DE102014011933A1 - Plasma treatment apparatus and method for surface treatment of substrates - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Substraten sowie eine entsprechende Plasmabehandlungsvorrichtung, mit – einer Plasmabehandlungskammer (12), in welcher zumindest ein erster Substrathalter (14) und ein zweiter Substrathalter (16) angeordnet sind, wobei der erste Substrathalter (14) in Richtung seiner Flächennormalen (N) beabstandet zum zweiten Substrathalter (16) angeordnet ist und wobei der erste und der zweite Substrathalter (14, 16) auf gegenüberliegenden Seiten eines Plasmabereichs (18) angeordnet sind, – zumindest einer den Plasmabereich (18) in Umfangsrichtung umschließenden Anregungsspule (20) zur Anregung eines Plasmas (19) im Plasmabereich (18), – einer ersten Spannungsversorgung (1), welche mit dem ersten Substrathalter (14) verbunden ist, – einer zweiten Spannungsversorgung (2), welche mit dem zweiten Substrathalter (16) verbunden ist, und mit – einer dritten Spannungsversorgung (3), welche mit der Anregungsspule (20) verbunden ist, – wobei zumindest die Phase (P1) der ersten Spannungsversorgung (1) mit der Phase (P2) der zweiten Spannungsversorgung (2) gekoppelt ist.The present invention relates to a process for the surface treatment of substrates and a corresponding plasma treatment apparatus, comprising - a plasma treatment chamber (12) in which at least a first substrate holder (14) and a second substrate holder (16) are arranged, wherein the first substrate holder (14) in Direction of its surface normal (N) spaced from the second substrate holder (16) is arranged and wherein the first and the second substrate holder (14, 16) on opposite sides of a plasma region (18) are arranged, - at least one of the plasma region (18) in the circumferential direction enclosing Excitation coil (20) for excitation of a plasma (19) in the plasma region (18), - a first voltage supply (1), which is connected to the first substrate holder (14), - a second voltage supply (2), which with the second substrate holder ( 16), and with - a third voltage supply (3) connected to the excitation coil (20 ), wherein at least the phase (P1) of the first voltage supply (1) is coupled to the phase (P2) of the second voltage supply (2).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plasmabehandlungsvorrichtung sowie ein betreffendes Verfahren zur Oberflächenbehandlung von planaren Substraten. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum gleichzeitigen Behandeln mehrerer Substrate, die auf gegenüberliegenden Seiten eines Plasmabereichs in einer Plasmabehandlungskammer anordenbar sind.The present invention relates to a plasma processing apparatus and a related method for surface treatment of planar substrates. In particular, the invention relates to a device and a method for simultaneously treating a plurality of substrates, which can be arranged on opposite sides of a plasma region in a plasma treatment chamber.

Vorrichtungen und Verfahren zum plasmaunterstützten Behandeln von Substraten, insbesondere zum Ätzen oder Beschichten von Substratoberflächen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Zum möglichst gleichmäßigen und vollflächigen Auftragen dünner Schichten auf Substraten kommen u. a. chemische Dampfabscheideverfahren, insbesondere plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidungsverfahren, sogenannte PECVD-Verfahren (Plasma-enhanced chemical vapor deposition), zum Einsatz. Hierfür werden ein oder mehrere Substrate in einer Plasmabehandlungskammer angeordnet, in die unter Einhaltung vorgegebener Druck- und Temperaturbereiche zumindest ein Reaktionsgas, bzw. ein auf die Beschichtung oder einen Ätzvorgang abgestimmtes Gasgemisch eingeleitet wird.Devices and methods for plasma assisted processing of substrates, particularly for etching or coating substrate surfaces, are well known in the art. For uniform and full-surface application of thin layers on substrates u. a. chemical Dampfabscheideverfahren, in particular plasma-enhanced chemical vapor deposition method, so-called PECVD method (plasma-enhanced chemical vapor deposition) used. For this purpose, one or more substrates are arranged in a plasma treatment chamber into which at least one reaction gas, or a gas mixture tuned to the coating or an etching process, is introduced while maintaining predetermined pressure and temperature ranges.

Dieses geht durch Zufuhr elektromagnetischer Energie, so etwa durch induktive oder kapazitive Einkopplung einer Hochfrequenzanregung zumindest teilweise in einen Plasmazustand über. Aus der DE 10 2011 013 467 A1 ist eine möglichst effiziente Nutzung einer Plasmaquelle bekannt. Hierin wird eine Vakuumkammer offenbart, in welcher zumindest zwei Substrate in einen vorgegebenen Abstand und mit ihren zu behandelnden Oberflächen einander zugewandt anordenbar sind und wobei ferner eine Plasmaerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, welche zumindest eine Anregungsspule zur induktiven Anregung zumindest eines zwischen den Substraten befindlichen Plasmas aufweist.This is at least partially in a plasma state by supplying electromagnetic energy, such as by inductive or capacitive coupling of a high-frequency excitation. From the DE 10 2011 013 467 A1 is the most efficient use of a plasma source known. Herein, a vacuum chamber is disclosed, in which at least two substrates can be arranged facing each other at a predetermined distance and with their surfaces to be treated, and further wherein a plasma generating device is provided, which has at least one excitation coil for inductive excitation of at least one plasma located between the substrates.

Aus der JP 2007-150012 A ist ferner ein Ätzverfahren bekannt, bei welchem gegenüberliegend zu einem Plasma angeordnete Substrathalter mit je einem RF-Generator gekoppelt sind. Die Spannung der entsprechenden Elektroden, d. h. die Spannung an den Substrathaltern wird hierbei gemessen und die Hochfrequenzleistung der RF-Generatoren wird auf einen Mittelwert der Spannungen der beiden Elektroden eingestellt.From the JP 2007-150012 A Furthermore, an etching method is known in which substrate holders arranged opposite to a plasma are each coupled to an RF generator. The voltage of the respective electrodes, that is, the voltage at the substrate holders is measured here, and the high-frequency power of the RF generators is set to an average value of the voltages of the two electrodes.

Es ergeben sich hierdurch zwangsläufig unterschiedliche Spannungen bzw. unterschiedliche Spannungspotenziale an den Elektroden oder Substrathaltern, die zu zumindest geringfügig unterschiedlichen Oberflächenbehandlungsprozessen der Substrate führen, die an gegenüberliegenden Seiten des Plasmas angeordnet sind.This results inevitably in different voltages or different voltage potentials at the electrodes or substrate holders, which lead to at least slightly different surface treatment processes of the substrates, which are arranged on opposite sides of the plasma.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Plasmabehandlungsvorrichtung zur gleichzeitigen Behandlung sowie zur möglichst gleichmäßigen und gleichgearteten Oberflächenbehandlung von mehreren, mit ihren Oberflächen einander zugewandten Substraten, bereitzustellen. Es ist ferner Zielsetzung, ein Verfahren zur dementsprechend gleichzeitigen Oberflächenbehandlung zumindest zweier Substrate bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung soll sich insbesondere für ein möglichst gleichmäßiges und qualitativ hochwertiges Beschichten mehrerer Substrate eignen.It is therefore an object of the present invention to provide a plasma treatment apparatus for the simultaneous treatment and the most uniform and similar surface treatment of several, with their surfaces facing each other substrates. It is a further object to provide a method for the correspondingly simultaneous surface treatment of at least two substrates. The present invention should be particularly suitable for the most uniform and high-quality coating of multiple substrates.

Erfindung und vorteilhafte AusgestaltungenInvention and advantageous embodiments

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist insoweit eine Plasmabehandlungsvorrichtung zur Oberflächenbehandlung von mehreren Substraten vorgesehen. Die Plasmabehandlungsvorrichtung weist eine Plasmabehandlungskammer auf, in welcher zumindest ein erster Substrathalter und ein zweiter Substrathalter angeordnet sind bzw. anordenbar sind.According to a first aspect of the invention, a plasma treatment apparatus for surface treatment of a plurality of substrates is provided in this respect. The plasma treatment apparatus has a plasma treatment chamber in which at least one first substrate holder and a second substrate holder are arranged or can be arranged.

Der erste Substrathalter ist dabei in Richtung seiner Flächennormalen beabstandet zum zweiten Substrathalter angeordnet. Der erste und der zweite Substrathalter sind dabei ferner auf gegenüberliegenden Seiten einer Plasmabereichs angeordnet, in welchem sich das in der Plasmabehandlungskammer zu erzeugende Plasma im Betrieb der Plasmabehandlungsvorrichtung im Wesentlichen befindet.The first substrate holder is arranged spaced apart in the direction of its surface normal to the second substrate holder. The first and the second substrate holder are furthermore arranged on opposite sides of a plasma region, in which the plasma to be generated in the plasma treatment chamber is essentially located during operation of the plasma treatment device.

Typischerweise sind der erste und der zweite Substrathalter annähernd parallel zueinander und auf unterschiedlichen bzw. gegenüberliegenden Seiten des Plasmabereichs angeordnet. In Richtung der Flächennormalen des ersten Substrathalters betrachtet, können der erste und der zweite Substrathalter im Wesentlichen überdeckend oder überlappend angeordnet sein. Es sind aber auch anderweitige Anordnung von erstem und zweitem Substrathalter denkbar, etwa dergestalt, dass sich die Ebene des ersten Substrathalters und die Ebene des zweiten Substrathalters unter einem vorgegebenen Winkel größer 0° zueinander erstrecken.Typically, the first and second substrate holders are disposed approximately parallel to one another and on different or opposite sides of the plasma region. Considered in the direction of the surface normal of the first substrate holder, the first and the second substrate holder may be arranged substantially overlapping or overlapping. However, other arrangements of first and second substrate holders are also conceivable, for example such that the plane of the first substrate holder and the plane of the second substrate holder extend at a predetermined angle greater than 0 ° to one another.

