NL193664C - Elektrodebootsamenstel. - Google Patents

Description

1 123664

Elektrodebootsamenstel

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een elektrodebootsamenstel voor een chemische damp-verwerkingsinrichting voor het behandelen van werkstukken in een plasma-reactie, binnen een evacueer-5 baar omhulsel dat chemische damp en werkstukken bevat, alsmede het elektronisch samenstel, dat zich verwijderbaar binnen het omhulsel bevindt, voorzien van meerdere, elektrisch geleidende elektrodeplaat-organen, welke elektrodeplaatorganen afwisselend tussen elkaar zijn geplaatst, waarbij het elektrodebootsamenstel ten minste twee geleidende staven omvat, die door het genoemde aantal elektrodeplaatorganen lopen, welke geleidende staven elektrisch contact maken met elke andere van het genoemde aantal 10 elektrodeplaatorganen, en het elektrodebootsamenstel meerdere isolerende busmiddelen omvat, aangebracht op de genoemde geleidende staaf tussen het genoemde aantal elektrodeplaatorganen voor het dragen en op afstand houden van het genoemde aantal elektrodeplaatorganen, waarbij de genoemde geleidende staven en de genoemde isolerende busmiddelen, alle in hoofdzaak dezelfde thermische uitzettingscoëfficiënt bezitten.

15 Een dergelijk elektrodebootsamenstel is bekend uit de Nederlandse terinzagelegging 8303602. Daarin wordt een verticale constructie beschreven omvattende twee tegenover elkaar liggende elektrisch geleidende staven, die enerzijds verbonden zijn met een spanningsbron en waarop anderzijds afwisselend elektrodeplaten aangebracht zijn. Tussen deze elektrodeplaten wordt een plasma opgewekt. Tussen de elektrodeplaten kunnen werkstukken geplaatst worden ter behandeling met het plasma en dergelijke. Onder 20 ’’geleidende staaf” wordt hier verstaan zowel een staaf van elektrisch geleidend materiaal als een staaf bestaande uit een elektrisch isolerend materiaal voorzien van een elektrisch geleidende bedekking. De elektrodeplaten worden op afstand gehouden door zich om de geleidende staven uitstrekkende bussen.

Deze kunnen uit niet-geleidend materiaal, zoals aluminiumoxide, zijn vervaardigd. Gebleken is dat een dergelijke constructie onvoldoende steun aan de elektrodeplaten geeft. Tijdens processen, waarbij een 25 verhoudingsgewijs hoge temperatuur ontstaat door het proces of die bij verhoudingsgewijs hoge temperatuur uitgevoerd worden, ontstaat deformatie van de elektrodeplaten. Dit kan effect hebben op enerzijds de ondersteuning van de werkstukken en anderzijds de daarbij plaatsvindende reactie.

Het doel van de onderhavige uitvinding is dit nadeel te vermijden en in een elektrodebootsamenstel te voorzien waarmee een uniforme reactie gewaarborgd wordt.

30 Dit doel wordt bij een hierboven beschreven constructie verwezenlijkt doordat het elektrodebootsamenstel naast de geleidende staven ten minste één isolerende staaf omvat die door het genoemde aantal elektrodeplaatorganen loopt, dat op de genoemde isolerende staaf zich eveneens meerdere isolerende busmiddelen bevinden tussen het genoemde aantal elektrodeplaatorganen die bijdragen bij het dragen en op afstand houden van het genoemde aantal elektrodeplaatorganen, en dat de genoemde isolerende staaf een 35 thermische uitzettingscoëfficiënt bezit die in hoofdzaak hetzelfde is als de geleidende staven en de genoemde isolerende busmiddelen.

Met de uitvinding is het mogelijk in een inrichting te voorzien met verbeterde procesuniformiteit in een extern bekrachtigd chemisch reactieproces. Behalve deze verbeterde uniformiteit kan de etssnelheid het etsprofiel en de nauwkeurigheid daarvan verbeterd worden. Bovendien kan de afzetsnelheid verhoogd 40 worden bij verminderd piekvermogen en is het mogelijk in een chemisch reactieproces een groot aantal werkstukken met verbeterde procesuniformiteit te behandelen.

