KR20190030762A - 유리 코팅들에서 크레이징을 감소시키기 위한 다이오드 박스의 적용 - Google Patents

유리 코팅들에서 크레이징을 감소시키기 위한 다이오드 박스의 적용 Download PDF

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Abstract

유리, 예를 들어, 건축 유리와 같은 대면적 기판들상에 디포짓된 박막 스택들에서 크레이징을 감소시키기 위한 시스템들, 방법들, 및 장치들이 개시된다. 크레이징은 일단 막들의 도체-절연체-도체 시리즈가 디포짓되어, 커패시터를 효과적으로 형성하면 발생할 수 있으며, 여기서 기판은 다수의 디포지션 챔버들에 걸치며, 챔버들 사이의 그러한 커플링은 효과적인 커패시터 전압으로 하여금 2 개의 도체 층들 사이의 절연체 층을 파괴하게 할 수 있다. 결과의 크레이징은 도체 층들 중 하나의 디포지션을 돕는 AC 파워 서플라이의 출력들의 그라운딩을 통해 감소되고 그렇지 않으면 제거될 수 있다. 그라운딩은 AC 파워 서플라이가 그라운드 전위 아래로 강하하는 것이 불가능하게 되도록 다이오드들, 또는 다이오드들의 시리즈와 같은 정류된 채널들을 통해서이다.

Description

유리 코팅들에서 크레이징을 감소시키기 위한 다이오드 박스의 적용
본 개시는 일반적으로 기판 코팅에 관한 것으로서, 특히 기판들, 예를 들어 유리 기판들에 적용되는 박막 코팅들에서 크레이징 (crazing) 을 감소시키는 시스템들, 방법들, 및 장치들에 관한 것이다.
유리 시트들 및 다른 기판들은 코팅된 기판들의 광학적 특성들을 변화시키기 위해 투명한, 금속 및 유전체-코팅 막들의 스택으로 코팅될 수 있다. 다른 파장들의 방사선의 투과를 최소화하면서 가시광을 용이하게 투과시키는 그들의 능력을 특징으로 하는 코팅들이 특히 바람직하다. 이들 특징들은 가시광 투과율을 손상시키지 않고 방사성 열 전달을 최소화하기 위해 유용하다. 이러한 특성의 코팅된 유리는 건축 및 자동차 유리로서 유용하다.
예를 들어, 높은 가시광 투과율 및 낮은 복사율의 특징들을 갖는 코팅들은 통상적으로 하나 이상의 적외선-반사성 막들 및 2 이상의 반사방지 투명 유전체 막들을 포함한다. 은, 금, 또는 구리와 같은 통상적으로 도전성 금속들인 적외선-반사성 막들은 코팅을 통한 복사열의 투과를 감소시킨다. 투명 유전체 막들은 민감한 적외선-반사성 막들에 기계적 및 화학적 보호를 제공하기 위해, 그리고 컬러와 같은 다른 광학적 코팅 특성들을 제어하기 위해, 가시광 반사율을 감소시키기 위해 주로 사용된다. 통상적으로 사용되는 투명 유전체들은 아연, 주석, 및 티타늄의 산화물들, 뿐아니라 규소, 크롬, 지르코늄, 및 티타늄의 질화물들을 포함한다. 저복사율 코팅들은 통상 잘 알려진 마그네트론 스퍼터링 기법들의 사용을 통해 유리 시트들상에 디포짓된다.
예를 들어, 은 또는 구리와 같은 금속의 하나 이상의 층들이 유리판 (glass pane) 의 반사 및 흡수 특징들을 변경하기 위해 디포짓될 수 있다. 캐소드 스퍼터링에 의한 은/구리 막들의 생성에 대해 U.S. 특허 제 4,462,884 호 (Gillery 등) 를, 그리고 스퍼터링 효율을 향상시키기 위해 자기장을 수반하는 캐소드 스퍼터링 기법을 이용하여 기판을 코팅하는 방법에 대해 U.S. 특허 제 4,166,018 호 (Chapin) 를 참조한다. 대안적으로, Chapin, U.S. 특허 제 4,166,018 호에 기술된 타입의 마그네크론 스퍼터링 기법들을 사용하여 유리 기판에 반사성 코팅을 적용함으로써 미러가 제조될 수 있다.
때때로 마그네크론 스퍼터링 기법으로서 지칭되는 기법은 자기장에 의해 포함되고 인접한 금속 타겟으로부터 금속 원자들을 튀어나오게 하도록 작용하는 플라즈마의 형성을 수반하며, 금속 원자들은 유리판의 표면과 같은 인접한 표면에 디포짓된다. 스퍼터링이 아르곤과 같은 불활성 가스의 분위기에서 행해지는 경우, 금속만이 디포짓되는 반면, 스퍼터링이 산소의 존재하에서, 예를 들어, 아르곤 및 산소의 분위기에서 행해지는 경우, 금속은 산화물로서 디포짓된다. 마그네크론 스퍼터링 기법들 및 장치들은 잘 알려져있고 추가로 기술될 필요가 없다.
플라즈마 C.V.D. 는 플라즈마를 통한 가스 소스들의 분해 및 유리 기판들과 같은 고체 표면들상으로의 후속적인 막 형성을 수반한다. 결과적인 막의 두께는 기판이 플라즈마 구역을 통과함에 따라 기판의 속도를 변화시킴으로써 및 각각의 구역 내의 전력 및 가스 유량을 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
스퍼터링 기법들 및 장비는 본 기술에서 잘 알려져있다. 예를 들어, 마그네크론 스퍼터링 챔버들 및 관련된 장비는 다양한 소스들 (예를 들어, Leybold, BOC Coating Technology, Advanced Energy) 로부터 상업적으로 이용가능하다. 유용한 마그네크론 스퍼터링 기법들 및 장비가 또한 Chapin 에게 발행된 US 특허 제 4,166,018 호에 개시되어 있으며, 그의 전체 교시들은 참조로 여기에 포함된다.
상술된 다층 유리 코팅들을 달성하기 위해, (예를 들어, 한 변이 최대 12 피트인) 유리의 평판이 복수의 플라즈마 디포지션 챔버들을 통해 통과되어 컨베이어 벨트 또는 다른 기판 지지체상에서 연속적으로 이동하는 처리 라인들이 사용된다. 각각의 디포지션 챔버는, 유리가 각 챔버를 통과함에 따라 상이한 박막층이 디포짓되도록, 하나 이상의 스퍼터링 타겟들 및 파워 서플라이를 포함할 수 있다. 일련의 수십 개의 챔버들이 주어지는 경우, 유리의 평판은 수십 개의 박막층들로 빠르게 그리고 균질적으로 코팅될 수 있다.
일부 경우들에서, 특히 (Cardinal Glass Industries 에 의한 그리고 US 특허 제 5,302,449 호에 의해 예시된 산화물-금속-산화물 유리 코팅들의) 유전체들 및 도체들의 층들이 사용되는 경우, 디포짓된 층들의 에지들 근처의 크레이징이 증언되었고, 그러한 문제들은 적어도 1970 년대 이래로 제조자들을 괴롭혔다. 크레이징의 소스를 이해하고 그것을 감소시키기를 시도하기 위해 지난 반세기에 걸쳐 여러 시도들이 있었지만, 가시적인 해결책들이 발견되지 않았다. 따라서, 대부분의 경우들에서, 유리 제조자들은 특히 (건축 유리의 외측 1 인치가 통상 윈도우 프레임에 의해 커버되기 때문에) 크레이징이 길이가 1 인치보다 작은 경우, 유리의 에지들을 향하는 경향이 있는 크레이징을 무시한다.
따라서, 스퍼터링된 박막들의 크레이징을 감소시키는 유리 코팅의 시스템들 및 방법들에 대한 필요가 본 기술 분야에서 존재한다.
본 개시의 일 양태는 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판상에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템으로서 기술될 수 있다. 기판 코팅 시스템은 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들, 제 1 파워 서플라이, 제 2 AC 파워 서플라이, 제 3 DC 파워 서플라이, 제 4 AC 파워 서플라이, 기판 지지체, 및 그라운드로의 제 1 및 제 2 정류된 채널들을 포함할 수 있다. 제 1 플라즈마 디포지션 챔버는 기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 2 플라즈마 디포지션 챔버는 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 3 플라즈마 디포지션 챔버는 절연체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 4 플라즈마 디포지션 챔버는 제 2 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 제 3 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 1 파워 서플라이는 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 제 2 AC 파워 서플라이는 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 제 3 DC 파워 서플라이는 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 제 4 AC 파워 서플라이는 제 4 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 기판 지지체는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 전체에 걸쳐 배열될 수 있고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 중 적어도 2 개가 기판상에 제 1 도체, 절연체, 제 2 도체, 및 제 3 도체의 각각의 것들을 동시에 디포짓하는 동안 기판 코팅 시스템을 통해 기판을 이동시키도록 구성될 수 있다. 그라운드로의 제 1 정류된 채널은 제 4 AC 파워 서플라이의 제 1 출력과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다. 그라운드로의 제 2 정류된 채널은 제 4 AC 파워 서플라이의 제 2 출력과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다.
본 개시의 다른 양태는 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서의 플라즈마 디포지션을 통해 기판상에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템으로 특징지워 질 수 있다. 그 시스템은 제 1, 제 2, 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버들, 제 1 파워 서플라이, 제 2 AC 파워 서플라이, 및 그라운드로의 제 1 및 제 2 정류된 채널들을 포함할 수 있다. 제 1 플라즈마 디포지션 챔버는 기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 2 플라즈마 디포지션 챔버는 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 3 플라즈마 디포지션 챔버는 절연체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 1 파워 서플라이는 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 제 2 AC 파워 서플라이는 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 제 3 AC 파워 서플라이는 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링될 수 있다. 그라운드로의 제 1 정류된 채널은 제 3 AC 파워 서플라이의 제 1 출력과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다. 그라운드로의 제 2 정류된 채널은 제 3 AC 파워 서플라이의 제 2 출력과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태는 기판 코팅 시스템에서 박막들의 크레이징을 감소시키는 방법으로서 특징지워 질 수 있다. 그 방법은 기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성된 제 1 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성된 제 2 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계, 및 절연체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성된 제 3 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 1 파워 서플라이를 제공하는 단계, 및 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 2 AC 파워 서플라이를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 3 AC 파워 서플라이를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 여전히 제 1 정류 회로를 통해 그라운드에 제 3 AC 파워 서플라이의 제 1 출력을 커플링하는 단계, 및 제 2 정류 회로를 통해 그라운드에 제 3 AC 파워 서플라이의 제 2 출력을 커플링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1 은 각각 절연체 또는 도체를 디포짓하도록 구성된 복수의 플라즈마 디포지션 챔버들을 포함하는 기판 코팅 시스템 또는 처리 라인의 섹션을 도시한다.
도 2 는 기판 코팅 시스템 또는 처리 라인의 다른 섹션, 및 특히 도체 층들의 쌍들이 3층 절연체 영역들의 세트들에 의해 분리되는 박막들의 배열을 갖는 시스템을 도시한다.
도 3 은 동일한 기판 코팅 시스템을, 그러나 기판이 처리 라인을 따른 이동 동안 상이한 위치에 있는 것을 도시한다.
도 4 는 다수의 절연체 및 도체 층들이 디포짓되고 있는 기판 코팅 시스템 또는 처리 라인의 다른 도면, 및 크레이징이 관찰된 기판의 3 개의 상이한 위치들을 도시한다.
도 5 는 처리 라인에 배열된 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 기판 코팅 시스템의 서브섹션을 도시하며, 여기서 예시의 기판 코팅 시스템은 절연체를 스퍼터링하기 위한 적어도 하나의 디포지션 챔버를 포함한다.
도 6 은 처리 라인에 배열된 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 기판 코팅 시스템의 서브섹션을 도시하며, 여기서 예시의 기판 코팅 시스템은 도체를 스퍼터링하기 위한 적어도 하나의 디포지션 챔버를 포함한다.
도 7 은 처리 라인에 배열된 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 기판 코팅 시스템의 서브섹션을 도시하며, 여기서 예시의 기판 코팅 시스템은 도체를 스퍼터링하기 위한 적어도 하나의 디포지션 챔버를 포함한다.
도 8 은 디포지션 챔버들의 다수의 조합들 중 하나 및 구현될 수 있는 챔버들의 배열들을 보여주는 다른 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 9 는 크레이징을 야기하는 것으로 알려진 대안적인 위치에 있는 기판을 갖는 도 8 의 시스템을 도시한다.
