NL1024101C2 - Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat. - Google Patents

Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat. Download PDF

Info

Publication number
NL1024101C2
NL1024101C2 NL1024101A NL1024101A NL1024101C2 NL 1024101 C2 NL1024101 C2 NL 1024101C2 NL 1024101 A NL1024101 A NL 1024101A NL 1024101 A NL1024101 A NL 1024101A NL 1024101 C2 NL1024101 C2 NL 1024101C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sources
substrate
coating
layer thickness
plasma
Prior art date
Application number
NL1024101A
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Cornelis Maria Bosch
Franciscus Cornelius Dings
Martin Dinant Blijker
Original Assignee
Otb Group Bv
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 Otb Group Bv filed Critical Otb Group Bv
Priority to NL1024101A priority Critical patent/NL1024101C2/nl
Priority to TW093124091A priority patent/TWI364464B/zh
Priority to CN200480023150A priority patent/CN100587109C/zh
Priority to KR1020067002881A priority patent/KR20060113885A/ko
Priority to EP04774873A priority patent/EP1664377B1/en
Priority to US10/566,153 priority patent/US20070269612A1/en
Priority to PCT/NL2004/000566 priority patent/WO2005017228A1/en
Priority to AT04774873T priority patent/ATE533872T1/de
Priority to JP2006523147A priority patent/JP4795236B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of NL1024101C2 publication Critical patent/NL1024101C2/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/50Chemical 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
    • C23C16/513Chemical 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 plasma jets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134Plasma spraying

Description

Titel: Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat.
Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het met behulp van een aantal expanding thermal plasmabronnen aanbrengen van 5 een coating op een substraat met een aanzienlijk oppervlak. Daarbij is het oppervlak van het substraat zodanig groot dat dit niet met een enkele bron kan worden beslaan. Uit de stand der techniek zijn diverse voorstellen bekend om substraten met een groot oppervlak met behulp van ETP-bronnen te coaten. Daartoe zij bijvoorbeeld gewezen op EP-A-0 297 637 10 waarin duidelijk is aangegeven dat meerdere bronnen in één proceskamer kunnen zijn opgesteld. Tevens zij gewezen op DE·196 10 015 Al waarin het gebruik van meerdere ETP-bronnen in een enkele procesruimte voor het bedekken van een zich voortbewegende substraatbaan is geopenbaard. Ook US-6 397 776 BI beschrijft een inrichting voor het deponeren van een 15 coating op een groot oppervlak met behulp van meerdere ETP-bronnen.
In geen van deze publicaties is echter aangegeven op welke wijze een uniforme laagdikte van de coating over een relevant deel van het substraat kan worden verkregen. Zo negeert US-6,397,776 BI het feit dat de plasmapluimen van de ETP-bronnen met elkaar zullen interfereren en 20 elkaar wegdrukken. Als gevolg van dit verschijnsel blijken er interferentieachtige depositiepatronen tussen de bronnen te ontstaan, zodat de laagdikte aldaar niet uniform is. De in de betreffende publicatie opgenomen tabellen van tests laten aanzienlijke laagdikte verschillen zien.
Zoals duidelijk blijkt uit figuur 1 van DE-196 10 015 Al is de 25 afstand tussen de op een lijn opgestelde bronnen aldaar zodanig dat de daarmee verkregen coatsporen elkaar niet raken. Daaruit kan worden afgeleid dat de plasmapluimen in die opstelling niet met elkaar intefereren.
1024101
I 2 I
I Een probleem is echter om te bewerkstelligen dat de nog niet met coating I
I bedekte delen van het voorbijbewegende substraat met een tweede rij I
I bronnen geheel en uniform wordt bedekt met een coating. Het is op de wijze I
I zoals aangegeven in figuur 1, waarbij sommige delen van het substraat na I
I 5 het passeren van de eerste rij bronnen nog geheel onbedekt is onmogelijk I
I om een uniforme laagdikte te verkrijgen. I
I Ook temperatuurverschillen over het oppervlak van het substraat I
I kunnen tot verschillen in laagdikte leiden van de opgebrachte coating I
I De uitvinding beoogt een werkwijze en een inrichting met behulp I
I 10 waarvan een dergelijk uniforme laagdikte wel wordt verkregen. I
I Hiertoe verschaft de uitvinding een werkwijze voor het aanbrengen I
I van een coating op een substraat, waarbij tegenover het substraat ten I
I minste twee expanding thermal plasma (ETP) bronnen zijn opgesteld die I
I het substraat voorzien van een coating, waarbij het substraat zich bevindt I
I 15 in een procesruimte waarin de druk lager is dan de in de ETP-bronnen I
I heersende druk van een draaggas dat via de bronnen in de procesruimte I
I wordt gebracht en dat het expanderende plasma vormt, waarbij de door elke I
I bron aangebrachte coating een laagdikte heeft volgens een zeker I
I depositieprofiel, bijvoorbeeld een Gaussisch depositieprofiel, en waarbij I
I 20 verschillende procesparameters zodanig worden gekozen dat na afloop van I
I het coatprocee de optelling van de depositieprofielen resulteert in een in I
I hoofdzaak uniforme laagdikte van de coating op een relevant deel van het I
I substraat. I
I De uitvinding verschaft tevens een inrichting voor het uitvoeren I
I 25 van de werkwijze volgens de uitvinding, welke inrichting is voorzien van een I
I proceskamer die een procesruimte omsluit, pompmiddelen voor het creëren I
I van een onderdruk in de procesruimte, ten minste twee expanding thermal I
I plasma (ETP) bronnen waardoorheen een dragergas onder een hogere druk I
I dan de in de procesruimte heersende druk wordt aangevoerd aan de I
I 30 procesruimte onder vorming van een expanderend plasma, alsmede een I
I 1 0241 01 _I
3 substraathouder voor het dragen van ten minste één substraat, waarbij de door elke bron aangebrachte coating een laagdikte heeft volgens een zeker depositieprofiel, bijvoorbeeld een Gaussisch depositieprofiel, en waarbij verschillende procesparameters zodanig instelbaar zijn dat na afloop van 5 het coatproces de optelling van de depositieprofielen resulteert in een in hoofdzaak uniforme laagdikte van de coating op een relevant deel van het ten minste ene substraat.