Die Plasmabehandlungsvorrichtung weist ferner zumindest eine den Plasmabereich in Umfangsrichtung umschließende Anregungsspule zur Anregung eines Plasmas im Plasmabereich auf. Die Anregungsspule dient insbesondere der induktiven Anregung des Plasmas innerhalb der Plasmabehandlungskammer. Die Anregungsspule kann hierbei insbesondere außerhalb der eigentlichen Plasmabehandlungskammer angeordnet sein, sofern entsprechende Außenwände der Plasmabehandlungskammer für die elektromagnetische, insbesondere induktive Anregung der innerhalb der Plasmabehandlungskammer befindlichen Gase permeabel ist. Die Plasmabehandlungskammer kann beispielsweise einen umlaufenden Wandungsabschnitt aus Quarzglas oder hiermit vergleichbar elektromagnetisch permeablen Materialien aufweisen.The plasma treatment device further has at least one excitation coil enclosing the plasma region in the circumferential direction for exciting a plasma in the plasma region. The excitation coil is used in particular for inductive excitation of the plasma within the plasma treatment chamber. The excitation coil can in this case be arranged in particular outside the actual plasma treatment chamber, provided that corresponding outer walls of the plasma treatment chamber for the electromagnetic, in particular inductive excitation of the gases located within the plasma treatment chamber is permeable. The plasma treatment chamber may have, for example, a circumferential wall section made of quartz glass or comparable electromagnetically permeable materials.

Die Plasmabehandlungsvorrichtung ist ferner mit einer ersten Spannungsversorgung versehen, welche mit dem ersten Substrathalter verbunden ist. Die Plasmabehandlungsvorrichtung ist ferner mit einer zweiten Spannungsversorgung versehen, welche mit dem zweiten Substrathalter verbunden ist und die Plasmabehandlungsvorrichtung weist ferner eine dritte Spannungsversorgung auf, die mit der Anregungsspule verbunden ist. Mittels erster und zweiter Spannungsversorgung und einer dementsprechenden Spannungsbeaufschlagung von erstem und zweitem Substrathalter kann der etwa zu Beschichtungszwecken der Substrate vorgesehene Ionenstrom des Plasmas modifiziert bzw. in Richtung zu den Substratoberflächen verstärkt werden.The plasma processing apparatus is further provided with a first power supply connected to the first substrate holder. The plasma processing apparatus is further provided with a second power supply connected to the second substrate holder, and the plasma processing apparatus further includes a third power supply connected to the excitation coil. By means of first and second voltage supply and a corresponding voltage application of the first and second substrate holders, the plasma ion stream provided for coating purposes of the substrates may be modified or reinforced in the direction of the substrate surfaces.

Während die erste und die zweite Spannungsversorgung gemeinhin auch als Bias-Spannung für die Substrathalter und beispielsweise für die typischerweise elektrisch nicht leitenden Substrate zu bezeichnen ist, stellt die dritte Spannungsversorgung eine elektrische Hochfrequenzleistung zur Plasmaerzeugung bereit.While the first and second power supplies are commonly referred to as bias voltages for the substrate holders and, for example, for the typically electrically non-conductive substrates, the third power supply provides high frequency electrical power for plasma generation.

Hierdurch kann insbesondere bei einem plasmaunterstützten Beschichtungsprozess das Schichtwachstum einerseits beschleunigt, andererseits aber auch die Struktur der Schicht positiv beeinflusst und verändert werden. Durch Anlegen eines Spannungspotenzials, insbesondere einer entsprechenden elektrischen Leistung an den gegenüberliegenden Substrathaltern, können im Plasma befindliche Ionen in Richtung der zu behandelnden Substratoberflächen beschleunigt werden, sodass beispielsweise eine gewünschte intrinsische und mechanische Spannung innerhalb der Schicht erzeugbar ist.As a result, in particular in the case of a plasma-assisted coating process, the layer growth on the one hand accelerates, on the other hand, however, the structure of the layer can also be positively influenced and changed. By applying a voltage potential, in particular a corresponding electrical power to the opposite substrate holders, ions located in the plasma can be accelerated in the direction of the substrate surfaces to be treated, so that, for example, a desired intrinsic and mechanical stress can be generated within the layer.

Es ist für die Plasmabehandlungsvorrichtung ferner vorgesehen, dass zumindest die Phase der ersten Spannungsversorgung mit der Phase der zweiten Spannungsversorgung gekoppelt ist. Durch eine Phasenkopplung von erster und zweiter Spannungsversorgung können gleiche Spannungspotenziale am ersten und zweiten Substrathalter verwirklicht werden, sodass für beide Substrathalter, mithin für zumindest zwei an den entsprechenden Substrathaltern lösbar befestigte Substrate weitgehend identische elektrische Randbedingungen bereitstellbar sind.It is further provided for the plasma processing apparatus that at least the phase of the first power supply is coupled to the phase of the second power supply. By a phase coupling of the first and second voltage supply same voltage potentials can be realized at the first and second substrate holder, so that substantially identical electrical boundary conditions can be provided for both substrate holder, and thus for at least two substrates detachably attached to the respective substrate holders.

Auf diese Art und Weise können die beidseits des Plasmas und an unterschiedlichen gegenüberliegenden Seiten des Plasmas Substrate angeordnet und werden, welche eine quasi identische Oberflächenbehandlung, insbesondere eine hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften und ihrer Güte weitreichend identische Oberflächenbeschichtung erfahren.In this way, the substrates on both sides of the plasma and on different opposite sides of the plasma can be arranged and which experience a quasi-identical surface treatment, in particular a surface coating which is far more identical in terms of its physical properties and quality.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Phase der dritten Spannungsversorgung mit zumindest einer der Phasen von erster oder zweiter Spannungsversorgung gekoppelt ist. Auf diese Art und Weise kann nicht nur zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung eine feste Phasenbeziehung im Betrieb der Plasmabehandlungsvorrichtung, sondern es kann auch zwischen sämtlichen drei Spannungsversorgung eine feste Phasenbeziehung bereitgestellt werden.According to a further embodiment, it is further provided that the phase of the third power supply is coupled to at least one of the phases of the first or second power supply. In this way, not only can a fixed phase relationship between the first and second power supplies in the operation of the plasma processing apparatus, but also a fixed phase relationship can be provided between all three power supplies.

Indem sämtliche Phasen von erster Spannungsversorgung, zweiter Spannungsversorgung und dritter Spannungsversorgung miteinander koppelbar sind, lassen sich nicht nur identische Bias-Spannungen oder dementsprechende Spannungspotenziale am ersten und zweiten Substrathalter einstellen, sondern es kann auch eine Optimierung der Leistungsausbeute bezüglich einer in die Substrathalter eingekoppelten elektrischen Bias-Leistung ermöglicht werden.By virtue of the fact that all the phases of the first voltage supply, second voltage supply and third voltage supply can be coupled to one another, not only identical bias voltages or corresponding voltage potentials can be set on the first and second substrate holders, but it can also be an optimization of the power output with respect to an electrical bias coupled into the substrate holders Be made possible.

Durch die Kopplung der Phase der ersten Spannungsversorgung mit der Phase der zweiten Spannungsversorgung, insbesondere durch variables und stufenloses Einstellen einer relativen Phasenlage zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung, können symmetrische und identische Plasma- und Oberflächenbehandlungsbedingungen am ersten und zweiten Substrathalter eingestellt werden. Durch eine Kopplung der Phase der dritten Spannungsversorgung, insbesondere durch Modifizieren der Phasenlage von erster und zweiter Spannungsversorgung relativ zur Phase der dritten Spannungsversorgung, kann bei gleichbleibend eingekoppelter elektrischer Leistung am ersten und zweiten Substrathalter ein Spannungspotenzial am ersten und zweiten Substrathalter maximiert werden.By coupling the phase of the first voltage supply with the phase of the second voltage supply, in particular by variably and continuously adjusting a relative phase position between first and second voltage supply, symmetrical and identical plasma and surface treatment conditions can be set on the first and second substrate holders. By coupling the phase of the third voltage supply, in particular by modifying the phase position of the first and second voltage supply relative to the phase of the third voltage supply, a voltage potential at the first and second substrate holder can be maximized while the electrical power coupled to the first and second substrate holders remains constant.

Auf diese Art und Weise kann letztlich ein Ionenbeschuss aus dem Plasma auf die an den Substrathaltern angeordneten Substrate unabhängig von anderen Beschichtungsparametern eingestellt werden.In this way, ion bombardment from the plasma to the substrates arranged on the substrate holders can ultimately be set independently of other coating parameters.

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist zumindest eine der Spannungsversorgungen einen Hochfrequenz(HF)-Generator auf, welcher mit den beiden übrigen Spannungsversorgungen gekoppelt ist. Zur Phasenkopplung von erster, zweiter und dritter Spannungsversorgung untereinander ist es prinzipiell ausreichend, wenn lediglich eine Spannungsversorgung, etwa über ein oder mehrere Kopplungskabel, mit den beiden übrigen Spannungsversorgungen phasengekoppelt ist. Insoweit kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die erste Spannungsversorgung mit der dritten Spannungsversorgung gekoppelt ist, und dass die zweite Spannungsversorgung ebenfalls mit der dritten Spannungsversorgung gekoppelt ist.In accordance with a further embodiment, at least one of the power supplies has a high-frequency (HF) generator, which is coupled to the two remaining power supplies. For the phase coupling of the first, second and third voltage supply with each other, it is sufficient in principle, if only one Power supply, such as one or more coupling cable, is phase-coupled to the other two power supplies. In that regard, it can be provided that, for example, the first power supply is coupled to the third power supply, and that the second power supply is also coupled to the third power supply.

Eine Phasenkopplung von erster und dritter Spannungsversorgung sowie eine Phasenkopplung von zweiter und dritter Spannungsversorgung bewirkt implizit auch eine Phasenkopplung zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung. Der HF-Generator kann beispielsweise als sogenannter Master-Oszillator oder als Clocksignalgeber ausgestaltet sein. Über die Phasenkopplung kann ein Frequenz- oder Clocksignal des zumindest einen HF-Generators an die beiden weiteren Spannungsversorgungen übertragen werden, sodass diese lediglich das zu empfangende Frequenz- oder Clocksignal hinsichtlich seiner Phase und Amplitude bedarfsgerecht anpassen.A phase coupling of the first and third voltage supply and a phase coupling of the second and third voltage supply implicitly also causes a phase coupling between the first and second voltage supply. The HF generator can be configured, for example, as a so-called master oscillator or as a clock signal generator. By means of the phase coupling, a frequency or clock signal of the at least one HF generator can be transmitted to the two further power supplies, so that they merely adapt the frequency or clock signal to be received with regard to its phase and amplitude as required.

