EA027687B1

EA027687B1 - Способ и устройство зажигания для пар электродов диэлектрического барьерного разряда (дбр)

Info

Publication number: EA027687B1
Application number: EA201590775A
Authority: EA
Inventors: М. Эрик Тиксон; М. Эрик Мишель; М. Жозеф Леклерк
Original assignee: Асахи Гласс Компани Лимитед
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2017-08-31
Also published as: WO2014097620A1; EA201590775A1; EP2936539B1; PL2936539T3; SI2936539T1; US20150332897A1; EP2936539A1; HUE032619T2; JP2016507853A

Abstract

Способ обработки поверхности посредством диэлектрического барьерного разряда (ДБР), включающий следующие операции: подачу или прохождение подложки в реакционную камеру (2), где расположены по меньшей мере два электрода (10, 12) и по меньшей мере один противоэлектрод (13, 14, 15), при этом между указанными по меньшей мере двумя электродами (10, 12) и указанным по меньшей мере одним противоэлектродом (13, 14, 15) помещен диэлектрический барьер (16); подключение индуктивности (L, L) последовательно с каждым из указанных электродов (10, 12), при этом указанные индуктивности (L, L) намотаны на общий магнитный сердечник таким образом, чтобы результирующий магнитный поток этих двух индуктивностей являлся нулевым, когда в двух электродах (10, 12) циркулируют одинаковые токи; генерирование высокочастотного электрического напряжения такой величины, чтобы оно вызывало генерирование плазмы между по меньшей мере двумя электродами (10, 12) и по меньшей мере одним противоэлектродом (13, 14, 15); подачу в реакционную камеру смеси, состав которой таков, что при контакте с плазмой она разрушается и образует вещества, способные реагировать с поверхностью подложки (4).

Description

(51) ΙηΙ. С1. Н0Ы37/32 (2006.01) (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ПАР ЭЛЕКТРОДОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА (ЦБР) (31) 12199066.7 (32) 2012.12.21

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ обработки поверхности посредством диэлектрического барьерного разряда (ДБР), включающий следующие операции:

подачу или прохождение подложки в реакционную камеру (2), где расположены по меньшей мере два электрода (10, 12) и по меньшей мере один противоэлектрод (13, 14, 15), при этом между указанными по меньшей мере двумя электродами (10, 12) и указанным по меньшей мере одним противоэлектродом (13, 14, 15) помещен по меньший мере один диэлектрический барьер (16);

генерирование высокочастотного электрического напряжения такой величины, чтобы оно вызывало образование плазмы между по меньшей мере двумя электродами (10, 12) и по меньшей мере одним про- 5 027687 тивоэлектродом (13, 14, 15);

подачу в реакционную камеру смеси, состав которой таков, что при контакте с плазмой она разрушается и образует вещества, способные реагировать с поверхностью подложки (4);

отличающийся тем, что он дополнительно включает следующую операцию:

соединение последовательно с каждым из указанных электродов (10, 12) индуктивности (Ь₁, Ь₂), при этом величина указанных индуктивностей (Щ, Ь₂) такова, что в случае, когда плазма зажигается под одиночным электродом, ток, циркулирующий в индуктивности, последовательно соединенной с этим электродом, вызывает магнитный поток в другой индуктивности, и такова, что результирующее напряжение на зажимах этой второй индуктивности вызывает повышение напряжения на зажимах электрода, остающегося незажженным, вынуждая его зажигание, при этом указанные индуктивности намотаны на общий магнитный сердечник так, чтобы результирующий магнитный поток этих двух индуктивностей (Ь₁, Ь₂) являлся нулевым, когда в двух электродах (10, 12) циркулируют одинаковые токи.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что намотка индуктивностей (Ъ_1? Ь₂), последовательно соединенных с каждым из указанных электродов (10, 12) и намотанных на общий магнитный сердечник, является обратной.
3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смесь, подаваемую в реакционную камеру, подают через канал (20), сообщающийся с промежутком (22), разделяющим указанные два электрода (10, 12).
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что для выполнения обработки поверхности с каждой стороны подложки (2) плазму генерируют с каждой стороны подложки (4) между по меньшей мере двумя электродами (10, 12) и по меньшей мере одним противоэлектродом (13, 14, 15).
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в реакционную камеру (2) с каждой стороны подложки (4) подают реакционноспособные смеси (18, 19) разных составов, для того чтобы выполнять отличающуюся обработку поверхности с каждой стороны подложки (4).
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что два противоэлектрода (13, 15), обращенные к двум электродам (10, 12), размещают рядом, при этом реакционную смесь (19) подают в реакционную камеру через канал (26), сообщающийся с промежутком (28), разделяющим эти два противоэлектрода (13, 15).
7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующие операции:

ввод в действие регулируемой индуктивности (Ь), расположенной параллельно индуктивности самой установки и генерирующей электрическое напряжение с целью уменьшения сдвига по фазе между напряжением и генерируемым током;