Het depositieprofiel - bij een bron met een cirkelvormige uitetroomopening zal het depositieprofiel in het algemeen een 10 cirkelsymmetrisch Gaussisch depositieprofiel zijn - geeft degene die de werkwijze dient in te stellen informatie omtrent de laagdikte-opbouw van een enkele bron. Dergelijke depositieprofielen zijn afhankelijk van diverse procesparameters zoals bijvoorbeeld de druk van het draaggae in de hron, de in de proceskamer heersende druk, de in de bron heersende boogstroom, de 15 uitvoering van de bron zelf, de afstand van de bron tot het substraat en dergelijke grootheden. Voor een enkelvoudige bron kunnen de diverse depositieprofielen voor verschillende procesparameters worden bepaald. Wanneer met meer dan één bron wordt gewerkt, zal een in hoofdzaak uniforme laagdikte worden verkregen wanneer de optelling van de 20 verschillende depositieprofielen na het depositieproces op het substraat tot een vlak profiel over het relevante deel van het oppervlak van het substraat heeft geleid. Zoals hierboven aangegeven kunnen temperatuurverschillen van het substraat zelf ook leiden tot verschillen in laagdikte van de coating. Ook andere procesomstandigheden kunnen leiden tot theoretisch moeilijk 25 voorspelbare laagdikteverschillen. Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kunnen deze niet goed voorspelbare laagdikteverschillen over het oppervlak van het substraat van de na het coatingproces verkregen laag worden gemeten, waarbij vervolgens de procesparameters worden bijgesteld voor het verminderen van de waargenomen diktevariaties.
1024101
I 4 I
I Daarbij kan volgens een nadere uitwerking van de uitvinding de I
I meting van de laagdikte in-line automatisch plaatsvinden en het bijstellen I
I van de procesparameters ook automatisch plaatsvinden. Echter ook een off- I
I line meting door een operator en het handmatig bijstellen van de I
I δ procesparameters door die operator valt binnen het raam van de I
I onderhavige uitvinding. I
I Daarbij is het volgens een nadere uitvinding van bijzonder voordeel I
I wanneer een van de te kiezen procesparameters de afstand tussen I
I tegelijkertijd plasmapluimen producerende bronnen is, waarbij deze afstand I
10 zodanig wordt gekozen of ingesteld dat de expanderende plasma's elkaar in I
I hoofdzaak niet beïnvloeden in die zin dat de vorm van de plasmapluimen in I
I hoofdzaak overeenstemt met de vorm van een enkelvoudige plasmapluim in I
I een overeenkomstige proceskamer met overigens overeenkomstige I
procesomstandigheden. Het feit dat de afstand van de tegelijkertijd I
I 15 ingeschakelde ETP-bronnen zodanig groot is dat de expanderende plasma's I
I elkaar niet beïnvloeden heeft tot gevolg dat de hierboven beschreven I
I interferentie-achtige depositiepatronen als gevolg van interactie tussen te I
dicht bq elkaar opgestelde bronnen zich niet voordoet. De depositieprofielen I
I blijven aldus van elkaar gescheiden, zodat de theoretische optelling die I
I 20 wordt gemaakt voor het verkrijgen van een uniform of vlak depositieprofiel I
I in de praktijk ook daadwerkelijk leidt tot een uniforme laagdikte. I
I Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kunnen bij een I
I stilstaand substraat de meest naburige bronnen om en om worden I
I ingeschakeld. De bronnen kunnen dan wel dicht bij elkaar zijn opgesteld, I
I 25 echter verhinderd wordt dat de meest naburige bronnen tegelijk zijn I
I ingeschakeld, zodat aldus wordt bewerkstelligd dat de plasmapluimen van I
I de meest naburige bronnen elkaar niet kunnen beïnvloeden omdat deze I
I nooit tegelijkertijd aanwezig zijn. Vanzelfsprekend zal bij een dergelijke I
I batchproductie eerst coating ontstaan waarin bergen en kuilen aanwezig I
I 30 zijn. Wanneer vervolgens de naburige bronnen die eerst uitgeschakeld I
I 10241 01 I
5 waren, worden ingeschakeld en de eerst ingeschakelde bronnen worden uitgeschakeld, zullen de kuilen in de coating geleidelijk worden op gevuld en kan aldus een in hoofdzaak uniforme laagdikte worden verkregen zonder dat daarin interferentie-achtige verschijnselen optreden.
