CN105706213A - 等离子体产生设备 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种等离子体产生设备，在其中设置有用于将能量耦入到等离子体腔中的等离子体内的至少一个电感式设备和至少一个电容式设备。至少一个电感式设备和至少一个电容式设备可以彼此分开地通过不同的频率发生器来供应能量或也可以通过共同的频率发生器来供应能量。

Description

等离子体产生设备

技术领域

本发明涉及一种等离子体源，其结合了以电感方式耦合以及以电容方式耦合的等离子体的优点。

背景技术

以电感方式耦合的等离子体(ICP)在很低的等离子体电势的情况下达到了很高的离子密度。此外，也可以提供大面积的等离子体。结合特别简单的等离子体产生，这就能够实现等离子体源的经济的运行方式。

以电容方式耦合的等离子体(CCP)由于较低的激励温度和旋转温度而具有较低的点火温度。基于易操作性和稳定性，以电容方式耦合的等离子体可以在大量的应用中使用，尤其是在气溶胶或湿气中使用，在其中，其他的等离子体可能会熄灭。CCP耦合特别好地适用于对等离子体中的离子进行加速并且针对加工过程进行提取。

因此，这两种等离子体产生方式都具有它们在技术上的优点和存在理由。

在DE10358505B4中描述了一种ICP源，其具有磁极靴装置，其中，激励线圈布置在极靴的槽中。极靴造成了激励线圈的磁场在极靴下方在设置用于等离子体点火的区域中的集中。在磁极靴的两侧并且与其直线式地设置有其他的永磁体作为多极磁体装置。在该结构中，多极装置的磁场与以电感方式耦合的等离子体叠加。所描述的结构尤其适用于伸长的面式的等离子体源，像它们优选用于以穿通方法(Durchlaufverfahren)进行的太阳能电池制造那样。

EP0908923B1描述了一种等离子体源，其中，用于磁场在等离子体腔中进行集中的磁芯(铁素体芯)也同时被用作等离子体源到处理室的联接开口的关闭件。等离子体源的优选的实施方式是旋转对称的。不使用多极磁体装置，以便在等离子体中产生哨声波。

ICP源的公知的结构形式不具有CCP源的有利特性。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种等离子体源，其集合了ICP等离子体和CCP等离子体的优点。

根据本发明，该任务利用根据权利要求1的设备来解决。有利的实施方式在回引的从属权利要求中示出。

根据本发明的设备的特征在于，同时以电感方式和电容方式将能量耦入到等离子体中。

根据本发明设置的是，该设备具有至少一个用于将能量以电感方式耦入到等离子体中的线圈。在此，等离子体在为此设置的腔区域，亦即等离子体腔中产生。线圈优选布置在磁极靴的槽中，其中，槽的开口(槽侧)朝向等离子体(等离子体腔)。在此，线圈优选嵌入到(陶瓷的)绝缘体中。由极靴和线圈构成的装置布置在能导电的包覆物中，包覆物除了极靴的槽侧和线圈接口外完全包围该装置。槽侧用能导电的法拉第屏蔽物遮盖。该法拉第屏蔽物使包覆物的内部相对等离子体腔封闭并且与有传导能力的包覆物传导连接，其中，线圈的磁场可以溢出用于以电感方式的耦合，但电场被可靠地屏蔽，或者说很大程度上减小了电场穿过法拉第屏蔽物。在法拉第屏蔽物与磁极靴装置之间也可以置入由磁场可穿透的材料制成的附加的绝缘板，绝缘板可以用作极靴装置的封装件或保护件。该封装也可以相对有传导能力的包覆物以真空密封的方式实施，以便可以避免可能的污物进入过程腔，或者说使过程腔中存在的反应气体或气体残留远离极靴装置。在此，在包覆物内部的内腔可以形成被单独泵吸的真空腔或可以与大气或保护气体装置连接。存在有配对电极作为相对于法拉第屏蔽物的配对件，法拉第屏蔽物和该配对电极一起构成了电容器装置。配对电极优选布置在与法拉第屏蔽物对置的侧上，此外优选布置在待处理的基底的后方。在包覆物外部还布置了有传导能力的壁作为所谓的暗腔遮蔽物，该壁与包覆物电绝缘并且除了槽侧和联接穿通部外包围了该包覆物。优选地，暗腔遮蔽物处在装置的接地电势上。此外优选的是，暗腔遮蔽物的槽侧配设有由不传导的材料制成的遮盖物(介电遮盖物)。暗腔遮蔽物的目的是将等离子体的形成限制到等离子体腔上。为了将能量供入到等离子体中，至少一个线圈与频率发生器，优选是高频发生器连接。另外的频率发生器联接到包覆物以及与该包覆物连接的法拉第屏蔽物上。这些频率发生器的两个其他的极优选处在接地电势上。