도 10 은 복수의 디포지션 챔버들, 도체를 디포짓하는 것을 돕기 위한 바이폴라 DC 파워 서플라이, 및 바이폴라 DC 파워 서플라이를 갖는 챔버에 인접한 펌프를 갖는 다른 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 11 은 복수의 디포지션 챔버들, 도체를 디포짓하는 것을 돕기 위한 바이폴라 DC 파워 서플라이, 및 바이폴라 DC 파워 서플라이를 갖는 챔버에 인접한 펌프를 갖는 또 다른 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 12 는 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 또 다른 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 13 은 도 12 의, 그러나 기판이 크레이징이 종종 관찰되는 기판 코팅 시스템에서의 초기의 위치에 있는 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 14 는 바이폴라 DC 파워 서플라이에 커플링된 도체 디포지션 챔버를 갖는 기판 코팅 시스템의 부분을 도시하며, 여기서 파워 서플라이의 출력들 (또는 챔버 내의 전극들로의 리드들) 은 각각 그라운드로의 정류된 채널을 포함한다.
도 15 는 도 14 에 도시된 그라운드로의 정류된 채널들의 대안적인 실시형태를 도시한다.
도 16 은 도 14 및 도 15 에 도시된 그라운드로의 정류된 채널들의 대안적인 실시형태를 도시한다.
도 17 은 바이폴라 DC 파워 서플라이에 커플링된 도체 디포지션 챔버를 갖는 기판 코팅 시스템의 다른 부분을 도시하며, 여기서 파워 서플라이의 출력들 (또는 챔버 내의 전극들로의 리드들) 은 각각 그라운드로의 정류된 채널을 포함한다.
도 18 은 2 개의 도체 디포지션 챔버들이 서로에 인접하여 배열되고, 첫번째 것은 DC 파워 서플라이에 커플링되고, 두번째 것은 각각 그라운드로의 정류된 채널을 포함하는 출력들을 갖는 바이폴라 DC 파워 서플라이에 커플링된 기판 코팅 시스템의 다른 부분을 도시한다.
도 19 는 바이폴라 DC 파워 서플라이에 커플링된 도체 디포지션 챔버를 갖는 기판 코팅 시스템의 다른 부분을 도시하며, 여기서 파워 서플라이의 출력들 (또는 챔버 내의 전극들로의 리드들) 은 각각 그라운드로의 정류된 채널을 포함한다.
도 20 은 제 1 도체 디포지션 챔버, 제 1 절연체 디포지션 챔버, 펌프, 제 2 도체 디포지션 챔버, 제 3 도체 디포지션 챔버, 제 2 펌프, 및 제 2 절연체 디포지션 챔버를 갖는 기판 코팅 시스템의 다른 부분을 도시한다.
도 21 은 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서의 플라즈마 디포지션을 통해 기판에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 22 는 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서의 플라즈마 디포지션을 통해 기판에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 23 은 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템을 도시한다.
도 24 는 기판 코팅 시스템의 다른 부분을 도시한다.
도 25 는 기판 코팅 시스템에서의 처리 동안 박막들의 크레이징을 감소시키는 방법을 도시한다.
도 26a 는 크레이징 문제가 해결되기 전의 DC 파워 서플라이의 플로팅 애노드에 대한 전압 프롯을 도시한다.
도 26b 는 크레이징 문제가 해결되기 전의 DC 파워 서플라이의 플로팅 캐소드에 대한 전압 프롯을 도시한다.
단어 "예시적인" 은 "예, 예시, 또는 설명으로서 작용하는" 을 의미하는 것으로 여기서 사용된다. "예시적인" 으로서 여기서 기술된 임의의 실시형태는 반드시 다른 실시형태들에 비해 바람직하다거나 이로운 것으로 해석되지는 않는다.
본 개시의 목적들을 위해, 플라즈마 스퍼터링 챔버 및 플라즈마 디포지션 챔버가 교환가능하게 사용될 것이다.
본 개시의 목적들을 위해, 기판은 건축 유리, 디스플레이 기술 유리 (예를 들어, 랩톱 및 TV 스크린들), 또는 박막 코팅들이 디포짓될 수 있는 임의의 다른 기판과 같은 유리 기판일 수 있다.
본 개시의 목적들을 위해, 절연체는 다른 절연체들 중에서 유전체들 및 산화물들을 포함할 수 있다.
본 개시의 목적들을 위해, 도체는 반도체들 뿐아니라 금속들 및 다른 도전성 재료들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이하에 기술된 도체 층들은 3 개의 비제한적인 예들을 거론하자면, 은, 알루미늄, 또는 텅스텐과 같은 금속들을 포함할 수 있다.
본 개시의 목적들을 위해, 크레이징 (또는 라이팅 아크들 (lighting arcs)) 은 도전성 박막들 사이의 하나 이상의 유전체 절연층들이 파괴되는 경우 발생되는 도전성 박막 층들에서의 결함이다. 또한, 그 결함은 프로세스에 수반된 파워 서플라이들에 의해 별도로 측정될 때 보이지 않을 수도 있다.
상술된 바와 같이, 다수의 시도들이 크레이징을 이해하고 감소시키기 위해 행해졌다. 예를 들어, 일부는 코팅들에서의 강한 전기장들이 크레이징의 원인이라고 이론화했고, 따라서 에지들에서의 전기장을 감소시키기 위해 코팅 전에 유리의 에지들을 비스듬히 잘랐다. 그러나, 그러한 비스듬히 자르기는 노동력과 기계적 구성의 면에서 제조 프로세스에 상당한 비용을 부가한다. 또, 비스듬히 자르기는 100% 효과적이지 않다.
다른 것들은 유리의 상부 표면과 그라운드 사이에 그라운드 라인을 제공함으로써 처리 동안 유리를 그라운딩하는 것을 시도했다. 그러나, 그라운딩 리드 또는 프로브는 코팅들에서의 결함들 및 열악한 디포지션 특성들을 발생시켰고 따라서 불만족스러웠다.
크레이징이 챔버가 세정된 후 덜 흔하다는 것을 주목하여, 또 다른 것들은 잦은 챔버 세정들을 수행하기를 시도했다. 그러나, 그러한 잦은 세정들은 챔버 진공이 제거되고 그 후 복귀되는 것을 요구하여, 스루풋에서 허용가능하지 않은 손실을 야기한다.
여전히 다른 것들은 단일의 플라즈마 디포지션 챔버에서의 전극들 사이의 차동 전압을 보았지만, (크레이징에 책임이 있는 것으로 믿어지는) 아킹 (arcing) 과 상관된 임의의 전기적 이상들을 관찰할 수 없었다. 처리 라인에서의 근처의 처리 챔버들 사이의 커플링이 크레이징을 야기한다고 믿어서, 일부는 (예를 들어, 각각의 챔버에 대해 별개의 진공 펌프를 제공함으로써) 인접한 챔버들에서 플라즈마들을 고립시키도록 작업했다. 이것이 인접한 챔버들에서의 플라즈마들 사이의 전기적 커플링을 감소시킬 수도 있지만, 크레이징은 계속 보인다.
따라서, 이러한 괴롭히는 도전에 대한 실행가능한 해결책들이 거의 반세기의 작업에서 발견되지 않았다.
대신, 산업 리더들은, 40 년 이상 동안, 상업적으로 실행가능하게 하기 위해 충분히 낮은 코스트를 갖는 해결책을 발견하지 않고 코팅된 유리 출력의 20% 이상이 크레이징을 포함하는 것을 수용했다. 본 출원은, 발명자들이 주어진 챔버에서의 전극들의 차동 전압 측정들이 가정된 아크들과의 임의의 상관을 드러내지 않는다면 아마도 그라운드에 대해 참조된 측정들이 그것을 드러낼 것이라고 인식함에 따라, 정체된 혁신의 이러한 긴 주기로부터의 일탈을 표시한다. 그러한 측정들이 처리 체인에서의 DC 파워 서플라이의 전극들에 대해 행해졌을 때, 발명자들은 넌-DC 전압 (도 26a 참조) 을 관찰했다. 캐소드가 계속 DC 파워 서플라이의 예상된 DC 파형을 보여주는 동안 (도 26b 를 참조), 애노드는 근처의 AC 파워 서플라이와 동일한 AC 특성들을 갖는 정류된 AC 파형을 보여주었다 (도 26a 참조). 이것은 유리 코팅의 역사에서의 누군가가 크레이징의 배후에 있을 것으로 믿어졌던 아킹의 소스를 보여 주었던 전기적 특성을 관찰한 첫 번째 시간이었다. 발명자들은 예상되지 않은 파형이 유리 자체를 통해 DC 애노드로 커플링되고 있다고 추론했다. 특히, 그들은 적어도 2 개의 도전성 층들이 하나 이상의 유전체 층들에 의해 분리되어 유리상에 디포짓될 때 이들 3 개의 층들이 제 1 처리 챔버에서의 AC 파워 서플라이로부터의 AC 신호들을, 유리를 통과하여, DC 애노드로 커플링하는 커패시터를 형성한다고 추론했다. 이러한 AC 신호가 유리를 통해 커플링되기 때문에, 전압에서의 변화가 유리의 날까로운 코너들에 의해 두드러지게되어, 유전체를 파괴하고 날카로운 유리 에지들로부터 내부로 확산하는 박막 스택에서의 아크 및 크레이징을 야기하기에 충분히 큰 전기장 스파이크 (spike) 를 생성하였다.
당면한 이러한 가설에 의해, 발명자들은 유리를 통해 AC 를 커플링하고 있는 것으로 보이는 AC 파워 서플라이의 애노드 및 캐소드를 그라운딩함으로써 유리를 통해 AC 전력의 커플링을 필터링하기를 시도했다. 특히, 그들은 직렬 연결된 다이오드들의 2 개의 체인들을 갖는 다이오드 박스를 통해 전극들로의 리드들을 그라운드에 커플링했다 (다이오드 수 및 사이즈는 최대 캐소드 전압, 캐소드 전류, 및 AC 전력의 주파수를 견디도록 선택될 수 있다). 다이오드 박스는 2 개의 입력들을 포함할 수 있고, 각각의 입력은 AC 파워 서플라이의 전극들 또는 리드들 중 상이한 것에 커플링되고, 각각의 입력은 AC 파워 서플라이의 출력들에 대해 그라운드로의 정류된 경로를 제공한다. 이러한 다이오드 박스를 구현하는 것은 DC 파워 서플라이의 애노드를 그라운드에 직접 연결하고 애노드가 50 V 와 같은 임계값 위로 상승하는 것을 방지하며, 바람직하게는 DC 파워 서플라이의 애노드를 20 V 내지 50 V 와 같은 윈도우 내에 유지한다. DC 파워 서플라이의 애노드상의 과도한 전압들 (예를 들어, 50 V 이상) 은 유전체 파괴 전압 및 아킹에 대해 책임이 있는 것으로 생각된다.
다이오드 박스가 도전성 층을 디포짓하는 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 AC 파워 서플라이상에서 이러한 방식으로 사용된 경우, 크레이징은 (그 문제가 1970 년대에 발생한 이래 처음으로) 완전히 제거되었다.
그러한 다이오드 박스들이 처리 라인에서의 AC 파워 서플라이들의 전극들 또는 리드들에 이전에 부착되어 왔지만, 이들 동일한 박스들은 처리 라인에서의 DC 파워 서플라이들에 인가될 때 크레이징을 급격하게 증가시켰다. DC 서플라이들은 박막 스택으로 도전성 층들을 형성하기 위해 전통적으로 사용되었다. 그러나, 최근의 경향들은 AC 서플라이들이 도전성 층들의 디포지션에 대해 또한 사용되는 것을 보았다. 다이오드 박스들은 도전성 층들을 디포짓하기 위해 사용되는 DC 서플라이들에 적용될 때 크레이징 문제를 악화시켰기 때문에, 아무도 도전성 층들을 디포짓하기 위해 사용되는 AC 서플라이들상에 다이오드 박스를 구현하는 것을 생각하지 않았다 - 오랫동안 지속된 예상은 크레이징이 그러한 시도들에 의해 크게 증가될 것이라는 것이었다. DC 파워 서플라이에서 특이한 커플링된 신호를 주목한 발명자들은 이들 오랫동안 지속된 생각들에 맞섰고 도전성 층들을 디포짓하기 위해 사용된 AC 서플라이상에 다이오드 박스를 부착했다. 놀랍게도, 크레이징이 제거되었다.
상술된 해결책 및 이하의 추가의 상세한 설명은 대면적 유리 코팅 애플리케이션들의 이중 마그네트론 스퍼터링을 통한 도체 층 디포지션을 위한 바이폴라 DC 파워 서플라이들의 채택을 도울 것이며, 여기서 그러한 채택은 크레이징에 의해 현재 방해받는다.