5 Volgens een alternatieve nadere uitwerking van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het substraat ten opzichte van de bronnen voortbewogen in een transportrichting, waarbij alle bronnen tegelijkertijd zijn ingeschakeld en waarbij de onderlinge afstand tussen naburige bronnen zodanig wordt gekozen dat de expanderende plasma's elkaar in hoofdzaak 10 niet beïnvloeden in die zin dat de vorm van de plasmapluimen in hoofdzaak overeenstemt met de vorm van een enkelvoudige plaemapluim in een overeenkomstige proceskamer, waarbij ten minste één van de bronnen gezien in de transportrichting achter of voor de overige bronnen is opgesteld en waarbij de posities van de bronnen in een richting dwars op de 15 transportrichting zodanig is dat de naburige projecties van drie bronnen op een denkbeeldige lijn die zich dwars op de transportrichting uitstrekt zodanig zijn dat de projectiepositie van één der drie bronnen midden tussen de projectieposities van de overige twee bronnen is gelegen.
Een praktische uitvoering waarbij een minimaal beslag van ruimte 20 in lengterichting nodig is, wordt volgens een nadere uitwerking verkregen met een werkwijze waarbij drie bronnen zijn voorzien die zijn gelegen op de hoekpunten van een denkbeeldige driehoek, waarbij twee hoekpunten zijn gelegen op een denkbeeldige lijn die zich dwars over de transportrichting uitstrekt en waarbij het derde hoekpunt op gelijke afstand van de twee 25 overige hoekpunten ligt.
Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kan de inrichting worden gekenmerkt doordat de bronnen verschuifbaar zijn gemonteerd ten opzichte van de proceskamer in een richting dwars op de transportrichting.
Met een dergelijke inrichting kan de uniforme laagdikte eenvoudig door het 30 nemen van een aantal proeven worden verkregen, waarbij, wanneer zich 1 0241 01_ _ ___
I 6 I
I een variatie in de laagdikte gezien dwars op de transportrichting van het I
I substraat voordoet, de afstand tussen de bronnen kan worden vergroot of I
I verkleind. Zoals hiervoor reeds aangeduid, kunnen de proeven ook in-line I
I automatisch worden uitgevoerd en kan het bijstellen van de afstand tussen I
I 5 de bronnen ook automatisch worden uitgevoerd naar aanleiding van de in· I
I line uitgevoerde laagdiktemetingen. I
I Eventueel kan de inrichting worden gekenmerkt doordat bronnen I
I kantelbaar zijn gemonteerd op de proceskamer, zodanig dat de I
I uitstroomhoek van de diverse plasmapluimen ten opzichte van het substraat I
I 10 kan worden gevarieerd. I
I Volgens een nadere uitwerking is de inrichting verder voorzien van I
I een besturing voor het, bij voorkeur onafhankelijk van elkaar, variëren van I
I de boogstroom, de druk van het draaggas in de diverse ETP-bronnen, en/of I
I de druk in de proceskamer. De uitvinding zal nader worden toe gelicht aan I
I 16 de hand van een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting onder verwijzing I
I naar de tekeningen. I
I Figuur 1 toont een perspectief-aanzicht van een samenstel voor het I
I behandelen van substraten; I
I figuur 2 toont de depositieprofielen van een drietal in een driehoek I
I 20 configuratie opgestelde bronnen; I
I figuur 3 toont een bovenaanzicht van een drietal verschuifbaar I
I opgestelde bronnen; I
I figuur 4 toont een schematisch bovenaanzicht van een drietal, in I
I een driehoekconfiguratie opgestelde bronnen; I
I 25 figuur 5 toont een schematisch bovenaanzicht van een drietal, in I
I een lijnconfiguratie opgestelde bronnen; en I
I figuur 6 toont een schematisch bovenaanzicht van een aantal om I
I en om inschakelbare bronnen. I
I Figuur 1 toont een perspectief aanzicht van een samenstel voor het I
I 30 behandelen van substraten, welk samenstel is beschreven in de Europese I
I 1024101 1_ | 7 octrooiaanvrage 03 076554.9 waarvan de inhoud hier als ingelast dient te worden beschouwd. Het weergegeven samenstel is voorzien van een aantal proceskamers 40, 41, 42 en van een zich in een transportbehuizing uitstrekkend transportsysteem dat is voorzien van over rails verrijdbare 5 dragers met behulp waarvan een substraat dat een coatingbehandelmg dient te ondergaan langs de proceskamers 40, 41, 42 kan worden bewogen. Zoals in genoemde Europese aanvrage beschreven, kan zich in de proceskamers een PECVD-proces voltrekken, waarbij gebruik wordt gemaakt van bijvoorbeeld expanding thermal plasmabronnen. In 10 tegenstelling tot in de genoemde Europese aanvrage, toont figuur 1 van de onderhavige aanvrage dat elke proceskamer is voorzien van drie PECVD-bronnen, meer in het bijzonder ETP-bronnen.