Zumindest zwei der drei Spannungsversorgungen benötigen jedoch keinen eigenen Hochfrequenzgenerator. Über die phasengetreue Kopplung der drei Spannungsversorgungen untereinander ist es ausreichend, wenn lediglich eine Spannungsversorgung mit einem HF-Generator zur Erzeugung eines entsprechenden Hochfrequenzsignals ausgestattet ist. Der apparative Aufwand kann somit in vorteilhafter Weise verringert werden.However, at least two of the three power supplies do not require their own high frequency generator. About the phase-synchronous coupling of the three power supplies to each other, it is sufficient if only one power supply is equipped with an RF generator for generating a corresponding high-frequency signal. The apparatus required can thus be reduced in an advantageous manner.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass jede der drei Spannungsversorgungen jeweils einen Verstärker aufweist, wobei die jeweiligen Verstärker unabhängig voneinander regelbar und bedarfsgerecht einstellbar sind. Auf diese Art und Weise können, ausgehend von einem gemeinsamen Frequenz- oder Clocksignal bedarfsgerecht unterschiedliche Versorgungsspannungen der Anregungsspule und den zumindest ersten und zweiten Substrathaltern zugeführt werden.According to a further embodiment it is provided that each of the three power supplies each having an amplifier, wherein the respective amplifiers are independently adjustable and adjustable as needed. In this way, starting from a common frequency or clock signal, different supply voltages of the excitation coil and the at least first and second substrate holders can be supplied as needed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Phase der ersten Spannungsversorgung relativ zur Phase zumindest einer der beiden übrigen Spannungsversorgungen, das heißt zur Phase der zweiten Spannungsversorgung und/oder zur Phase der dritten Spannungsversorgung wahlweise einstellbar und fixierbar ist. Die selektive und voneinander unabhängige Einstellbarkeit der Phasen der einzelnen Spannungsversorgungen ist zur Bildung symmetrischer Beschichtungsbedingungen an den gegenüberliegenden Substrathaltern sowie zur Maximierung einer Leistungsausbeute von Vorteil.According to a further embodiment, it is further provided that the phase of the first voltage supply is selectively adjustable and fixable relative to the phase of at least one of the two remaining power supplies, that is to the phase of the second power supply and / or the phase of the third power supply. The selective and independent adjustability of the phases of the individual power supplies is advantageous for forming symmetric coating conditions on the opposed substrate holders as well as for maximizing power yield.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auch die Phase der zweiten Spannungsversorgung relativ zur Phase zumindest einer der beiden übrigen Spannungsversorgungen, das heißt zur Phase der ersten Spannungsversorgung und/oder zur Phase der dritten Spannungsversorgung wahlweise einstellbar und fixierbar ist. Auf diese Art und Weise kann eine beliebige Einstellbarkeit und Fixierbarkeit der Phasen der Spannungsversorgungen bzw. der Bias-Spannungen der Substrathalter und der Betriebsspannung der Anregungsspule erreicht werden.According to a further embodiment, it is provided that also the phase of the second voltage supply relative to the phase of at least one of the two remaining power supplies, that is to the phase of the first power supply and / or the phase of the third power supply is selectively adjustable and fixable. In this way, any adjustability and fixability of the phases of the power supplies or the bias voltages of the substrate holder and the operating voltage of the excitation coil can be achieved.

Es ist dabei insbesondere vorgesehen, die relativen Phasenlagen zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung sowie in Bezug auf die dritte Spannungsversorgung einzustellen und alsdann jene Phasenlagen für den weiteren Betrieb der Plasmabehandlungsvorrichtung zueinander zu fixieren.In this case, it is provided in particular to set the relative phase positions between the first and the second voltage supply as well as with respect to the third voltage supply and then to fix those phase positions for the further operation of the plasma treatment device relative to one another.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Plasmabehandlungsvorrichtung ist diese mit einer Steuerung zur selbsttätigen Einstellung einer relativen Phasenlage zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung derart ausgebildet, dass sich bei gleicher Versorgungsleistung der ersten und zweiten Spannungsversorgung gleiche Spannungspotenziale am ersten und am zweiten Substrathalter bilden. Es ist insbesondere denkbar, dass zur Ausbildung gleicher Spannungspotenziale am ersten und am zweiten Substrathalter eine relative Phasenlage ungleich 0 zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung einzustellen ist.According to a further embodiment of the plasma treatment device, this is designed with a control for the automatic adjustment of a relative phase position between the first and the second voltage supply such that the same supply potential of the first and second voltage supply equal voltage potentials at the first and the second substrate holder form. In particular, it is conceivable that a relative phase position not equal to 0 between the first and the second voltage supply can be set to form the same voltage potentials on the first and the second substrate holder.

Die elektrische Verbindung der ersten Spannungsversorgung mit dem ersten Substrathalter, bzw. die elektrische Verbindung der zweiten Spannungsversorgung mit dem zweiten Substrathalter weist womöglich unterschiedlich lange Kabel sowie jeweils eine Impedanzanpassung auf, die unter realen Bedingungen dazu führen, dass beispielsweise trotz gleicher Phasenwinkel an der ersten und der zweiten Spannungsversorgung letztlich unterschiedliche Phasenlagen an den für die Beschichtung maßgeblichen Substrathaltern vorliegen.The electrical connection of the first voltage supply to the first substrate holder, or the electrical connection of the second voltage supply to the second substrate holder possibly has cables of different lengths and an impedance matching, which under real conditions cause, for example, despite the same phase angle at the first and the second voltage supply ultimately different phase positions on the substrate holders relevant for the coating are present.

Durch Messung der sich tatsächlich an den Substrathaltern bildenden Spannungspotenziale kann ein Matching und eine Anpassung der Phasenlage zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung derart eingestellt und gewählt werden, dass die Spannungspotenziale am ersten und am zweiten Substrathalter im Wesentlichen gleich groß sind. Jene Anpassung der Spannungspotenziale an den beiden Substrathaltern kann hierbei unabhängig von einer Veränderung der Versorgungsleistung erster und zweiter Spannungsversorgungen erfolgen.By measuring the voltage potentials that actually form on the substrate holders, matching and adjustment of the phase position between the first and second voltage supply can be set and selected such that the voltage potentials at the first and second substrate holders are substantially equal. The adaptation of the voltage potentials on the two substrate holders can be effected independently of a change in the supply power of the first and second power supplies.

Dies ermöglicht die Ausbildung weitgehend symmetrischer und identischer Oberflächenbehandlungsumgebungsparameter an dem ersten und dem gegenüberliegend hierzu angeordneten zweiten Substrathalter, ohne dass dies einen nennenswerten Einfluss oder eine Rückkopplung auf die eingestellte Bias-Leistung der Spannungsversorgungen bzw. der Substrathalter hätte. Symmetrische bzw. identische Oberflächenbehandlungsvoraussetzungen können auf diese Art und Weise unabhängig von der Versorgungsleistung von erster und/oder zweiter Spannungsversorgung bereitgestellt und eingestellt werden.This allows for the formation of substantially symmetrical and identical surface treatment environment parameters on the first and second substrate holders oppositely arranged therewith without this significant influence or feedback on the set bias power of the power supplies or the substrate holder. Symmetrical surface treatment requirements may be provided and adjusted in this manner regardless of the supply power of the first and / or second power supply.

Nach einer Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass die Steuerung zum selbsttätigen Einstellen einer relativen Phasenlage zwischen der dritten Spannungsversorgung und einer von erster und zweiter Spannungsversorgung derart ausgebildet ist, dass sich betragsmäßig ein maximales Spannungspotenzial an einem von erstem und zweitem Substrathalter bildet. Durch Veränderung der Phasenlage zumindest einer von erster und zweiter Spannungsversorgung relativ zur Phase der dritten Spannungsversorgung kann insbesondere der Median oder Mittelwert des sich am jeweiligen Substrathalter bildenden Spannungspotenzials verändert werden.According to a further development, it is further provided that the control for the automatic setting of a relative phase position between the third voltage supply and one of the first and second voltage supply is designed in such a way that a maximum voltage potential is formed on one of the first and second substrate holders. By changing the phase position of at least one of the first and second voltage supply relative to the phase of the third voltage supply, in particular the median or mean value of the voltage potential forming on the respective substrate holder can be changed.

Es kann insoweit vorgesehen werden, zunächst die relative Phasenlage zwischen einer von erster und zweiter Spannungsversorgung relativ zur dritten Spannungsversorgung zur Maximierung eines sich am jeweiligen Substrathalter bildenden Spannungspotenzials auszuwählen und hiernach die Phase der jeweils anderen von erster und zweiter Spannungsversorgung derart einzustellen, dass sich am ersten und am zweiten Substrathalter im Wesentlichen gleiche Spannungspotenziale bilden.Insofar, it may be provided to initially select the relative phase position between one of the first and second voltage supply relative to the third voltage supply for maximizing a voltage potential forming at the respective substrate holder and thereafter adjusting the phase of the other of the first and second voltage supply in such a way that the first and form substantially equal voltage potentials at the second substrate holder.

Auf diese Art und Weise kann die Leistungsausbeute der elektrischen Versorgung von erstem und zweitem Substrathalter maximiert werden. Soll beispielsweise eine Bias-Leistung von erster und zweiter Spannungsversorgung verändert werden, so ist dies unter Einhaltung der bereits eingestellten festen Phasenbeziehungen zwischen erster, zweiter und dritter Spannungsversorgung problemlos und nahezu ohne Nachjustage möglich. Zusammengefasst wird es durch die Phasenkopplung von erster, zweiter und dritter Spannungsversorgung ermöglicht, an den gegenüberliegenden Substrathaltern weitgehend identische Plasmabehandlungsvoraussetzungen zu schaffen und unabhängig von einer Plasmaleistung, eine Bias-Leistung bzw. Bias-Versorgung der Substrathalter bedarfsgerecht einzustellen.In this way, the power output of the electrical supply of the first and second substrate holders can be maximized. If, for example, a bias power of the first and second power supply to be changed, this is easily possible and almost without readjustment in compliance with the already set fixed phase relationships between the first, second and third power supply. In summary, the phase coupling of the first, second and third voltage supply makes it possible to provide substantially identical plasma treatment requirements for the opposite substrate holders and to adjust a bias power or bias supply of the substrate holder as required independently of a plasma power.