Door toepassing van een verdere isolerende staaf, die niet stroomvoerend is, kan in een verdere ondersteuning van de elektrodeplaten voorzien worden. Door bovendien verschillende onderdelen uit materiaal met dezelfde warmteuitzettingscoëfficiënt te vervaardigen, zal tijdens het onvermijdelijke optreden 45 van een verhoogde temperatuur geen deformatie van de elektrodeplaten en zal geen nadelig effect op de werkstukken optreden.

Opgemerkt wordt dat uit de Nederlandse terinzagelegging 7802646 een elektrodebootsamenstel bekend is, waarbij in de horizontale constructie geen niet-geleidende steunstaven aanwezig zijn.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding waarbij de geleidende staaf gemetalliseerd 50 aluminiumoxide omvat, bestaan de isolerende busmiddelen uit aluminiumoxide.

Volgens een verdere van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding wordt een positief en betrouwbaar elektrisch contact verwezenlijkt tussen de plaatelektrode en de staven met behulp van schroefdraad-middelen, bestaande uit schroef en moer voor het daartussen opnemen van de plaatelektroden.

Volgens een verdere van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding omvat de geleidende staaf een 55 nikkel-kobalt-ijzerlegering.

193664 2

In het onderstaande zal een voorkeursuitvoering van de uitvinding in detail beschreven worden.

Figuur 1 toont een zij-aanzicht, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede van een deel van het elektrodeboots-amensteldeelvan het elektrodebootsamenstel volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede van het elektrodebootsamensteldeel volgens de lijn 2-2 in figuur 1.

5 Figuur 3 toont een zij-aanzicht gedeeltelijk in dwarsdoorsnede van een deel van het elektrodebootsamenstel volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

In figuur 1 is een deel weergegeven van een elektrodebootsamenstel, dat gebruikt kan worden in de behandelingsinrichting, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.223.048. De inrichting die 10 beschreven wordt in het Amerikaanse octrooischrift 4.223.048 behoeft slechts één van een groot aantal te zijn van continue of gepulste hoogfrequente, met plasma werkende of andere chemische behandelings-stelsels, waarbij het elektrodebootsamenstel volgens de onderhavige uitvinding kan worden toegepast.

Het elektrodebootdeel, dat in figuur 1 is weergegeven bestaat uit meerdere tussen elkaar geplaatste elektroden 22 en 24. De elektroden 22 en 24 zijn bij voorkeur vervaardigd uit grafiet of ander geleider-15 materiaal, dat bestand is tegen het chemische milieu met hoge temperatuur. De elektroden 22 zijn elektrisch met elkaar verbonden, evenals de elektroden 24, zodat een hoogfrequent plasma kan worden teweeggebracht in de ruimte tussen elk afwisselend paar elektroden 22 en 24. Werkstukken en halfgeleiderplaatjes 44, die behandeld moeten worden, kunnen worden gemonteerd aan beide vlakken van elke elektrode 22 en 24. De werkstukken kunnen bijvoorbeeld worden gedragen door pennen 16, die wigvormig kunnen zijn en 20 bij voorkeur zijn vervaardigd van hetzelfde materiaal als de elektroden 22 en 24. Het elektrodesamenstel wordt gedragen door meerdere, langwerpige draagorganen, waaronder staven 8a, 8b en 12 en coaxiale afstandhouders 10a, 10b en 14. De uiteinden (niet weergegeven) van de langwerpige draagorganen strekken zich uit naar aansluit-eindorganen (niet weergegeven), die de mechanische ondersteuning en/of het elektrische contact verschaffen, zoals volledig wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 25 4.610.748, dat hierboven is aangehaald. De staaf 12 in figuur 1 is een isolerend draagorgaan, dat zich uitstrekt door een boring in elk van de elektroden 22 en 24. Staaf 12 bestaat bij voorkeur uit aluminiumoxide en wordt coaxiaal omgeven door meerdere isolerende bussen 14, eveneens bij voorkeur bestaande uit aluminiumoxide, die verder een draagfunctie verrichten en de gewenste afstand handhaven tussen de meerdere elektroden 22 en 24.