Teneinde een goede uniforme laagdikte op het zich voorbijbewegende substraat te verkrijgen, is het van belang dat de 15 verschillende procesparameters in een proceskamer zodanig worden gekozen dat na afloop van het coatproces de optelling van de depositieprofielen resulteert in een in hoofdzaak uniforme laagdikte van de coating op een relevant deel van het substraat. Daarbij is één van de procesparameters de afstand tussen de tegelijkertijd plasmapluimen 20 producerende ETP-bronnen, waarbij deze afstand zodanig wordt gekozen en/of wordt ingesteld dat de expanderende plasma's elkaar in hoofdzaak niet beïnvloeden in die zin dat de vorm van de plasmapluimen in hoofdzaak overeenstemt met de vorm van een enkelvoudige plasmapluim in een overeenkomstige proceskamer met overigens overeenkomstige 25 procesomstandigheden.
Figuur 2 toont de vorm van een depositieprofiel van een drietal bronnen. De bronnen hebben een cirkelvormige plasma-uitstroomopening, zodat het resulterende depositieprofiel op een zich voorbijbewegend substraat een Gaussisch profiel is. Duidelijk zichtbaar ie dat bij een juiste 30 positionering van de bronnen en bij een juiste vorm van het depositieprofiel 1 0241 01 I 8 I een resulterend depositieprofiel kan worden verkregen dat tot een uniforme I laagdikte leidt op een relevant deel van het substraat. Daarbij kan de I breedte van het depositieprofiel bijvoorbeeld worden beïnvloed door de in de I betreffende bron gehanteerde boogstroom. Verder kan de vorm van het I 5 depositieprofiel worden beïnvloed door de druk van het draaggas in de bron en de in de proceskamer heersende druk. Bij voorkeur is de druk van het draaggas in de bron per bron regelbaar en wel onafhankelijk van elkaar.
Alhoewel enige overlap tussen de depositieprofielen van bron BI en B2 I aanwezig is, is deze overlap zo gering dat de plasmapluimen van de bronnen 10 BI en B2 elkaar niet wegdrukken of zodanig beïnvloeden dat zich I interferentie-achtige patronen in de laagdikteopbouw voordoen. De geringe I overlap tussen de depositieprofielen van bronnen BI en B2 draagt juist bij aan de uniformiteit van de resulterende laagdikte, hetgeen blijkt uit de I optelling van de depositieprofielen.
15 Figuur 3 toont een bovenaanzicht van de opstelling van een drietal ETP-bronnen, althans van de bronplaten waarop deze bronnen worden gemonteerd en een zich stroomopwaarts van deze bronnen bevindend substraat en een stroomafwaarts ten opzichte van deze bronnen bevindend I substraat dat is bedekt met een coating. Verder is per bron het betreffende 20 depositieprofiel weergegeven. Duidelijke zichtbaar is dat de bronplaten in I een richting dwars op de transportrichting T verschuifbaar zijn opgesteld, zodat de afstand tussen de diverse depositieprofielen kan worden ingesteld I teneinde een uniforme laagdikte van de coating op het substraat te I verkrijgen. Eventueel kunnen de bronnen ook kantelbaar worden opgesteld.
I 25 Zoals hierboven reeds aangegeven, kan stroomafwaarts van de bronnen een meetinrichting zijn opgesteld met behulp waarvan de laagdikte van de zojuist opgebrachte coating kan worden gemeten. Afhankelijk van de I meetresultaten kunnen de posities van de bronnen en eventueel andere
I procesparameters automatisch of handmatig worden bijgesteld. Het moge I
I 30 duidelijk zijn dat bij een variant waarbij het substraat niet beweegt, de I
I I
9 meetinrichting in de proceskamer is opgesteld voor het waarnemen van de laagdikte op de verschillende delen van het substraat.