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur gleichzeitigen Oberflächenbehandlung zumindest zweier Substrate mittels einer zuvor beschriebenen Plasmabehandlungsvorrichtung. Es wird hierbei eine relative Phasenlage zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung derart eingestellt, dass sich bei gleicher Versorgungsleistung der ersten und zweiten Spannungsversorgung gleiche Spannungspotenziale am ersten und am zweiten Substrathalter bilden.According to a further aspect, the invention further relates to a method for the simultaneous surface treatment of at least two substrates by means of a previously described plasma treatment apparatus. In this case, a relative phase position between the first and the second voltage supply is set in such a way that identical voltage potentials are formed on the first and the second substrate holder with the same supply power of the first and second voltage supply.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass die Phase von einer von erster und zweiter Spannungsversorgung mit der Phase der dritten Spannungsversorgung gekoppelt und zu dieser fixiert wird. Die Phase der anderen von erster und zweiter Spannungsversorgung wird dann solange variiert, bis sich am ersten und am zweiten Substrathalter gleiche Spannungspotenziale bilden.According to a further embodiment of the method, it is further provided that the phase of one of the first and second power supply is coupled to the phase of the third power supply and fixed thereto. The phase of the other of the first and second voltage supply is then varied until the same voltage potentials are formed at the first and at the second substrate holder.

Hierzu ist insbesondere vorgesehen, die sich tatsächlich an den Substrathaltern bildenden Spannungspotenziale zu messen und hierbei zumindest eine der Phasen von erster und zweiter Spannungsversorgung konstant zu halten, während man die Phase der anderen von erster und zweiter Spannungsversorgung solange ändert, bis die Spannungspotenziale am ersten und zweiten Substrathalter im Wesentlichen gleich groß sind.For this purpose, it is in particular provided to measure the voltage potentials actually forming on the substrate holders and to keep at least one of the phases of the first and second voltage supply constant while changing the phase of the other of the first and second voltage supply until the voltage potentials at the first and second voltage supply are changed second substrate holder are substantially equal.

Insoweit können allein durch Anpassung und Modifikation der relativen Phasenlage zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung weitgehend identische Oberflächenbehandlungsvoraussetzungen an den an gegenüberliegenden Seiten des Plasmas vorgesehenen Substraten bereitgestellt werden. Insoweit sind die beispielsweise auf diese Art und Weise auf den Substraten aufbringbaren Schichten weitgehend identisch und weisen identische Schichteigenschaften auf.To that extent, by adapting and modifying the relative phase position between first and second voltage supply, substantially identical surface treatment conditions can be provided on the substrates provided on opposite sides of the plasma. In that regard, for example, be applied in this way on the substrates layers are largely identical and have identical layer properties.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass die Phase von einer von erster und zweiter Spannungsversorgung relativ zur Phase der dritten Spannungsversorgung variiert wird, bis sich ein betragsmäßig maximales Spannungspotenzial am ersten und am zweiten Substrathalter bildet, welches am ersten und am zweiten Substrathalter gleich groß ist. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, die Phase der ersten Spannungsversorgung konstant zu halten und die Phase der zweiten Spannungsversorgung um einen gewissen Betrag gegenüber der Phase der dritten Spannungsversorgung zu variieren und schließlich zu fixieren. Mit der neu gewählten Phase der zweiten Spannungsversorgung ist dann die erste Phase beispielsweise über den gesamten Phasenraum variierbar.According to a further refinement of the method, it is further provided that the phase of one of the first and second voltage supply is varied relative to the phase of the third voltage supply until an absolute maximum voltage potential is formed on the first and second substrate holders, which are on the first and second substrate holders is the same size. It can be provided, for example, to keep the phase of the first power supply constant and to vary the phase of the second power supply by a certain amount relative to the phase of the third power supply and finally to fix it. With the newly selected phase of the second voltage supply, the first phase can then be varied over the entire phase space, for example.

Typischerweise gibt es hierbei zwei Phasenwinkel oder relative Phasendifferenzen zwischen der ersten und der zweiten Phase, bei welchen das Spannungspotenzial am ersten und zweiten Substrathalter im Wesentlichen gleich groß ist. Alsdann kann in einem weiteren Schritt vorgesehen werden, beispielsweise die Phase der ersten Spannungsversorgung wiederholt konstant zu halten und die Phase der zweiten Spannungsversorgung abermals um einen gewissen vorgegebenen Betrag zu verändern.Typically, there are two phase angles or relative phase differences between the first and second phases in which the voltage potential across the first and second substrate holders is substantially equal. Then it can be provided in a further step, for example, to keep the phase of the first power supply repeatedly constant and the phase the second voltage supply again to change by a certain predetermined amount.

Hiernach ist dann die Phase der zweiten Spannungsversorgung konstant zu halten, während die Phase der ersten Spannungsversorgung abermals über den gesamten Phasenraum variiert wird. Es ergeben sich abermals zumindest zwei Phasenwinkel, bei welchem am ersten und zweiten Substrathalter gleiche Spannungspotenziale vorliegen. Der Betrag jener identischen Spannungspotenziale ist alsdann mit dem Betrag der zuvor ermittelten Spannungspotenziale zu vergleichen.Thereafter, the phase of the second power supply is then to be kept constant, while the phase of the first power supply is varied again over the entire phase space. Once again, at least two phase angles result, in which the same voltage potentials are present at the first and second substrate holders. The magnitude of those identical voltage potentials is then compared to the magnitude of the previously determined voltage potentials.

Dieses Prozedere kann solange iterativ durchgeführt werden, bis ein über den gesamten einstellbaren Phasenraum zwischen erster und zweiter Phase in Bezug auf die dritte Phase ein betragsmäßig maximales Spannungspotenzial erreicht wird, welches an beiden Substrathaltern gleich groß ist. Auf diese Art und Weise kann ohne Veränderung der in die Substrathalter eingekoppelten elektrischen Leistung eine Maximierung der Leistungsausbeute erreicht werden. Die Plasmabehandlungsvorrichtung lässt sich auf diese Art und Weise besonders effizient und energiesparend betreiben.This procedure can be carried out iteratively until an absolute maximum voltage potential is achieved across the entire adjustable phase space between the first and second phase with respect to the third phase, which voltage is the same on both substrate holders. In this way, maximizing the power yield can be achieved without altering the electrical power coupled into the substrate holders. The plasma treatment device can be operated in this way particularly efficient and energy-saving.

Auf der Basis der an den Substrathaltern gebildeten Spannungspotenziale entsteht dementsprechender Ionenstrom, sofern ein Plasma im Plasmabereich der Plasmabehandlungskammer gezündet wurde. Zur Veränderung des Spannungspotenzials als auch zur Veränderung der sich hieraus ergebenden Ionenstroms ist generell vorgesehen, die mittels erster und zweiter Spannungsversorgung in die Substrathalter einkoppelbaren Bias-Leistungen im gleichen Maße an erstem und zweitem Substrathalter bedarfsgerecht zu verändern.On the basis of the voltage potentials formed on the substrate holders, corresponding ion current is produced if a plasma has been ignited in the plasma region of the plasma treatment chamber. In order to change the voltage potential as well as to change the resulting ion current, it is generally provided that the bias powers which can be injected into the substrate holders by means of first and second voltage supply can be changed to the same extent on first and second substrate holders as required.

Kurzum kann insbesondere vorgesehen sein, den gesamten dreidimensionalen Phasenraum der drei Phasen P1, P2 und P3 vollständig abzuscannen um hierdurch diejenigen relativen Phasenlagen zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung sowie zwischen dritter und einer von erster und zweiter Spannungsversorgung zu ermitteln, bei denen ein identisches und maximales Spannungspotenzial Vmax am ersten und am zweiten Substrathalter anliegt.In short, it can be provided in particular to completely scan the entire three-dimensional phase space of the three phases P1, P2 and P3 in order thereby to determine those relative phase positions between first and second voltage supply and between third and one of first and second voltage supply, in which an identical and maximum voltage potential Vmax abuts the first and second substrate holders.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das beschriebene Verfahren insbesondere eine bestimmungsgemäße Verwendung der zuvor beschriebenen Plasmabehandlungsvorrichtung betrifft. Insoweit gelten sämtliche zur Plasmabehandlungsvorrichtung beschriebenen Merkmale, Vorteile und Eigenschaften auch in gleicher Art und Weise für das Verfahren; und umgekehrt.It should be noted at this point that the described method relates in particular to an intended use of the plasma treatment device described above. In that regard, all the features, advantages and properties described for the plasma treatment apparatus also apply in the same manner to the method; and vice versa.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:Further objects, features and advantageous embodiments are described in the following description of an embodiment with reference to the drawings. Hereby show:

1 eine schematische Darstellung der Plasmabehandlungsvorrichtung, 1 a schematic representation of the plasma treatment apparatus,

2 ein Diagramm der sich am ersten und zweiten Substrathalter einstellenden Spannungspotenziale für einen fest vorgegebenen Phasenwinkel der ersten Spannungsversorgung über die Variation des Phasenwinkels der zweiten Spannungsversorgung, 2 a diagram of the voltage potentials at the first and second substrate holder for a fixed predetermined phase angle of the first voltage supply via the variation of the phase angle of the second voltage supply,

3 ein der 2 entsprechendes Diagramm, dies jedoch bei einer veränderten fixen Phase der ersten Spannungsversorgung, 3 one of the 2 corresponding diagram, but with an altered fixed phase of the first power supply,

4 eine beispielhafte Darstellung des Zusammenhangs zwischen einem angelegten Spannungspotenzial und einer in der Ebene des Substrats wirkenden Schichtspannung bei einem Beschichtungsprozess der Plasmabehandlungsvorrichtung, 4 an exemplary representation of the relationship between an applied voltage potential and a stress acting in the plane of the substrate layer stress in a coating process of the plasma treatment apparatus,

5 den qualitativen Zusammenhang zwischen der jeweils an erster und zweiter Spannungsversorgung separat einstellbaren Bias-Leistung und des sich hieraus ergebenden Spannungspotenzials am Substrathalter und 5 the qualitative relationship between the respectively on the first and second power supply separately adjustable bias power and the resulting voltage potential on the substrate holder and

6 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur gleichzeitigen Oberflächenbehandlung zumindest zweier Substrate durch und mittels Anpassung der relativen Phasenwinkel zwischen erster, zweiter und dritter Spannungsversorgung. 6 a flowchart of the method for simultaneous surface treatment of at least two substrates by and by adjusting the relative phase angle between the first, second and third power supply.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

In 1 ist eine Plasmabehandlungsvorrichtung 10 mit einer Plasmabehandlungskammer 12 gezeigt, in welcher zumindest zwei Substrathalter, nämlich ein erster Substrathalter 14 und ein zweiter Substrathalter 16 einander gegenüberliegend angeordnet sind. An den Substrathaltern 14, 16 sind auf den einander zugewandten Seiten jeweils zumindest ein, ggf. auch mehrere Substrate 4, 6 lösbar anordenbar.In 1 is a plasma treatment device 10 with a plasma treatment chamber 12 in which at least two substrate holders, namely a first substrate holder 14 and a second substrate holder 16 are arranged opposite one another. At the substrate holders 14 . 16 are on the sides facing each at least one, possibly even more substrates 4 . 6 detachably arranged.

