EA028651B1 - Пара электродов для плазменного процесса диэлектрического барьерного разряда (дбр) - Google Patents

Пара электродов для плазменного процесса диэлектрического барьерного разряда (дбр) Download PDF

Info

Publication number
EA028651B1
EA028651B1 EA201590727A EA201590727A EA028651B1 EA 028651 B1 EA028651 B1 EA 028651B1 EA 201590727 A EA201590727 A EA 201590727A EA 201590727 A EA201590727 A EA 201590727A EA 028651 B1 EA028651 B1 EA 028651B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
electrode
substrate
counter electrode
electrodes
width
Prior art date
Application number
EA201590727A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201590727A1 (ru
Inventor
М. Эрик Тиксон
М. Эрик Мишель
М. Жозеф Леклерк
Original Assignee
Асахи Гласс Компани Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Асахи Гласс Компани Лимитед filed Critical Асахи Гласс Компани Лимитед
Publication of EA201590727A1 publication Critical patent/EA201590727A1/ru
Publication of EA028651B1 publication Critical patent/EA028651B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/213—SiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • C03C2218/153—Deposition methods from the vapour phase by cvd by plasma-enhanced cvd
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating

Landscapes

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

Abstract

Изобретение касается устройства (10) для обработки поверхности подложки (1) посредством диэлектрического барьерного разряда, обеспечивающего возможность образования холодной нитевидной плазмы при атмосферном давлении, содержащего реакционную камеру, в которой расположены средства опоры и/или перемещения подложки (2), и по меньшей мере два электрода (3, 4), расположенных параллельно с каждой стороны средств опоры и/или перемещения подложки (2), из которых один электрод (3) предназначен для приведения к высокому напряжению, а противоэлектрод (4) подлежит заземлению. Оно отличается тем, что противоэлектрод (4) имеет ширину (l) и длину (L) соответственно меньше ширины (l) и длины (L) электрода (3), и тем, что противоэлектрод (4) расположен так, чтобы он был заключен в ортогональной проекции (5) электрода (3) на плоскость, содержащую противоэлектрод (4). Изобретение также касается процесса обработки поверхности, в частности, для осаждения слоя, предусматривающего такое устройство.