优选地，多极磁体装置平行于一个或多个线圈地布置，从而使多极磁体装置的磁场与线圈的磁场在等离子体中叠加。多极磁体装置优选被定向成使它们有助于产生所谓的哨声波。哨声波在等离子体边缘层中沿着等离子体的表面延伸并且改进了到该等离子体中的能量输入。为了实现这一点，多极磁体装置优选以彼此相互吸引的方式定向。它们与线圈的磁场一起形成一种磁瓶，其有利地包围等离子体并使其成形。多极磁体装置优选布置在暗腔遮蔽物外部。在此，它们优选在暗腔遮蔽物旁边，在朝等离子体腔方向上在介电遮盖物的高度上以用该遮盖物封闭的方式布置，或者在另外的优选的实施方式中布置在等离子体腔旁边。

因此概括而言，根据本发明，根据DE10358505B4的布置具有带朝向等离子体腔方向的法拉第屏蔽物的包覆物，并且此外还配设有暗腔遮蔽物。除了根据DE10358505B4的设备部分的以电感方式式的能量耦入外，还经由包围根据DE10358505B4的设备的附加设置的包覆物或法拉第屏蔽物实现了以电容方式式将能量耦入到等离子体中。

包覆物优选被冷却。这例如借助冷却剂传输部实现。其他的构件在需要时也可以配设有冷却剂传输部或别的对流式或导热式的热导出部。

用于以电感方式将能量耦入到等离子体中的ICP线圈优选成对地、直线式延伸地且平行延伸地设置。于是，由于对称原因，在一对线圈的相反的端部上实现能量耦入。有利的是，在等离子体产生装置中相互平行地布置有多个线圈对。然而，其他的线圈配置也是可行的，例如圆形或波浪形的布置。在特别是伸长的设计结构中，各个ICP线圈都可以配设有附加的能量输送部。线圈的交错布置也是可行的。

法拉第屏蔽物由有传导能力的，优选是金属的材料构成。它具有用于使ICP线圈的磁场线从包覆物溢出的开口。这些开口优选平行于磁场线地延伸，以便尽可能少地影响这些磁场线。因此，开口优选被设计成缝隙状。一个优选的实施方式将矩形的板设置为法拉第屏蔽物，在其中，缝隙交替地从板材的长侧起进入到该板材中直至几乎到达对置的侧。以这种方式形成了蜿蜒曲折的结构，其有助于减少或抑制在法拉第屏蔽物中涡流的形成。法拉第屏蔽物的其他实施方式也是可行的，并且对于本专业技术人员来说是可以实施的，其中，重要的是使用于让磁场线溢出的开口优选应当平行于这些磁场线地延伸。