도 1 내지 도 4 는 크레이징 도전에 관한 추가의 상세들을 제공한다. 도 1 은 각각 절연체 또는 도체를 디포짓하도록 구성된 복수의 플라즈마 디포지션 챔버들을 포함하는 기판 코팅 시스템 또는 처리 라인의 섹션을 도시한다. 건축 유리의 평판과 같은 기판이 시스템에서 도시된다. 기판은 그것이 다수의 플라즈마 디포지션 챔버들에 걸치고, 따라서 동시에 다수의 층들의 디포지션을 볼 수 있도록 사이징될 수도 있는 것을 알 수 있다. 도 1 의 좌측의 챔버들은 제 1 또는 최저 층들을 디포짓하는 반면, 우측의 챔버들은 이전의 챔버들에 의해 디포짓된 것들 위에 추가의 층들을 계속하여 디포짓한다.
박막 스택은 도 1 의 우측에 도시되고, 디포짓된 9 개의 박막들을 갖는, 유리와 같은 기판을 보여준다. 스택으로 박막들을 디포짓한 8 개의 챔버들 도 1 의 좌측에 시스템 다이어그램으로 도시된다. 박막들 및 기판의 사이징 및 형상들은 일정한 비율이 아니고 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 이는 그들은 단지 기판이 중앙에서 절단되고 막들이 드러난 경우의 박막 스택의 시각화를 제공할 뿐이기 때문이다. 실제로, 박막들은 기판의 에지들 주위를 감싸고 따라서 단지 최상위 층만이 통상 기판을 절삭하는 것 내에서 가시적이다.
도 2 는 기판 코팅 시스템 또는 처리 라인의 다른 섹션, 및 특히 도체 층들의 쌍들이 3층 절연체 영역들의 세트들에 의해 분리되는 박막들의 배열을 갖는 시스템을 도시한다. 일부 실시형태들에서, 도체들은 상이한 재료들일 수 있다. 일부 실시형태들에서, 절연체 층들은 동일한 재료일 수 있고, 디포지션 프로세스에 의존하여, 따라서 하나의 균질층을 형성할 수 있다 (예를 들어, 도 4 참조). 여기서, 그러한 박막 스택은 절연체 층들 각각을 형성하기 위해 사용되는 다수의 챔버들에도 불구하고 절연체-도체-도체-절연체-도체-도체-절연체 패턴을 갖는 것으로서 기술될 수 있을 것이다.
도 3 은 동일한 기판 코팅 시스템을, 그러나 기판이 처리 라인을 따른 이동 동안 상이한 위치에 있는 것을 도시한다. 특히, 발명자들은 크레이징이 기판이 절연체 챔버, 도체 챔버, 및 추가의 도체 챔버에 의해 (도 2) 또는 도체 챔버, 도체 챔버, 및 절연체 챔버에 의해 (도 3) 에 의해 처리되고 있는 경우에 발생할 수 있다는 것을 발견했다. 양 도면들의 우측의 박막 스택들은 이들 챔버 배열들 및 기판 위치들이 주어지는 경우 통상적으로 크레이징을 목격하는 층들을 도시한다. 도 2 및 도 3 양자에서, 크레이징은 적어도 하나의 절연체 층에 의해 분리된 적어도 2 개의 도체 층들이 디포짓된 후에 발생한다. 발명자들은 막들의 이러한 배열은 커패시터로서 모델링될 수 있고, 2 개의 도전성 플레이트들 (즉, 적어도 2 개의 도체 층들) 사이의 전하의 빌드업이 결국 그들 사이의 절연체를 압도하고 파괴, 아킹, 및 크레이징을 야기하는 것이라고 생각한다. 발명자들은 심지어 유리 기판상에 디포짓된 박막 스택에서의 금속 층들 사이에서 최대 200 ㎌ 커패시턴스를 목격했다.
도 4 는 다수의 절연체 및 도체 층들이 디포짓되고 있는 기판 코팅 시스템 또는 처리 라인의 다른 도면, 및 크레이징이 관찰된 기판의 3 개의 상이한 위치들을 도시한다. 다수의 챔버들이 단일의 절연체 층을 형성하기 위해 사용될 수 있기 때문에, 이들 다수의 챔버들은 "절연체(들)" 로 라벨링된 단일의 박스로 추상화되었다. 또, 다수의 도체 챔버들이 일 열로 구현되는 경우, 그것들은 "도체(들)" 로 라벨링된 단일의 박스들로 추상화되었다. 본 기술에서 통상의 기술자는 따라서 도 4 가 하나 이상의 플라즈마 디포지션 챔버들이 하나의 더 큰 절연체 층을 디포짓하기 위해 직렬로 배열되는, 그리고 하나 이상의 플라즈마 디포지션 챔버들이 인접한 도체 층들을 디포짓하기 위해 직렬로 배열되는 실시형태들을 보여준다는 것을 인정할 것이다.
위치 (A) 는 처리 동안의 기판의 하나의 위치를 보여주며, 여기서 절연체 층 (또는 층들) 은 하나 이상의 인접한 도체 층들 및 그 하나 이상의 인접한 도체 층들 위의 하나 이상의 추가의 절연체 층들에 의해 후속되어 디포짓되었다. 처리 라인에서의 이러한 초기 스테이지에서, 크레이징은 통상 관찰되지 않는다. 하나의 설명은 하나 이상의 인접한 도체 층들이 평행판 커패시터의 하나의 플레이트를 효과적으로 형성하지 않고 따라서 크레이징을 야기하는 전하 빌드업이 아직 가능하지 않다는 것이다.
위치 (B) 는 처리 동안의 기판의 하나의 위치를 보여주며, 여기서 절연체 층 (또는 층들) (410), 후속하여 하나 이상의 인접한 도체 층들 (412), 제 2 절연체 층 (또는 층들) (414), 제 2 세트의 하나 이상의 인접한 도체 층들 (416), 및 제 3 절연체 층 (또는 층들) (418) 이 기판상에 디포짓되었다. 이러한 상황에서, 커패시터는 기판상에 효과적으로 디포짓되었고, 도체(들) (412 및 416) 은 커패시터의 2 개의 플레이트들로서 작용한다. 절연체(들) (414) 의 파괴를 야기하고 크레이징을 초래하기에 충분히 클 수 있는 전하가 이들 도체 층들 (412 및 416) 상에 빌드업할 수 있다.
위치 (C) 는 2 개의 커패시터들이 아니라면 적어도 하나의 커패시터가 박막 스택에서 효과적으로 생성되었다는 점에서 위치 (B) 와 유사하다. 여기서, 제 2 커패시터는 도체(들) (416), 절연체(들) (418), 및 도체(들) (420) 을 포함할 수 있다.
위치들 (B 및 C) 에서, 크레이징은 종종 기판이 절연체 (예를 들어, 418 또는 422) 를 디포짓하기 위한 하나 이상의 챔버들 중 첫번째 챔버로 이동할 때까지 발생하지 않는다. 그 이유는 절연체 챔버와 연관된 파워 서플라이와 도체 챔버들과 연관된 파워 서플라이들 사이의 커플링과 관련이 있다.
요컨대, 크레이징은 통상 적어도 2 개의 도체 층들이 디포짓된 후에 발생하며, 여기서 그 2 개의 도체 층들은 적어도 하나의 절연체 층에 의해 분리된다. 또, 마지막 도체 위의 다음의 절연체의 디포지션의 시작은 크레이징이 발생하는 것을 요구할 수도 있다.
도 5 는 처리 라인에 배열된 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 기판 코팅 시스템 (500) 의 서브섹션을 도시하며, 여기서 예시의 기판 코팅 시스템 (500) 은 절연체를 스퍼터링하기 위한 적어도 하나의 디포지션 챔버를 포함한다. 절연체 디포지션 챔버 (502) 는 (Advanced Energy, Fort Collins, CO 에 의해 제조된 크리스탈 AC 파워 서플라이 및 어센트 (Ascent) DMS 와 같은) AC 및 바이폴라 DC 전원들을 포함하는 AC 파워 서플라이 (504) 에 커플링된다. 시스템 (500) 은 또한 절연체들, 도체들, 또는 다른 재료들을 디포짓하도록 구성될 수 있는 절연체 디포지션 챔버 (502) 의 양측에 2 개의 다른 비정의된 (non-defined) 디포지션 챔버들을 보여준다. 시스템 (500) 은 적어도 절연체 디포지션 챔버 (502) 뿐아니라 기판 코팅 시스템 (500) 에서의 다른 챔버들을 통해 배열되는, 컨베이어 롤러들과 같은 기판 지지체 (506) 를 포함한다. 기판 지지체 (506) 는 적어도 절연체 디포지션 챔버 (502) 뿐아니라 시스템 (500) 내의 다른 챔버들을 통해 기판 (508) 을 통과시키거나 전달하도록 구성되어, 챔버들이 기판 (508) 이 각 챔버를 통과함에 따라 박막들을 계속적으로 디포짓할 수 있도록 한다. 기판 (508) 은, 항상은 아니지만 종종, 그것이 한 번에 2 이상의 챔버들에 걸치도록 사이징된다. 여기서 기판 (508) 은 5 개의 챔버들에 걸치고, 따라서 동시에 5 개의 상이한 박막 층들의 디포지션을 목격하고 있다. 그러나, 각 챔버는 아마도 임의의 주어진 순간에 기판 (508) 상의 상이한 로케이션들에서 막들을 디포짓하고 있다. 일부 경우들에서, 하나의 챔버로부터 다음 챔버로 '오버스프레이 (overspray)' 가 존재할 수도 있어, 이전의 진술이 항상 사실은 아닐 수도 있다.
AC 파워 서플라이 (504) 는 2 이상의 전극들 (510) 에 커플링될 수 있다. 2 개의 전극들이 사용되는 경우, 도시된 바와 같이, 전극들 (510) 의 쌍은 무애노드 (anodeless) 쌍일 수 있다 - AC 파워 서플라이 (504) 의 AC 사이클에 의존하여 각각의 전극 (510) 이 캐소드 및 애노드의 역할을 행한다는 것을 의미함. AC 파워 서플라이 (504) 는 연결들 (514) 을 통해 전극들 (510) 에 커플링되어 전력을 제공할 수 있다. 연결들 (514) 은 동축 케이블 또는 3축 케이블과 같은 단일의 케이블로, 또는 케이블들, 와이어들, 또는 리드들의 쌍들로 구현될 수 있다.
AC 파워 서플라이 (504), 연결들 (514), 및 전극들 (514) 은 그러한 변경들이 본 개시의 결과에 영향을 주지 않을 것이기 때문에, 임의의 형상, 형태, 및 배열을 취할 수 있다. 예를 들어, 전극들 (510) 은 2 개의 비제한적인 예들만 들자면, 원통형 또는 정사각형일 수 있다. 전극들 (510) 은 또한 절연체 디포지션 챔버 (502) 의 측면들과 접촉하여 배열될 수 있거나, 도시된 바와 같이 챔버 (502) 벽들로부터 많이 분리될 수 있다 (물론 챔버 (502) 벽들에 커플링되는 일부 지지체 구조가 통상 사용될 것이지만, 대다수의 전극들 (510) 은 본 실시형태에서 챔버 (502) 와 접촉하지 않는다).
AC 파워 서플라이 (504) 는 기판 (508) 상의 절연체 또는 유전체 박막에서 절연 또는 유전체 재료 (예를 들어, 여러 산화물들) 을 디포짓하기 위해 절연체 디포지션 챔버 (502) 와 함께 사용된다. 도시된 챔버 위치가 주어지면, 절연체 또는 유전체 막은 하나 이상의 다른 막들 위 및 하나 이상의 다른 막들 아래에 디포짓될 것이다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 절연체 디포지션 챔버 및 그것의 AC 파워 서플라이 (504) 는 기판 코팅 시스템 (500) 에서의 다른 위치들에, 예를 들어 유전체 층의 절연체가 기판 (508) 상의 박막 스택의 하부 또는 상부층이도록 처리 라인의 전방 또는 후방에 배열될 수 있다.
AC 파워 서플라이 (504) 및 그것의 전극들 (510) 은 전기적으로 플로팅, 또는 플로팅으로서 도시되고, 따라서 전극들 (510) 상의 전압 및 AC 파워 서플라이 (504) 에 의한 출력은 그라운드에 대해 참조되지 않는다. 다른 실시형태들에서, AC 파워 서플라이 (504) 는 그라운드에 대해 참조될 수 있다. 도시된 절연체 디포지션 챔버 (502) 는 그라운딩 연결 (512) 을 통해 그라운딩된다. 기판 코팅 시스템 (500) 에서의 챔버들이 전도성으로 커플링되는 경우, 전체 시스템 (500) 에 대한 단일의 그라운딩 연결 (512) 만이 필요로 되지만, 이것보다 많이 구현될 수 있다.
기판 지지체 (506) 는 그라운딩될 수 있거나 챔버들 또는 그라운딩 연결 (512) 에 전기적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 기판 지지체 (506) 는 플로팅일 수 있다. 이러한 그리고 후속 도면들에서, 기판 지지체 (506) 는 그라운딩되는 것으로 가정된다.