адаптация напряжения и/или частоты, подаваемой цепью генератора, и/или регулируемой величины индуктивности (Ь) в начале или в ходе процесса с целью увеличения отношения активной мощности к реактивной мощности.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующую операцию: адаптацию напряжения и/или частоты, подаваемой цепью генератора, и/или регулируемой величины (Ь) индуктивности с целью возбуждения выработки гармоник, продлевающих время, в течение которого напряжение остается выше значения, необходимого для поддержания электрического разряда.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что, по существу, возбуждают гармоники 3-го и 5-го порядков.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующую операцию:

приведение атмосферы, преобладающей в камере, к давлению ниже атмосферного давления.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что камера (2) является открытой и включает зону ввода и зону вывода для подложки (4).
12. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что подложка (4) является изолирующей и сама образует по меньшей мере один из диэлектрических барьеров (16).
13. Установка для обработки поверхности подложки (4) посредством диэлектрического барьерного разряда (ДБР), содержащая камеру, средства переноса и опорные средства для введения подложки (4) в указанную камеру, высоковольтный и высокочастотный источник питания, соединенный по меньшей мере с двумя электродами (10, 12) и по меньшей мере одним противоэлектродом (13, 14, 15), при этом указанные по меньшей мере два электрода (10, 12) и указанный по меньшей мере один противоэлектрод (13, 14, 15) расположены с каждой стороны средств переноса и опоры подложки (2), по меньшей мере один диэлектрический барьер, расположенный между указанными по меньшей мере двумя электродами (10, 12) и по меньшей мере одним противоэлектродом (13, 14, 15), средства регулирования и управления источником питания, средства подачи реакционноспособных веществ в камеру, средства извлечения фоновых веществ, при этом указанная установка подходит для генерирования плазмы для обработки поверхности подложки (4), отличающаяся тем, что к каждому из указанных электродов последовательно подключены индуктивности, при этом величина указанных индуктивностей (Щ, Ь₂) такова, что в случае, когда плазма зажигается под одиночным электродом, ток, циркулирующий в индуктивности, последова- 6 027687 тельно соединенной с этим электродом, вызывает магнитный поток в другой индуктивности, и такова, что результирующее напряжение на зажимах этой второй индуктивности вызывает повышение напряжения на зажимах электрода, остающегося незажженным, вынуждая его зажигание, при этом указанные индуктивности намотаны на общий магнитный сердечник так, чтобы результирующий магнитный поток этих двух индуктивностей являлся нулевым, когда в двух электродах циркулируют одинаковые токи.
14. Установка для обработки поверхности по п.13, отличающаяся тем, что плазма генерируется в двух отдельных зонах, расположенных с каждой стороны подложки таким образом, чтобы одновременно проводить обработку на каждой из лицевых поверхностей этой подложки (2).
15. Установка для обработки поверхности подложки (4) посредством диэлектрического барьерного разряда (ДБР), содержащая две камеры (2а, 2Ь), средства переноса и опорные средства для введения подложки (4) в камеры, единый высоковольтный и высокочастотный источник питания, соединенный по меньшей мере с двумя электродами (10а, 12а) и по меньшей мере одним противоэлектродом (13а, 15а) в первой камере и с по меньшей мере двумя электродами (10Ь, 12Ь) и по меньшей мере одним противоэлектродом (13Ь, 15Ь) - во второй камере, при этом указанные по меньшей мере четыре электрода (10, 12) и указанные по меньшей мере два противоэлектрода (13, 15) расположены с каждой стороны средств переноса и опоры подложки (2), по меньшей мере один диэлектрический барьер, расположенный между по меньшей мере четырьмя электродами (10, 12) и по меньшей мере двумя противоэлектродами (13, 15), средства регулирования и управления источником питания, средства подачи реакционноспособных веществ в камеры, средства извлечения фоновых веществ, при этом указанная установка подходит для генерирования плазмы для обработки поверхности подложки (4) в каждой камере, отличающаяся тем, что отдельно для каждой камеры последовательно с указанными электродами подключены первичные индуктивности, при этом величина указанных первичных индуктивностей (Ь₁, Ь₂ и Б₃. Ь₄) такова, что в случае, когда плазма зажигается под одиночным электродом, ток, циркулирующий в этой первичной индуктивности, последовательно соединенной с этим электродом, вызывает магнитный поток в другой первичной индуктивности, и такова, что результирующее напряжение на зажимах этой другой первичной индуктивности вызывает повышение напряжения на зажимах электрода, остающегося незажженным, вынуждая его зажигание, при этом указанные первичные индуктивности намотаны на общий магнитный сердечник так, чтобы результирующий магнитный поток этих двух первичных индуктивностей являлся нулевым, когда в указанных двух электродах циркулируют одинаковые токи, при этом вторичные индуктивности подключены последовательно с указанными первичными индуктивностями, и величина указанных дополнительных вторичных индуктивностей (Ь₅, Б₆) такова, что ток, циркулирующий в первой вторичной индуктивности, последовательно соединенной с первой камерой, вызывает магнитный поток в другой вторичной индуктивности, и такова, что результирующее напряжение на зажимах этой другой вторичной индуктивности обеспечивает уравновешивание напряжений между двумя камерами, при этом указанные вторичные индуктивности намотаны на общий магнитный сердечник так, чтобы результирующий магнитный поток этих двух вторичных индуктивностей являлся нулевым, когда в двух камерах циркулируют одинаковые токи.