Description

Изобретение относится к процессам диэлектрического барьерного разряда для обработки поверхности подложек и, в частности, для осаждения слоев на пластины из стекла. В частности, изобретение касается пары электродов, сформированной из электрода и противоэлектрода, расположенных с каждой стороны подложки.
Уровень техники
Плазменная обработка поверхности хорошо известна, в частности, в области производства стекла. Она состоит в генерировании плазмы по меньшей мере между двумя электродами и во вдувании продуктов-предшественников в эту плазму, что в результате приводит к возникновению посредством реакции и/или ионизации реагентов, действующих на поверхности, подлежащие обработке.
РЕСУЭ (плазмохимическое осаждение из паровой фазы) можно применять, используя любую плазму: холодные плазмы (не в равновесии) или термические плазмы (в равновесии). В целом предпочтительны холодные плазмы. Активные частицы плазмы (электроны, ионы, метастабили и т.д.), как правило, обладают энергиями в несколько эВ и поэтому могут вызывать диссоциацию или активацию химических предшественников. Для поддержания неравновесной плазмы часто необходимо работать при пониженном давлении. Поэтому наиболее известные методики РЕСУЭ используют плазмы низкого давления. Однако для того чтобы применить этот процесс в промышленных целях, необходимо свести к минимуму издержки. Поэтому существует возрастающий интерес отраслевых производителей к тому, чтобы отбросить технологии плазмы низкого давления и перейти к плазменным технологиям, действующим в пределах диапазона давления, близкого к атмосферному давлению.
В плазменных технологиях известны плазмы различных типов: плазма тлеющего разряда, или однородная плазма, делает возможным осаждение чрезвычайно однородных тонкопленочных покрытий и требует энергии относительно низкого уровня. Однако она является длительной, и ее необходимо ограничивать в пределах ограниченного частотного поля, для того чтобы она оставалась устойчивой. Также она допускает более ограниченное разнообразие видов тонких пленок.
Повышая энергетический уровень плазмы, можно вызывать выброс дуговых разрядов. Размещение между электродами диэлектрической пластины позволяет получать состояние, промежуточное между тлеющим разрядом и дуговыми разрядами, именуемое нитевидным состоянием. Нити являются внутренне неустойчивыми, но несут энергию высокого уровня, делая возможным сокращение времени обработки и, таким образом, увеличение скорости подложки. С другой стороны, вследствие их случайного генерирования получается парадоксально однородная скорость осаждения материалов, при этом в ходе цикла на заданной площади генерируется очень большое число микроразрядов. Использование диэлектрического барьерного разряда (ΌΒΌ) имеет перед другими плазменными процессами то преимущество, что он действует под атмосферным давлением и допускает непрерывную обработку на больших площадях. Кроме того, энергию, обеспечиваемую нитевидной плазмой, можно тонко модулировать, посредством чего делается возможным осаждение пленок, имеющих большое разнообразие составов.
Из документа ЕР 2145978 известен процесс осаждения слоев на подложку посредством диэлектрического барьерного разряда. Описанный процесс включает, в частности, введение или прохождение подложки в реакционную камеру, где расположены электрод и противоэлектрод. Диэлектрический барьер помещают между этим электродом и этим противоэлектродом. Между указанными электродом и противоэлектродом генерируют высокочастотное электрическое напряжение, вызывающее образование плазмы. В реакционную камеру подают газообразный состав, который при контакте с плазмой реагирует с поверхностью подложки. Электроды подвергаются действию чрезвычайно жестких эксплуатационных условий: высокой температуры плазмы, высокой реакционной способности вдуваемых и/или образующихся продуктов, а условия напряжения, тока и частоты, необходимые для генерирования электростатических сил и возникновения дуговых разрядов на поверхности электрода, могут вызывать локализованные пробои или просто разрушать электрод. Все эти трудности являются более очевидными в случае электродов, размещенных на производственных линиях с поверхностями больших геометрических размеров, таких, как большие массы листового стекла. Например, согласно документу АО 2011/134978, известным способом уменьшения этих трудностей является наклеивание электроизолирующего слоя на лицевую поверхность электрода, обращенную к поверхности, подлежащей обработке и предназначенной для подвергания действию высокого напряжения.
Однако в известных установках авторы изобретения наблюдали проблемы загрязнения (например, оседания загрязнений на поверхность, засорения) высоковольтного электрода и диэлектрика поблизости от него, что может в результате приводить к ограниченной скорости осаждения слоя на подложку, а также к краевым эффектам, способным вызывать горячие дуговые разряды, в свою очередь, способные создавать неоднородности в слое и/или трещины в подложке, если она сделана из стекла, и/или способные повреждать электроды.
- 1 028651
Сущность изобретения
Согласно одной из своих особенностей, настоящее изобретение относится к устройству по п. 1 формулы изобретения, при этом зависимые пункты формулы изобретения представляют предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Таким образом, изобретение касается устройства для обработки поверхности подложки посредством диэлектрического барьерного разряда, обеспечивающего возможность генерирования холодной нитевидной плазмы под атмосферным давлением, содержащего реакционную камеру, в которой расположены средства опоры и/или перемещения подложки и, по меньшей мере, два электрода, расположенные параллельно, с каждой стороны средств опоры и/или перемещения подложки, из которых один электрод предназначен для приведения к высокому напряжению, а противоэлектрод подлежит заземлению, отличающегося тем, что противоэлектрод имеет ширину и длину, соответственно, меньше ширины и длины электрода, и тем, что противоэлектрод расположен так, чтобы он был заключен в ортогональной проекции электрода на плоскость, содержащую этот противоэлектрод.