Der erste Substrathalter 14 ist hierbei bezüglich seiner Flächennormalen N beabstandet zum zweiten Substrathalter 16 angeordnet. Bezogen auf die Richtung der Flächennormalen N und senkrecht zur Flächennormalen N sind erster und zweiter Substrathalter 14, 16 bevorzugt überdeckend bzw. überlappend angeordnet, sodass sie einen dazwischen befindlichen Plasmabereich 18, in welchem ein Plasma 19 bildbar ist, seitlich und gegenüberliegend zumindest bereichsweise eingrenzen.The first substrate holder 14 is in this case with respect to its surface normal N spaced from the second substrate holder 16 arranged. Relative to the direction of the surface normal N and perpendicular to the surface normal N are first and second substrate holders 14 . 16 Preferably, overlapping or overlapping arranged so that they have a plasma region therebetween 18 in which one plasma 19 is bildbar, laterally and opposite narrow at least partially.

In einem Zwischenraum zwischen den Substrathaltern 14, 16, welcher ggf. über die Außenränder der Substrathalter 14, 16 hinausgeht ist zumindest eine umlaufende Anregungsspule 20 vorgesehen, mittels welcher ein Plasma 19 im Plasmabereich 18 erzeugbar ist. Innerhalb der Plasmabehandlungskammer 12 sind ferner weitgehend symmetrisch zu den Substrathaltern 14, 16 sowie zum Plasmabereich 18 zwei ebenfalls in Richtung der Flächennormalen N voneinander beabstandete Gaseinlässe bzw. Gasverteiler 15, 17 angeordnet.In a space between the substrate holders 14 . 16 , which optionally over the outer edges of the substrate holder 14 . 16 is at least one rotating excitation coil 20 provided by means of which a plasma 19 in the plasma area 18 can be generated. Inside the plasma treatment chamber 12 are also largely symmetrical to the substrate holders 14 . 16 as well as the plasma area 18 two also in the direction of the surface normal N spaced gas inlets or gas distributor 15 . 17 arranged.

Mittels diesen können die für eine Beschichtung oder für eine anderweitige Oberflächenbehandlung vorgesehenen Reaktionsgase in die Plasmabehandlungskammer 12 eingeschleust und für den Plasmaprozess zugeführt werden. Die Plasmabehandlungskammer 12 ist ferner mit einer Vakuumpumpvorrichtung 34 gasführend bzw. medienführend gekoppelt, damit ein für den plasmagestützten Oberflächenbehandlungsprozess vorgesehenes Druckniveau innerhalb der Plasmabehandlungskammer 12 einstellbar ist.By means of these, the reaction gases provided for coating or for other surface treatment can be introduced into the plasma treatment chamber 12 introduced and supplied for the plasma process. The plasma treatment chamber 12 is further with a vacuum pumping device 34 coupled gas-conducting or media leading, so that provided for the plasma-assisted surface treatment process pressure level within the plasma treatment chamber 12 is adjustable.

Die Vakuumpumpvorrichtung 34 kann beispielsweise eine Turbomolekularpumpe oder aber auch eine Wälzkolbenpumpe sowie beliebige Kombinationen derartiger Pumpen aufweisen, um einen geforderten Volumenstrom der Reaktionsgase innerhalb der Plasmabehandlungskammer 12 aufrechtzuerhalten.The vacuum pumping device 34 For example, a turbomolecular pump or even a Roots pump as well as any desired combinations of such pumps may have a required volume flow of the reaction gases within the plasma treatment chamber 12 maintain.

Die in 1 schematisch gezeigte Plasmabehandlungsvorrichtung ist insbesondere zur Beschichtung der an den Substrathaltern 14, 16 gehaltenen Substrate 4, 6 vorgesehen und dementsprechend konzipiert. Zur Verbesserung der Qualität der Beschichtung auf den Substraten 4, 6 als auch zur Beschleunigung eines Beschichtungsvorgangs ist ferner vorgesehen, die Substrathalter 14, 16 jeweils mit einer Bias-Spannung zu beaufschlagen, sodass sich jeweils ein Spannungspotenzial V1, V2 am ersten und am zweiten Substrathalter 14, 16 bildet.In the 1 schematically shown plasma treatment apparatus is particularly for coating on the substrate holders 14 . 16 held substrates 4 . 6 provided and designed accordingly. To improve the quality of the coating on the substrates 4 . 6 as well as for accelerating a coating process is further provided, the substrate holder 14 . 16 each to apply a bias voltage, so that in each case a voltage potential V1, V2 at the first and the second substrate holder 14 . 16 forms.

Das Vorsehen eines Spannungspotenzials, insbesondere einer negativen Bias-Spannung, an den Substrathaltern 14, 16, führt zur Erhöhung eines Ionenstroms aus dem erzeugten Plasma 19 hin zu der dem Plasma 19 zugewandten Oberfläche der Substrate 4, 6. Auf diese Art und Weise kann eine intrinsische Schichtspannung der sich auf dem Substrat 4, 6 bildenden Schicht gezielt eingestellt werden. Ferner kann die Qualität, die Güte und die Gleichmäßigkeit der sich auf den Substraten 4, 6 bildenden Schicht erhöht und verbessert werden.The provision of a voltage potential, in particular a negative bias voltage, to the substrate holders 14 . 16 , leads to an increase of an ion current from the generated plasma 19 towards the plasma 19 facing surface of the substrates 4 . 6 , In this way, an intrinsic layer stress can be applied to the substrate 4 . 6 can be adjusted specifically forming layer. Furthermore, the quality, the goodness and the uniformity of the on the substrates 4 . 6 be increased and improved layer forming.

Insoweit ist der erste Substrathalter 14 mit einer ersten eigenen Spannungsversorgung 1, der zweite Substrathalter 16 mit einer zweiten Spannungsversorgung 2 versehen. Zudem ist natürlich auch die Anregungsspule 20 mit einer eigenen Spannungsversorgung, nämlich mit einer dritten Spannungsversorgung 3 elektrisch gekoppelt. Es ist nach der erfindungsgemäßen Ausgestaltung insbesondere vorgesehen, dass die Phase P1 der ersten Spannungsversorgung mit der Phase P2 der zweiten Spannungsversorgung gekoppelt ist.In that regard, the first substrate holder 14 with a first own power supply 1 , the second substrate holder 16 with a second power supply 2 Mistake. In addition, of course, the excitation coil 20 with its own power supply, namely with a third power supply 3 electrically coupled. It is provided according to the embodiment of the invention, in particular, that the phase P1 of the first power supply is coupled to the phase P2 of the second power supply.

Insoweit ist eine feste Phasenlage zwischen der Spannung der ersten Spannungsversorgung 1 und der Spannung der zweiten Spannungsversorgung 2 realisierbar. Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die Phasenlage von erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 relativ zueinander variierbar und fixierbar ist. Durch die Einstellbarkeit zumindest einer von erster und zweiter Phase P1, P2 kann die relative Phasenbeziehung zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 beliebig verändert und modifiziert werden, sodass insbesondere gleiche Spannungspotenziale V1, V2 an den Substrathaltern 14, 16 gebildet werden können.In that regard, a fixed phase position between the voltage of the first power supply 1 and the voltage of the second power supply 2 realizable. It is provided in particular that the phase position of the first and second power supply 1 . 2 can be varied and fixed relative to one another. Due to the adjustability of at least one of the first and second phases P1, P2, the relative phase relationship between the first and second voltage supply 1 . 2 be changed and modified as desired, so that in particular equal voltage potentials V1, V2 on the substrate holders 14 . 16 can be formed.

Gleiche Spannungspotenziale V1, V2 an den gegenüberliegend zum Plasmabereich 18 angeordneten Substrathaltern 14, 16 bewirken in etwa gleich große Ionenströme, sodass für beide an den jeweiligen Substrathaltern 14, 16 lösbar gehaltene Substrate 4, 6 weitreichend und möglichst exakt gleiche Prozessbedingungen gezielt einstellbar sind.Same voltage potentials V1, V2 at the opposite to the plasma area 18 arranged substrate holders 14 . 16 cause approximately equal ion currents, so that both at the respective substrate holders 14 . 16 releasably held substrates 4 . 6 far-reaching and exactly the same process conditions are specifically adjustable.

Es ist ferner vorgesehen, dass die Phasen P1, P2 von erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 nicht nur untereinander, sondern auch in Bezug auf die Phase P3 der dritten Spannungsversorgung 3 einstellbar und bedarfsgerecht fixierbar sind.It is further provided that the phases P1, P2 of the first and second power supply 1 . 2 not only among each other, but also in relation to the phase P3 of the third power supply 3 adjustable and can be fixed as needed.