이러한 그리고 후속 도면들에서, 기판 (508) 이동 방향은 페이지의 오른쪽이지만, 이것은 예시적일 뿐이고, 당업자는 이들 도면들이 오른쪽에서 왼쪽으로 지나가는 기판들에 동일하게 적용가능하다는 것을 인식할 것이다.
도시되지 않지만, 절연체 디포지션 챔버 (502) 는 또한 자석들 및 스퍼터링 타겟들과 같은 플라즈마 디포지션 챔버들에서 통상 보이는 디바이스들 및 컴포넌트들을 포함한다. 간단성을 위해, 이들 통상의 그리고 잘 알려진 특징들은 도시되지 않았고 논의되지 않을 것이다.
도 6 은 처리 라인에 배열된 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 기판 코팅 시스템 (600) 의 서브섹션을 도시하며, 여기서 예시의 기판 코팅 시스템 (600) 은 도체를 스퍼터링하기 위한 적어도 하나의 디포지션 챔버를 포함한다. 도체 디포지션 챔버 (602) 는 (Advanced Energy, Fort Collins, CO 에 의해 제조된 AMS 또는 피너클 (Pinnacle) DC 파워 서플라이들과 같은) DC 파워 서플라이 (604) 에 커플링된다. 시스템 (600) 은 또한 절연체들, 도체들, 또는 다른 재료들을 디포짓하도록 구성될 수 있는 도체 디포지션 챔버 (602) 의 양측에 2 개의 다른 비정의된 디포지션 챔버들을 보여준다. 시스템 (600) 은 적어도 도체 디포지션 챔버 (602) 뿐아니라 기판 코팅 시스템 (600) 에서의 다른 챔버들을 통해 배열되는, 컨베이어 롤러들과 같은 기판 지지체 (606) 를 포함한다. 기판 지지체 (606) 는 적어도 도체 디포지션 챔버 (602) 뿐아니라 시스템 (600) 내의 다른 챔버들을 통해 기판 (608) 을 통과시키거나 전달하도록 구성되어, 챔버들이 기판 (608) 이 각 챔버를 통과함에 따라 박막들을 계속적으로 디포짓할 수 있도록 한다.
DC 파워 서플라이 (604) 는 도시된 바와 같이 2 개의 전극들 (610) 에 커플링될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 단일의 전극만이 구현될 수도 있다. 대안적으로, 3 개 이상의 전극들이 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전극들 (610) 은 플로팅이다. 다른 실시형태들에서, 전극들 중 하나는 캐소드가 도시되는 플로팅 배열보다는 오히려 그라운드에 대해 참조되도록 챔버 (602) 에 또는 그라운드에 커플링될 수 있다. DC 파워 서플라이 (604) 는 연결들 (614) 을 통해 전극들 (610) 에 커플링되어 전력을 제공할 수 있다. 연결들 (614) 은 동축 케이블 또는 3축 케이블과 같은 단일의 케이블로, 또는 케이블들, 와이어들, 또는 리드들의 쌍들로 구현될 수 있다.
DC 파워 서플라이 (604), 연결들 (614), 및 전극들 (614) 은 그러한 변경들이 본 개시의 결과에 영향을 주지 않을 것이기 때문에, 임의의 형상, 형태, 및 배열을 취할 수 있다. 예를 들어, 전극들 (610) 은 2 개의 비제한적인 예들만 들자면, 원통형 또는 정사각형일 수 있다. 전극들 (610) 은 또한 절연체 디포지션 챔버 (602) 의 측면들과 접촉하여 배열될 수 있거나, 도시된 바와 같이 챔버 (602) 벽들로부터 많이 분리될 수 있다 (물론 챔버 (602) 벽들에 커플링되는 일부 지지체 구조가 통상 사용될 것이지만, 대다수의 전극들 (610) 은 본 실시형태에서 챔버 (602) 와 접촉하지 않는다).
DC 파워 서플라이 (604) 는 기판 (608) 상의 도체 박막에서 도체 (또는 전도하는 또는 전도성) 재료를 디포짓하기 위해 절연체 디포지션 챔버 (602) 와 함께 사용된다. 도시된 챔버 위치가 주어지면, 도체 막은 하나 이상의 다른 막들 위 및 하나 이상의 다른 막들 아래에 디포짓될 것이다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 도체 디포지션 챔버 및 그것의 DC 파워 서플라이 (604) 는 기판 코팅 시스템 (600) 에서의 다른 위치들에, 예를 들어 도체 층이 기판 (608) 상의 박막 스택의 하부 또는 상부층이도록 처리 라인의 전방 또는 후방에 배열될 수 있다.
DC 파워 서플라이 (604) 및 그것의 전극들 (610) 은 전기적으로 플로팅, 또는 플로팅으로서 도시되고, 따라서 전극들 (610) 상의 전압 및 DC 파워 서플라이 (604) 에 의한 출력은 그라운드에 대해 참조되지 않는다. 다른 실시형태들에서, DC 파워 서플라이 (604) 는 그라운드에 대해 참조될 수 있다. 도시된 도체 디포지션 챔버 (602) 는 그라운딩 연결 (612) 을 통해 그라운딩된다. 기판 코팅 시스템 (600) 에서의 챔버들이 전도성으로 커플링되는 경우, 전체 시스템 (600) 에 대한 단일의 그라운딩 연결 (612) 만이 필요로 되지만, 이것보다 많이 구현될 수 있다.
기판 지지체 (606) 는 그라운딩될 수 있거나 챔버들 또는 그라운딩 연결 (612) 에 전기적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 기판 지지체 (606) 는 플로팅일 수 있다. 이러한 그리고 후속 도면들에서, 기판 지지체 (606) 는 그라운딩되는 것으로 가정된다.
도 7 은 처리 라인에 배열된 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 기판 코팅 시스템 (700) 의 서브섹션을 도시하며, 여기서 예시의 기판 코팅 시스템 (700) 은 도체를 스퍼터링하기 위한 적어도 하나의 디포지션 챔버를 포함한다. 도체 디포지션 챔버 (702) 는 (Advanced Energy, Fort Collins, CO 에 의해 제조된 유닛들의 AMS-DMS 조합과 같은) 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 에 커플링된다. 시스템 (700) 은 또한 절연체들, 도체들, 또는 다른 재료들을 디포짓하도록 구성될 수 있는 도체 디포지션 챔버 (702) 의 양측에 2 개의 다른 비정의된 디포지션 챔버들을 보여준다. 시스템 (700) 은 적어도 도체 디포지션 챔버 (702) 뿐아니라 기판 코팅 시스템 (700) 에서의 다른 챔버들을 통해 배열되는, 컨베이어 롤러들과 같은 기판 지지체 (706) 를 포함한다. 기판 지지체 (706) 는 적어도 도체 디포지션 챔버 (702) 뿐아니라 시스템 (700) 내의 다른 챔버들을 통해 기판 (708) 을 통과시키거나 전달하도록 구성되어, 챔버들이 기판 (708) 이 각 챔버를 통과함에 따라 박막들을 계속적으로 디포짓할 수 있도록 한다.
바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 도시된 바와 같이 2 개의 전극들 (710) 에 커플링될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 단일의 전극만이 구현될 수도 있다. 대안적으로, 3 개 이상의 전극들이 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전극들 (710) 은 플로팅이다. 다른 실시형태들에서, 전극들 중 하나는 캐소드가 도시되는 플로팅 배열보다는 오히려 그라운드에 대해 참조되도록 챔버 (702) 에 또는 그라운드에 커플링될 수 있다. 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 연결들 (714) 을 통해 전극들 (710) 에 커플링되어 전력을 제공할 수 있다. 연결들 (714) 은 동축 케이블 또는 3축 케이블과 같은 단일의 케이블로, 또는 케이블들, 와이어들, 또는 리드들의 쌍들로 구현될 수 있다.
본 개시의 목적들을 위해, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 AC 파워 서플라이의 일종이다. 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 또한 바이폴라 또는 스위치드 (switched) DC 파워 서플라이로서 지칭될 수 있다. 일 실시형태에서, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 요구된 파형을 생성하기 위해 DC 전력 섹션의 출력에 배열된 전력 변조기에 의해 구현될 수 있다. 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 다른 것들 중에서 구형파 출력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 각각의 포지티브 전압 사이클 동안 2 개의 상이한 전압들 및 각각의 네거티브 전압 사이클 동안 단일의 네거티브 전압, 또는 네거티브 사이클 동안 3 개의 상이한 전압들 및 포지티브 사이클 동안 2 개의 상이한 전압들을 갖는 파형을 생성할 수 있다 (참조에 따라, 전체 바이폴라 파형이 제로 볼트 위 또는 아래에 있을 수 있기 때문에 포지티브 및 네거티브 사이클들에 대한 참조는 상대적이다). 다른 실시형태들에서, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 비스듬한 또는 만곡된 전압의 짧은 섹션들을 갖는 파형을 생성할 수 있지만, 사이클들 사이의 날카로운 상승들 및 하강들은 그러한 펄싱된 파형들을 통상 정의한다. 바이폴라 파형은 그라운드에 대해 참조되거나 임의의 다른 참조 포인트에 대해 참조되는 포지티브 및 네거티브 전압들 양자 모두를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 바이폴라 신호는 참조 포인트에 의존하여 포지티브만 포함할 수도 있거나 네거티브 전압만을 포함할 수도 있다. 또한, 포지티브 및 네거티브 사이클들의 크기는 등가일 필요가 없다. 예를 들어, 그라운드에 대해 참조될 때, 포지티브 사이클들은 네거티브 사이클들의 크기의 2 배를 가질 수도 있다. 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 또한 포지티브 및 네거티브 사이클들의 듀티 사이클 또는 주기를 변화시킬 수도 있다. 예를 들어, 포지티브 사이클들은 네거티브 사이클들의 길이의 2 배이다.
바이폴라 DC 파워 서플라이 (704), 연결들 (714), 및 전극들 (714) 은 그러한 변경들이 본 개시의 결과에 영향을 주지 않을 것이기 때문에, 임의의 형상, 형태, 및 배열을 취할 수 있다. 예를 들어, 전극들 (710) 은 2 개의 비제한적인 예들만 들자면, 원통형 또는 정사각형일 수 있다. 전극들 (710) 은 또한 절연체 디포지션 챔버 (702) 의 측면들과 접촉하여 배열될 수 있거나, 도시된 바와 같이 챔버 (702) 벽들로부터 많이 분리될 수 있다 (물론 챔버 (702) 벽들에 커플링되는 일부 지지체 구조가 통상 사용될 것이지만, 대다수의 전극들 (710) 은 본 실시형태에서 챔버 (702) 와 접촉하지 않는다).
DC 파워 서플라이 (704) 는 기판 (708) 상의 도체 박막에서 도체 (또는 전도하는 또는 전도성) 재료를 디포짓하기 위해 도체 디포지션 챔버 (702) 와 함께 사용된다. 도시된 챔버 위치가 주어지면, 도체 막은 하나 이상의 다른 막들 위 및 하나 이상의 다른 막들 아래에 디포짓될 것이다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 도체 디포지션 챔버 및 그것의 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 기판 코팅 시스템 (700) 에서의 다른 위치들에, 예를 들어 도체 층이 기판 (708) 상의 박막 스택의 하부 또는 상부층이도록 처리 라인의 전방 또는 후방에 배열될 수 있다.
바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 및 그것의 전극들 (710) 은 전기적으로 플로팅, 또는 플로팅으로서 도시되고, 따라서 전극들 (710) 상의 전압 및 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 에 의한 출력은 그라운드에 대해 참조되지 않는다. 다른 실시형태들에서, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (704) 는 그라운드에 대해 참조될 수 있다. 도시된 도체 디포지션 챔버 (702) 는 그라운딩 연결 (712) 을 통해 그라운딩된다. 기판 코팅 시스템 (700) 에서의 챔버들이 전도성으로 커플링되는 경우, 전체 시스템 (700) 에 대한 단일의 그라운딩 연결 (712) 만이 필요로 되지만, 이것보다 많이 구현될 수 있다.
기판 지지체 (706) 는 그라운딩될 수 있거나, 챔버들 또는 그라운딩 연결 (712) 에 전기적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 기판 지지체 (706) 는 플로팅일 수 있다. 이러한 그리고 후속 도면들에서, 기판 지지체 (706) 는 그라운딩되는 것으로 가정된다.