暗腔遮蔽物是有传导能力的并且阻止了在为之设置的区域之外通过经由包覆物的以电容方式的能够供入将专属的等离子体点火。为此，暗腔遮蔽物优选处在接地电势上。

在法拉第屏蔽物与等离子体之间优选朝等离子体腔指向地存在有例如由石英材料或氧化铝陶瓷制成的介电遮盖物作为暗腔遮蔽物的封闭件并且作为防污染保护装置。

所形成的等离子体相对于等离子体处理室的所有的壁都是在很大程度上无电势的。

在根据本发明的设备中，等离子体的密度主要通过以电感方式的能量耦入来确定。然而，等离子体的运动(离子的加速运动)在很大程度上通过以电容方式的耦入来限定。进到等离子体中的ICP能量供入的和CCP能量供入的激励频率和能量贡献可以以有利的方式相互分开地确定或改变。但此外，相位同步化的激励也是可行的。为了供能可以根据现有技术使用合适的HF或LF发生器(高频或低频发生器)。以电感方式耦入的频率优选处在100kHz至13.56MHz的范围内，并且在此也可以脉冲式地提供。以电容方式的耦入允许在直流(0Hz)至数MHz的范围内的，优选40kHz至400kHz范围内的激励频率。在此，也可以脉冲式地或连续地提供这些频率。

向等离子体产生设备的气体输送优选与该等离子体产生设备分开地、侧向在等离子体腔旁边进行。可选的是，也设置有气体抽走部。

根据本发明的设备以及进而所产生的等离子体的尺寸是能毫无问题地缩放的。

根据本发明的设备能够实现等离子体源的功率直至高比率范围的线性缩放，而不会出现驻波问题。为了实现最高的等离子体密度，不需要如用VHF的现有技术在平行板装置中所需的那样的最高频率技术。

根据本发明的设备优选在5*10^-4mbar至0.1mbar的压力范围内使用。

根据本发明的等离子体产生设备的有利的应用在于太阳能电池生产。在此，面式地伸展的基底或布置在其上的层通常经历等离子体处理。在此，这些基底要么运动穿过处理室，要么被布置在这种处理室内。特别有利的是，等离子体产生设备在必要时在运动的基底的整个宽度上提供均匀的等离子体。因此有利的是，线圈的尺寸与待处理的基底的尺寸相匹配，并且线圈实施成至少与在其下方运动的基底的宽度一样长。有利地，线圈的长度超过基底的宽度一些，以便抑制边缘效应。

另外的应用领域在于涂覆，进一步优选是在面式的主体，例如膜中。

由于以电感方式的能量供入除了法拉第屏蔽物和暗腔遮蔽物外也能够穿过处理室的壁的有利的特性，该设备可以布置在处理室内部，其中，多极磁体装置可以布置在处理室内部或外部，但或者该设备布置在处理室内部，其中，多极磁体装置处在暗腔遮蔽物旁边或处在等离子体腔旁边。

通过包住具有有传导能力的壁(包覆物和法拉第屏蔽物)的ICP装置，也可以将现有的以电容方式的耦合用于以电感方式耦合的等离子体的点火辅助。为此，在优选的实施方式中，除了对ICP装置的HF功率供应外，优选在几毫秒至几百毫秒的，特别优选在2毫秒至800毫秒的范围内的很短的限定的时间内，将提高的HF电压施加到以电容方式耦合的装置上。在对以电感方式耦合的等离子体进行点火之后，以电容方式耦合的等离子体的HF功率供应要么可以在接地电势上继续运行，要么可以按照规定以限定的HF功率继续运行。

根据本发明的设备也可以作为独立的纯以电感方式耦合的等离子体源，亦即在没有以电容方式耦合的情况下运行。于是，对于以电感方式产生的等离子体的更可靠的等离子体点火来说，对于点火在短时间内所需的HF电压例如也可以有利地从用于以电感方式耦合的HF功率供应一起导出。这优选用HF开关来实现。

该做法优选在已经被优化的应用情况中使用来节省针对电容式的耦合装置的另外独立的HF功率供应。所需的针对以电容方式耦合的等离子体的HF功率需求于是被有利地经由固定的或能调整的HF功率分配器从以电感方式耦合的等离子体的HF功率供应中一起来供应。