Es ist insoweit ausreichend, wenn lediglich eine der drei Spannungsversorgungen 1, 2, 3, beispielsweise die Spannungsversorgung 3, einen Frequenzgenerator 25 aufweist, dessen Signal phasengetreu an die beiden weiteren Spannungsversorgungen 1, 2 übermittelt wird. Hierzu ist beispielsweise die zweite Spannungsversorgung 2 über ein Kabel 36 mit der dritten Spannungsversorgung 3 gekoppelt. Gleichermaßen ist die erste Spannungsversorgung 1 über ein Kabel 38 mit der dritten Spannungsversorgung 3 gekoppelt. Da auf diese Art und Weise die erste und die zweite Spannungsversorgung 1, 2 jeweils separat und gesondert mit der dritten Spannungsversorgung 3 und deren Frequenzgenerator 25 koppelbar sind, erübrigt sich die Realisierung einer gesonderten Verbindungsleitung zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2. Es ist aber auch denkbar, anstelle des Kabels 38 zwischen erster und dritter Spannungsversorgung 1, 3 eine phasentreue Kopplung zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 bspw. mittels des Kabels 38 zu realisieren. Es läge dann eine Reihenschaltung von dritter, zweiter und erster Spannungsversorgung 3, 2, 1 vor.It is sufficient so far, if only one of the three power supplies 1 . 2 . 3 , for example, the power supply 3 , a frequency generator 25 whose signal is in phase with the other two power supplies 1 . 2 is transmitted. For this purpose, for example, the second power supply 2 over a cable 36 with the third power supply 3 coupled. Equally, the first power supply 1 over a cable 38 with the third power supply 3 coupled. Because in this way the first and the second power supply 1 . 2 each separately and separately with the third power supply 3 and their frequency generator 25 can be coupled, the realization of a separate connection line between the first and second power supply is unnecessary 1 . 2 , But it is also possible, instead of the cable 38 between first and third power supply 1 . 3 a phase-true coupling between first and second power supply 1 . 2 for example by means of the cable 38 to realize. It would then be a series circuit of third, second and first power supply 3 . 2 . 1 in front.

Die dritte Spannungsversorgung weist einen Verstärker 24 auf, der mit seinem Eingang mit dem Frequenzgenerator 25 gekoppelt und der mit seinem Ausgang mit einer Impedanzanpassung 22 gekoppelt ist. Über die Impedanzanpassung 22 ist der Verstärker 24 mit der Anregungsspule 20 gekoppelt, um eine induktive HF-Anregung im Plasmabereich 18 zu bilden.The third power supply has an amplifier 24 on that with its input to the frequency generator 25 coupled and with its output with an impedance matching 22 is coupled. About the impedance matching 22 is the amplifier 24 with the excitation coil 20 coupled to an inductive RF excitation in the plasma region 18 to build.

Die erste Spannungsversorgung 1 ist ferner mit einem eigenen Verstärker 26 und mit einer eigenen Impedanzanpassung 28 sowie mit einer Spannungsquelle 29 versehen. Auf diese Art und Weise kann auch hier eine Impedanzanpassung für die Spannungsversorgung 1 sowie eine separate Verstärkung des von der ersten Spannungsversorgung 1 bereitgestellten Hochfrequenzsignals erfolgen.The first power supply 1 is also with its own amplifier 26 and with its own impedance matching 28 as well as with a voltage source 29 Mistake. In this way, an impedance matching for the power supply can also here 1 and a separate amplification of that from the first power supply 1 provided high frequency signal.

Die zweite Spannungsversorgung 2 ist quasi identisch zur ersten Spannungsversorgung 1 aufgebaut. Auch diese weist eine mit der ersten Spannungsversorgung gekoppelten Verstärker 30 auf, welcher das Hochfrequenzsignal des Frequenzgenerators 25 empfängt und verstärkt. Das vom Verstärker 30 verstärkte Signal wird über eine weitere Impedanzanpassung 32 an den zweiten Substrathalter 16 geleitet. Ähnlich wie auch die erste Spannungsversorgung 1, weist die zweite Spannungsversorgung 2 eine Spannungsquelle 33 auf.The second power supply 2 is virtually identical to the first power supply 1 built up. This also has an amplifier coupled to the first power supply 30 on which the high-frequency signal of the frequency generator 25 receives and amplifies. That from the amplifier 30 amplified signal is via a further impedance matching 32 to the second substrate holder 16 directed. Similar to the first power supply 1 , indicates the second power supply 2 a voltage source 33 on.

Durch die elektrische Verbindung zwischen erster Spannungsversorgung und dritter Spannungsversorgung sowie durch die elektrische Verbindung von zweiter Spannungsversorgung und dritter Spannungsversorgung sind sämtliche Spannungsversorgungen 1, 2, 3 inhärent miteinander phasengekoppelt.The electrical connection between the first power supply and the third power supply and the electrical connection of the second power supply and the third power supply are all power supplies 1 . 2 . 3 inherently phase locked together.

Zumindest zwei der drei Spannungsversorgungen, typischerweise die erste und die zweite Spannungsversorgung 1, 2, sind mit einer Phasenanpassung 41, 42 versehen, mittels welcher die jeweilige Phase von erster und/oder zweiter Spannungsversorgung 1, 2 variabel und unabhängig voneinander relativ zur Phase P3 der dritten Spannungsversorgung 3 einstellbar ist. Auf diese Art und Weise können die Phasen P1, P2 von erster und zweiter Spannungsversorgung auch 1, 2 relativ zueinander verändert und eingestellt werden. Es ist ferner möglich, auch die relative Phasenlage von erster und/oder zweiter Spannungsversorgung 1, 2 relativ zur Phase P3 der dritten Spannungsversorgung 3 einzustellen. Typischerweise kann die Phase P3 der dritten Spannungsversorgung 3 stets konstant gehalten werden, während die Phasen P1 und P2 relativ zueinander als auch relativ zur Phase P3 variierbar sind.At least two of the three power supplies, typically the first and second power supplies 1 . 2 , are with a phase adjustment 41 . 42 provided by means of which the respective phase of the first and / or second power supply 1 . 2 variable and independent relative to the phase P3 of the third power supply 3 is adjustable. In this way, the phases P1, P2 of first and second power supply can also 1 . 2 be changed and adjusted relative to each other. It is also possible, the relative phase of the first and / or second power supply 1 . 2 relative to the phase P3 of the third power supply 3 adjust. Typically, the phase P3 of the third power supply 3 are always kept constant, while the phases P1 and P2 are variable relative to each other and relative to the phase P3.

Die Plasmabehandlungsvorrichtung ist ferner mit einer Steuerung 40 versehen, welche mit zumindest den Phasenregelungen 41, 42 von erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 datentechnisch gekoppelt ist.The plasma processing apparatus is further provided with a controller 40 provided, which with at least the phase controls 41 . 42 from first and second power supply 1 . 2 data technology is coupled.

In 2 ist die Abhängigkeit der Spannungspotenziale V1, V2 an erstem und zweitem Substrathalter 14, 16 von einer Variation der Phase P2 der zweiten Spannungsversorgung 2 schematisch gezeigt. Die dreieckigen Messpunkte reflektieren die sich bei der vorgegebenen Phase jeweils einstellenden Spannungspotenziale V1 am ersten Substrathalter 14. Die rautenförmigen Messwerte reflektieren die Spannungspotenziale V2 am zweiten Substrathalter 16.In 2 is the dependence of the voltage potentials V1, V2 on the first and second substrate holders 14 . 16 from a variation of the phase P2 of the second power supply 2 shown schematically. The triangular measuring points reflect the voltage potentials V1 at the first substrate holder which respectively set in the given phase 14 , The diamond-shaped measured values reflect the voltage potentials V2 at the second substrate holder 16 ,

Die Phase P3 der dritten Spannungsversorgung 3 und die Phase P1 der ersten Spannungsversorgung 1 sind in der Darstellung gemäß 2 konstant. Die relative Phasenlage DP1P3 ist in etwa 0°. Es wird hierbei lediglich die Phase P2 der zweiten Spannungsversorgung 2 über einen Bereich von 0 bis 360° verändert. Es ist aus dem Diagramm und dem Verlauf der sich einstellenden Spannungspotenziale V1, V2 erkennbar, dass sowohl das erste Spannungspotenzial V1 als auch das zweite Spannungspotenzial V2 in etwa sinus- oder kosinusartig mit einer Variation der Phase P2 der zweiten Spannungsversorgung 2 variieren. Es ergeben sich im in 2 dargestellten Phasenraum etwa bei 110° und 290° zwei Schnittpunkte der Spannungspotenziale V1, V2. In diesen Schnittpunkten S1, S2 liegen an den beiden Substrathaltern 14, 16 weitgehend identische bzw. gleich große Spannungspotenziale V1, V2 an. Der Betrag des Spannungspotenzials ist im gewählten und in 2 gezeigten Beispiel in etwa –65 Volt.Phase P3 of the third power supply 3 and the phase P1 of the first power supply 1 are in the illustration according to 2 constant. The relative phase position DP1P3 is approximately 0 °. It is only the phase P2 of the second power supply 2 changed over a range of 0 to 360 °. It can be seen from the diagram and the course of the resulting voltage potentials V1, V2 that both the first voltage potential V1 and the second voltage potential V2 are approximately sinusoidal or cosine-like with a variation of the phase P2 of the second voltage supply 2 vary. It results in the in 2 shown phase space approximately at 110 ° and 290 ° two intersections of the voltage potentials V1, V2. In these intersections S1, S2 are located on the two substrate holders 14 . 16 largely identical or equal voltage potentials V1, V2 on. The amount of voltage potential is in the selected and in 2 shown example in about -65 volts.

Das in 3 dargestellte Phasendiagramm zeigt wiederum eine Variation der Phase P2 über einen Bereich von 0° bis 360° bei fixierter Phase P1 und fixierter Phase P3. Hierbei ist jedoch die Phasenlage zwischen der ersten Spannungsversorgung 1 und der dritten Spannungsversorgung 3 im Vergleich zur Konfiguration gemäß 2 verändert. Vorliegend beträgt die relative Phasenlage DP1P3 in etwa 60°.This in 3 The phase diagram shown again shows a variation of the phase P2 over a range of 0 ° to 360 ° with fixed phase P1 and fixed phase P3. However, here is the phase position between the first power supply 1 and the third power supply 3 in comparison to the configuration according to 2 changed. In the present case, the relative phase position DP1P3 is approximately 60 °.