In figuren 4 en 5 is de terminologie van met name conclusies 4 en 13 nader verduidelijkt. In beide figuren is een set van drie bronnen, BI, B2, 5 B3 getoond, alsmede een substraat S dat zich in een transportrichting T onder de bronnen B1-B3 voortbeweegt. In bet uitvoeringsvoorbeeld van figuur 4 zijn de bronnen BI, B2, B3 gelegen op de hoekpunten van een denkbeeldige driehoek: Twee hoekp unten zijn gele gen op een denkbeeldige lijn M die zich dwars op de transportrichting T uitstrekt. Het derde 10 hoekpunt waarop bron B3 ligt bevindt zich op gelijke afstand A2, A3 van de overige twee hoekpunten. Voor zowel figuur 4 als figuur 5 geldt dat één van de twee bronnen - in figuur 4 bron B3 en in figuur 5 bron B2 - achter de overige bronnen is op gesteld. De posities van de bronnen BI, B2, B3 in een richting dwars op de transportrichting is zodanig dat de naburige projecties 15 PI, P3, P2 van de drie bronnen op een denkbeeldige lijn L die zich dwars op de transportrichting T uitstrekt zodanig zijn dat de projectiepositie van één der drie bronnen P3 midden tussen de projectieposities PI, P2 van de overige twee bronnen is gelegen. Het voordeel van het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 4 ten opzichte van dat van figuur 5 is dat de benodigde 20 transportlengte D om de betreffende coating aan te brengen minimaal is.
Figuur 6 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een opstelling van een aantal bronnen 1 - 41, welke bronnen zijn gelegen op de hoekpunten van een denkbeeldig rooster. De betreffende opstelling is met name bestemd voor het coaten van een stilstaand substraat dat zich tegenover de bronnen 25 bevindt. Wanneer alle bronnen tegelijkertijd zouden worden ingeschakeld, zouden de plasmapluimen daarvan elkaar beïnvloeden, hetgeen leidt tot interferentie-achtige patronen in de laagdikte van de coating. Door nu eerst de met even cijfers aangeduide bronnen in te schakelen en vervolgens deze uit te schakelen waarna de bronnen met de oneven cijfers worden 30 ingeschakeld, wordt bewerkstelligd dat eerst een coating wordt gevormd 1 0241 01
10 I
met bergen en dalen, waarbij in de tweede depositiestap de dalen geleidelijk I
worden gevuld, zodat het eindresultaat een coating is met een in hoofdzaak I
uniforme laagdikte. De naburige bronnen worden met andere woorden om I
en om ingeschakeld, waarbij deze terminologie tevens de variant omvat dat I
5 slechts twee stappen worden doorlopen namelijk eerst bet inschakelen van I
de oneven (voor de duidelijkheid als vierkantjes weergegeven) bronnen en I
het in een tweede stap inschakelen van de even (voor de duidelijkheid I
weergegeven als rondjes) bronnen, in welke tweede stap de oneven bronnen I
zijn uitgeschakeld. I
10 Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot de beschreven I
uitvoeringsvoorbeelden maar dat diverse wijzigingen binnen het raam van I
de uitvinding mogelijk zijn. I
1024101 I

Claims (22)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een coating op een substraat, waarbij tegenover het substraat ten minste twee expanding thermal plasma (ETP) bronnen zijn opgesteld die het substraat voorzien van een coating, waarbij het substraat zich bevindt in een procesruimte waarin de druk lager 5 is dan de in de ETP-bronnen heersende druk van een draaggas dat via de bronnen in de procesruimte wordt gebracht en dat het expanderende plasma vormt, waarbij de door elke bron aangebrachte coating een laagdikte heeft volgens een zeker depositieprofiel, bijvoorbeeld een Gauseisch depositieprofiel, en waarbij verschillende procesparameters zodanig worden 10 gekozen dat na afloop van het coatproces de optelling van de depositieprofielen resulteert in een in hoofdzaak uniforme laagdikte van de coating op een relevant deel van het substraat.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij diktevaxiaties over het oppervlak van het substraat van de na het coatingproces verkregen laag 15 worden gemeten, waarbij vervolgens de procesparameters worden bijgesteld voor het verminderen van de waargenomen diktevariaties.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij één van de te kiezen procesparameters de afstand tussen tegelijkertijd plasmapluimen producerende bronnen is, waarbij deze afstand zodanig wordt gekozen en/of 20 wordt ingesteld dat de expanderende plasma's elkaar in hoofdzaak niet beïnvloeden in die zin dat de vorm van de plasmapluimen in hoofdzaak overeenstemt met de vorm van een enkelvoudige plasmapluim in een overeenkomstige proceskamer met overigens overeenkomstige procesomstandigheden.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij het substraat ten opzichte van de bronnen stilstaat en waarbij de meest naburige bronnen om en om worden ingeschakeld. 1024101 I 12 I
5. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij het substraat ten opzichte I I van de bronnen wordt voortbewogen in een transportrichting, waarbij alle I I bronnen tegelijkertijd zijn ingeechakeld en waarbij de onderlinge afstand I I tussen naburige bronnen zodanig wordt gekozen dat de expanderende I I 5 plasma's elkaar in hoofdzaak niet beïnvloeden in die zin‘dat de vorm van de I I plasmapluimen in hoofdzaak overeenstemt met de vorm van een I I enkelvoudige plasmapluim in een overeenkomstige proceskamer, waarbij I I ten minste één van de bronnen gezien in de transportrichting achter of voor I I de overige bronnen is opgesteld en waarbij de posities van de bronnen in een I I 10 richting dwars op de transportrichting zodanig is dat de naburige projecties I I van drie bronnen op een denkbeeldige lijn die zich dwars op de I I transportrichting uitstrekt zodanig zijn dat de projectiepositie van één der I I drie bronnen midden tussen de projectieposities van de overige twee I I bronnen is gelegen. I I 15