도 8 은 디포지션 챔버들의 다수의 조합들 중 하나 및 구현될 수 있는 챔버들의 배열들을 보여주는 다른 기판 코팅 시스템 (800) 을 도시한다. 기판 코팅 시스템 (800) 은 절연체 디포지션 챔버 (804) 에 의해 분리된 2 개의 도체 디포지션 챔버들 (802, 806) 을 포함한다. 또한, 추가의 절연체 디포지션 챔버 (808) 가 제 2 도체 디포지션 챔버 (806) 를 후속할 수 있다. 기판 코팅 시스템 (800) 은 또한 선택적으로 (점선들에 의해 표시된 바와 같은) 이미 언급된 그들 챔버들 중 2 개 이상 사이에 하나 이상의 디포지션 챔버들을 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 제 2 도체 디포지션 챔버 (806) 는 전극들 (812) 에 바이폴라 DC 전력을 제공하는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (810) 에 커플링된다. 시스템 (800) 에서의 다른 챔버들에 대한 파워 서플라이들은, 이들이 변화할 수도 있기 때문에 (예를 들어, DC, AC, 바이폴라 DC 등), 도시되지 않는다.
도 8 은 또한 크레이징이 발생하기 쉬운 기판 (814) 의 하나의 로케이션을 도시한다. 특히, 기판 (814) 은 제 1 도체 디포지션 챔버 (802) 및 제 1 절연체 디포지션 챔버 (804) 를 통과했고, 제 2 도체 디포지션 챔버 (806) 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (810) 양자 모두의 적어도 일부 뿐아니라 임의의 개재하는 챔버들 및 가능하게는 제 2 도체 디포지션 챔버 (806) 에 선행하는 하나 이상의 챔버들 내에 있다. 이것은 적어도 2 개의 도체 층들이 적어도 하나의 절연체 층에 의해 분리되어 기판 (814) 상에 디포짓되었다는 것, 및 그 2 개의 도체 층들 중 제 2 도체 층 위의 추가의 절연체 층이 디포짓되기 시작했다는 것을 의미한다는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 2 절연체 디포지션 챔버 (808) 의 파워 서플라이로부터의 전력은 (하나가 사용되는 경우) 바이폴라 DC 파워 서플라이 (810) 의 좌측에 DC 파워 서플라이와 같은 다른 파워 서플라이에 유리를 통해 커플링될 수 있으며, 이것은 크레이징을 초래할 수도 있다.
도 9 는 크레이징을 야기하는 것으로 알려진 대안적인 위치에 있는 기판 (814) 을 갖는 도 8 의 시스템 (800) 을 도시한다. 여기서, 기판 (814) 은 적어도 제 1 절연체 디포지션 챔버 (804) 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (806) 에 걸쳐 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 기판 (814) 은 적어도 하나의 절연체 층에 의해 분리된 적어도 제 1 및 제 2 도체 층들을 갖는다. 즉, 일단 커패시터의 등가가 기판 (814) 상에 형성되었으면, 크레이징이 발생하는 것으로 알려졌다.
도 10 은 복수의 디포지션 챔버들, 도체를 디포짓하는 것을 돕기 위한 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1002), 및 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1002) 를 갖는 챔버에 인접한 펌프 (1004) 를 갖는 다른 기판 코팅 시스템 (1000) 을 도시한다. 통상적으로 하나 이상의 펌프들 (1004) 이 소비된 질소 또는 아르곤과 같은 배출 가스들을 제거하기 위해 기판 코팅 시스템 (1000) 전체에 걸쳐 또는 디포지션 챔버들 자체 내에 산재된다. 여기서, 펌프 (1004) 는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1002) 를 갖는 도체 디포지션 챔버 (1006) 에 인접하여 배열된다. 또, 기판 (1012) 은 그것이 도체 디포지션 챔버 (1006), 펌프 (1004), 및 펌프의 하류에 배열되는 절연체 디포지션 챔버 (1008) 에 걸치는 경우 크레이징을 경험할 수 있다.
도 11 은 복수의 디포지션 챔버들, 도체를 디포짓하는 것을 돕기 위한 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1102), 및 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1102) 를 갖는 챔버에 인접한 펌프 (1104) 를 갖는 또 다른 기판 코팅 시스템 (1100) 을 도시한다. 여기서, 펌프는 절연체 디포지션 챔버 (1106) 와 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1102) 를 갖는 도체 디포지션 챔버 (1108) 사이에 상주한다. 또, 기판 (1110) 은 그것이 절연체 디포지션 챔버 (1106), 펌프 (1104), 및 도체 디포지션 챔버 (1108) 에 걸치는 경우 크레이징을 경험할 수 있다.
도 12 는 복수의 디포지션 챔버들을 갖는 또 다른 기판 코팅 시스템 (1200) 을 도시한다. 이들 챔버들 중에는 제 1 도체 디포지션 챔버 (1202) 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (1204) 가 존재한다. 제 1 도체 디포지션 챔버 (1202) 는 DC 파워 서플라이 (1206) 에 커플링되고 제 2 도체 디포지션 챔버 (1204) 는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1208) 에 커플링된다. 그러한 구성은 2 개의 상이한 금속 층들이 박막 스택에서 서로에 인접하여 디포짓되는 경우 때때로 사용된다. 적어도 하나의 다른 도체 층이 초기에 디포짓되었기 때문에 (제 3 도체 디포지션 챔버 (1216)), 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1202, 1204) 은 박막 스택에서 최하위 도체 층들이 아니라는 것을 알 수 있다. 따라서, 제 3 도체 디포지션 챔버 (1216) 와 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1218) 에 의해 분리된 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1202, 1204) 의 어느 것 또는 양자 모두의 조합에 의해 디포짓된 층들은 커패시터와 같이 행동하고 크레이징을 야기할 수 있다.
일부는 절연체 디포지션 챔버 (1212 또는 1218) 에 커플링된 AC 파워 서플라이와 DC 파워 서플라이 (1206) 의 플로팅 애노드 사이의 커플링이 박막 스택에서 형성된 커패시터를 변화시키는 그라운드 아래의 애노드 강하를 야기한다고 생각한다. 이러한 애노드 강하 및 커패시터의 후속적인 변화는 도체 층들 사이의 절연체의 파괴 및 이리하여 크레이징을 야기한다.
이러한 도면은 또한 제 1 도체 디포지션 챔버 (1202), 제 2 도체 디포지션 챔버 (1204), 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (1204) 에 후속하는 제 1 절연체 디포지션 챔버 (1212) 에 걸치는 위치에 있는 기판 (1210) 을 도시한다. 크레이징은 때때로 기판 (1210) 이 기판 코팅 시스템 (1200) 에서 이러한 위치에 도달하는 경우 목격된다. 하나 이상의 추가의 디포지션 챔버들이 제 2 도체 디포지션 챔버 (1204) 와 제 1 절연체 디포지션 챔버 (1212) 사이에 배열될 수 있다.
도 13 은 도 12 의, 그러나 기판 (1210) 이 크레이징이 종종 관찰되는 기판 코팅 시스템 (1200) 에서의 초기의 위치에 있는 기판 코팅 시스템 (1200) 을 도시한다. 특히, 기판 (1210) 은 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1218) 및 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1202, 1204) 에 걸쳐 있다. 이 경우에 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1218) 는 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1202, 1204) 에 선행한다. 이것은 크레이징이 종종 관찰된 기판 (1210) 의 다른 위치이다. 또, 일단 기판 (1210) 이 제 1 도체 디포지션 챔버 (1202) 에 의해 코팅되면 도체-절연체-도체 층들의 용량성 효과가 존재한다.
도 12 및 도 13 양자 모두에서, 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1202, 1204) 은 그라운딩되지만, 전체 기판 코팅 시스템들 (1200, 1300) 에 대한 임의의 하나 이상의 그라운딩 연결들이 시스템의 요구들, 및 시스템들 (1200, 1300) 의 디포지션 챔버들 사이의 도전성 커플링에 의존하여, 사용될 수 있다.
도 14 는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 에 커플링된 도체 디포지션 챔버 (1402) 를 갖는 기판 코팅 시스템 (1400) 의 부분을 도시하며, 여기서 파워 서플라이 (1404) 의 출력들 (또는 챔버 (1402) 내의 전극들 (1414) 로의 리드들) 은 각각 그라운드로의 정류된 채널 (1406, 1408) 을 포함한다. 그라운드로의 정류된 채널 (1406, 1408) 각각은 (비록 채널 (1406, 1408) 당 단일의 다이오드만이 도시되지만) 다이오드들 (1410, 1412) 과 같은 하나 이상의 정류 엘리먼트를 포함할 수 있다. 그러나, 정류 엘리먼트들 (예를 들어, 다이오드들 (1410, 1412)) 은 또한 전극들 (1414) 의 전압이 0 V 아래로 강하하는 것을 방지하도록 구성된 스위치들로서 구현될 수 있을 것이다. 즉, 그라운드로의 정류된 채널들은 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 의 출력, 또는 전극들 (1414) 이 그라운드 또는 0 V 아래로 강하하는 것을 방지하도록 구성된다. 후속 도면들에서 알수 있는 바와 같이, 다이오드들 (1410, 1412) 각각은 일련의 다이오드들에 의해 대체될 수 있고, 다이오드들 (1410, 1412) 의 쌍은 직렬 연결된 다이오드들의 2 개의 병렬 세트들을 갖는 다이오드 박스에 의해 대체될 수 있다.
그라운드로의 정류된 채널들 (1406, 1408) 은, 2 개의 비제한적인 예들을 들자면, 도체 디포지션 챔버 (1402) 내의 전극들 (1414) 에 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 를 연결하는 리드들, 케이블들, 또는 전력 라인들; 및 전극들 (1414) 을 포함하는, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 의 출력들에 커플링될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 는 다른 타입들의 AC 파워 서플라이들의 형태를 취할 수 있고, 따라서 바이폴라 DC 서플라이들에 제한되지 않는다.
기판 코팅 시스템 (1400) 은 도체 디포지션 챔버 (1402) 의 좌측 및/또는 우측에 임의의 수의 추가의 디포지젼 챔버들을 포함할 수 있다. 크레이징은 도체 층 및 그 도체 층 위의 절연체 층이 도체 디포지션 챔버 (1402) 에 의해 디포짓된 도체 층 아래에 디포짓된 경우에 발생할 수 있다.
그라운드로의 정류된 채널들 (1406, 1408) 은 그렇게 하는 것이 훨씬 열악한 크레이징을 야기한다는 공통된 산업 이해에도 불구하고 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 의 출력상에 구현되었다. 예상치 않게, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1404) 상의 그라운드로의 정류된 채널들 (1406, 1408) 의 사용은, 기판 (1416) 상의 박막들의 크레이징을 극적으로 감소시켰고 그렇지 않다면 제거했다.
도 15 는 도 14 에 도시된 그라운드로의 정류된 채널들의 대안적인 실시형태를 도시한다. 여기서, 그라운드로의 정류된 채널들은 다이오드 박스 (1502) 에서 구현된다. 다이오드 박스 (1502) 는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1504) 의 출력들에 커플링된 2 개의 입력들을 갖는다. 다이오드 박스 (1502) 는 또한 그라운드로의 출력을 갖는다. 그러나, 이들 입력들 및 출력은 단지 기능적이며 본 개시의 구조적 구현들에 대한 제한들을 보여주도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 그 2 개의 입력들은 단일의 동축 케이블 또는 3축 케이블 또는 전력의 2 개의 채널들을 반송할 수 있는 다른 케이블의 형태일 수 있다. 또한, 그라운드로의 단일의 출력은 그라운드에 커플링되는 2 이상의 케이블들 또는 리드들로서 구현될 수 있다.
다이오드 박스 (1502) 는 그 안에 2 개의 채널들을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1504) 의 출력들 중 하나에 대응하고 연결된다. 각각의 채널은 다이오드 또는 스위치와 같은 정류 엘리먼트를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 직렬로 커플링된 다이오드들의 세트는 각 채널을 위해 구현될 수 있다 (도 16 참조). 직렬로 커플링된 다이오드들의 세트들이 구현되는 경우, 각 세트에서의 다이오드들은 동일한 저항을 가질 수 있거나, 변화하는 저항을 가질 수 있다. 직렬의 다수의 다이오드들의 사용은 다이오드 박스 (1502) 가 다이오드 박스 (1502) 의 회로에 대한 손상 없이 더 큰 양들의 전류 및 더 큰 전압 강하들을 핸들링하는 것을 가능하게 한다.
2 개의 채널들의 출력들은 다이오드 박스 (1502) 에 대한 단일의 출력으로 커플링될 수 있다.
도 16 은 도 14 및 도 15 에 도시된 그라운드로의 정류된 채널들의 대안적인 실시형태를 도시한다. 여기서, 그라운드로의 정류된 채널들은 2 개의 채널들을 갖는 다이오드 박스 (1602) 에서 구현되며, 각각의 채널은 직렬 연결된 다이오드들 (1604) 의 세트를 포함하고, 그 애노드들이 그라운드 연결 또는 다이오드 박스 (1602) 의 출력 (1606) 을 향하여 마주한다.