Под обработкой поверхности здесь понимают любую операцию по подготовке, очистке, покрытию или осаждению одного или нескольких слоев на поверхность подложки.
Когда подложку перемещают в устройство обработки поверхности согласно изобретению, ширина противоэлектрода или электрода предпочтительно представляет собой его геометрический размер в направлении прохождения подложки, а его длина представляет собой его геометрический размер перпендикулярно направлению прохождения подложки.
Тогда такое устройство, содержащее противоэлектрод, имеющий меньшую площадь поверхности, чем электрод, предназначенный для приведения к высокому напряжению, не равную и не превышающую ее, может иметь одно или несколько из следующих преимуществ:
оно может обеспечивать однородную плазму без какого-либо краевого эффекта или дугового разряда, с большой вероятностью способного повреждать электроды и/или диэлектрический барьер, и/или вызывать неоднородности в осаждаемом слое;
уменьшение загрязнения устройства, и, таким образом, устройство можно дольше использовать до того, как станет необходимой чистка;
допускает повышенную скорость осаждения слоя;
в частности тогда, когда обработку проводят непрерывно на проходящей подложке.
Преимущественно, противоэлектрод располагают так, чтобы он был центрированным образом заключен в ортогональной проекции электрода на плоскость, содержащую этот противоэлектрод. Этим можно уменьшить риск краевого эффекта по всему периметру, т.е. с четырех сторон электрода.
Преимущественно ширина противоэлектрода меньше таковой для электрода по меньшей мере на 10 мм, предпочтительно по меньшей мере на 20 мм, более предпочтительно по меньшей мере на 30 мм. Преимущественно длина противоэлектрода меньше таковой для электрода по меньшей мере на 10 мм, предпочтительно по меньшей мере на 20 мм, более предпочтительно по меньшей мере на 30 мм. Согласно одному из особенно преимущественных вариантов осуществления изобретения электрод больше противоэлектрода по меньшей мере на 5 мм, предпочтительно по меньшей мере на 10 мм, по каждой из четырех его сторон.
Согласно одному из частных вариантов осуществления изобретения устройство как таковое не содержит какой-либо диэлектрический барьер, однако является подходящим для того, чтобы вызывать прохождение изолирующей подложки, например, стеклянной подложки, которая образует диэлектрический барьер сама по себе. Помимо вышеупомянутых общих преимуществ, являющихся результатом разности в площадях поверхности между электродом и противоэлектродом, этот вариант осуществления изобретения может обладать одним или несколькими следующими дополнительными преимуществами:
он может обеспечивать упрощенную реализацию, уже не требующую установки независимого диэлектрического барьера со всеми затруднениями, которые это может повлечь за собой, например, в отношении его удерживания на месте, или уже не требует приклеивания на электрод диэлектрической пластины со всеми трудностями, которые это может повлечь за собой, например, в выражении разности коэффициентов теплового расширения материалов, образующих электрод и диэлектрик;
допускает использование более легкой системы охлаждения для электрода, предназначенного для приведения к высокому напряжению;
допускает более быстрый запуск разряда при меньшем напряжении, т.е. допускает уменьшение напряжения пробоя и, таким образом, возможно, допускает более значительный промежуток между электродом и противоэлектродом (порядка 5-6 мм в сравнении с обычным для предыдущих систем промежутком 2 мм) снаружи подложки, и, таким образом, обеспечивает большую гибкость при вызове прохождения подложки между ними. Промежуток между электродом и противоэлектродом снаружи подложки понимают как подразумевающий расстояние между электродом и противоэлектродом, уменьшенное на толщину подложки и образующее заполненный газом промежуток, существующий между электродом и противоэлектродом. Он равен сумме расстояния между электродом и подложкой и расстояния между противоэлектродом и подложкой;
обеспечивать энергию разряда ближе к подложке, делая возможной улучшенную скорость осажде- 2 028651 ния и уменьшение загрязнения.
Преимущественно, в этом варианте осуществления изобретения и тогда, когда подложка изготовлена из стекла, ее температура составляет самое большее 300°С, предпочтительно самое большее 250°С. Фактически, при более высоких температурах стекло (за исключением стекол весьма специфического состава) склонно терять свои диэлектрические свойства.
Согласно одному из частных вариантов осуществления изобретения, являющемуся альтернативой представленного варианта, устройство содержит диэлектрический барьер, состоящий из пластины из диэлектрического материала, помещенной по меньшей мере между двумя электродами так, чтобы она примыкала к противоэлектроду. Под примыканием здесь подразумевают выражение близости без обязательного прямого контакта.
Помимо вышеупомянутых общих преимуществ, являющихся результатом разности площадей поверхности между электродом и противоэлектродом, этот вариант осуществления изобретения может обладать одним или несколькими следующими дополнительными преимуществами:
он может обеспечивать упрощенную реализацию, допускающую использование более легкой системы охлаждения для электрода, предназначенного для приведения к высокому напряжению;
проводит осаждение на лицевую поверхность подложки, обращенную к электроду с улучшенной скоростью осаждения и меньшим загрязнением в результате того, что диэлектрический барьер расположен с другой стороны подложки;