Ein Vergleich der beiden Diagramme gemäß der 2 und 3 offenbart, dass die Schnittpunkte S1 und S2 wandern, dass sich also gleiche Spannungspotenziale V1, V2 an erstem und zweitem Substrathalter 14, 16 nunmehr bei einer relativen Phasenlage DP1P2 zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 bei in etwa 150° und bei 330° einstellen. Zudem ist ersichtlich, dass sich das Spannungspotenzial der Schnittpunkte S1, S2 betragsmäßig vergrößert hat. Es liegt nunmehr bei in etwa –80 Volt.A comparison of the two diagrams according to the 2 and 3 discloses that the points of intersection S1 and S2 migrate, that is to say equal voltage potentials V1, V2 at the first and second substrate holders 14 . 16 now with a relative phase position DP1P2 between the first and second power supply 1 . 2 set at about 150 ° and at 330 °. In addition, it can be seen that the voltage potential of the intersections S1, S2 has increased in size. It is now at about -80 volts.

Es ist hierbei insbesondere anzumerken, dass die über die Spannungsversorgungen 1, 2 in die Substrathalter 14, 16 eingespeiste Bias-Leistung, eine sogenannte Versorgungsleistung L1, L2 unverändert beibehalten wurde. Aufgrund der geänderten Phasenbeziehung zwischen den Spannungsversorgungen 1, 2, 3 ergeben sich jedoch unterschiedliche Spannungspotenziale der Schnittpunkte S1, S2, wodurch sich bei Auswahl eines der Schnittpunkte in den Diagrammen gemäß 2 und 3 unterschiedliche Ionenströme vom Plasma 19 in Richtung der Substrate 4, 6 einstellen.It should be noted in particular that the over the power supplies 1 . 2 in the substrate holder 14 . 16 fed bias power, a so-called supply power L1, L2 was maintained unchanged. Due to the changed phase relationship between the power supplies 1 . 2 . 3 However, different voltage potentials of the intersections S1, S2 result, which results in selection of one of the intersections in the diagrams according to FIG 2 and 3 different ion currents from the plasma 19 in the direction of the substrates 4 . 6 to adjust.

Durch Einstellen der Phasen P1, P2 und P3 derart, dass am ersten und am zweiten Substrathalter 14, 16 gleiche Spannungspotenziale V1, V2 vorliegen, werden weitreichend identische Beschichtungs-, oder generell, weitreichende identische Oberflächenbehandlungsvoraussetzungen geschaffen. Durch geeignete Wahl einer relativen Phasenlage DP1P3 oder DP2P3, das heißt einer relativen Phasenlage zwischen erster und dritter Spannungsversorgung DP1P3 oder zwischen zweiter und dritter Spannungsversorgung DP2P3, kann das Spannungspotenzial an den Substrathaltern 14, 16 betragsmäßig angepasst werden. Es ist insbesondere vorgesehen, ein betragsmäßig maximales Spannungspotenzial Vmax einzustellen, um die Leistungsausbeute der Spannungsversorgungen 1, 2 zu optimieren.By setting the phases P1, P2 and P3 such that the first and second substrate holders 14 . 16 identical voltage potentials V1, V2 are present, far-reaching identical coating, or generally, far-reaching identical surface treatment requirements are created. By suitable choice of a relative phase position DP1P3 or DP2P3, that is to say a relative phase position between first and third voltage supply DP1P3 or between second and third voltage supply DP2P3, the voltage potential at the substrate holders can 14 . 16 be adjusted in terms of amount. In particular, it is provided to set a maximum voltage potential Vmax in terms of absolute value, in order to determine the power output of the power supplies 1 . 2 to optimize.

Zur Ermittlung jener relativen Phasenlagen DP2P3 und DP1P2 der einzelnen phasengekoppelten Spannungsversorgungen 1, 2, 3 ist der gesamte dreidimensionale Phasenraum der Phasen P1, P2, P3 abzuscannen oder vollständig zu vermessen, um zumindest diejenigen relativen Phasen zwischen erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 und eine relative Phase zwischen der dritten Spannungsversorgung 3 und einer von erster und zweiter Spannungsversorgung 1, 2 zu bestimmen, bei welcher die Spannungspotenziale V1 und V2 an den Substrathaltern 14, 16 identisch und betragsmäßig über den gesamten Phasenraum betrachtet maximal sind.To determine the relative phase positions DP2P3 and DP1P2 of the individual phase-coupled power supplies 1 . 2 . 3 the entire three-dimensional phase space of the phases P1, P2, P3 is to be scanned or completely measured to at least those relative phases between the first and second voltage supply 1 . 2 and a relative phase between the third power supply 3 and one of first and second power supplies 1 . 2 to determine at which the voltage potentials V1 and V2 at the substrate holders 14 . 16 are identical and in terms of amount over the entire phase space considered maximum.

In 4 ist der qualitative Zusammenhang zwischen der Bias-Spannung an einem der Substrathalter 14, 16 und der sich hieraus ergebenden mechanischen Schichtspannung einer mittels der gezeigten Plasmabehandlungsvorrichtung 10 erzeugbaren Schicht auf einem Substrat 4, 6 gezeigt. Mit geringerer Bias-Spannung, folglich mit einer betragsmäßig ansteigenden negativen Bias-Spannung kann ein zunehmender Ionenstrom auf das Substrat gerichtet werden, der zu einer erhöhten Abscheiderate von auf das Substrat aufzubringenden Ionen führt. Demzufolge kann eine nach außen, zu den Substraträndern wirkende Druckspannung der Beschichtung erhöht werden.In 4 is the qualitative relationship between the bias voltage on one of the substrate holders 14 . 16 and the resulting mechanical layer stress of a plasma treatment device shown by means of the 10 producible layer on a substrate 4 . 6 shown. With a lower bias voltage, and consequently with an increasing negative bias voltage, an increasing ion current can be directed onto the substrate, which leads to an increased deposition rate of ions to be applied to the substrate. As a result, an outward compressive stress of the coating acting on the substrate edges can be increased.

In 5 ist ferner der qualitative Zusammenhang zwischen der an den Spannungsversorgungen 1, 2 einstellbaren Bias-Leistung und des sich hieraus ergebenden Spannungspotenzials V1, V2 an den betreffenden Substrathaltern 14, 16 gezeigt. Mit ansteigender und in die Substrathalter 14, 16 eingekoppelten. elektrischen Leistung kann das Spannungspotenzial V1, V2 an den Substrathaltern 14, 16 betragsmäßig vergrößert werden, was zu einem erhöhten Ionenstrom und damit zu einer erhöhten Abscheiderate führt.In 5 Furthermore, the qualitative relationship between the voltage at the power supplies 1 . 2 adjustable bias power and the resulting voltage potential V1, V2 at the respective substrate holders 14 . 16 shown. With rising and into the substrate holder 14 . 16 injected. electrical power can be the voltage potential V1, V2 at the substrate holders 14 . 16 be increased in terms of amount, which leads to an increased ion current and thus to an increased deposition rate.

In 6 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens zur gleichzeitigen Beschichtung zweier Substrate schematisch aufgezeigt. In einem ersten Schritt 100 werden der erste und der zweite Substrathalter 14, 16 jeweils mit einer Bias-Leistung beaufschlagt. In einem nachfolgenden Schritt 102 werden die sich an den Substrathaltern 14, 16 einstellenden Spannungspotenziale V1, V2 gemessen, in einem nachfolgenden Schritt 104 wird zumindest ein Phase P1, P2 einer der Spannungsversorgungen 1, 2 so lange verändert, bis die Spannungspotenziale V1, V2 im Wesentlichen gleich groß sind und in einem nachfolgenden Schritt 106 wird die Phasenlage einer der Spannungsversorgungen 1, 2 relativ zur Phasenlage der Spannungsversorgung 3 um einen vorgegebenen Schritt verändert.In 6 a flow diagram of the method for the simultaneous coating of two substrates is shown schematically. In a first step 100 become the first and the second substrate holder 14 . 16 each subjected to a bias power. In a subsequent step 102 will be attached to the substrate holders 14 . 16 adjusting voltage potentials V1, V2 measured in a subsequent step 104 becomes at least one phase P1, P2 of one of the power supplies 1 . 2 changed until the voltage potentials V1, V2 are substantially the same size and in a subsequent step 106 becomes the phase position of one of the power supplies 1 . 2 relative to the phase position of the power supply 3 changed by a predetermined step.

Alsdann springt das Verfahren zum Schritt 104 zurück, sodass gleiche Spannungspotenziale V1, V2 eingestellt werden. Die sich für jede Phasenlage DP1P3 oder DP2P3 identisch einstellenden Spannungspotenziale V1, V2 werden typischerweise abgespeichert und mit nachfolgenden bzw. vorhergehenden jeweils gleich großen Spannungspotenzialen V1, V2 verglichen, die sich bei einer anderen Phasenlage DP1P3 oder DP2P3 einstellen. Die Iteration der Schritte 104 und 106 wird so lange durchgeführt, bis sich an den beiden Substrathaltern 14, 16 ein maximales Spannungspotenzial Vmax bildet, welches an erstem und zweitem Substrathalter 14, 16 gleich groß ist.Then the process jumps to the step 104 back so that equal voltage potentials V1, V2 are set. The voltage potentials V1, V2, which adjust identically for each phase position DP1P3 or DP2P3, are typically stored and compared with subsequent or preceding voltage potentials V1, V2 of equal magnitude, respectively, which set in a different phase position DP1P3 or DP2P3. The iteration of the steps 104 and 106 is carried out until the two substrate holders 14 . 16 a maximum voltage potential Vmax forms, which at first and second substrate holder 14 . 16 is the same size.

Die Darstellung des Verfahrens im Flussdiagramm der 6 gibt den tatsächlichen Regelungsalgorithmus nur recht schemenhaft wieder. Eine Variation der Phasen P1 und P2 kann bei gleichzeitiger Variation der relative Phase von P1 und P3 oder auch sukzessive und nacheinander erfolgen. Die Phasenlage zwischen P1 und P3 ist derart einzustellen dass der Betrag des Spannungspotenzial V1, V2 bei gleicher Spannung V1 und V2 bei beliebiger Phasenlage von P1 und P2 maximal ist.The representation of the method in the flow chart of 6 only vaguely reflects the actual control algorithm. A variation of the phases P1 and P2 can take place with simultaneous variation of the relative phase of P1 and P3 or also successively and successively. The phase position between P1 and P3 is to be set such that the magnitude of the voltage potential V1, V2 at the same voltage V1 and V2 at any phase position of P1 and P2 is maximum.