도 17 은 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1704) 에 커플링된 도체 디포지션 챔버 (1702) 를 갖는 기판 코팅 시스템 (1700) 의 다른 부분을 도시하며, 여기서 파워 서플라이 (1704) 의 출력들 (또는 챔버 (1702) 내의 전극들 (1714) 로의 리드들) 은 각각 그라운드로의 정류된 채널 (1706, 1708) 을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 그라운드로의 정류된 채널들 (1706, 1708) 은 그라운드로의 정류된 채널들 (1706, 1708) 각각에 대한 하나 이상의 다이오드들 (1710, 1712) 을 포함할 수도 있는 선택적 다이오드 박스 (1716) 를 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에서는, 채널당 단지 단일의 다이오드 (1710, 1712) 가 도시된다. 그러나, 다른 실시형태들에서는, 단일의 다이오드들 (1710, 1712) 이 직렬 연결된 다이오드들의 세트로서 구현될 수 있다 (예를 들어, 도 16). 또한, 선택적 다이오드 박스 (1702) 는 한 쌍의 출력들을 갖는 것으로 도시되지만, 다른 실시형태들에서는, 이들 그라운드 연결들, 또는 출력들은 단일의 그라운드 연결 또는 단일의 출력으로서 구현될 수 있다.
도체 디포지션 챔버 (1702) 는 기판 코팅 시스템 (1700) 에서의 적어도 2 개의 도체 디포지션 챔버들 중 제 2 의 도체 디포지션 챔버이고, 따라서 기판 (1718) 상에 제 2 도체 층을 디포짓한다. 제 1 도체 디포지션 챔버 (1720) 는 제 1 도체 층을 디포짓할 수 있지만, 추가의 도체 층들이 또한 기판 코팅 시스템 (1700) 에서 초기에 (시스템 (1700) 의 가시적 섹션의 좌측에) 디포짓되었을 수도 있다. 따라서, 도체 디포지션 챔버 (1702) 는 제 2 도체 디포지션 챔버 (1702) 로서 지칭될 수 있다.
제 1 절연체 디포지션 챔버 (1722) 는 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1720, 1702) 사이에 배열될 수 있고, 하나 이상의 추가의 챔버들이 (도 17 에서 점선들을 통해 선택적으로 표시된 바와 같이) 그들 사이에 존재한다. 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1724) 는 제 2 도체 디포지션 챔버 (1702) 의 하류에 (도 17 의 우측에) 배열될 수 있다. 하나 이상의 선택적 챔버들은 도 17 에서 점선들로 표시된 바와 같이 그들 사이에 배열될 수 있다.
기판 (1718) 및 챔버들 (1722, 1702, 1724) 은 기판 (1718) 이 적어도 제 1 절연체 디포지션 챔버 (1722) 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (1702) 에 걸치거나 (종래 기술에서 크레이징이 종종 발생하는 제 1 배열), 적어도 제 2 도체 디포지션 챔버 (1702) 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1724) 에 걸치도록 (종래 기술에서 크레이징이 종종 발생하는 제 2 배열) 성형 및 배열될 수 있다.
다른 도체 디포지션 챔버들은 제 1 및 제 2 절연체 디포지션 챔버들 (1722, 1724) 사이에 배열될 수도 있고, 제 2 도체 디포지션 챔버 (1702) 의 상류에 (도 17 에서의 좌측에) 또는 하류에 (도 17 에서의 우측에) 배열될 수도 있다.
예를 들어, 도 18 은 기판 코팅 시스템 (1800) 의 다른 부분을 도시하며, 여기서 2 개의 도체 디포지션 챔버들은 서로에 인접하여 배열되고, 제 1 도체 디포지션 챔버는 플로팅 전극들을 갖는 DC 파워 서플라이 (1802) 에 커플링되고, 제 2 도체 디포지션 챔버는 각각 그라운드 (1806, 1808) 로의 정류된 채널을 포함하는 출력들을 갖는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1804) 에 커플링된다. 제 1 도체 디포지션 챔버 (1810) 는 기판 (1812) 상에 제 1 도체 층을 디포짓할 수 있고, 제 2 도체 디포지션 챔버 (1814) 는 제 1 도체 층 위에서 기판 (1812) 상에 제 2 도체 층을 디포짓할 수 있고, 제 3 도체 디포지션 챔버 (1816) 는 제 2 도체 층 위에서 기판 (1812) 상에 제 3 도체 층을 디포짓할 수 있다. 제 1 및 제 2 도체 디포지션 챔버들 (1810, 1814), 및 선택적으로 점선에 의해 표시된 하나 이상의 추가의 챔버들 사이에 제 1 절연체 디포지션 챔버 (1818) 가 배열될 수 있다. 제 2 도체 디포지션 챔버 (1816) 의 하류에, 하나 이상의 선택적 추가의 챔버들에 의해 그것으로부터 분리되어, 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1820) 가 존재할 수 있다.
제 1 도체, 제 1 절연체, 및 제 2 도체 (또는 제 3 도체) 의 레이어링 (layering) 은 효과적으로 커패시터를 형성하고 따라서 이들 층들의 형성은 기판 (1812) 의 크레이징을 초래할 수 있다. 그러나, 바이폴라 DC 파워 서플라이의 2 개의 출력들 각각에 대한 그라운드로의 정류된 채널들 (1806, 1808) 의 사용은 예상외로 감소시키는 것으로 그렇지 않으면 크레이징을 제거하는 것으로 나타났다.
기판 (1812) 및 챔버들 (1810, 1814, 1816) 은, 기판 (1812) 이 적어도 제 1 절연체 디포지션 챔버 (1818) 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (1814) 에 걸치거나 (종래 기술에서 크레이징이 종종 발생하는 제 1 배열), 적어도 제 3 도체 디포지션 챔버 (1804) 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1820) 에 걸치도록 (종래 기술에서 크레이징이 종종 발생하는 제 2 배열), 성형 및 배열될 수 있다. 일부 경우들에서, 크레이징은 기판 (1812) 이 적어도 제 1 절연체 디포지션 챔버 (1818), 제 2 도체 디포지션 챔버 (1814), 및 제 3 도체 디포지션 챔버 (1816) 에 걸치는 경우 발생하는 것으로 알려져 왔다. 크레이징은 또한 일부 경우들에서, 기판 (1812) 이 적어도 제 2 도체 디포지션 챔버 (1814), 제 3 도체 디포지션 챔버 (1816), 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (1820) 에 걸치는 경우에 목격되었다.
도시된 것들로부터 상류 또는 하류의 다른 챔버들이 또한 구현될 수 있다.
도 19 는 바이폴라 DC 파워 서플라이 (1904) 에 커플링된 도체 디포지션 챔버 (1902) 를 갖는 기판 코팅 시스템 (1900) 의 다른 부분을 도시하며, 여기서 파워 서플라이 (1904) 의 출력들 (또는 챔버 (1902) 내의 전극들 (1914) 로의 리드들) 은 각각 그라운드로의 정류된 채널을 포함한다. 도 19 의 모든 다른 설명들은 도 19 가 도체 디포지션 챔버 (1902) 와 절연체 디포지션 챔버 (1924) 사이에 펌프 (1926) 를 더 포함한다는 것을 제외하고 도 17 과 동일하다. 도시된 실시형태에서, 펌프 (1926) 는 도체 디포지션 챔버 (1902) 에 인접하지만, 다른 구현들에서, 그것은 도체 디포지션 챔버 (1902) 와 절연체 디포지션 챔버 (1924) 사이의 임의의 장소에 배열될 수 있다.
크레이징은 종종 기판 (1918) 이 적어도 도체 디포지션 챔버 (1902), 펌프 (1926), 및 절연체 디포지션 챔버 (1924) 에 걸치는 경우에 목격되었다. 그러나, 그라운드로의 2 개의 정류된 채널들 (1906, 1908) 의 구현은 기판 (1918) 의 크레이징을 극적으로 감소시키는 것으로 그렇지 않으면 제거하는 것으로 목격되었다.
도 20 은 제 1 도체 디포지션 챔버 (2002), 제 1 절연체 디포지션 챔버 (2004), 펌프 (2006), 제 2 도체 디포지션 챔버 (2008), 제 3 도체 디포지션 챔버 (2010), 제 2 펌프 (2012), 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (2014) 를 갖는 기판 코팅 시스템 (2000) 의 다른 부분을 도시한다. 플로팅 전극들을 갖는 DC 파워 서플라이 (2016) 는 제 2 도체 디포지션 챔버 (2008) 에 커플링되고, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (2018) 는 제 3 도체 디포지션 챔버 (2010) 에 커플링된다.
제 2 및 제 3 도체 디포지션 챔버들 (2008, 2010) 은 서로에 인접하여 배열될 수 있다. 제 1 도체 디포지션 챔버 (2002) 는 제 2 및 제 3 도체 디포지션 챔버들 (2008, 2010) 의 상류에 배열될 수 있고, 제 1 절연체 디포지션 챔버 (2004) 는 제 1 절연체 디포지션 챔버 (2004) 와 제 1 도체 디포지션 챔버 (2002) 사이에 선택적 하나 이상의 챔버들과 함께 그들 사이에 배열될 수 있다. 제 1 펌프 (2006) 는 제 1 절연체 디포지션 챔버 (2004) 와 제 2 도체 디포지션 챔버 (2008) 사이에 배열될 수 있다. 제 2 펌프 (2012) 는 제 3 도체 디포지션 챔버 (2010) 와 제 2 절연체 디포지션 챔버 (2014) 사이에 배열될 수 있다.
챔버들 (2004, 2008, 2010, 2014) 및 기판 (2020) 은 기판 (2020) 이 적어도 제 1 절연체 디포지션 챔버 (2004), 제 1 펌프 (2006), 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (2008), 뿐아니라 점선들로 표시된 임의의 선택적 개재 챔버들에 걸치도록 사이징 및 배열될 수 있다 (종래 기술에서 종종 크레이징이 목격된 제 1 상황). 그들은 또한 기판 (2020) 이 적어도 제 1 절연체 디포지션 챔버 (2004), 제 1 펌프 (2006), 및 제 2 도체 디포지션 챔버 (2008), 및 제 3 도체 디포지션 챔버 (2010), 뿐아니라 점선들로 표시된 임의의 선택적 개재 챔버들에 걸치도록 사이징 및 배열될 수 있다 (종래 기술에서 종종 크레이징이 목격된 제 2 상황). 그들은 또한 기판 (2020) 이 적어도 제 3 도체 디포지션 챔버 (2010), 제 2 펌프 (2012), 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (2014), 뿐아니라 점선들로 표시된 임의의 선택적 개재 챔버들에 걸치도록 사이징 및 배열될 수 있다 (종래 기술에서 종종 크레이징이 목격된 제 3 상황). 그들은 또한 기판 (2020) 이 적어도 제 2 도체 디포지션 챔버 (2008), 제 3 도체 디포지션 챔버 (2010), 제 2 펌프 (2012), 및 제 2 절연체 디포지션 챔버 (2014), 뿐아니라 점선들로 표시된 임의의 선택적 개재 챔버들에 걸치도록 사이징 및 배열될 수 있다 (종래 기술에서 종종 크레이징이 목격된 제 4 상황).
기판 (2020) 이 상술된 바와 같이 사이징되고 배열되는 종래 기술에서 크레이징이 종종 목격되어 왔지만, 바이폴라 DC 파워 서플라이 (2018) 의 2 개의 출력들 각각에 대해 그라운드로의 정류된 채널 (2022, 2024) 의 구현에 의해, 크레이징은 극적으로 감소되고 그렇지 않으면 제거되었다.
그라운드로의 2 개의 정류된 채널들 (2022, 2024) 이 각각 단일의 다이오드를 포함하는 2 개의 채널들을 갖는 다이오드 박스로서 구현되는 것으로서 도시되지만, 다른 실시형태들에서는, 그라운드로의 2 개의 정류된 채널들 (2022, 2024) 은 그라운드로의 2 개의 정류된 채널들 각각에 대해 하나 씩, 2 개의 세트의 직렬 연결된 다이오드들을 갖는 다이오드 박스로서 구현될 수 있다.
도 21 은 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판 (2102) 에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템 (2100) 을 도시한다. 시스템 (2100) 은 제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2104), 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2106), 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2108), 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2110), 제 1 파워 서플라이 (2112), 제 2 AC 파워 서플라이 (2114), 제 3 DC 파워 서플라이 (2116), 제 4 AC 파워 서플라이 (2118), 기판 지지체 (2120), 그라운드로의 제 1 정류된 채널 (2122), 및 그라운드로의 제 2 정류된 채널 (2124) 를 포함할 수 있다. 제 3 DC 파워 서플라이 (2116) 의 전극들은 플로팅일 수 있다.