下面借助不同的图来阐述本发明，但本发明不应局限于这些实施例上。

具体实施方式

图1a至图1e示出ICP线圈(2)在磁极靴装置(3)中的布置变型方案。线圈(2)直线式地、垂直于附图平面地延伸。线圈嵌入到陶瓷的绝缘体(21)中。在图1a中设置有两个线圈(2)，其分别具有自己的陶瓷的绝缘体(21)。线圈(2)的联接在相反的端部上进行，也就是说，第一线圈(2)在附图平面下方用高频加载，而对于第二线圈，则经过附图平面上方，或反过来。

在图1b和图1c中，线圈(2)成对地布置在陶瓷的绝缘体(21)中。在此，每线圈对中的接头也相反地实施。

在图1d和图1e中示出线圈装置的旋转对称的实施方案。在此，线圈轴线在同心的圆形轨迹上延伸。

图2a至图2c的图示出来自图1a以及图1d和图1e的图的、具有有传导能力的包覆物的布置，有传导能力的包覆物由在磁极靴装置(3)的区域中的包覆物(41)以及在极靴装置的槽区域中的法拉第屏蔽物(42)构成。在包覆物(41)与法拉第屏蔽物(42)之间存在有(在此示意性示出的)有传导能力的接触部(43)。槽(33)在此再次被分开地标注。因此，槽区域是极靴装置(3)的存在有用于置入具有线圈(2)的陶瓷的绝缘体(21)的槽(33)的那侧。类似的设计方案对于(能借助图2b和图2c中的轴线(31)识别出的)圆形的实施方式也是可行的。

图3a和图3b示意性示出根据现有技术的ICP线圈的电路变型方案。图3a示出通过两个发生器G1和G2向两个线圈(2)供应高频。供入在相反的端部上进行，从而使电流Ic1和Ic2相反地流动。

在图3b中示意性示出剖视图。

图4a和图4b示出根据现有技术的ICP线圈的另外的电路变型方案。线圈(2)类似图1b所示的方式布置在极靴的槽中。但是因为线圈构造成U形且上下相叠地布置，所以在极靴的端侧上分别得到在“U”的腿之间的连接线路(22)。基于U形，电流(Ic1和Ic2)在两条腿中相反地流动。这适用于两个上下相叠布置的线圈。现在与两个发生器G1和G2的相位相关的是，在两个线圈(2)之间的场是否以共模方式(Gleichtakt)还是以差模方式(Gegentakt)振荡。任意的相移也是可行的。优选的是，发生器(G1、G2)被接通，从而使不同的线圈(2)的上下相叠的腿沿相同的方向被穿流。

图5示意性地示出如何通过发生器(G)经由电流分配桥(23)(T形分配器)在相反的端部上向两个线圈(2)供应高频，其中，高频供入部联接在分配桥(23)的中间，以避免不对称的电流流动。

图6a至图6c示出线圈(L1、L2)的接线变型方案。在所有三个接线变型方案中都适用的是，线圈和电容器分别相同，也就是说，L1＝L1并且C1＝C2。以这种方式产生了对称的振荡电路。

图7a至图7c在剖面中示意性地示出根据本发明的设计结构的部分。图7a和图7b直线式地伸展，而来自图7c的布置是旋转对称的。围绕由图2a至2c公知的设计结构分别布置有暗腔遮蔽物(5)。