30 Staaf 8a bestaat uit geleidend materiaal voor het tot stand brengen van het elektrisch contact tussen elektrodeplaten 22. Staaf 8a loopt door een boring in een geleidende schroef 32, die door elektrode 22 loopt. Het positieve elektrische contact met de elektrode 22 wordt verkregen door middel van bijvoorbeeld moer 34, die samen met schroef 32 in een drukcontact met elektrodeplaat 22 voorziet. De schroeven 32 kunnen worden bevestigd aan de geleidende staaf 8a door instelschroeven 36. Isolerende bussen 10a 35 handhaven de onderlinge afstand tussen de elektroden en voorkomen ruimtelijke plasmaformatie op plaatsen buiten de gebieden tussen de werkstukken 44. Deze valse plasmaformatie kan de uniformiteit van de films die op de werkstukken 44 worden afgezet ernstig benadelen.

Eén van de belangrijkste kenmerken van de onderhavige uitvinding is, dat de geleidende staaf 8a nagenoeg dezelfde thermische uitzettingscoëfficiënt bezit als de bussen 10a en bij voorkeur hetzelfde als de 40 isolerende staaf 12 en de bus 14. Door het verschaffen van in hoofdzaak bij elkaar passende thermische uitzettingscoëfficiënten worden verschuivingen en vervormingen van elektrodeplanten 22 en 24 in hoofdzaak vermeden gedurende sterke temperatuurafwijkingen, die in damp-procesinrichtingen optreden. Van even groot belang is dat deeltjesverontreinigingen, die in de af te zetten films op de werkstukken 44 kunnen optreden, dramatisch worden gereduceerd. In de uitvoeringsvorm van figuur 1 is een voorkeursmateriaal 45 voor de elektrodestaaf 8a een fijnkorrelig zeer sterk grafietmateriaal met een thermische uitzettingscoëfficiënt van ongeveer 7,8 delen per miljoen per graad Celcius. Dit materiaal past uitstekend bij het bij voorkeur gebruikte materiaal aluminiumoxide voor staaf 12 en de busafstandhouders 10a en 14.

In figuur 2 is een dwarsdoorsnede weergegeven van het elektrodebootdeel van figuur 1. Een uitsparing in het linker benedendeel van elektrodeplaat 22 wordt gebruikt voor het opnemen van een tweede 50 geleidende staaf 8b en een niet-geleidende busafstandhouder 10b voor het door de elektrodeplaat 22 voeren zonder hiermee elektrisch contact te maken. Het zal aan de deskundige duidelijk zijn, dat een overeenkomstige inkeping gebruikt kan worden in elk van de elektrodeplaten, waarbij de elektrodeplaat 24 de uitsparing in de beneden rechterhoek bezet om contact met de afwisselende elektrodeplaten door elke elektrodestaaf 8a en 8b mogelijk te maken. Het gebruik van de elektrodestaven 8a en 8b en twee 55 isolerende staven 12 met hun bijbehorende bus-afstandhouders verschaft drie draagpunten voor elke elektrodeplaat. Bij een zeer groot aantal elektrodeplaten kunnen extra isolerende staven en afstandsbussen worden toegepast.