вызывает перемещение подложки при более высокой температуре, чем в представленном выше альтернативном варианте осуществления изобретения без диэлектрика как такового, и, таким образом, обеспечивает больший интервал температур обработки.
Преимущественно, в этом варианте осуществления изобретения диэлектрическая пластина имеет ширину и длину, соответственно, больше ширины и длины противоэлектрода, а противоэлектрод расположен так, чтобы он был заключен, предпочтительно центрированным образом, в ортогональной проекции диэлектрической пластины на плоскость, содержащую этот противоэлектрод. Этим можно уменьшить риск краевого эффекта по всему периметру, т.е. по четырем сторонам, электрода. Когда подложку перемещают в устройство обработки поверхности согласно изобретению, ширина диэлектрической пластины предпочтительно представляет собой ее геометрический размер в направлении прохождения подложки, а ее длина представляет собой геометрический размер перпендикулярно направлению прохождения подложки.
Согласно этому варианту осуществления изобретения ширина и длина диэлектрической пластины снова предпочтительно больше таковых, соответственно, для противоэлектрода по меньшей мере на 10 мм, предпочтительно по меньшей мере на 20 мм, более предпочтительно по меньшей мере на 30 мм.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения расстояние между электродом и подложкой составляет более 2 мм, предпочтительно по меньшей мере 3 мм, более предпочтительно по меньшей мере 4 мм. Преимущественно, расстояние между противоэлектродом и подложкой может быть больше 1 мм, предпочтительно по меньшей мере 1,5 мм, более предпочтительно по меньшей мере 2 мм.
Согласно преимущественным вариантам осуществления изобретения камера является открытой с двух концов, что допускает включение процесса обработки в установку для непрерывного производства. Например, камеру можно преимущественно включить в производственную линию флоат-стекла, лер для отжига, при этом опорные средства для подложки содержат по меньшей мере один ролик. В качестве альтернативы, средства перемещения подложки содержат ванну для лужения производственной линии флоат-стекла.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения камера является закрытой, что допускает включение процесса согласно изобретению в прерывную операцию обработки поверхности.
Например, камеру можно располагать на линиях обработки магнетронным распылением.
Согласно другой из своих особенностей, настоящее изобретение относится к процессу по п.10 формулы изобретения.
Таким образом, изобретение также касается способа обработки поверхности подложки, включающего следующие операции:
обеспечение устройством согласно любому из предыдущих пунктов формулы изобретения; подачу или прохождение подложки (1) в реакционную камеру;
ввод в действие источника питания, стабилизированного по амплитуде и частоте и содержащего сверхвысокочастотный (СВЧ) и высокочастотный (ВЧ) трансформатор, содержащий цепь вторичной обмотки, при этом с его зажимами соединены указанные по меньшей мере два электрода;
генерирование в цепи вторичной обмотки этого трансформатора стабилизированного высокочастотного электрического напряжения такой величины, чтобы оно вызывало образование нитевидной плазмы в реакционной камере по меньшей мере между двумя электродами;
подачу в реакционную камеру смеси, состав которой таков, что при контакте с плазмой она разрушается и образует вещества, способные реагировать с поверхностью подложки;
выдерживание подложки в камере в течение промежутка времени, достаточного для выполнения
- 3 028651 требуемой обработки по меньшей мере на одной из ее лицевых поверхностей.
Следует отметить, что процесс согласно изобретению определен в выражении операций, а не этапов, т.е. последовательность операций необязательно происходит в том порядке, в котором они описаны выше.
Смесь, подаваемая в реакционную камеру, предпочтительно содержит органический предшественник материала, предназначенного для осаждения в качестве слоя. Например, для слоя δίθ2 в качестве органического предшественника кремния предпочтительно используют ΗΜΌ8Θ.
Согласно одному из преимущественных вариантов осуществления изобретения реакционную смесь подают через канал в реакционной камере, сообщающийся с промежутком, разделяющим указанные два электрода. Указанную смесь предпочтительно подают в реакционную камеру в форме жидкости путем распыления или как химически активный газ, или как порошок.
Предпочтительно процесс и устройство согласно изобретению работают под переменным током.
Согласно одному из преимущественных вариантов осуществления изобретения плазму генерируют с каждой стороны подложки между электродом и противоэлектродом, а реакционноспособную смесь, подаваемую в реакционную камеру, подают на каждую сторону подложки. Такой процесс позволяет выполнять обработку поверхности на каждой стороне подложки. Более того, в реакционную камеру на каждую сторону подложки можно подавать реакционные смеси разных составов.
Они могут быть ограничены в двух отдельных зонах механическими барьерами и подложка может сама составлять часть этих механических барьеров.
Согласно одному из преимущественных вариантов осуществления изобретения, для того чтобы расширить зону осаждения и, когда подложка проходит, позволить ей принимать обработку в течение более длительного промежутка времени, и, таким образом, создать более толстый слой или, в качестве альтернативы, повысить скорость прохождения подложки внутри камеры при одинаковой толщине обработки, рядом размещают два противоэлектрода, обращенных к двум электродам.
Наконец, согласно еще одной из своих особенностей, настоящее изобретение относится к листу стекла по п.10 формулы изобретения, т.е. к листу стекла, покрытому слоем δίθ2, осажденного с использованием такого процесса, как процесс, описанный выше.