图8示意性地以其整体(除了多极装置外)示出在处理室(6)中的根据本发明的设备。为了将能量以电感方式供入到等离子体(7)中，该设备基本上由两个直的导体(也参看图3a)构成，为了简单起见，这两个直的导体应当继续被称为线圈(2)。发生器G1的HF能量的输送类似于图5或图6a、6b和6c中所示地经由未示出的T形分配器(23)来实现。线圈(2)嵌入到陶瓷的绝缘体(21)中并且然后以在该陶瓷的绝缘体中的方式嵌入到极靴(3)的槽中。围绕极靴(3)实施有包覆物(41)，该包覆物在朝向具有等离子体(7)的等离子体腔的方向上通过法拉第屏蔽物(42)来封闭。法拉第屏蔽物(42)和包覆物(41)处于导电连接中。围绕包覆物(41)(电绝缘地)构造有绝缘层(44)，绝缘层本身除了槽侧外都被暗腔遮蔽物(5)包住。例如考虑由石英玻璃、氧化铝陶瓷或其他的绝缘材料或填料制成的板来作为绝缘层，它们除了电绝缘特性外还尽可能也引起了通过发生器G2置入的HF功率的很低的自身消耗。虽然用由绝缘材料制成的绝缘层(44)来填满包覆物(41)与暗腔遮蔽物(5)之间的中间腔很常见的，但是也可以在没有该绝缘层的情况下实现运行。为此，在包覆物(41)与暗腔遮蔽物之间的间距必须相应于公知的帕邢定律地设计，以避免在中间腔内的等离子点火。在此，暗腔遮蔽物(5)的槽侧还具有石英片(51)作为防污染保护装置。

等离子体腔(65)处在石英片之前，在当前的图示中，基底片(63)作为待加工的材料运动穿过该等离子体腔。在此，基底片处在基底托架(64)上。等离子体(7)由在等离子体腔(65)的两侧的气体输送部(62)来供应。

设备具有两个HF发生器(G1、G2)。发生器(G1)经由(未示出的)T形分配器(23)直接将其高频供入到线圈(2)的相应的侧中。线圈(2)的与供入部对置的侧直接接地，或替选地还经由附加的电容器接地。为此也参看图6a和6b。第二发生器(G2)与包覆物(41)连接，并且经由该包覆物传导地与法拉第屏蔽物(42)连接。配对电极(45)布置在运动的基底(63)下方。它与包覆物(41)以及法拉第屏蔽物(42)一起形成电容器装置。该电容器装置也被本专业技术人员称为平行板装置。配对电极(45)在当前的实施方式中处于接地电势上。在一些应用情况中，配对电极也可以联接到附加的发生器上，以便可以利用伴随通过发生器(G2)供给的以电容方式耦合的等离子体产生的混频运行。针对混频运行可以使用如下发生器，其要么可以提供直流电压或提供脉冲式的直流电压，要么也可以提供在几Hz到约27MHz范围内的频率。借助混频运行可以以期望的方式来影响等离子体(7)内的离子的运动，从而能够实现更好地处理基底(63)。处理室(6)处于接地电势上。由此能够实现的是，通过发生器(G2)在没有配对电极(45)的情况下也可以运行以电容方式耦合的等离子体激励。于是，处理室(6)本身作为关于法拉第屏蔽物(42)的配对电极起作用。与在配对电极(45)上的混频运行类似的是，也可以在根据本发明的设备(1)上的发生器(G2)的供入部上联接附加的发生器，以便能够实现混频运行。在处理室(6)中，借助(未示出的)真空泵经由相应的接口(61)产生负压。根据本发明的设备借助法兰(66)固定在处理室(6)的壁的穿通部中。

图9a和图9b示意性示出根据本发明的设备的两个装配变型方案。在此，设备具有两个多极装置(8)，它们平行于线圈且与根据本发明的设备相邻地延伸。

在此，图9b尤其示出如下安装变型方案。根据本发明的设备经由两个真空密封的中间件通至基底的处理区域，并且在此包围所有必需的介质输送部。由此，可以在大气条件下布设所需的介质输送部以及尤其是供电部。因此，根据该中间件或多个中间件的设计方案的不同，根据本发明的设备可以非常灵活地匹配于过程室中的给定条件。这些中间件可以是牢固地固定的结构组件或例如也可以是在真空中适用的柔性软管。在使用柔性中间件的情况下，根据本发明的设备(1)也可以借助相应的驱动系统相对基底以限定的方式运动。

图10a和图10b示意性地示出根据本发明的设备(1)如何能够在处理室(6)外部布置在处理室的壁(67)上。在金属的壁中设置有相应的开口，开口被在暗腔遮蔽物的槽侧上的石英片(51)关闭。