6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij drie bronnen zijn voorzien I I die zijn gelegen op de hoekpunten van een denkbeeldige driehoek, waarbij I I twee hoekpunten zijn gelegen op een denkbeeldige lijn die zich dwars op de I I transportrichting uitstrekt en waarbij het derde hoekpunt op gelijke afstand I I van de overige twee hoekpunten ligt. I I 20
7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij één van I I de te kiezen, en afhankelijk van de overige procesparameters te variëren I I procesparameters voor het beïnvloeden van de resulterende laagdikte- I I uniformiteit de boogstroom van de diverse ETP-bronnen is. I
8. Werkwijze volgens conclusies 6 en 7, waarbij de boogstroom van de I I 25 bron die op het derde hoekpunt is gelegen lager is gekozen dan de I I boogstroom van de overige twee bronnen. I
9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij één van I I de te kiezen, en afhankelijk van de overige procesparameters te variëren I I procesparameters voor het beïnvloeden van de resulterende laagdikte- I I 30 uniformiteit de druk van het draaggas in de bron ie. I I 10241 01 _I
10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij één van de te kiezen, en afhankelijk van de overige procesparameters te variëren procesparameters voor het beïnvloeden van de resulterende laagdikte-uniformiteit de onderlinge positionering van de bronnen is.
11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij één van de te kiezen, en afhankelijk van de overige procesparameters te variëren procesparameters voor het beïnvloeden van de resulterende laagdikte-uniformiteit dë mtstroomhoek van de plasmapluimen ten opzichte van het substraat is.
12. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies ter vorming van een coating op een substraat, welke inrichting is voorzien van een proceskamer die een procesruimte omsluit, pompmiddelen voor het creëren van een onderdruk in de procesruimte, ten minste twee expanding thermal plasma (ETP) bronnen waardoorheen een 15 dragergas onder een hogere druk dan in de procesruimte heersende druk wordt aangevoerd aan de procesruimte onder vorming van een expanderend plasma, alsmede een substraathouder voor het dragen van ten minste één substraat, waarbij de door elke bron aangebrachte coating een laagdikte heeft volgens een zekere depositieprofiel, bijvoorbeeld een Gauesisch 20 depositieprofiel, en waarbij verschillende procesparameters zodanig instelbaar zijn dat na afloop van het coatproces de optelling van de depositieprofielen resulteert in een in hoofdzaak uniforme laagdikte van de coating op een relevant deel van het ten minste ene substraat.
13. Inrichting volgens conclusie 12, waarbij de inrichting is voorzien 25 van een meetinrichting voor het meten van de laagdiktevariaties over het oppervlak van het substraat, waarbij de inrichting ie voorzien van een besturing voor automatisch instellen van althans een aantal van de in te stellen procesparameters afhankelijk van de door de meetinrichting gemeten laagdiktevariaties. 10241 01 I 14 I
14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, waarbij één van de te kiezen I procesparameters de afstand tussen tegelijkertijd plasmapluimen I I producerende bronnen is, waarbij deze afstand zodanig is gekozen en/of I I instelbaar is dat de expanderende plasma's elkaar in hoofdzaak niet I I 5 beïnvloeden in die zin dat de vorm van de plasmapluimen in hoofdzaak I I overeenstemt met de vorm van een enkelvoudige plasmapluim in een I overeenkomstige proceskamer met overigens overeenkomstige I I procesomstandigheden. I
15. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij het substraat ten opzichte I I 10 van de bronnen stilstaat en waarbij de meest naburige bronnen om en om I I inschakelbaar zijn. I
16. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij het substraat of de I I substraathouder ten opzichte van de bronnen beweegbaar is opgesteld in I I een transportrichting, waarbij alle bronnen tegelijkertijd zijn ingeechakeld I I 15 en waarbij de onderlinge afstand tussen naburige bronnen zodanig wordt I I gekozen dat de expanderende plasma's elkaar in hoofdzaak niet beïnvloeden I I in die zin dat de vorm van de plasmapluimen in hoofdzaak overeenstemt I I met de vorm van een enkelvoudige plasmapluim in een overeenkomstige I I proceskamer, waarbij ten minste één van de bronnen gezien in de I I 20 transportrichting achter of voor de overige bronnen is opgesteld en waarbij I I de posities van de bronnen in een richting dwars op de transportrichting I I zodanig is dat de naburige projecties van drie bronnen op een denkbeeldige I I lijn die zich dwars op de transportrichting uitstrekt zodanig zijn dat de I I projectiepositie van één der drie bronnen midden tussen de projectieposities I I 25 van de overige twee bronnen is gelegen. I
17. Inrichting volgens conclusie 16, waarbij drie bronnen zijn voorzien I I die zijn gelegen op de hoekpunten van een denkbeeldige driehoek, waarbij I I twee hoekpunten zijn gelegen op een denkbeeldige lijn die zich dwars op de I I transportrichting uitstrekt en waarbij het derde hoekpunt op gelijke afstand I I 30 van de overige twee hoekpunten ligt. I I 10241 01 4