Этот слой, как правило, по существу, лишен углерода и содержит менее 1,0 ат.% углерода.
Это слой можно осаждать непосредственно на стекло или он образует часть слоистой структуры, или стопки, состоящей из нескольких слоев.
Краткое описание фигур
Эти особенности, а также другие особенности изобретения будут разъяснены в подробном описании частных вариантов осуществления изобретения со ссылками на графические материалы в виде фигур:
фиг. 1 представляет собой схематический вид спереди установки для осаждения слоев на подложку согласно изобретению, в которой диэлектрическим барьером служит изолирующая подложка;
фиг. 2 представляет собой схематический вид спереди установки для осаждения слоев на подложку согласно изобретению, в которой диэлектрический барьер примыкает к противоэлектроду;
фиг. 3 представляет собой схематический вид сбоку установки для осаждения слоев на подложку согласно примеру 1 изобретения, в которой диэлектрическим барьером служит изолирующая подложка.
Фигуры выполнены не в масштабе. В общем аналогичные элементы на фигурах представлены аналогичными ссылочными позициями.
Подробное описание частных вариантов осуществления изобретения
Фиг. 1-3 показывают устройства для непрерывного осаждения 10 слоя на стеклянную подложку 1 посредством диэлектрического барьерного разряда. Стеклянная подложка 1 проходит внутрь реакционной камеры (не показана) в направлении, отмеченном стрелкой.
На фиг. 1 и 3 подложка 1 является изолирующей и служит диэлектрическим барьером между электродом, или электродами 3, 3а, 3Ь, и противоэлектродом, или противоэлектродами 4, 4а, 4Ь.
На фиг. 2 диэлектрическим барьером между электродом 3 и противоэлектродом 4 служит пластина из изолирующего материала (например, изготовленная из алюминия) 6, прикрепленная к противоэлектроду 4.
Ширина (1се) и длина (Ьсе) противоэлектродов 4, 4а, 4Ь меньше, соответственно, ширины (1е) и длины (Ье) электродов 3, 3а, 3Ь, и противоэлектрод 4 центрированным образом заключен в ортогональной проекции 5 электрода 3 на плоскость, содержащую противоэлектрод 4.
Фиг. 3 показывает слой 7 в ходе осаждения на подложку 1 посредством реакции реакционноспособной смеси, подаваемой в направлении стрелки 8, при контакте с плазмой, также схематически изображенной.
Пример 1.
В этом примере осаждение слоя δίθ2 на стекло проводили в динамическом режиме (т.е. непрерывно на подложке в ходе ее прохождения) с использованием установки, показанной на фиг. 3, оснащенной двумя парами электрод/противоэлектрод согласно изобретению для площади обработки 240 см2, при этом каждый электрод имеет ширину 12 см и длину 10 см.
- 4 028651
Расстояние между стеклом и противоэлектродами зафиксировано при 2 мм, а расстояние между стеклом и электродами зафиксировано при 4 мм. Электроды проходят на 20 мм за противоэлектроды по всему их периметру. Перед обработкой стекло находится при температуре 210°С и имеет скорость прохождения 10 м/мин. Реакционноспособную газовую смесь вдувают между двумя высоковольтными электродами сверху через щель для вдува, проходящую на длину 10 см параллельно длине электродов. Две единицы средств откачки прореагировавших газов размещены перед первой парой электрод/противоэлектрод и за второй парой электрод/противоэлектрод. Используемая реакционноспособная газовая смесь состоит из кислорода (предназначенного для удаления углерода), азота (в качестве газаносителя) и ΗΜΌδΘ (предшественник на основе δί) в соответствии со следующими значениями потоков: О2: 10-80 нл/мин; Ν2: 200-500 нл/мин; ΗΜΌδΘ: 40-100 г/ч. Выделение было зафиксировано при 18 нм3/ч. Между электродами За, 3Ь и соответствующими противоэлектродами 4а, 4Ь прикладывали высокочастотное высокое напряжение (128 кГц). Прикладываемое напряжение является синусоидальным, противоэлектрод заземлен, а высоковольтный электрод попеременно является отрицательным и положительным. Разность потенциалов между электродами За, ЗЬ и соответствующими противоэлектродами 4а, 4Ь вызывает образование плазмы с мощностью разряда 5-20 кВт.
Этот процесс приводит к высокой скорости осаждения: 1500 нм-м/мин, т.е. толщина δίθ2 составляет около 150 нм при скорости прохождения подложки 10 м/мин в следующих условиях: 300 нл/мин Ν2, 40 нл/мин О2, 60 г/ч ΗΜΌδΘ, 15 кВт. Толщина слоя является однородной по всей поверхности, слой имеет хорошее качество с небольшой матовостью (менее 0,6) и содержание углерода, близкое к 0.
Сравнительный пример 1 (не в соответствии с изобретением).
В этом примере осаждение слоя δίθ2 на стекло проводили как в примере 1, за исключением того, что длина и ширина электродов и противоэлектродов были, соответственно, одинаковыми, т.е. ширина 12 см и длина 10 см; и расстояние между стеклом и противоэлектродами было зафиксировано при 0,5 мм, и расстояние между стеклом и электродами было зафиксировано при 2 мм.
Для примера 1 и сравнительного примера 1 сравнивали как скорость осаждения δίθ2 на стекло, так и загрязнение (оседание загрязнений на поверхность). Авторы измерили, что для формирования либо слоя покрытия, либо загрязнения на электроде в реакцию фактически вступает около 40% предшественника. В сравнительном примере 1, т.е. в установке-прототипе, авторы измерили, что из тех 40%, которые фактически вступают в реакцию, около 50% осаждается на стекло как δίθ2, и около 50% - как загрязнения, оседающие на поверхность. В примере 1, т.е. в одном из примеров согласно настоящему изобретению, около 80% из этих 40% осаждается на стекло как δίθ2, и 20% - как загрязнения, оседающие на поверхность. Это показывает преимущество настоящего изобретения, делающее возможной улучшенную скорость осаждения и уменьшение загрязнения (например, загрязнение может приводить к слою покрытия, обладающему повышенным эффектом матовости).
Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничивается примерами, представленными и описанными выше.