在图10b中附加地设置有两个磁多极装置(8)，它们同样处在处理室6外部并且平行于线圈延伸。多极装置(8)的磁场也穿过介电石英片(51)进入到处理室中并且作用到等离子体(7)上。

图11a和图11b示意性示出磁多极装置(8)的布置变型方案。根据本发明的设备(1)(没有示出配对电极)在处理室内部处在该处理室的壁(67)后方。磁多极装置在图11a中布置在根据本发明的设备(1)旁边并且从那里作用到等离子体(7)上。在图11b中，磁装置布置在等离子体旁边。由此，它们几乎都处在等离子体腔内。作用到等离子体(7)上的场作用由于间距较小而变得更强，但是污染或耗损也变得更强。

有利的是，在两个相邻的根据本发明的设备之间仅需一个磁多极装置，其朝两侧起作用。

图12a至图12c示意性地示出磁多极装置相对根据本发明的设备(1)的布置变型方案。在图12a中根据本发明的设备和多极装置都处在处理室外部，并且它们的场仅穿过介电遮盖物达到处理室内部，而在图12b和图12c中，根据本发明的设备布置在处理室外部，而多极装置布置在处理室内部。图12b和图12c的区别主要在于磁极靴在多极装置中的定向。磁极靴在图12b中垂直于壁(67)地定向，而在图12c中则与之平行。在此，磁极靴的定向影响到了多极装置的关于已构成的ICP等离子体的磁场的叠加和构造形式。在特殊的情况下，磁极靴在垂直于或平行于壁(67)之间的偏斜的角度位置可以是更有利的。

图13a和图13b示意性示出根据本发明的设备(1)的使用变型方案。在图13a中，设备(1)被用于对薄膜进行涂覆。为了简明起见，仅示出了用于以电容方式进行能量耦入的发生器(G)。等离子体在薄膜(9)的背对设备的侧上产生。在薄膜(9)与配对电极(45)之间从气体导入部(62)吹入工作气体并且转化成等离子体(7)。经由转向辊(91)继续补充提供用于处理的薄膜，薄膜在处理后经由等效的转向辊进一步运输来进行卷起。在图13a和图13b中有利的是，薄膜或传送带几乎永久地遮盖设备。由此，设备在进行等离子体涂覆的情况下极为便于维护。

在图13b中并排布置有两个等离子体源。剩余气体经由两个配对电极(45)之间的其他导出部(68)导出。基底(63)在基底托架(64)上依次运动到两个相继接通的处理腔(在此通过配对电极(45)的弯曲部示意出)中并且受到处理。

图14示意性示出根据本发明的设备的另外的使用变型方案。在此，两个等离子体源(1)例如可以也由对称的发生器G来提供用于以电容方式耦合的能量(利用发生器等来进行的以电感方式的耦入是存在的，但未示出)。在另外的变型方案中，两个等离子体源(1)也以双极的或单极的脉冲式的直流电压运行。仅用一个发生器系统同时为多个等离子体源(1)供能也是常见的做法，以便减少昂贵的发生器和适配网络的数量。

这两个设备(1)产生共同的等离子体(7)，用其来加工薄膜(9)。

图15示意性示出法拉第屏蔽物(42)，其被用于在朝向等离子体腔的方向的槽侧上封闭有传导能力的包覆物。蜿蜒曲折的结构具有平行于ICP线圈(2)(示意性地用虚线示出)的场线延伸的缝隙。通过蜿蜒曲折的结构有利地减少了在法拉第屏蔽物(42)内的涡流的形成。