제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2112) 는 기판 (2102) 상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2104) 는 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2106) 는 절연체 위 하나 이상의 층들에서 기판 (2102) 상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2110) 는 제 2 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판 상으로 제 3 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 1 파워 서플라이 (2112) 는 제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2104) 에 커플링될 수 있다. 제 2 AC 파워 서플라이는 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2106) 에 커플링될 수 있다. 제 3 DC 파워 서플라이 (2116) 는 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2108) 에 커플링될 수 있다. 제 4 AC 파워 서플라이 (2118) 는 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2110) 에 커플링될 수 있다. 기판 지지체 (2120) 는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 (2104, 2106, 2108, 2110) 을 통해 배열되고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 (2104, 2106, 2108, 2110) 중 적어도 2 개의 챔버들이 제 1 도체, 절연체, 제 2 도체, 및 제 3 도체의 각각의 것들을 기판 (2102) 상에 동시에 디포짓하는 동안 기판 코팅 시스템 (2100) 을 통해 기판 (2102) 을 이동시키도록 구성될 수 있다. 그라운드로의 제 1 정류된 채널 (2122) 은 제 4 AC 파워 서플라이 (2118) 의 제 1 출력 (2124) 과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다. 그라운드로의 제 2 정류된 채널 (2124) 은 제 4 AC 파워 서플라이 (2118) 의 제 2 출력 (2126) 과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다.
제 1 파워 서플라이 (2112) 는 임의의 특정한 타입의 서플라이 (예를 들어, AC, DC, 바이폴라 DC 등) 에 제한될 필요가 없고, 이리하여 기판 (2102) 상에 임의의 수의 상이한 층들을 디포짓할 수 있다. 그러나, 하나의 실시형태에서, 제 1 파워 서플라이 (2112) 는 기판 (2102) 상의 제 1 도체 층의 디포지션을 돕도록 구성된다. 실시형태에서, 제 4 AC 파워 서플라이 (2118) 는 바이폴라 DC 파워 서플라이일 수 있다. 실시형태에서, 그라운드로의 정류된 채널들 (2122, 2124) 은 출력에 정류된 채널들을 제공하는 다이오드 박스 (2132) 또는 다른 디바이스에서 구현될 수 있다. 선택적 다이오드 박스 (2132) 는 그라운드로의 단일의 출력을 가질 수 있지만, 그것은 그라운드로의 2 개의 출력들을 갖는 것으로서 도시된다. 선택적 다이오드 박스 (2132) 는 그라운드로의 정류된 채널 당 하나의 정류 엘리먼트 또는 정류 회로 (2134, 2136) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 정류 엘리먼트들 또는 정류 회로들 (2134, 2136) 각각은 직렬로 연결된 하나 이상의 다이오드들을 포함할 수 있다. 즉, 그라운드로의 정류된 채널들 (2122, 2124) 은 선택적으로 다이오드 박스 내에 하나 이상의 다이오드들의 스트링 (string) 을 포함할 수 있다.
실시형태에서, 제 4 AC 파워 서플라이 (2118) 의 제 1 및 제 2 출력들 (2124, 2132) 은 제 4 AC 파워 서플라이 (2118) 에 커플링된 하나 이상의 전력 케이블들 또는 하나 이상의 전극들 (2138) 을 포함할 수 있다.
챔버들 (2104, 2106, 2108, 2110, 2128) 중 하나 이상은 그라운딩 연결을 갖거나 서로 커플링되거나 일부 다른 방식에서는 그라운딩될 수 있다. 즉, 도 21 에서의 그라운딩 기호들은, 당업자들에게 잘 알려진 여러 구조가 챔버들 (2104, 2106, 2108, 2110, 2128) 의 그라운딩을 가능하게 하도록 구현될 수 있기 때문에, 요구되는 구조라기보다는 전기적 특성들을 나타낸다.
선택적으로, 시스템 (2100) 은 제 5 AC 파워 서플라이 (2130) 에 커플링되고 제 3 도체 층 위에 제 2 절연체 층을 디포짓하는 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2128) 을 포함할 수 있다. 추가의 챔버들이 도 21 에 도시된 것들의 상류 및/또는 하류에 존재할 수도 있다.
선택적으로 하나 이상의 추가의 챔버들이 제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2104) 와 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2106) 사이에 상주할 수도 있다. 선택적으로, 하나 이상의 추가의 챔버들이 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2106) 와 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2116) 사이에 상주할 수도 있다. 선택적으로, 하나 이상의 추가의 챔버들이 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2110) 와 선택적 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2128) 사이에 상주할 수도 있다.
그라운드로의 정류된 채널들 (2122, 2124) 가 없으면, 기판 (2102) 상에 디포짓된 박막들은, 특히 기판 (2102) 이 적어도 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2106) 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2108) 및 임의의 다른 선택적 개재 챔버들에 걸치는 경우 크레이징을 목격할 수 있다. 크레이징은 또한 기판 (2102) 이 적어도 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2106) 와 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2110), 및 임의의 다른 선택적 개재 챔버들에 걸치는 경우 관찰되었다. 또, 크레이징은 또한 기판 (2102) 이 적어도 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2110) 와 선택적 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2128), 및 임의의 다른 선택적 개재 챔버들에 걸치는 경우 관찰되었다 (도 22 참조). 크레이징은 또한 기판 (2102) 이 적어도 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2108) 와 선택적 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2128), 및 임의의 다른 선택적 개재 챔버들에 걸치는 경우 관찰되었다 (도 22 참조). 통상적으로 모든 이들 시나리오들은 형성될 층들의 적어도 하나의 도체-절연체-도체 배열을 포함하여, 박막 스택에서 커패시터를 효과적으로 생성한다. 그라운드로의 정류된 채널들 (2122, 2124) 의 쌍의 사용에 의해, 이전에 완화되지 않은 크레이징이 극적으로 감소되고 그렇지 않으면 제거되었다.
도 23 은 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판 (2302) 에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템 (2300) 을 도시한다. 시스템 (2300) 은 제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2304), 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2306), 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2308), 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2310), 제 1 DC 파워 서플라이 (2312), 제 2 AC 파워 서플라이 (2314), 기판 지지체 (2320), 그라운드로의 제 1 정류된 채널 (2322), 및 그라운드로의 제 2 정류된 채널 (2324) 를 포함할 수 있다.
도 24 는 기판 코팅 시스템 (2400) 의 다른 부분을 도시한다. 시스템 (2400) 은 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판 (2402) 상에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키도록 구성된다. 시스템 (2400) 은 제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2404), 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2406), 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2408), 제 1 파워 서플라이 (2410), 제 2 AC 파워 서플라이 (2412), 제 3 AC 파워 서플라이 (2414), 그라운드로의 제 1 정류된 채널 (2416), 및 그라운드로의 제 2 정류된 채널 (2418) 를 포함할 수 있다.
제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2404) 는 기판 (2402) 상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2406) 는 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판 (2402) 상으로 절연체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2408) 는 절연체 위 하나 이상의 층들에서 기판 (2402) 상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성될 수 있다. 제 1 파워 서플라이 (2410) 는 제 1 플라즈마 디포지션 챔버 (2404) 에 커플링될 수 있다. 제 2 AC 파워 서플라이 (2412) 는 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2406) 에 커플링될 수 있다. 제 3 AC 파워 서플라이 (2414) 는 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2408) 에 커플링될 수 있다. 그라운드로의 제 1 정류된 채널 (2416) 은 제 3 AC 파워 서플라이 (2414) 의 제 1 출력 (2420) 과 그라운드 사이에 커플링될 수 있고, 그라운드로의 제 2 정류된 채널 (2418) 은 제 3 AC 파워 서플라이 (2414) 의 제 2 출력 (2422) 과 그라운드 사이에 커플링될 수 있다.
일 실시형태에서, 기판 코팅 시스템 (2400) 은 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2406) 와 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2408) 사이에 선택적 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2426) 를 더 포함할 수 있다. 선택적 제 4 DC 파워 서플라이 (2428) 가, 제 3 도체가 제 1 절연체와 제 2 도체 사이에 이러한 챔버 (2426) 를 통해 기판상에 디포짓될 수 있도록, 선택적 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2426) 에 커플링될 수 있다.
기판 코팅 시스템 (2400) 은 또한 제 3 플라즈마 디포지션 챔버로부터 하류에 배열된 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2436) 를 포함할 수 있다. 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2436) 는 제 2 도체 위 하나 이상의 층들에서 제 2 절연체를 디포짓하도록 구성될 수 있다.
기판 (2402) 및 챔버들 (2404, 2406, 2408, 2426, 2436) 은, 기판 (2402) 이 적어도 제 2 플라즈마 디포지션 챔버 (2406) 와 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2408) 에 걸치도록 사이징 및 배열될 수 있다 (그라운드로의 정류된 채널들 (2416, 2418) 이 없으면 크레이징이 종종 발생한 제 1 상황). 선택적으로, 기판 (2402) 은 또한 제 2 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버들 (2406, 2408) 과 함께 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2426) 에 걸칠 수 있다. 결과적으로, 제 1 절연체, 제 2 도체, 및 선택적으로 제 3 도체가 적어도 순간 동안 기판 (2402) 상에 동시에 디포짓될 수 있다.
기판 (2402) 및 챔버들 (2404, 2406, 2408, 2426, 2436) 은, 기판 (2402) 이 적어도 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 (2408) 및 제 5 플라즈마 디포지션 챔버 (2436) 에 걸치도록 사이징 및 배열될 수 있다 (그라운드로의 정류된 채널들 (2416, 2418) 이 없으면 크레이징이 종종 발생한 제 2 상황). 선택적으로, 기판 (2402) 은 또한 제 3 및 제 5 플라즈마 디포지션 챔버들 (2408, 2436) 과 함께 제 4 플라즈마 디포지션 챔버 (2426) 에 걸칠 수 있다. 결과적으로, 제 2 도체, 제 2 절연체 및 선택적으로 제 3 도체가 적어도 순간 동안 기판 (2402) 상에 동시에 디포짓될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 기판 (2402) 및 챔버들 (2404, 2406, 2408, 2426, 2436) 은, 기판 (2402) 이 기판 코팅 시스템 (2400) 을 통해 이동함에 따라 기판 (2402) 이 적어도 일 순간 동안 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 (2406, 2408, 2426) 중 적어도 2 개의 챔버들에 걸치거나 그 적어도 2 개의 챔버들 내에 존재하도록 사이징 및 배열될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 기판 (2402) 및 챔버들 (2404, 2406, 2408, 2426, 2436) 은, 기판 (2402) 이 기판 코팅 시스템 (2400) 을 통해 이동함에 따라 기판 (2402) 이 적어도 일 순간 동안 제 3, 제 4, 및 제 5 플라즈마 디포지션 챔버들 (2408, 2426, 2436) 중 적어도 2 개의 챔버들에 걸치거나 그 적어도 2 개의 챔버들 내에 존재하도록 사이징 및 배열될 수 있다.
일 실시형태에서, 제 3 AC 파워 서플라이 (2414) 는 바이폴라 DC 파워 서플라이일 수 있다.
일 실시형태에서, 그라운드로의 제 1 및 제 2 정류된 채널들 (2416, 2418) 은 선택적 다이오드 박스 (2430) 로서 구현될 수 있다. 선택적 다이오드 박스 (2430) 는 그라운드로의 정류된 채널들 (2416, 2418) 각각에 대해 정류 엘리먼트 또는 정류 회로 (2432, 2434) 를 포함할 수 있다. 정류 엘리먼트들 또는 정류 회로들 (2432, 2434) 각각은 직렬로 연결된 하나 이상의 다이오드들의 스트링을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 제 3 AC 파워 서플라이 (2414) 의 출력들 (2420, 2422) 은 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 내의 전극들 (2424) 로의 케이블들 또는 리드들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 출력들 (2420, 2422) 은 전극들 (2424) 을 포함할 수 있다. 케이블 또는 케이블들이 사용되는 경우, 그 2 개의 출력들 (2420, 2422) 은 단일의 케이블, 예를 들어, 동축 케이블 또는 3축 케이블, 또는 2 이상의 별개의 케이블들을 형성할 수 있다. 단지 2 개의 전극들 (2424) 만이 도시되지만, 제 3 플라즈마 디포지션 챔버 내의 플라즈마로 전력을 제공하는 2 이상의 전극들 (2424) 이 실현될 수 있다.