Claims (12)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство (10) для обработки поверхности подложки (1) посредством диэлектрического барьерного разряда, обеспечивающего возможность образования холодной нитевидной плазмы при атмосферном давлении, содержащее реакционную камеру, в которой расположены средства опоры и/или перемещения подложки (2), и по меньшей мере два электрода (3, 4), расположенных параллельно с каждой стороны средств опоры и/или перемещения подложки (2), из которых один электрод (3) предназначен для подключения к высокому напряжению, а противоэлектрод (4) подлежит заземлению, отличающееся тем, что противоэлектрод (4) имеет ширину (1се) и длину (Ьсе), соответственно, меньше ширины (1е) и длины (Ье) электрода (3), при этом противоэлектрод (4) расположен так, чтобы он был заключен в ортогональной проекции (5) электрода (3) на плоскость, содержащую противоэлектрод (4).
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что противоэлектрод (4) расположен так, чтобы он был центрированным образом заключен в ортогональной проекции (5) электрода (3) на плоскость, содержащую противоэлектрод (4).
  3. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что ширина противоэлектрода (1се) меньше таковой для электрода (1е) по меньшей мере на 10 мм, предпочтительно по меньшей мере на 20 мм.
  4. 4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что длина противоэлектрода (Ьсе) меньше таковой для электрода (Ье) по меньшей мере на 10 мм, предпочтительно по меньшей мере на 20 мм.
  5. 5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно не содержит какойлибо диэлектрический барьер, при этом оно пригодно для того, чтобы вызывать прохождение изолирующей подложки, которая образует диэлектрический барьер сама по себе.
  6. 6. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что диэлектрический барьер состоит из пла- 5 028651 стины из диэлектрического материала (6), помещенной по меньшей мере между двумя электродами (3, 4) и примыкающей к противоэлектроду (4).
  7. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что диэлектрическая пластина (6) имеет ширину и длину, которые, соответственно, больше ширины (1се) и длины (Ьсе) противоэлектрода (4), при этом противоэлектрод (4) расположен так, чтобы он был заключен предпочтительно центрированным образом в ортогональной проекции (5) диэлектрической пластины (6) на плоскость, содержащую противоэлектрод (4).
  8. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что ширина и длина диэлектрической пластины (6), соответственно, больше таковых для противоэлектрода по меньшей мере на 10 мм, предпочтительно по меньшей мере на 20 мм.
  9. 9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что расстояние между электродом (3) и подложкой (1) составляет более 2 мм, предпочтительно по меньшей мере 3 мм.
  10. 10. Способ обработки поверхности подложки с помощью устройства по одному из предшествующих пунктов, содержащий нижеследующие операции:
    обеспечение устройства по одному из предыдущих пунктов; подача или прохождение подложки (1) в реакционную камеру;
    ввод в действие источника питания, стабилизированного по амплитуде и частоте и содержащего сверхвысокочастотный (СВЧ) и высокочастотный (ВЧ) трансформатор, содержащий цепь вторичной обмотки, при этом с его зажимами соединены указанные по меньшей мере два электрода;
    генерирование в цепи вторичной обмотки этого трансформатора стабилизированного высокочастотного электрического напряжения такой величины, чтобы оно вызывало образование нитевидной плазмы в реакционной камере между указанными по меньшей мере двумя электродами;
    подача в реакционную камеру смеси, состав которой таков, что при контакте с плазмой она разрушается и образует вещества, способные реагировать с поверхностью подложки;
    выдерживание подложки в камере в течение промежутка времени, достаточного для выполнения требуемой обработки по меньшей мере одной из ее поверхностей.
  11. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что он представляет собой способ осаждения слоя на подложку.
  12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что смесь, подаваемая в реакционную камеру, содержит органический предшественник кремния, предпочтительно ΗΜΌ8Θ, при этом она образует слой 8ίΘ2.
EA201590727A 2012-12-21 2013-12-18 Пара электродов для плазменного процесса диэлектрического барьерного разряда (дбр) EA028651B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12199080 2012-12-21
PCT/JP2013/007433 WO2014097621A1 (en) 2012-12-21 2013-12-18 Pair of electrodes for dbd plasma process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201590727A1 EA201590727A1 (ru) 2015-10-30
EA028651B1 true EA028651B1 (ru) 2017-12-29