借助图8的图示详细示出了根据本发明的等离子体设备的实施方式，而本发明并不局限于该实施方式。

根据本发明的设备布置在根据现有技术的处理室(6)中，如其通常用于太阳能电池技术的穿通方法那样。用于以电感方式将能量供入到等离子体(7)中的设备具有两个线圈，它们实施为单个的直的导体。也参看图3。线圈在彼此间距约35mm的情况下具有约100cm的长度。线圈由管直径为8mm的铜管制成。发生器G1的HF能量的输送与图5类似地进行。发生器G1是HF发生器，其通常经由适配网络(未示出)与根据本发明的设备连接。发生器G1发出4MHz的高频。由于设备(1)的所选择的尺寸，HF发生器G1具有约5kW的HF功率。线圈(2)嵌入到陶瓷的绝缘体(21)中。该绝缘体的尺寸与所使用的极靴的槽的几何形状相匹配，并且在横截面中约为13mm×32mm。于是，绝缘体本身嵌入到极靴(3)的槽中。市面上常见的E70芯被用作极靴(3)。极靴由铁素体材料4F1(Ferrocube公司)制成。极靴具有宽度＝71mm、高度＝33mm以及长度＝32mm。30个单个的极靴依次布置，因此它们共同得到约960mm的总长度。包覆物(41)围绕极靴(3)地实施，包覆物在朝具有等离子体(7)的等离子体腔的方向上通过法拉第屏蔽物(42)封闭。包覆物由用铝合金制成的铣削件构成，其具有约15mm的环绕的壁厚。为了导出极靴的电损失功率，包覆物被水冷却。为了在极靴与包覆物之间散热，使用导热的填料、薄膜或胶粘剂。法拉第屏蔽物(42)与包覆物(41)处于导电的连接中。法拉第屏蔽物(42)例如由不能磁化的不锈钢板材制成，并且关闭了包覆物的整个开口区域。材料厚约为0.5mm。法拉第屏蔽物在纵向侧上具有彼此相反的缝隙，这些缝隙具有0.1至0.5mm的宽度以及约10mm的间距。围绕包覆物(41)(电绝缘地)构造有绝缘层(44)，绝缘层本身除了槽侧外都被暗腔遮蔽物(5)包住。绝缘层优选由两层氧化铝陶瓷制成的板构成，它们彼此交错地布置，以便不允许包覆物(41)与暗腔遮蔽物(5)之间存在有连续的缝隙。层布置的总厚度约为0.8至12mm。暗腔遮蔽物(5)的槽侧在此还具有厚度约为4mm的石英片(51)作为防污染保护装置。

等离子体腔(65)处在石英片之前，在当前所示中，基底片(63)作为待加工的材料运动穿过该等离子体腔。在此，基底片处在基底托架(64)上。等离子体(7)从在等离子体腔(65)的两侧的气体输送部(62)供给过程气体。

该设备具有两个HF发生器(G1、G2)。Cesar型(AE公司)的发生器(G1)经由相应的输送部(未示出)直接将其例如为4MHz的高频供入到线圈(2)中。第二发生器(G2)(Cesar型，AE公司)与包覆物(41)连接，并且经由该包覆物与法拉第屏蔽物(42)传导连接。在此，所供入的高频为13.56MHz。用于以电容方式接地的配对电极(45)布置在运动的基底(63)下方。使用辐射加热装置(未示出)作为配对电极(45)，它的辐射面又由处在接地电势上的不锈钢板构成。在此，辐射面在宽度上大约跟随基底托架(64)的加工轨迹的几何形状，并且大致在处理室(6)的运输开口之间的长度上延伸。基底托架(64)具有1110mm×756mm的尺寸。配对电极(45)与包覆物(41)和法拉第屏蔽物(42)一起形成了电容器装置。在此，发生器G2的所施加的发生器功率的大小基本上影响了来自等离子体(7)的出现到基底上的离子的能量条件。每单位面积上出现的离子的数量主要通过所使用的发生器G1的HF功率来确定。由此，能够实现对基底(63)的加工的处理条件或质量的非常灵活的调整。