도 25 는 상술된 것들과 같은 기판 코팅 시스템에서의 처리 동안 박막들의 크레이징을 감소시키는 방법을 도시한다. 방법 (2500) 은 기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성된 제 1 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계를 포함할 수 있다 (블록 2502). 방법 (2500) 은 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성된 제 2 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계를 더 포함한다 (블록 2504). 방법 (2500) 은 절연체 위 하나 이상의 층들에서 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성된 제 3 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다 (블록 2506). 방법 (2500) 은 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 1 파워 서플라이를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다 (블록 2508). 방법 (2500) 은 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 2 AC 파워 서플라이를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다 (블록 2510). 방법 (2500) 은 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 3 AC 파워 서플라이를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다 (블록 2512). 방법 (2500) 은 다이오드 또는 다이오드들의 시리즈와 같은 제 1 정류 회로를 통해 그라운드에 제 3 AC 파워 서플라이의 제 1 출력을 커플링하는 단계를 더 포함할 수 있다 (블록 2514). 방법 (2500) 은 제 3 AC 파워 서플라이의 제 2 출력을 제 2 정류 회로를 통해 그라운드에 커플링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 방식으로, 방법 (2500) 은 제 3 AC 파워 서플라이의 제 1 및 제 2 출력들이 그라운드 전위 또는 0 V 아래로 당겨지는 것을 불가능하게 한다. 이것을 불가능하게 함으로써, 정류 회로들의 사용은 또한 박막 스택 내의 용량성 전하가 제 1 및 제 2 도체 층들 사이의 절연체 층에 대한 파괴를 야기하는 것 및 이리하여 크레이징을 방지한다.
도 26a 는 본 개시에서 논의된 그라운드로의 정류된 채널들을 사용하지 않는 기판 처리 시스템에서 DC 파워 서플라이의 플로팅 애노드에 대해 측정된 전압 파형을 도시한다. 도 26b 는 본 개시에서 논의된 그라운드로의 정류된 채널들을 사용하지 않는 기판 처리 시스템에서 DC 파워 서플라이의 플로팅 캐소드에 대해 측정된 전압 파형을 도시한다. 도시된 바와 같이, 플로팅 애노드는 다른 플라즈마 디포지션 챔버로부터의 AC 파형, 예를 들어, 절연체를 디포짓하기 위한 근처의 플라즈마 디포지션 챔버 내의 AC 파워 서플라이에 의해 사용되는 AC 파형들 중 하나에 커플링된다. 예를 들어, 플로팅 애노드 및 캐소드는 몇가지 비제한적인 예들을 들자면, DC 파워 서플라이 (1206, 1802, 2016, 2116, 2312, 및 또는 2428) 에 커플링될 수 있을 것이며, 여기서 그라운드로의 정류된 채널들은 사용되지 않고 있다. 플로팅 애노드로 커플링되는 AC 파워 서플라이는 몇가지 비제한적인 예들을 들자면, AC 파워 서플라이 (2114, 2130, 및/또는 2412) 일 수 있을 것이며, 여기서 그라운드로의 정류된 채널들은 사용되지 않고 있다. 일단 그라운드로의 정류된 채널들이 구현되면, DC 파워 서플라이의 플로팅 애노드상에서 보는 AC 파형은, 애노드 및 캐소드 플롯들이 실질적으로 유사하도록, 감소되고 그렇지 않으면 제거된다.
실시형태에서, 제 2 및 제 3 도체들은 인접한 층들로서 디포짓되고, 이는 제 2 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버들이 기판 처리 스택에서 인접할 수 있다는 것을 의미한다.
실시형태에서, 제 3 AC 파워 서플라이는 바이폴라 DC 파워 서플라이일 수 있다.
여기에 기술된 실시형태들 모두에서, 플라즈마 디포지션 챔버들은 통상의 플라즈마 디포지션 컴포넌트들을 사용하여 구현될 수 있다. 파워 서플라이로부터 전력을 수신하고 챔버 내에서 플라즈마를 형성 유지하는 캐소드들 및/또는 애노드들과 같은 예를 들어, 하나 이상의 전극들은 챔버 내에 배열될 수 있다. 각각의 캐소드 및/또는 애노드는 서퍼터링 타겟, 및 (마그네트론 스퍼터링의 경우에) 자석 어레이를 포함할 수 있다. 따라서, 시스템에 따라, 전극들, 또는 마그네트론들을 갖는 것으로서 상술된 실시형태들을 기술할 수 있다. 타겟 내의 냉각 라인들은 또한 채용될 수 있다. 또, 기판은 챔버들 사이에서 기판을 이동시키도록 구성된 기판 지지체 (예를 들어, 챔버들 사이에서 기판을 전달하기 위한 운송 롤러들) 상에 지지될 수 있다.
코스퍼터링은 상이한 조성의 2 이상의 타겟들이 동시에 (또는 실질적으로 동시에) 스퍼터링되는 프로세스이다. 본 개시는 플라즈마 디포지션 챔버들 내의 한 쌍의 전극들에 커플링된 한 쌍의 출력들을 참조했지만, 코스터터링이 수반되는 경우, 출력들의 쌍은 3 개 이상의 전극들에 커플링될 수도 있거나 3 개 이상의 출력들이 3 개 이상의 전극들에 커플링될 수도 있다.
실시형태에서, 그라운드로의 정류된 채널 (예를 들어, 다이오드 박스 또는 다이오드들의 시리즈) 은 바이폴라 DC 파워 서플라이의 출력들에 그라운드로의 정류된 채널들을 커플링한다기 보다 DC 파워 서플라이의 애노드에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 그라운드로의 정류된 채널은 그라운드로의 정류된 채널들 (1806, 1808) 을 사용하는 대신에 도 18 의 DC 파워 서플라이 (1802) 의 애노드와 그라운드 사이에 커플링될 수 있을 것이다. 엘리먼트들 (2022, 2024, 2132, 2322, 2324, 및 2430) 이 도 22 의 제 3 DC 파워 서플라이 및 바이폴라 DC 파워 서플라이 (2016, 2116, 2312, 2428) 의 애노드에 부착된 그라운드로의 정류된 채널에 의해 대체될 수 있도록 도 20 내지 도 24 에서 유사한 변경들이 행해질 수 있을 것이다.
여기서 사용된 바와 같이, "A, B, 및 C 중 적어도 하나" 의 기재는 "A, B, C 또는 A, B 및 C 의 임의의 조합" 을 의미하도록 의도된다. 개시된 실시형태들의 이전의 설명은 당업자가 본 개시를 실시하거나 사용하는 것을 가능하게 하도록 제공된다. 이들 실시형태들에 대한 여러 변경들은 당업자들에게 용이하게 분명할 것이고, 여기에 정의된 일반 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위로부터 일탈하지 않고 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 여기에 도시된 실시형태들에 제한되는 것으로 의도되지 않고 여기에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위와 일치되어야 한다.

Claims (26)

  1. 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판상에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템으로서,
    상기 기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성된 제 1 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성된 제 2 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 절연체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성된 제 3 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 제 2 도체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 제 3 도체를 디포짓하도록 구성된 제 4 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 1 파워 서플라이;
    상기 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 2 AC 파워 서플라이;
    상기 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 3 DC 파워 서플라이;
    상기 제 4 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 4 AC 파워 서플라이;
    상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 전체에 걸쳐 배열되고, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들 중 적어도 2 개가 상기 기판상에 상기 제 1 도체, 상기 절연체, 상기 제 2 도체, 및 상기 제 3 도체의 각각의 것들을 동시에 디포짓하는 동안 상기 기판 코팅 시스템을 통해 상기 기판을 이동시키도록 구성된 기판 지지체;
    상기 제 4 AC 파워 서플라이의 제 1 출력과 그라운드 사이에 커플링된 그라운드로의 제 1 정류된 채널; 및
    상기 제 4 AC 파워 서플라이의 제 2 출력과 상기 그라운드 사이에 커플링된 그라운드로의 제 2 정류된 채널을 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 AC 파워 서플라이는 바이폴라 DC 파워 서플라이인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    그라운드로의 상기 제 1 및 제 2 정류된 채널들은 다이오드 박스를 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    그라운드로의 상기 제 1 및 제 2 정류된 채널들 각각은 하나 이상의 다이오드들의 스트링 (string) 을 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 AC 파워 서플라이의 상기 제 1 및 제 2 출력들은 상기 제 4 AC 파워 서플라이에 커플링된 하나 이상의 전력 케이블들 또는 하나 이상의 전극들을 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 , 제 2 및 제 3 도체들 중 적어도 하나는 금속인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 절연체는 유전체인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들은, 상기 기판이 상기 기판 코팅 시스템을 통해 이동함에 따라 상기 기판이 적어도 하나의 순간 동안 상기 챔버들 중 적어도 3 개의 챔버들 내에 있도록 사이징되는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  10. 일련의 플라즈마 디포지션 챔버들에서 플라즈마 디포지션을 통해 기판상에 디포짓된 박막들의 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템으로서,
    상기 기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성된 제 1 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성된 제 2 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 절연체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성된 제 3 플라즈마 디포지션 챔버;
    상기 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 1 파워 서플라이;
    상기 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 2 AC 파워 서플라이;
    상기 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 3 AC 파워 서플라이;
    상기 제 3 AC 파워 서플라이의 제 1 출력과 그라운드 사이에 커플링된 그라운드로의 제 1 정류된 채널; 및
    상기 제 3 AC 파워 서플라이의 제 2 출력과 그라운드 사이에 커플링된 그라운드로의 제 2 정류된 채널을 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버들 사이에 배열된 제 4 플라즈마 디포지션 챔버로서, 상기 제 4 플라즈마 디포지션 챔버는 상기 절연체 및 상기 제 2 도체 사이에서 상기 기판상으로 제 3 도체를 디포짓하도록 구성된, 상기 제 4 플라즈마 디포지션 챔버; 및
    상기 제 4 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 4 DC 파워 서플라이를 더 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2, 제 3, 및 제 4 플라즈마 디포지션 챔버들은, 상기 기판이 상기 기판 코팅 시스템을 통해 이동함에 따라 상기 기판이 적어도 하나의 순간 동안 상기 챔버들 중 적어도 2 개의 챔버들 내에 있도록 사이징되는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 AC 파워 서플라이는 바이폴라 DC 파워 서플라이인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    그라운드로의 상기 제 1 및 제 2 정류된 채널들은 다이오드 박스를 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    그라운드로의 상기 제 1 및 제 2 정류된 채널들 각각은 하나 이상의 다이오드들의 스트링 (string) 을 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 AC 파워 서플라이의 상기 제 1 및 제 2 출력들은 상기 제 3 AC 파워 서플라이에 커플링된 하나 이상의 전력 케이블들 또는 하나 이상의 전극들을 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버들 전체에 걸쳐 배열되고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 플라즈마 디포지션 챔버들 중 적어도 2 개가 상기 기판상에 상기 제 1 도체, 상기 절연체, 및 상기 제 2 도체의 각각의 것들을 동시에 디포짓하는 동안 상기 기판 코팅 시스템을 통해 상기 기판을 이동시키도록 구성된 기판 지지체를 더 포함하는, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은 유리인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 , 제 2 및 제 3 도체들 중 적어도 하나는 금속인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 절연체는 유전체인, 크레이징을 감소시키는 기판 코팅 시스템.
  21. 기판 코팅 시스템에서 박막들의 크레이징을 감소시키는 방법으로서,
    기판상으로 제 1 도체를 디포짓하도록 구성된 제 1 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계;
    상기 제 1 도체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 절연체를 디포짓하도록 구성된 제 2 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계;
    상기 절연체 위 하나 이상의 층들에서 상기 기판상으로 제 2 도체를 디포짓하도록 구성된 제 3 플라즈마 디포지션 챔버를 제공하는 단계;
    상기 제 1 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 1 파워 서플라이를 제공하는 단계;
    상기 제 2 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 2 AC 파워 서플라이를 제공하는 단계;
    상기 제 3 플라즈마 디포지션 챔버에 커플링된 제 3 AC 파워 서플라이를 제공하는 단계;
    제 1 정류 회로를 통해 그라운드에 상기 제 3 AC 파워 서플라이의 제 1 출력을 커플링하는 단계; 및
    제 2 정류 회로를 통해 그라운드에 상기 제 3 AC 파워 서플라이의 제 2 출력을 커플링하는 단계를 포함하는, 크레이징을 감소시키는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 AC 파워 서플라이는 바이폴라 DC 파워 서플라이인, 크레이징을 감소시키는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    양자가 2 개의 상이한 재료들의 디포지션을 돕도록 구성된 상기 제 1 AC 파워 서플라이 및 제 2 AC 파워 서플라이가 상기 기판과 동시에 상호작용하고 있도록, 상기 기판 코팅 시스템을 통해 상기 기판을 전달하는 단계를 더 포함하는, 크레이징을 감소시키는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 AC 파워 서플라이들과 함께, 도체의 디포지션을 돕도록 구성된 적어도 하나의 DC 파워 서플라이가 상기 기판과 동시에 상호작용하고 있도록, 상기 기판 코팅 시스템을 통해 상기 기판을 전달하는 단계를 더 포함하는, 크레이징을 감소시키는 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 정류 회로는 다이오드인, 크레이징을 감소시키는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 정류 회로는 직렬 연결된 다이오드들의 스트링인, 크레이징을 감소시키는 방법.


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