Auf diese Art und Weise kann die Leistungsausbeute für die an den Substrathaltern 14, 16 angelegte Zusatzspannung maximiert werden. In this way, the power yield for the at the substrate holders 14 . 16 applied additional voltage can be maximized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Spannungsversorgungpower supply
22
Spannungsversorgungpower supply
33
Spannungsversorgungpower supply
44
Substratsubstratum
66
Substratsubstratum
1010
PlasmabehandlungsvorrichtungThe plasma processing apparatus
1212
PlasmabehandlungskammerPlasma processing chamber
1414
Substrathaltersubstrate holder
1515
Gasverteilergas distributor
1616
Substrathaltersubstrate holder
1717
Gasverteilergas distributor
1818
Plasmabereichplasma region
1919
Plasmaplasma
2020
Anregungsspuleexcitation coil
2323
Impedanzanpassungimpedance matching
2424
Verstärkeramplifier
2525
HF-GeneratorRF generator
2626
Verstärkeramplifier
2828
Impedanzanpassungimpedance matching
2929
Spannungsquellevoltage source
3030
Verstärkeramplifier
3232
Impedanzanpassungimpedance matching
3333
Spannungsquellevoltage source
3434
VakuumpumpeinrichtungVacuum pump device
3636
Verbindungconnection
3838
Verbindungconnection
4040
Steuerungcontrol
4141
Phasenregelungphase control
4242
Phasenregelungphase control

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011013467 A1 [0003] DE 102011013467 A1 [0003]
  • JP 2007-150012 A [0004] JP 2007-150012 A [0004]

Claims (11)

Plasmabehandlungsvorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Substraten, mit: – einer Plasmabehandlungskammer (12), in welcher zumindest ein erster Substrathalter (14) und ein zweiter Substrathalter (16) angeordnet sind, wobei der erste Substrathalter (14) in Richtung seiner Flächennormalen (N) beabstandet zum zweiten Substrathalter (16) angeordnet ist und wobei der erste und der zweite Substrathalter (14, 16) auf gegenüberliegenden Seiten eines Plasmabereichs (18) angeordnet sind, – zumindest einer den Plasmabereich (18) in Umfangsrichtung umschließenden Anregungsspule (20) zur Anregung eines Plasmas (19) im Plasmabereich (18), – einer ersten Spannungsversorgung (1), welche mit dem ersten Substrathalter (14) verbunden ist, – einer zweiten Spannungsversorgung (2), welche mit dem zweiten Substrathalter (16) verbunden ist, und mit – einer dritten Spannungsversorgung (3), welche mit der Anregungsspule (20) verbunden ist, – wobei zumindest die Phase (P1) der ersten Spannungsversorgung (1) mit der Phase (P2) der zweiten Spannungsversorgung (2) gekoppelt ist.Plasma treatment apparatus for surface treatment of substrates, comprising: - a plasma treatment chamber ( 12 ), in which at least one first substrate holder ( 14 ) and a second substrate holder ( 16 ) are arranged, wherein the first substrate holder ( 14 ) in the direction of its surface normal (N) spaced from the second substrate holder ( 16 ) and wherein the first and the second substrate holder ( 14 . 16 ) on opposite sides of a plasma region ( 18 ), - at least one of the plasma region ( 18 ) in the circumferential direction surrounding excitation coil ( 20 ) for excitation of a plasma ( 19 ) in the plasma region ( 18 ), - a first power supply ( 1 ), which with the first substrate holder ( 14 ), - a second power supply ( 2 ), which with the second substrate holder ( 16 ), and with - a third power supply ( 3 ), which with the excitation coil ( 20 ) - at least the phase (P1) of the first power supply ( 1 ) with the phase (P2) of the second power supply ( 2 ) is coupled. Plasmabehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Phase (P3) der dritten Spannungsversorgung (3) mit zumindest einer der Phasen (P1, P2) von erster oder zweiter Spannungsversorgung (1, 2) gekoppelt ist.Plasma treatment apparatus according to claim 1, wherein the phase (P3) of the third power supply ( 3 ) with at least one of the phases (P1, P2) of first or second voltage supply ( 1 . 2 ) is coupled. Plasmabehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der drei Spannungsversorgungen (1) einen HF-Generator (25) aufweist, welcher mit den beiden übrigen Spannungsversorgungen (2, 3) gekoppelt ist.Plasma treatment device according to one of the preceding claims, wherein at least one of the three power supplies ( 1 ) an RF generator ( 25 ), which with the other two power supplies ( 2 . 3 ) is coupled. Plasmabehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der drei Spannungsversorgungen (1, 2, 3) jeweils einen Verstärker (24, 26, 30) aufweist, welche unabhängig voneinander regelbar sind.A plasma processing apparatus according to any one of the preceding claims, wherein each of the three power supplies ( 1 . 2 . 3 ) each have an amplifier ( 24 . 26 . 30 ), which are independently controllable. Plasmabehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Phase (P1) der ersten Spannungsversorgung (1) relativ zur Phase (P2, P3) zumindest einer der beiden übrigen Spannungsversorgungen (2, 3) wahlweise einstellbar und fixierbar ist.Plasma treatment apparatus according to one of the preceding claims, wherein the phase (P1) of the first power supply ( 1 ) relative to the phase (P2, P3) of at least one of the two remaining power supplies ( 2 . 3 ) is optionally adjustable and fixable. Plasmabehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Phase (P2) der zweiten Spannungsversorgung relativ zur Phase (P1, P3) zumindest einer der beiden übrigen Spannungsversorgungen (1, 3) wahlweise einstellbar und fixierbar ist.Plasma treatment apparatus according to one of the preceding claims, wherein the phase (P2) of the second voltage supply relative to the phase (P1, P3) of at least one of the two remaining power supplies ( 1 . 3 ) is optionally adjustable and fixable. Plasmabehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Steuerung (40) zur selbsttätigen Einstellung einer relativen Phasenlage (DP1P2) zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung (1, 2) derart ausgebildet ist, dass sich bei gleicher Versorgungsleistung (L1, L2) der ersten und zweiten Spannungsversorgung (1, 2) gleiche Spannungspotenziale (V1, V2) am ersten und am zweiten Substrathalter (14, 16) bilden.Plasma treatment apparatus according to one of the preceding claims, further comprising a controller ( 40 ) for the automatic adjustment of a relative phase position (DP1P2) between the first and the second voltage supply ( 1 . 2 ) is formed such that at the same supply power (L1, L2) of the first and second power supply ( 1 . 2 ) equal voltage potentials (V1, V2) at the first and the second substrate holder ( 14 . 16 ) form. Plasmabehandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuerung (40) zum selbsttätigen Einstellen einer relativen Phasenlage (DP1P3; DP2P3) zwischen der dritten Spannungsversorgung (3) und einer von erster und zweiter Spannungsversorgung (1, 2) derart ausgebildet ist, dass sich betragsmäßig ein maximales Spannungspotenzial (Vmax) an einem von erstem und zweitem Substrathalter (14, 16) bildet.Plasma processing apparatus according to claim 7, wherein the controller ( 40 ) for automatically setting a relative phase position (DP1P3, DP2P3) between the third power supply ( 3 ) and one of first and second power supplies ( 1 . 2 ) is designed in such a way that, in terms of magnitude, a maximum voltage potential (Vmax) at one of the first and second substrate holders ( 14 . 16 ). Verfahren zur gleichzeitigen Oberflächenbehandlung zumindest zweier Substrate (4, 6) mittels einer Plasmabehandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt des: – Einstellens einer relativen Phasenlage (DP1P2) zwischen der ersten und der zweiten Spannungsversorgung (1, 2) derart, dass sich bei gleicher Versorgungsleistung (L1, L2) der ersten und zweiten Spannungsversorgung (1, 2) gleiche Spannungspotenziale (V1, V2) am ersten und am zweiten Substrathalter (14, 16) ausbilden.Process for the simultaneous surface treatment of at least two substrates ( 4 . 6 ) by means of a plasma treatment device ( 10 ) according to one of the preceding claims, comprising the step of: - adjusting a relative phase position (DP1P2) between the first and the second voltage supply ( 1 . 2 ) such that at the same supply power (L1, L2) of the first and second power supply ( 1 . 2 ) equal voltage potentials (V1, V2) at the first and the second substrate holder ( 14 . 16 ) train. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Phase (P1, P2) von einer von erster und zweiter Spannungsversorgung (1, 2) mit der Phase (P3) der dritten Spannungsversorgung (3) gekoppelt und zu dieser fixiert wird und die Phase (P2, P1) der anderen von erster und zweiter Spannungsversorgung (1, 2) solange variiert wird, bis sich am ersten und am zweiten Substrathalter (14, 16) gleiche Spannungspotenziale (V1, V2) bilden.The method of claim 9, wherein the phase (P1, P2) of one of the first and second power supplies ( 1 . 2 ) with the phase (P3) of the third power supply ( 3 ) and is fixed to the latter and the phase (P2, P1) of the other of the first and second power supply ( 1 . 2 ) is varied until at the first and at the second substrate holder ( 14 . 16 ) form equal voltage potentials (V1, V2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, wobei die Phase (P1, P2) von einer von erster und zweiter Spannungsversorgung (1, 2) relativ zur Phase (P3) der dritten Spannungsversorgung (3) variiert wird bis sich ein betragsmäßig maximales Spannungspotenzial (Vmax) am ersten und am zweiten Substrathalter (14, 16) bildet, welches am ersten und am zweiten Substrathalter (14, 16) gleich groß ist.Method according to one of the preceding claims 9 or 10, wherein the phase (P1, P2) of one of the first and second power supply ( 1 . 2 ) relative to the phase (P3) of the third power supply ( 3 ) is varied until a magnitude maximum voltage potential (Vmax) at the first and the second substrate holder ( 14 . 16 ) formed on the first and second substrate holders ( 14 . 16 ) is the same size.
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