在处理室(6)中，借助(未示出的)真空泵系统，经由相应的接口(61)产生了约1×10^-6mbar的负压。随着过程气体的进入，可以在处理室(6)内部调整出约5×10^-4mbar至约0.1mbar的典型的工作压力。根据本发明的设备借助法兰(66)固定在处理室(6)的壁的穿通部中。

附图标记列表

1根据本发明的设备

2ICP线圈

21陶瓷的绝缘体

22U形的线圈的两个腿的连接部

23用于对两个线圈的对称的供电的电流分配桥

3磁极靴装置

31旋转对称的磁极靴装置的对称轴线

32在极靴装置中的旋转对称的空腔

41在极靴装置的区域中的有传导能力的包覆物

42法拉第屏蔽物

43法拉第屏蔽物与有传导能力的包覆物之间的有传导能力的连接部

44围绕有传导能力的包覆物的不传导的绝缘层

45用于以电容方式耦入的配对电极

5暗腔遮蔽物

51在暗腔遮蔽物的槽侧上的石英片

6处理室

61真空抽走部

62用于产生等离子体的气体输送部

63待处理的基底

64用于运输穿过处理室的基底托架

65等离子体腔

66用于将设备固定在处理室的壁中的法兰

67处理室的壁

68气体抽走部

7等离子体

8磁多极装置

9薄膜

91用于薄膜的转向辊

C1第一振荡电路的电容器

C2第二振荡电路的电容器

G、G1高频发生器

G2高频发生器

Ic1线圈1中的电流方向

Ic2线圈2中的电流方向

L1第一振荡电路的线圈

L2第二振荡电路的线圈

Claims (13)

1.一种用于产生等离子体的设备，所述设备具有用于将能量耦入到等离子体腔中的等离子体内的至少一个电感式设备和至少一个电容式设备，其中，所述至少一个电感式设备和所述至少一个电容式设备彼此分开地通过不同的频率发生器或通过共同的频率发生器来供应能量，其特征在于，所述电感式设备被有传导能力的包覆物包围，所述包覆物在等离子体侧上通过法拉第屏蔽物来封闭，所述包覆物与所述法拉第屏蔽物以有传导能力的方式连接，并且所述有传导能力的包覆物与频率产生器以有传导能力的方式连接，并且有传导能力的包覆物、法拉第屏蔽物以及至少一个配对电极形成了所述电容式设备。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电感式设备具有至少一个线圈，所述至少一个线圈与频率发生器传导连接并且布置在磁极靴的槽中。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少一个线圈在所述磁极靴的槽中被陶瓷的绝缘体包围。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述有传导能力的包覆物在不朝向所述等离子体的侧上配设有暗腔遮蔽物，所述有传导能力的包覆物与所述暗腔遮蔽物电绝缘。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述暗腔遮蔽物在朝向所述等离子体的侧上用介电遮盖物关闭。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述电容式设备的配对电极相对于所述介电遮盖物处在所述等离子体腔的对置的侧上。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，两个电容式设备由同一频率发生器来加载能量并且利用共同的配对电极。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述用于产生等离子体的设备旁边或在所述等离子体腔旁边并且平行于所述至少一个线圈的走向地布置有一个或两个磁多极装置，其中，在两个多极装置的情况下，所述两个多极装置处在所述线圈的相反的侧上。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备布置在处理室的外侧上并且通过介电片与所述处理室的内部分开地布置，并且所述磁多极装置布置在所述处理室的内部或外部。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述介电片与所述介电遮盖物是相同的。

11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备布置在处理室的内侧上。

12.一种用于运行根据权利要求1至11中任一项所述的设备的方法，其特征在于，附加于对所述电感式设备进行HF功率供应，还在短的限定的时间内向所述电容式设备施加提高的HF电压，并且因此以电容方式的耦合用作用于以电感方式耦合的等离子体的点火辅助。

13.一种根据前述权利要求中任一项所述的设备的用途，其特征在于，所述设备不仅以电感方式而且以电容方式将能量耦入到等离子体中，并且所述等离子体用于加工太阳能电池晶片或薄膜。