Family

ID=47563099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201590727A EA028651B1 (ru) 2012-12-21 2013-12-18 Пара электродов для плазменного процесса диэлектрического барьерного разряда (дбр)

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10276352B2 (ru)
EP (1) EP2935648B1 (ru)
JP (1) JP2016509330A (ru)
EA (1) EA028651B1 (ru)
PL (1) PL2935648T3 (ru)
WO (1) WO2014097621A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6489998B2 (ja) * 2015-11-13 2019-03-27 株式会社日本製鋼所 プラズマ発生部およびプラズマスパッタ装置
KR101889826B1 (ko) * 2016-11-07 2018-08-21 이동주 입체 처리물에 균일한 미세 필라멘트 방전을 발생시키는 장치
JP7159694B2 (ja) * 2018-08-28 2022-10-25 日本電産株式会社 プラズマ処理装置
KR20220016857A (ko) * 2019-05-05 2022-02-10 알파테크 인터내셔널 리미티드 플라즈마 표면 살균기 및 관련 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020007793A1 (en) * 2000-03-23 2002-01-24 Osamu Sakai Plasma deposition device for forming thin film
JP2003302774A (ja) * 2002-02-08 2003-10-24 Konica Minolta Holdings Inc 電子写真感光体の製造方法及びそれにより製造された電子写真感光体、それを用いた画像形成装置、画像形成方法並びにプロセスカートリッジ
JP2006080192A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Sharp Corp プラズマプロセス装置
FR2912256A1 (fr) * 2007-02-06 2008-08-08 Air Liquide Appareil pour traitement de surface au moyen d'une decharge a barriere dielectrique dans un gaz
FR2923945A1 (fr) * 2007-11-21 2009-05-22 Air Liquide Procede et dispositif de production d'une decharge homogene sur substrats non isolants
WO2009096785A1 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Method and apparatus for plasma surface treatment of a moving substrate
EP2145978A1 (fr) * 2008-07-16 2010-01-20 AGC Flat Glass Europe SA Procédé et installation pour le dépôt de couches sur un substrat

