 音圈马达表面处理方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20140231242A1 (en) 2014-08-21
FR2978598B1 (fr) 2014-04-25
FR2978598A1 (fr) 2013-02-01
EP2737515A1 (fr) 2014-06-04
WO2013017495A1 (fr) 2013-02-07
BR112014002263A2 (pt) 2017-02-21
MX2014001141A (es) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Quantification of plasma produced OH radical density for water sterilization
CN103890898A (zh) 采用等离子体发生器处理对象的工具和方法
JP2021100003A (ja) 高性能ｆｒｃを形成し維持するシステムおよび方法
Henderson et al. Direct detection of complex organic products in ultraviolet (Lyα) and electron-irradiated astrophysical and cometary ice analogs using two-step laser ablation and ionization mass spectrometry
Jheeta et al. The irradiation of pure CH3OH and 1: 1 mixture of NH3: CH3OH ices at 30 K using low energy electrons
CN104831255A (zh) 基板处理方法和基板处理装置
Maté et al. Stability of carbonaceous dust analogues and glycine under UV irradiation and electron bombardment
CN101084570A (zh) 一种在石英灯加热器的表面涂镀透射近红外线多层薄膜的装置与方法
CN101530777A (zh) 一种等离子体化学反应装置
US20180374697A1 (en) Methods and apparatuses for increasing reactor processing batch size
Frankland et al. Laboratory surface astrochemistry experiments
KR100977955B1 (ko) 큰 면적의 코팅재를 평면에 침착시키기 위한 장치 및 방법
Cid-Vidal et al. LHC: the emptiest space in the solar system
Oliveira et al. Energetic ion irradiation of N2O ices relevant for Solar system surfaces
US20130224400A1 (en) Apparatus for treating an object, more particularly the surface of an object made of polymer
Pastukh Subprocesses accompanying nitriding in a glow discharge
US8921240B2 (en) Ion implantation method
US9105451B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
US20070119375A1 (en) Dual large area plasma processing system
CN116075033B (zh) 一种产生氧原子束流脉冲的方法及其应用
Blackmore et al. Particle tracking and beam matching through the new variable thickness MICE diffuser
EP2551890A1 (fr) Installation et procédé de traitement d'un objet par un générateur de plasma
Bianchi et al. Influence of applied plasma power on degradation of L-proline in an inductively coupled RF plasma reactor
Ferreira da Silva et al. Charge transfer processes in key biological systems
Belchenko et al. Physics of Surface-Plasma H− Ion Sources

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140625