18. Inrichting volgens conclusie 17, waarbij de bronnen verschuifbaar zijn ten opzichte van de proceskaxner.
19. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij voor de variant waarbij het substraat in een transportrichting (T) ten opzichte van de bronnen 5 voortbeweegt, de bronnen verschuifbaar zijn in een richting dwars op de transportrichting.
20. Inrichting volgens één der conclusies 12-19, waarbij de bronnen kantelbaar zijn gemonteerd op de proceskainer, zodanig dat de hoek van de plasmapluimen ten opzichte van het substraat variabel is.
21. Inrichting volgens één der conclusies 12-20, voorzien van een besturing die is ingericht voor het, bij voorkeur onafhankelijk van elkaar, variëren van de boogstroom van de diverse ETP-bronnen.
22. Inrichting volgens één der conclusies 12-21, voorzien van een besturing die is ingericht voor het, bij voorkeur onafhankelijk van elkaar, 15 variëren van de druk van het draaggas in de diverse ETP-bronnen. 10241 01
NL1024101A 2003-08-13 2003-08-13 Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat. NL1024101C2 (nl)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024101A NL1024101C2 (nl) 2003-08-13 2003-08-13 Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat.
TW093124091A TWI364464B (en) 2003-08-13 2004-08-11 Method and an apparatus for applying a coating on a substrate
CN200480023150A CN100587109C (zh) 2003-08-13 2004-08-12 在基质上涂敷涂层的方法和装置
KR1020067002881A KR20060113885A (ko) 2003-08-13 2004-08-12 기판에 코팅재를 도포하는 방법 및 장치
EP04774873A EP1664377B1 (en) 2003-08-13 2004-08-12 Method and an apparatus for applying a coating on a substrate
US10/566,153 US20070269612A1 (en) 2003-08-13 2004-08-12 Method and an Apparatus for Applying a Coating on a Substrate
PCT/NL2004/000566 WO2005017228A1 (en) 2003-08-13 2004-08-12 Method and an apparatus for applying a coating on a substrate
AT04774873T ATE533872T1 (de) 2003-08-13 2004-08-12 Verfahren und vorrichtung zum aufbringen eines überzugs auf ein substrat
JP2006523147A JP4795236B2 (ja) 2003-08-13 2004-08-12 基板を被覆するための方法および装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024101 2003-08-13
NL1024101A NL1024101C2 (nl) 2003-08-13 2003-08-13 Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1024101C2 true NL1024101C2 (nl) 2005-02-15

Family

ID=34192299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1024101A NL1024101C2 (nl) 2003-08-13 2003-08-13 Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20070269612A1 (nl)
EP (1) EP1664377B1 (nl)
JP (1) JP4795236B2 (nl)
KR (1) KR20060113885A (nl)
CN (1) CN100587109C (nl)
AT (1) ATE533872T1 (nl)
NL (1) NL1024101C2 (nl)
TW (1) TWI364464B (nl)
WO (1) WO2005017228A1 (nl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2003514C2 (en) * 2009-09-18 2011-03-21 Otb Solar Bv Thin film deposition apparatus and method for the same.
US9840778B2 (en) 2012-06-01 2017-12-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Plasma chamber having an upper electrode having controllable valves and a method of using the same
US9643877B2 (en) * 2013-12-23 2017-05-09 MHI Health Devices, LLC. Thermal plasma treatment method
US9480140B2 (en) * 2014-11-21 2016-10-25 Applied Materials, Inc. Material modification by neutral beam source with selected collision angle
US10550469B2 (en) * 2015-09-04 2020-02-04 Lam Research Corporation Plasma excitation for spatial atomic layer deposition (ALD) reactors

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5356673A (en) * 1991-03-18 1994-10-18 Jet Process Corporation Evaporation system and method for gas jet deposition of thin film materials
DE19610015A1 (de) * 1996-03-14 1997-09-18 Hoechst Ag Thermisches Auftragsverfahren für dünne keramische Schichten und Vorrichtung zum Auftragen
US5853484A (en) * 1995-10-28 1998-12-29 Lg Semicon Co., Ltd. Gas distribution system and method for chemical vapor deposition apparatus
EP0985742A2 (en) * 1998-09-09 2000-03-15 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Plasma jet chemical vapor deposition system having a plurality of distribution heads
US6293222B1 (en) * 1996-10-30 2001-09-25 Schott Glaswerke Remote-plasma-CVD method for coating or for treating large-surface substrates and apparatus for performing same
US6397776B1 (en) * 2001-06-11 2002-06-04 General Electric Company Apparatus for large area chemical vapor deposition using multiple expanding thermal plasma generators
US20030097988A1 (en) * 2001-11-27 2003-05-29 General Electric Company Apparatus and method for depositing large area coatings on non-planar surfaces

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11505292A (ja) * 1995-03-17 1999-05-18 ヘキスト・アクチェンゲゼルシャフト セラミックの薄層を溶着させる熱溶着法および関連装置
US6140773A (en) * 1996-09-10 2000-10-31 The Regents Of The University Of California Automated control of linear constricted plasma source array
DE10202311B4 (de) * 2002-01-23 2007-01-04 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zur Plasmabehandlung von dielektrischen Körpern

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5356673A (en) * 1991-03-18 1994-10-18 Jet Process Corporation Evaporation system and method for gas jet deposition of thin film materials
US5853484A (en) * 1995-10-28 1998-12-29 Lg Semicon Co., Ltd. Gas distribution system and method for chemical vapor deposition apparatus
DE19610015A1 (de) * 1996-03-14 1997-09-18 Hoechst Ag Thermisches Auftragsverfahren für dünne keramische Schichten und Vorrichtung zum Auftragen
US6293222B1 (en) * 1996-10-30 2001-09-25 Schott Glaswerke Remote-plasma-CVD method for coating or for treating large-surface substrates and apparatus for performing same
EP0985742A2 (en) * 1998-09-09 2000-03-15 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Plasma jet chemical vapor deposition system having a plurality of distribution heads
US6397776B1 (en) * 2001-06-11 2002-06-04 General Electric Company Apparatus for large area chemical vapor deposition using multiple expanding thermal plasma generators
US20030097988A1 (en) * 2001-11-27 2003-05-29 General Electric Company Apparatus and method for depositing large area coatings on non-planar surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
JP4795236B2 (ja) 2011-10-19
CN100587109C (zh) 2010-02-03
JP2007502362A (ja) 2007-02-08
EP1664377A1 (en) 2006-06-07
ATE533872T1 (de) 2011-12-15
EP1664377B1 (en) 2011-11-16
TW200526807A (en) 2005-08-16
US20070269612A1 (en) 2007-11-22
KR20060113885A (ko) 2006-11-03
TWI364464B (en) 2012-05-21
CN1836060A (zh) 2006-09-20
WO2005017228A1 (en) 2005-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4137205B2 (ja) コーティングを基板上に堆積する堆積方法および堆積装置
KR100635903B1 (ko) 진공증착기
NL1024101C2 (nl) Werkwijze en een inrichting voor het aanbrengen van een coating op een substraat.
TWI468231B (zh) 用於改良基板上塗料之非正交幾何形狀塗布器
CN103890226A (zh) 可调整的遮罩
US20100116207A1 (en) Reaction chamber
US20090181186A1 (en) Plasma arc coating system
US9096929B2 (en) System and method for deposition of a material on a substrate
AU741219B2 (en) Mechanism for imparting water repellency to both sides simultaneously
KR20220010562A (ko) 플라즈마에 전력을 공급하는 전력 공급부의 출력 전력을 조정하는 방법, 플라즈마 장치 및 전력 공급부
JPH08165559A (ja) 機能性フィルムの成膜装置及び成膜方法
US20010022992A1 (en) Evaporation apparatus, particularly adapted to an evaporation plant for forming thin layers on a substrate
CN109500500B (zh) 一种渐变中性密度滤光片的制作方法
RU2026411C1 (ru) Способ нанесения покрытия заданного профиля толщины на плоскую подложку, движущуюся с постоянной скоростью
JP2001181837A (ja) 物理蒸着法による薄膜の形成方法
JP3966809B2 (ja) 処理装置および処理方法
KR20210148909A (ko) 레이저 증착 동안 기판의 응력을 제어하는 방법
CN116848287A (zh) 用于限制溅射源的涂覆区域的挡片组件和溅射装置
JP2003082462A (ja) 真空成膜装置
JPS6342370A (ja) 蒸着膜厚制御装置
JPH06338448A (ja) 硬基板塗布方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
SD Assignments of patents

Owner name: OTB SOLAR B.V.

Effective date: 20091022

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20140301