Claims (4)

1. Elektrodebootsamenstel voor een chemische dampverwerkingsinrichting voor het behandelen van werkstukken in een plasma-reactie, binnen een evacueerbaar omhulsel dat chemische damp en werkstukken bevat, alsmede het elektronisch samenstel, dat zich verwijderbaar binnen het omhulsel bevindt, voorzien van meerdere, elektrisch geleidende elektrodeplaatorganen, welke elektrodeplaatorganen afwisselend tussen elkaar zijn geplaatst, waarbij het elektrodebootsamenstel ten minste twee geleidende 25 staven omvat, die door het genoemde aantal elektrodeplaatorganen lopen, welke geleidende staven elektrisch contact maken met elke andere van het genoemde aantal elektrodeplaatorganen, en het elektrodebootsamenstel meerdere isolerende busmiddelen omvat, aangebracht op de genoemde geleidende staaf tussen het genoemde aantal elektrodeplaatorganen voor het dragen en op afstand houden van het genoemde aantal elektrodeplaatorganen, waarbij de genoemde geleidende staven en de genoemde 30 isolerende busmiddelen, alle in hoofdzaak dezelfde thermische uitzettingscoëfficiënt bezitten, met het kenmerk, dat het elektrodebootsamenstel naast de geleidende staven ten minste één isolerende staaf (12) omvat die door het genoemde aantal elektrodeplaatorganen (22, 24) loopt, dat op de genoemde isolerende staaf zich eveneens meerdere isolerende busmiddelen (14) bevinden tussen het genoemde aantal elektrodeplaatorganen (22, 24) die bijdragen bij het dragen en op afstand houden van het genoemde aantal 35 elektrodeplaatorganen, en dat de genoemde isolerende staaf (12) een thermische uitzettingscoëfficiënt bezit die in hoofdzaak hetzelfde is als de geleidende staven en de genoemde isolerende busmiddelen.

2. Elektrodebootsamenstel volgens conclusie 1, waarbij de isolerende busmiddelen bestaan uit aluminiumoxide, met het kenmerk, dat ten minste één van de geleidende staven bestaat uit gemetalliseerd aluminiumoxide.

3. Elektrodebootsamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat van schroefdraad voorziene, geleidende middelen op de geleidende staven aanwezig zijn, die drukcontact maken met de elektrodeplaatorganen, en op deze wijze de geleidende staven elektrisch met de elektrodeplaatorganen verbinden.

3 193654 Figuur 3 toont een deel van een elektrodeboot volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavig uitvinding. Deze uitvoeringsvorm komt in hoofdzaak overeen met die van figuur 1, met uitzondering, dat de elektrodestaaf 42, die de elektrodestaaf 8a van figuur 1 vervangt, van schroefdraad is voorzien en bestaat uit aluminiumoxide gemetalliseerd met nikkel voor de geleidbaarheid. AfstanasDus 40, 5 van niet-geleidend aluminiumoxide, scheidt afwisselende paren elektrodeplaten 22, en een nikkelen moer 34 wordt gebruikt voor het verschaffen van een positief elektrisch contact tussen elektrodestaaf 42 en elektrodeplaat 22. Ook hier wordt weer een in hoofdzaak bij elkaar passende thermische uitzettings-coëfficiënt bereikt tussen de elektrodestaaf 42 en de afstandsbus 40. In alle voorkeursuitvoeringsvormen maakt het gebruik van draagstaven, isolerende afstandsbussen en 10 van schroefdraad voorziene delen een snelle montage van de boot mogelijk en een snelle demontage voor het reinigen en vervangen van defecte elementen. Ook kan dit type samenstel worden aangepast aan elektrodeplaten van elke afmeting, zodat de meeste componenten onderling verwisselbaar zijn. Bij gebruik van het elektrische bootsamenstel volgens de onderhavige uitvinding zijn neerslaguniformiteiten bereikt beter dan 2% (over een werkstuk, van werkstuk tot werkstuk en bij alle afzonderlijke procesdoorgangen).

15 Bovendien is er nagenoeg afwezigheid van deeltjesverontreiniging.

4. Elektrodebootsamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste 45 één van de geleidende staven bestaat uit een nikkel-kobaltijzer-legering. Hierbij 1 blad tekening