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6012734A (ja) * 1983-07-01 1985-01-23 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JP2000054150A (ja) * 1998-08-07 2000-02-22 Hitachi Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20060118242A1 (en) * 2001-02-12 2006-06-08 Anthony Herbert Atmospheric pressure plasma system
US6744212B2 (en) * 2002-02-14 2004-06-01 Lam Research Corporation Plasma processing apparatus and method for confining an RF plasma under very high gas flow and RF power density conditions
JP4092937B2 (ja) * 2002-04-11 2008-05-28 松下電工株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2004103423A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Matsushita Electric Works Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP2009228032A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Sanyo Electric Co Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US9887069B2 (en) * 2008-12-19 2018-02-06 Lam Research Corporation Controlling ion energy distribution in plasma processing systems
JP2011067779A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Toyota Motor Corp 放電反応器
EP2326151A1 (fr) * 2009-11-24 2011-05-25 AGC Glass Europe Procédé et dispositif de polarisation d'une électrode DBD
WO2011134978A1 (fr) 2010-04-30 2011-11-03 Agc Glass Europe Electrode pour procede plasma dbd
JP5853487B2 (ja) * 2010-08-19 2016-02-09 東レ株式会社 放電電極及び放電方法
GB201117242D0 (en) * 2011-10-06 2011-11-16 Fujifilm Mfg Europe Bv Method and device for manufacturing a barrier layer on a flexible subtrate

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020007793A1 (en) * 2000-03-23 2002-01-24 Osamu Sakai Plasma deposition device for forming thin film
JP2003302774A (ja) * 2002-02-08 2003-10-24 Konica Minolta Holdings Inc 電子写真感光体の製造方法及びそれにより製造された電子写真感光体、それを用いた画像形成装置、画像形成方法並びにプロセスカートリッジ
JP2006080192A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Sharp Corp プラズマプロセス装置
FR2912256A1 (fr) * 2007-02-06 2008-08-08 Air Liquide Appareil pour traitement de surface au moyen d'une decharge a barriere dielectrique dans un gaz
FR2923945A1 (fr) * 2007-11-21 2009-05-22 Air Liquide Procede et dispositif de production d'une decharge homogene sur substrats non isolants
WO2009096785A1 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Method and apparatus for plasma surface treatment of a moving substrate
EP2145978A1 (fr) * 2008-07-16 2010-01-20 AGC Flat Glass Europe SA Procédé et installation pour le dépôt de couches sur un substrat

Also Published As

Publication number Publication date
EP2935648B1 (en) 2019-08-28
WO2014097621A1 (en) 2014-06-26
EA201590727A1 (ru) 2015-10-30
PL2935648T3 (pl) 2020-10-05
US10276352B2 (en) 2019-04-30
EP2935648A1 (en) 2015-10-28
US20150348759A1 (en) 2015-12-03
JP2016509330A (ja) 2016-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10023961B2 (en) Installation for depositing films onto a substrate
JP2737720B2 (ja) 薄膜形成方法及び装置
US20040052028A1 (en) Atmospheric pressure plasma assembly
KR20110042104A (ko) Ｐｅｃｖｄ를 이용한 박막 코팅을 증착하기 위한 플라즈마 소스 및 방법
JP2021502688A (ja) 線形化されたエネルギーの無線周波数プラズマイオン供給源
JP5453271B2 (ja) 大気圧下における超高周波プラズマ補助ｃｖｄのための装置および方法、並びにその応用
JP2002158219A (ja) 放電プラズマ処理装置及びそれを用いた処理方法
JP4747665B2 (ja) 成膜装置及び成膜方法
KR20120085254A (ko) 플라스마 증강 화학적 기상 증착 장치
EA028651B1 (ru) Пара электродов для плазменного процесса диэлектрического барьерного разряда (дбр)
US20030134051A1 (en) Method and device for surface-treating substrates
US9401265B2 (en) Method and device for polarizing a DBD electrode
JPH02281734A (ja) プラズマ表面処理法
EP3619734B1 (en) Linear plasma source with segmented hollow cathode
EP2300633B1 (en) Process and installation for despositing films simultaneously onto both sides of a substrate.
JP2002155371A (ja) 半導体素子の製造方法及びその装置
EP2211369A1 (en) Arrangement for working substrates by means of plasma
JP2003133291A (ja) 放電プラズマ処理装置及びそれを用いる放電プラズマ処理方法
JP4809973B2 (ja) 半導体素子の製造方法及びその装置
JP4546675B2 (ja) 多段型の放電プラズマ処理方法及び装置
JP2006005007A (ja) アモルファスシリコン層の形成方法及び形成装置
JP5095087B2 (ja) 成膜装置及び成膜方法
KR101272101B1 (ko) 상압 플라즈마 헤더
KR950003958B1 (ko) 플라즈마 화학기상증착에 의한 박막제조방법
JP2002151513A (ja) 半導体素子の製造方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Registration of transfer of a eurasian patent in accordance with the succession in title
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM