WO2005106917A1 - Verfahren zur herstellung eines scheibenförmigen werkstückes auf der basis eines dielektrischen substrates sowie vakuumbehandlungsanlage hierfür - Google Patents

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WO2005106917A1
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dielectric
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process space
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Arthur Buechel
Werner Wieland
Christoph Ellert
Laurent Sansonnens
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Unaxis Balzers Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention is based on a method for producing a disk-shaped workpiece based on a dielectric substrate, which method comprises treating in a plasma process space which is formed between two opposing electrode surfaces in a vacuum recipient.
  • electrode surface a surface that is freely exposed to the plasma process space.
  • an electrical high-frequency field is generated between the electrode surfaces and thus a high-frequency plasma discharge is created in the process space charged with a reactive gas.
  • the one electrode surface consists of dielectric material and a high-frequency potential is applied to it with a varying distribution that is predetermined along the surface.
  • the distribution of the electric field in the plasma process space is set by the potential distribution on the dielectric electrode surface.
  • the reactive gas is admitted into the process space from the electrode surface opposite the substrate from an opening pattern.
  • Such significant inhomogeneities in the treatment are for some applications, in particular in the production of the liquid crystals mentioned, TFT or plasma displays, and in photovoltaics, and very particularly in the production of solar cells, intolerable.
  • the inhomogeneities mentioned are more pronounced, the closer the mentioned dimension or extension of the recipient approaches the wavelength of the electric field in the recipient. Basically, different approaches are known to solve this problem:
  • E E , E C the corresponding peripheral and central electric field.
  • a potential distribution ⁇ 2 b is created, which despite the constant distance between the two electrode surfaces 2a and 2b in the process space PR Desired local field distribution causes, as shown, for example, a stronger field E r in the edge area than in the center area E c .
  • This can, for example, as in FIG. 2 can be realized by coupling a high-frequency generator 6 via capacitive elements C R , C c differently to the dielectric plate 4 in accordance with the desired distribution.
  • the coupling capacitances C R are to be selected with larger capacitance values than the center capacitances C c .
  • a dielectric 8 is provided, which on the one hand forms the electrode surface 2b according to FIG. 2 and which, due to its locally varying thickness d with respect to a metallic coupling surface 10, also forms the locally varying capacitances C RC according to FIG.
  • the dielectric 8, as shown in FIG. 4 can be formed by solid dielectric or by an evacuated or gas-filled cavity 8a between the metallic coupling surface 10 and a dielectric plate 4 forming the electrode surface 2b. It is essential that no plasma discharge is formed in the latter cavity 8a.
  • the present invention is based on the previously known procedure according to US Pat. No. 6,228,438, which is basically explained with reference to FIGS. 2 to 4. With this procedure, the question now arises as to where to position a substrate to be treated in the process space P R on the dielectric electrode surface 2b or on the metallic electrode surface 2a.
  • the mentioned US 6 228 438 taught to deposit dielectric substrates on the electrode surface 2b or the electrode surface 2a, however (col. 5, lines 35 ff.) substrates with an electrically conductive surface on the metallic electrode surface 2a.
  • the opening pattern with the gas supply is to be provided on the side of the metallic electrode surface 2a. If the substrate is arranged on the metallic electrode surface 2a, the opening pattern for the reactive gas must be provided on the side of the dielectric electrode surface 2b. It can then, as can be seen from FIG. 4, the cavity 8a be used as a compensation chamber and the reactive gas only through the metallic coupling arrangement with a coupling surface 10 into the compensation chamber 8a and through that provided in the dielectric plate 4
  • Opening patterns can be let into the process room PR.
  • it is entirely possible to fill the cavity 8a with a dielectric solid be it with the material forming the dielectric electrical surface 2b or one or more or at least partially different ones and the opening pattern through this solid via distributed lines with the reactive gas supply.
  • the combination of the opening pattern for admitting the reactive gas into the process space and the dielectric 8 or 8a according to FIGS. 3 or 4 on a single electrode arrangement is considerably more complex than providing the opening pattern on the electrode surface 2a according to FIGS Placing the substrate to be treated on the dielectric electrode surface 2b or even forming the dielectric electrode surface 2b by a dielectric substrate itself.
  • the dielectric substrate first, ie before the treatment in the aforementioned High-frequency plasma process space, at least in sections, is coated with a layer material whose specific resistance p is: 10 ⁇ 5 ⁇ cm ⁇ p ⁇ 10 "1 ⁇ cm and what applies to the surface resistance R s of the layer: 0 ⁇ R s ⁇ 10 4 ⁇ ⁇ then the coated substrate is positioned on the metallic electrode surface and is reactively plasma-etched or coated in the plasma processing area.
  • a functional separation of gas inlet measures and field influencing measures and their assignment to the respective electrode surfaces was more desirable for construction reasons It has now been shown that the combination of precoating the dielectric substrate with the layer mentioned and the fundamentally known P Hf ECVD method is only successful if, after the coating, the substrate is deposited on the metallic electrode surface in the plasma process space and the field is influenced Measures as well as the reactive gas inlet can be realized in combination with the opening pattern mentioned on or in the region of the
  • the proposed procedure also advantageously achieves a high degree of flexibility with regard to the type of HF plasma treatment. Regardless of whether the dielectric substrate previously coated with the specified layer is etched or coated, furthermore regardless of whether it is coated dielectrically or electrically highly conductive by a P Hf ECVD process: The respective treatment process is not affected, as far as the effect of the field distribution measures in the plasma process room or the gas inlet measures are concerned.
  • the dielectric substrate is first coated with a material whose specific electrical resistance p is significantly higher than that of materials conventionally referred to as "metallic” or “electrically conductive".
  • the specific resistances of conventional conductor materials such as gold, silver, copper, aluminum are in the range from 1.7 x 10 ⁇ 6 ⁇ cm to 2.7 x 10 "6 ⁇ cm.
  • the surface resistance R s results from the quotient of the specific resistance p and the layer thickness. It has the dimension ⁇ , indexed with the sign.
  • the surface resistance R s of a layer under consideration is therefore dependent on both material and layer thickness. According to the present invention, it was recognized that the choice of method depends not only on whether the surface of a dielectric substrate is precoated with an electrically more conductive or electrically less conductive material, but also crucially on how, in the case of the materials mentioned, the surface resistance R s Layer is.
  • Reactive gas into the process space is realized in that the dielectric electrode surface is formed by a surface of a dielectric plate arrangement facing the process space, the rear side of which forms a chamber with a metallic coupling surface, the distance of the rear side from the coupling surface varying along these surfaces, and that further the reactive gas is then admitted into the process space through the opening pattern provided in the plate arrangement.
  • a high-frequency signal for the plasma excitation is applied to the coupling surface and the other electrode surface, which is electrically conductive.
  • the capacitance distribution according to FIG. 2 is realized by the varying distance between the metallic coupling surface and the rear side of the dielectric plate arrangement, and the chamber space, between this rear side and the metallic coupling electrode surface, is simultaneously used as a distribution chamber for the reactive gas exploited, which flows through the opening pattern in the dielectric plate arrangement into the process space.
  • reactive gas in the context of the present application, this also means a gas mixture with one or more reactive gases.
  • the dielectric plate arrangement mentioned forms part of the coupling capacitances C R or C c shown in FIG. 2 with its capacitance value, which is also determined by its thickness. So that in one
  • the dielectric plate arrangement are used with a predetermined, varying thickness distribution. In another embodiment, however, the dielectric plate arrangement is used with an at least approximately constant thickness. In a still further embodiment, the potential distribution on the dielectric electrode surface increasingly approaches the potential on the coupling surface from the center towards its periphery. This is achieved when the above-mentioned chamber is realized between the metallic coupling surface and the rear of the dielectric plate arrangement, e.g. achieved in that the distance in this regard is selected to be smaller in the peripheral area than in the central area and / or in that the thickness of the dielectric plate arrangement in the
  • Peripheral area is designed smaller than in the center area.
  • the capacity value is chosen to be smaller in the central area than in the peripheral area.
  • this capacitance is formed via a chamber (8a from FIG. 4)
  • this is realized, for example, by a) the metallic coupling surface being made essentially flat, the dielectric plate arrangement, essentially constant in thickness, viewed from the process space, convex; b) the dielectric plate arrangement is made flat with a substantially constant thickness, the coupling surface, viewed from the process space, is concave; c) the coupling surface is made concave, the back of the dielectric plate arrangement likewise, and, viewed from the process space, the dielectric electrode surface is concave; d) the coupling surface is made essentially flat, the dielectric plate arrangement with a flat rear side parallel to the coupling surface and with a convex electrode surface, viewed from the process space; e) the coupling surface is designed to be flat, as is the electrode surface, while the rear of the plate, viewed from the process space, is convex.
  • the coupling surface and the electrode surface can be parallel, for example, and the dielectric constant of the solid dielectric lying between them increases towards the periphery. It can be seen that there is a high degree of flexibility for optimizing the field distribution in the process space on the one hand, and the gas inlet direction distribution in the process space on the other hand. It can, although the Field distribution measures and the gas distribution measures are implemented on the same electrode arrangement, both sizes are each optimized. The procedures mentioned, for example, can be mixed and combined. For example, the
  • Coupling surface are formed essentially flat, the dielectric plate arrangement with varying thickness with a concave rear side viewed from the process space and convex electrode surface.
  • the dielectric constant of the dielectric plate arrangement or its distribution, can be used as a further design variable for the capacitance distribution explained in FIG. 2.
  • the capacitance distribution mentioned and thus the potential distribution on the dielectric electrode surface can be influenced additionally or alternatively to the distance or thickness variation.
  • the dielectric electrode surface can be chosen to be flat and parallel to the other electrode defining the process space, in order to thereby realize a plasma process space of constant depth perpendicular to the electrode surfaces.
  • This preferred embodiment results, for example, from the fact that the metallic coupling surface, viewed from the process space, is designed to be concave, the back of the plate arrangement is flat, or from the fact that the back of the dielectric plate arrangement, viewed from the process space, is designed to be convex, the coupling surface flat, or by using materials of different dielectric constants along the dielectric plate arrangement or electrode surface, with flat metallic coupling surface and parallel flat plate back, materials with higher dielectric constants are used in the peripheral area than in the central area.
  • the dielectric plate arrangement is therefore formed by ceramic tiles. These tiles can be mounted centrally positioned at a distance from the metallic coupling surface. This means that the dielectric
  • Electrode surface not deformed due to thermal deformation of the tiles which would have a negative impact on the field distribution and, if applicable, the reactive gas supply to the process space.
  • the tiles can be made of different materials with different
  • Dielectric constants with different thicknesses and thickness profiles, can be used flexibly for the targeted formation of desired plate properties, by mutual overlap and multilayer arrangement Formation of concave or convex electrode surfaces or rear of the arrangement can be used.
  • the distance of the rear side of the plate arrangement from the metallic coupling surface varies in one, preferably in several stages, and / or the thickness of the plate varies in one, preferably in several stages.
  • This form of training is implemented, for example, by using overlapping tiles to build up the dielectric plate arrangement or by using a plurality of tile layers with a locally varying number of layers.
  • the distance between the rear side of the plate arrangement and the metallic coupling surface is varied continuously and / or the thickness of the plate arrangement is varied continuously. This training is used when a substantially flat dielectric Plate arrangement is used, with a constant thickness and the metallic coupling surface, viewed from the process space, is formed into a concave shape.
  • the dielectric substrate is coated with an electrically conductive oxide, preferably an electrically conductive and transparent oxide, before the treatment in the plasma process space.
  • This coating which takes place before the treatment, can be done, for example, by reactive
  • the dielectric substrate is further preferably coated with at least one of the following materials: ZnO, In0 2 , Sn0 2 , additionally doped or undoped, with a thickness D for which the following applies: 10 nm ⁇ D ⁇ 5 ⁇ m.
  • the coating of the materials mentioned within the specified thickness range fulfills the specific layer properties specified above with regard to specific resistance p and surface resistance R s .
  • the substrate coated in this way is then reactively etched and / or coated by the treatment in the plasma process space.
  • At least one of the following gases is preferably used as the reactive gas: NH 3 , N2, SFß, CF 4 , Cl 2 , 0 2 , F 2 , CH, silane, disilane, H 2 , phosphine, diborane, trimethyl boron, NF 3 .
  • Layer Reactive gas used: amorphous silicon SiH, H 2 (a-Si) n-doped a-Si SiH 4 , H 2 , PH 3 p-doped a-Si SiH, H 2 , TMB, CH 4 microcrystalline Si SiH, H 2
  • SF 6 mixed with 0 2 for example, is used as the reactive gas.
  • the electrical high-frequency field is preferably excited with a frequency f Hf , for which the following applies: 10 MHz ⁇ f Hf 500 500 MHz or 13 MHz ⁇ f Hf 70 70 MHz.
  • the workpieces produced further preferably have a radius of at least 0.5 m.
  • a vacuum recipient therein a first flat, metallic electrode surface, a second dielectric electrode surface facing the first, which forms the one surface of a dielectric plate arrangement,
  • Embodiments of the vacuum treatment plant used according to the invention are further open to the person skilled in the art from the claims and from the following exemplary description of the invention.
  • FIG. 6 shows, in a cross-sectional illustration, schematically and in simplified form, an embodiment of a vacuum treatment system used in the process according to the invention
  • FIG. 7 further simplified, the top view of a coupling surface used on the system according to FIG. 6;
  • Fig. 8 as a reference example, the diagonal dimensions on a rectangular dielectric substrate, the resulting Layer thickness distribution with P H fECVD coating using conventional, opposing, flat, metallic electrodes;
  • 9 shows, as a reference example, in a representation analogous to FIG. 8, the distribution result on a dielectric substrate, positioned directly over a concavely shaped, metallic electrode surface; 10 further as a reference example, in an analogous representation to FIGS. 8 and 9, the result in the procedure according to FIG.
  • FIG. 13 shows a detail from the area designated "A" in FIG. 12, to explain a further preferred embodiment
  • FIG. 14 in a representation analogous to that of FIG. 12, a further embodiment of the system used according to the invention
  • Fig. 15 (a) to (f) schematically, a selection of options by appropriate shaping of the dielectric plate arrangement and the metallic Coupling area, to increase the electrical field peripherally in the process space
  • 16 shows in detail, a preferred assembly of a ceramic tile for forming the dielectric plate arrangement on the metallic coupling surface
  • FIG. 17 shows the realization of the possibilities, for example shown in FIG. 15, by constructing the dielectric plate by means of ceramic tiles.
  • FIG. 5 shows the sequence of the method according to the invention on the basis of a simplified block diagram.
  • a dielectric substrate 100 is at least partially coated at a first vacuum coating station 102, for example a station for reactive magnetron sputtering, with a layer whose material has a specific resistance phat, for which 10 ⁇ 5 ⁇ cm ⁇ p ⁇ 10 -1 ⁇ cm applies such that the resulting surface resistance R s of the layer lies in the following ranges: 0 ⁇ R s ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ .
  • the lower limit can go to 0 because the surface resistance R s depends on the thickness of the deposited layer.
  • This thickness D s of the layer is preferably selected as follows: 10 nm D D s 5 5 ⁇ m, in particular when the deposited layer material, as is more preferably an electrically conductive oxide (CO), thereby possibly a transparent, electrically conductive oxide (TCO).
  • CO electrically conductive oxide
  • TCO transparent, electrically conductive oxide
  • the coated dielectric substrate 104 is a reactive RF plasma treatment step at station 105, namely a P Hf ECVD treatment step, or a reactive rf plasma assisted etching step supplied.
  • the result is a workpiece 106 that is particularly suitable for use as solar cells.
  • the substrate 100 and thus also the substrate 106 resulting according to the invention preferably has a circumferential radius R ⁇ of at least 0.25 m, corresponding to a circumferential diameter of 0.5 m, as shown in FIG. 5 on an arbitrarily shaped workpiece W.
  • FIG. 6 shows, in cross-sectional representation and in simplified form, a first embodiment of an inventive station or system 105 according to FIG. 5.
  • a metallic vacuum recipient 105a has a flat base surface 3, which, facing the interior, forms a first electrode surface EF X.
  • the substrate 104 made of dielectric material, coated with the layer material mentioned.
  • An electrode arrangement 9 is mounted opposite the substrate 104 provided with the layer 7 or the first electrode surface EFi. It forms the second electrode surface EF 2 .
  • the second electrode surface EF 2 in the illustrated example opposite the electrode surface EFi, is formed by the surface of a dielectric plate arrangement 27.
  • the rear side ER of the dielectric plate arrangement 27 forms a chamber 10 together with a metallic coupling surface KF.
  • the coupling surface KF is as
  • Deformation 10 formed which, viewed from the process space PR, is concave in a metal plate 14.
  • the indentation 10 shown using the example is, as shown schematically in FIG. 7, rectangular and forms a distance distribution of the distance d between the coupling surface KF and the rear side ER of the dielectric plate arrangement 27, which jumps from 0 to the constant distance in the recess 10.
  • the substrate 104 is shown in broken lines.
  • a high-frequency generator 13 is connected to the coupling surface KF via the metal plate 14 and is further connected to the electrode surface EFi, which is usually at reference potential.
  • a gas supply 15 reactive gas G R or a reactive gas mixture and optionally a working gas G A , such as argon, is fed via a distribution line system 17 into a prechamber 19 on the back of plate 14.
  • the antechamber 19 is surrounded on the one hand by a holder 18 that insulates the plate 14 with respect to the recipient 105a, and on the other hand is formed by the back of the plate 14 and the end wall 21 of the recipient 105a facing the metallic electrode surface EFi.
  • the plate 14 has a pattern of gas line bores 25 through it.
  • the gas line openings 25 in the plate 14 continue, preferably in alignment, into openings 29 through the dielectric plate arrangement 27.
  • the plate arrangement 27 consists of a ceramic, for example of A1 2 0 3 .
  • a high-frequency plasma discharge Hf is created in the process space PR by means of the generator 13, via the coupling surface KF.
  • the metallic coupling surface KF is distributed over the area that is shown in broken lines in FIG. 6
  • Capacitance C the dielectric electrode area EF 2
  • Capacitance C the dielectric electrode area EF 2
  • the excitation frequency f Hf is selected as follows: 10 MHz ⁇ f Hf ⁇ 500MHz
  • the circumferential diameter of the substrate 104 is at least 0.5 m and can be up to 5 m and more.
  • the distance d jumps from 0 to 1 mm in the embodiment according to FIG. 6.
  • the chamber 10 is not designed with a distance d jumping from 0 to a constant value, but rather the distance mentioned, which is the one for the field distribution, is optimized significant capacity distribution co-determined, designed with a certain distribution.
  • This distance d is selected depending on the frequency between 0.05 mm and 50 mm, so that no plasma can arise in the chamber 10.
  • a power of 10 to 5000 W / m 2 is preferably fed in by means of the generator 13 per substrate surface.
  • At least one of the following is preferably used as reactive gas: NH3, N2. SFg, CF4, CI2, O2. F2, CH 4 , silane, H2, phosphine, diborane, trimethylboron.
  • the total gas flow through the system 15, 17, finally from the openings 29, is between 0.05 and 10 slm / m 2 , for example, per m 2 of substrate area.
  • Forming depth d according to Fig. 6 1mm total pressure: 0.22mbar
  • Substrate material Float glass, with specific conductivity: 10 "15 ( ⁇ m) " 1
  • Pre-applied coating In0 2 , doped with tin.
  • Surface resistance of the coating R s 3 ⁇ ⁇ reactive gas: silane with admixture of H 2 dilution silane in H 2 : 50%
  • the resulting layer thickness distribution is in nanometers with respect to the
  • Average layer thickness measured over both rectangular diagonals of the workpiece, is shown if, in the arrangement according to FIG. 6, the plate 14 without indentation 10 with a flat metallic surface is used directly as the electrode surface opposite the electrode surface EFi.
  • FIG. 9 also as a reference, the result is shown in an analogous representation as in FIG. 8 when, on the one hand, an uncoated dielectric substrate 100, according to FIG. 5, namely a float glass substrate, is inserted as the workpiece to be coated.
  • the plate 14 is formed without an indentation 10 and forms one of the electrodes in the process space PR.
  • an indentation corresponding to the indentation 10 is provided on the base 3 below the substrate.
  • FIG. 10 shows the result when the 9, ie with the indentation 10 in the base area 3, covered by the substrate and formation of the second electrode area by the flat surface of the plate 14 exposed to the process space PR, treated the precoated substrate 104 is, namely the pre-coated with In0 2 float gas substrate.
  • the aforementioned precoated substrate is used, for example, with the system according to FIG. 6 coated, the good layer thickness distribution shown in FIG. 11 results.
  • FIG. 12 a further preferred embodiment of the treatment step according to the invention or of the system 105 used for this purpose according to FIG. 5 is shown, additionally simplified and schematized.
  • the precoated substrate 104 is again placed on the flat first electrode surface EFi.
  • the metallic coupling surface KF connected to the high-frequency generator 13 is continuously concavely shaped with respect to the process space PR.
  • the dielectric plate arrangement 27 forms on the one hand the flat dielectric electrode surface EF 2 and, of constant thickness, the likewise flat rear side ER. In Fig. 12, the opening pattern is through the dielectric
  • the dielectric plate arrangement 27 has a thickness D, for which the following preferably applies: 0.01 mm ⁇ d 5 5 mm. definition
  • dielectric plate arrangement in connection with the present invention two-dimensionally extending dielectric structure from foil-like to plate-like.
  • FIG. 13 shows a section of the arrangement according to FIG. 12 as circled at A. It can be seen from this that at least some of the bores 25 through the metal plate 14a, both in the embodiment according to FIG. 12 and also in all other embodiments according to the invention, can be aligned with the openings 29 (not shown) through the dielectric plate arrangement 27 and further at least can have approximately the same opening cross-sections.
  • the coupling surface KF is continuously curved in FIG. 12, it is easily possible to realize it in one step or in several steps.
  • a ceramic for example Al 2 0 3
  • other dielectric materials can also be used, up to high-temperature-resistant dielectric films with the opening pattern.
  • the dielectric plate arrangement 27 mentioned can be replaced, as shown in FIG. 14, by a plurality of plate arrangements 27a, 27b which are spaced one above the other and which are mutually positioned by dielectric spacers. All of these individual plates 27a, 27b have the opening pattern in analogy to the pattern of the openings 29 according to FIGS. 6 or 12 and 13. Their thickness can again be chosen between 0.01 and 5 mm.
  • FIG. 15 (a) to (f) schematically show possible mutual assignments of the metallic coupling surface KF and the dielectric electrode surface EF 2 , all of which lead to the fact that in the process space PR, in the peripheral region, the electrical field, with respect to the field in the central region, is reinforced.
  • the metallic coupling surface KF is flat.
  • the dielectric plate arrangement 27, with respect to the process space PR, is convex and of constant thickness D. Because of its metallic properties, the coupling surface KF acts as an equipotential surface with ⁇ KF when exposed to high-frequency potential .
  • the arrangement according to FIG. 15 (a) can be viewed as follows become:
  • the dielectric constant of the plate material is significantly greater than that of the gas in chamber 10, which means that, in particular in the case of a thin plate arrangement 27, the capacitance C 27 , in series connection with Cio, is negligible at least to a first approximation.
  • Cio becomes larger and larger due to the decreasing distance d, which locally brings the potential distribution ⁇ EF2 along the electrode area EF 2 closer to the potential ⁇ K F of the coupling area KF with an approach to the peripheral area.
  • the approximate entire potential difference between Peripher KF and the potential applied to the counter electrode surface EFi lies above the process space PR, in the peripheral region of the electrode surface EF 2 .
  • Cio is smaller than in the peripheral area due to the greater distance d, which causes a greater high-frequency voltage to drop there and the potential ⁇ EF2 there to be increasingly reduced with respect to the potential ⁇ KF.
  • d the greater distance
  • FIG. 15 (b) the metallic coupling surface KF is still flat.
  • the dielectric plate arrangement 27 has a rear side ER that is convex in shape with respect to the process space PR, but has a flat electrode surface EF 2 that is parallel to the coupling surface KF. Due to the usually higher dielectric constant ⁇ of the material of the dielectric plate arrangement 27, the capacitance C 2 in the peripheral region influences the capacitance Cio (see FIG. 15 (a)), despite the increased thickness of the arrangement 27, only insignificantly there, so that even with the 15 (b) dominates the locally varying capacitance Cio in series connection and, as explained, the field distribution in the process space PR was dominantly influenced.
  • the coupling surface KF is still flat.
  • the 'dielectric plate assembly 27 has a constant thickness, whereas it is formed by sections of different materials with different dielectric constants ⁇ a to ⁇ d.
  • the chamber 10 can be omitted here.
  • the dielectric constant ⁇ of the plate material increases, which increases C 2 with a view to the substitute image in FIG. 15 (a).
  • the capacitance Cio formed by the chamber 10 is locally constant. If the constant thickness of the dielectric plate arrangement 27 becomes sufficiently large here is selected, the capacitance C 27 , which becomes larger towards the peripheral area, becomes dominant in series connection with Cio and the effect already described is achieved: in the edge area of the electrode area EF 2 , the electric field in the process space PR is less weakened than in the central area, where C 27 with ⁇ d is reduced with respect to C 27 with ⁇ a .
  • FIG. 15 (d) shows the relationships already explained according to FIG. 6 or FIG. 12.
  • FIG. 15 (e) shows a flat coupling surface KF.
  • the dielectric plate 27 has a planar rear side E, parallel to the coupling surface KF, " on the other hand, a convex dielectric electrode surface EF 2 viewed from the process space PR. From the previous explanations, the person skilled in the art can easily see that the same field compensation effect in FIG. 15 (d) shows the relationships already explained according to FIG. 6 or FIG. 12.
  • FIG. 15 (e) shows a flat coupling surface KF.
  • the dielectric plate 27 has a planar rear side E, parallel to the coupling surface KF, " on the other hand, a convex dielectric electrode surface EF 2 viewed from the process space PR.
  • Process space PR can be achieved, as previously explained, according to the selected plate thickness and plate material dielectric constant.
  • both the coupling surface KF and the electrode surface EF 2 are concave with respect to the process space PR, while the rear side ER of the plate arrangement 27 is flat.
  • FIG. 15 (a) to (f) show that, in particular with regard to the shape of the dielectric Electrode area EF 2 high flexibility exists.
  • the variants shown in FIG. 15 can, as the person skilled in the art readily recognizes, be expanded and combined, such as, for example, providing different materials on the plate arrangement 27 combined with varying thickness, etc., which increases the design scope even further.
  • the chamber 10 can be omitted and the capacity distribution can be realized exclusively by the plate arrangement 27.
  • the fixed arrangement 27, as will be explained with reference to FIG. 16, is composed by a multiplicity of dielectric, preferably ceramic, tiles. 16 shows such a tile and its assembly in a top view and in cross-section.
  • the respective tile 50 as shown preferably in the form of a rectangle or square and made of a ceramic material such as A1 2 0 3 , is essentially central with respect to the coupling surface KF by means of a dielectric spacer bolt 52, such as a ceramic screw, and by means of a dielectric washer 54 the plate 104 positioned. This ensures the relevant distance between the surface KF and the rear side ER of the tiles 50 forming the plate arrangement 27. So that the tiles 50 are supported peripherally and can still freely expand on all sides when there is thermal stress without tension, they are guided on support pins 56 with respect to the coupling surface KF. The tiles 50 are prevented from rotating by means of a
  • the tiles 50 are provided with the opening pattern, not shown in FIG. 16, which may be supplemented by gaps between the tiles 50.
  • the tiles 50 may also overlap, if necessary. It can be a or several layers of such tiles are provided, possibly varying locally, and different ceramic materials, in particular with different dielectric constants, can be used in different areas. Different shapes and material profiles can thus be flexibly implemented on the dielectric plate arrangement 27.
  • FIGS. 17 (a) to (f) schematically show the configurations according to FIGS. 15 (a) to (f), constructed by means of tiles, as explained with reference to FIG. 16.
  • FIG. 17 only the tiles directly opposite the coupling surface KF have to be supported, as shown in FIG. 17, tile layers adjoining on the process room side are mounted on the tiles below. 17 (a) to (f), the person skilled in the art readily understands how the configurations according to FIGS. 15 (a) to (f) are constructed in the preferred tile construction mentioned.
  • the thickness of the ceramic tile D ⁇ is preferably chosen to be 0.1 mm ⁇ D ⁇ 2 2 mm.

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Abstract

Ein dielektrisches Substrat (100) wird an einer ersten Vakuumbeschichtungsstation (102) beschichtet mit einer Schicht, deren Material einen spezifischen Widerstand (ρ) hat, für den gilt 10-5 Ω cm ≤ ρ ≤ 10-1 Ω cm, und zwar so, dass der resultierende Flächenwiderstand Rs in folgendem Bereich liegt: 0 < Rs ≤ 10-4 Ωð. Danach wird das beschichtete dielektrische Substrat (104) einem reaktiven Hochfrequenzplasma-Behandlungsschritt in einer Station (105) unterzogen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmigen Werkstückes auf der Basis eines dielektrischen Substrates sowie Vakuumbehandlungsanlage hierfür
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmigen Werkstückes auf der Basis eines dielektrischen Substrates, welches Herstellungsverfahren die Behandlung in einem Plasmaprozessraum umfasst, der zwischen zwei sich gegenüberliegenden Elektrodenflächen in einem Vakuumrezipienten gebildet ist.
Definition
Wir definieren als „Elektrodenfläche" eine Oberfläche, die dem Plasmaprozessraum frei ausgesetzt ist.
Beim genannten Verfahren, von welchem die vorliegende Erfindung ausgeht, wird zwischen den Elektrodenflächen ein elektrisches Hochfrequenzfeld erzeugt und damit in dem mit einem Reaktivgas beschickten Prozessraum eine Hochfrequenz- Plasmaentladung erstellt. Dabei besteht die eine Elektrodenfläche aus dielektrischem Material und es wird an diese ein Hochfrequenzpotential mit entlang der Fläche vorgegebener, variierender Verteilung angelegt. Die Verteilung des elektrischen Feldes im Plasmaprozessraum wird durch die Potentialverteilung an der dielektrischen Elektrodenfläche eingestellt. Beim Verfahren, von welchem ausgegangen wird, wird mit dem Substrat entweder die dielektrische Elektrodenfläche gebildet oder es wird das Substrat an der metallisch ausgebildeten zweiten Elektrodenfläche angeordnet. Im weiteren wird an der dem Substrat gegenüberliegenden Elektrodenfläche, aus einem Öffnungsmuster, das Reaktivgas in den Prozessraum eingelassen. ■
In den letzten Jahren ist man mehr und mehr bestrebt, grössere scheibenförmige Werkstücke unter Einbezug reaktiver, hochfrequenzplasmen-unterstützter Verfahren, herzustellen, unter anderem um die Herstellungskosten zu reduzieren. Dabei werden hochfrequenzplasmen-unterstützte, Verfahren (PHfECVD) zur Substratbeschichtung oder als reaktive hochfreq'uenzplasmen- unterstützte Ätzverfahren eingesetzt. Das erwähnte Bestreben ist insbesondere erkenntlich bei der Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCD) , von TFT- oder Plasma-Displays, sowie im Gebiete der Fotovoltaik, dabei ganz besonders auf dem Gebiet der Solarzellen-Herstellung.
Bei der Durchführung derartiger Herstellungsverfahren mittels der erwähnten hochfrequenzplasmen-unterstützten, reaktiven Verfahren unter bekanntem Einsatz sich parallel gegenüberliegender, flächiger Metallelektroden, je mit einer den Prozessraum zugewandten, ebenen Elektrodenfläche in einem Vakuumrezipienten und Anlegen des elektrischen Hochfrequenzfeldes für die Plasmaanregung, wurde beobachtet, dass mit grösser werdenden Substraten und/oder höher werdender Anregungsfrequenz fHf die Dimension des Vakuumrezipienten, in Aufsicht auf das Substrat, nicht mehr von untergeordneter Bedeutung ist. Dies insbesondere mit Blick auf die Wellenlänge des eingesetzten hochfrequenten elektromagnetischen Feldes im Vakuum. Die Verteilung des elektrischen Hochfrequenzfeldes in der Vakuumkammer, betrachtet parallel zu den Elektrodenflächen, wird inhomogen und weicht teilweise von einem Mittelwert entscheidend ab, was zu einer inhomogenen Behandlung des auf einer der Elektrodenflächen positionierten Werkstückes führt: Bei Ätzen ergibt sich eine inhomogene Verteilung der Ätzwirkung, bei Beschichten, beispielsweise der Schichtdicke, der Schichtmaterial-Stöchiometrie etc. Solche signifikante Inhomogenitäten in der Behandlung sind für manche Anwendungen, wie insbesondere bei der Herstellung der erwähnten Flüssigkristalle, TFT- oder Plasmaanzeigen, sowie in der Fotovoltaik, dabei auch ganz besonders bei der Herstellung von Solarzellen, nicht tolerierbar. Die erwähnten Inhomogenitäten sind desto ausgeprägter, je mehr sich die erwähnte Dimension bzw. Ausdehnung des Rezipienten der Wellenlänge des elektrischen Feldes im Rezipienten nähert. Zur Lösung dieses Problems sind grundsätzlich unterschiedliche Ansätze bekannt:
Aus der US β 631 692 sowie der US-A-2003/0089314 ist es bekannt, den Plasmaprozessraum zwischen zwei metallischen Elektrodenflächen, die sich gegenüberliegen, zu bilden und dabei eine oder beide der sich gegenüberliegenden metallischen Elektrodenflächen zu formen.
Es wird die metallische Elektrodenfläche, welche dem an der anderen Elektrodenfläche aufliegenden Substrat gegenüber liegt oder die metallische Elektrodenfläche, auf welcher das Substrat aufliegt, oder es werden beide sich gegenüberliegenden metallischen Elektrodenflächen konkav ausgebildet. Dieses vorbekannte Vorgehen ist in Figur 1 schematisch dargestellt, wobei bezeichnen: la und lb: die sich über dem Prozessraum PR gegenüberliegenden metallischen Elektrodenflächen, zwischen welchen das Hochfrequenzfeld E angelegt wird;
EE,EC: das entsprechend peripher und zentral entstehende elektrische Feld.
Ein physikalisch grundlegend anderer Ansatz, von welchem auch die vorliegende Erfindung ausgeht, um das obgenannte Problem zu lösen, ist aus der US 6 228 438 derselben Anmelderin wie vorliegende Anmeldung bekannt geworden. Das Prinzip des Vorgehens gemäss der US 6 228 438 soll vorerst anhand von Figur 2 erläutert werden, welche allerdings eine in der erwähnten Schrift nicht offenbarte Realisierungsform darstellt. Diese soll aber der Verständnisgrundlage dienen. Die eine der sich gegenüberliegenden Elektrodenflächen 2a ist beispielsweise und wie dargestellt metallisch. Die zweite Elektrodenfläche 2b besteht hingegen aus dem dielektrischen Material, z.B. einer dielektrischen, flächig ausgebildeten, dünnen Platte 4. Entlang der dielektrischen Elektrodenfläche 2b wird eine Potentialverteilung Φ2b erstellt, welche trotz konstantem Abstand zwischen den beiden Elektrodenflächen 2a und 2b im Prozessraum PR eine erwünschte lokale Feldverteilung bewirkt, wie dargestellt z.B. im Randbereich ein stärkeres Feld Er als im Zentrumsbereich Ec. Dies kann beispielsweise wie in Figur 2 dargestellt realisiert werden, indem ein Hochfrequenzgenerator 6 über kapazitive Elemente CR, Cc unterschiedlich, entsprechend der erwünschten Verteilung, an die dielektrische Platte 4 angekoppelt wird. Bei der in Figur 2 dargestellten, in der erwähnten US 6 228 438 jedoch nicht offenbarten Ausführungsform des in der erwähnten Patentschrift realisierten Prinzips, sind die Kopplungskapazitäten CR mit grösseren Kapazitätswerten zu wählen als die Zentrumskapazitäten Cc. Die Ausbildung der Kapazitäten CR bzw. Cc wird gemäss der US 6 228 438 so, wie in Figur 3 dargestellt, gelöst. Es wird ein Dielektrikum 8 vorgesehen, welches einerseits die Elektrodenfläche 2b gemäss Figur 2 bildet, welches gleichzeitig, aufgrund seiner lokal variierenden Dicke d bezüglich einer metallischen Kopplungsfläche 10, die gemäss Figur 2 vorgesehenen, lokal variierenden Kapazitäten CRC bildet. Dabei kann das Dielektrikum 8, wie in Figur 4 dargestellt, durch Festkörperdielektrikum oder durch einen evakuierten oder gasgefüllten Hohlraum 8a zwischen metallischer Kopplungsfläche 10 und einer die Elektrodenfläche 2b bildenden, dielektrischen Platte 4, gebildet sein. Wesentlich ist, dass sich im letzterwähnten Hohlraum 8a keine Plasmaentladung bildet.
Die vorliegende Erfindung geht von dem anhand der Figuren 2 bis 4 grundsätzlich erläuterten, vorbekannten Vorgehen gemäss der US 6 228 438 aus. Bei diesem Vorgehen stellt sich nun die Frage, wo ein zu behandelndes Substrat im Prozessraum PR zu positionieren ist, an der dielektrischen Elektrodenfläche 2b oder an der metallischen Elektrodenfläche 2a. In der erwähnten US 6 228 438 wird gelehrt, dielektrische Substrate auf der Elektrodenfläche 2b oder der Elektrodenfläche 2a abzulegen, hingegen (Kol. 5, Z. 35 ff.) Substrate mit elektrisch leitender Oberfläche an der metallischen Elektrodenfläche 2a. Im weiteren ist es aus der erwähnten Schrift bekannt, Reaktivgas in den Prozessraum einzulassen, und zwar aus einem Öffnungsmuster verteilt an der dem zu behandelnden Substrat gegenüberliegenden Elektrodenfläche. Wird mithin ein dielektrisches Substrat gemäss Figur 3 oder 4 an der Elektrodenfläche 2b abgelegt, so ist das Öffnungsmuster mit der Gaszuführung auf der Seite der metallischen Elektrodenfläche 2a vorzusehen. Wird das Substrat an der metallischen Elektrodenflächen 2a angeordnet, so ist das Öffnungsmuster für das Reaktivgas auf Seite der dielektrischen Elektrodenfläche 2b vorzusehen. Es kann dann, wie sich aus Figur 4 ohne weiteres ergibt, der Hohlraum 8a als Ausgleichskammer eingesetzt werden und das Reaktivgas erst durch die metallische Kopplungsanordnung mit Kopplungsfläche 10 in die Ausgleichs ammer 8a und durch das in der dielektrischen Platte 4 vorgesehenes
Öffnungsmuster in den Prozessraum PR eingelassen werden. Allerdings ist es durchaus möglich den Hohlraum 8a mit einem dielektrischen Feststoff zu füllen, sei dies mit dem die dielektrische Elektrooberfläche 2b bildenden Material oder einem oder mehreren mindestens zum Teil davon verschiedenen und das Öffnungsmuster, durch diesen Feststoff hindurch, über verteilte Leitungen mit dem Reaktivgas zu versorgen. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass die Kombination des Öffnungsmusters zum Einlass des Reaktivgases in den Prozessraum und des Dielektrikums 8 bzw. 8a gemäss den Figuren 3 bzw. 4 an einer einzigen Elektrodenanordnung wesentlich aufwändiger ist als Vorsehen des Öffnungsmusters an der Elektrodenfläche 2a gemäss Figur 3 und Ablegen des zu behandelnden Substrates auf der dielektrischen Elektrodenfläche 2b bzw. gar Ausbilden der dielektrischen Elektrodenfläche 2b durch ein dielektrisches Substrat selber.
Es erscheint nämlich vorteilhaft, die
Gaseinlassvorkehrungen mit dem Öffnungsmuster und die Beeinflussungsmassnahmen für das elektrische Feld funktioneil zu trennen, d.h. wenn immer möglich das zu behandelnde Substrat an der dielektrischen Elektrodenfläche 2b abzulegen oder die dielektrische Elektrodenfläche 2b mindestens teilweise durch das Substrat zu bilden und die Gaseinlassverhältnisse durch das Öffnungsmuster an der metallischen Elektrodenfläche 2a zu gestalten. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmigen Werkstückes auf der Basis eines dielektrischen Substrates vorzuschlagen, mittels welchem mit einer speziellen Schicht versehene Werkstücke unter Verwendung des grundsätzlich aus der US 6 228 438 vorbekannten Verfahrens herstellbar sind. Die derart hergestellten scheibenförmigen Werkstücke sollen dabei insbesondere für den Einsatz als Solarzellen geeignet sein. Dies wird dadurch erreicht, dass das dielektrische Substrat zuerst, also vor der Behandlung im vorerwähnten Hochfrequenz-Plasmaprozessraum, mindestens abschnittweise, mit einem Schichtmaterial beschichtet wird, für dessen spezifischen Widerstand p gilt: 10~5 Ωcm <p< 10"1 Ωcm und woran für den Flächenwiderstand Rs der Schicht gilt: 0 < Rs < 104 Ω π dann das beschichtete Substrat an der metallischen Elektrodenfläche positioniert wird und im Pläsmäprozessraum reaktiv plasmaunterstützt geätzt oder beschichtet wird. Obwohl, wie erwähnt wurde, beim vorbekannten Vorgehen eine Funktionstrennung von Gaseinlassmassnahmen und Feldbeeinflussungsmassnahmen und ihre Zuordnung an jeweilige Elektrodenflächen aus Konstruktionsgründen eher anzustreben war, hat sich nun gezeigt, dass die Kombination von Vorbeschichten des dielektrischen Substrates mit der erwähnten Schicht und dem grundsätzlich vorbekannten PHfECVD-Verfahren nur dann Erfolg zeitigt, wenn, nach der Beschichtung, das Substrat im Plasmaprozessraum an der metallischen Elektrodenfläche abgelegt wird und die Feldbeeinflussungsmassnahmen sowie der Reaktivgaseinlass durch das erwähnte Öffnungsmuster kombiniert an bzw. im Bereich der dielektischen Elektrodenfläche realisiert werden.
Es wurde nämlich erkannt, dass nach erfolgter Beschichtung des dielektrischen Substrates mit der spezifischen Schicht nur die erwähnte Substratpositionierung zum Erfolg führt und damit die vorerst als eher nachteilig zu betrachtende Funktionskombination an der dielektrischen Elektrodenfläche realisiert werden muss.
Mit dem vorgeschlagenen Vorgehen wird zudem vorteilhafterweise eine hohe Flexibilität bezüglich der Art von Hf-Plasma-Behandlung erreicht. Unabhängig davon, ob nämlich das vorgängig mit der spezifizierten Schicht beschichtete dielektrische Substrat geätzt oder beschichtet wird, weiter auch unabhängig davon, ob es durch einen PHfECVD-Prozess dielektrisch bis hin zu elektrisch hoch leitend beschichtet wird: Der jeweilige Behandlungsprozess ist davon unbeeinflusst, was die Wirkung der Feldverteilungsmassnahmen im Plasmaprozessraum anbelangt bzw. der Gaseinlassmassnahmen.
Wie bereits vorgängig erwähnt, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das dielektrische Substrat erst beschichtet mit einem Material, dessen spezifischer elektrischer Widerstand p wesentlich höher ist als an herkömmlicherweise als "metallisch" oder "elektrisch leitend" bezeichneten Materialien. So liegen die spezifischen Widerstände herkömmlicher Leitermaterialien wie von Gold, Silber, Kupfer, Aluminium im Bereich von 1,7 x 10~6 Ωcm bis 2,7 x 10"6 Ωcm.
Definition
Der Flächenwiderstand Rs ergibt sich aus dem Quotienten des spezifischen Widerstandes p und der Schichtdicke. Er hat die Dimension Ω, mit dem Zeichen indiziert.
Der Flächenwiderstand Rs einer betrachteten Schicht ist mithin sowohl material- wie auch schichtdicken-abhängig. Gemäss vorliegender Erfindung wurde erkannt, dass die Wahl des Verfahrens nicht nur davon abhängt, ob die Oberfläche eines dielektrischen Substrates mit einem elektrisch mehr leitenden oder elektrisch weniger leitenden Material vorbeschichtet ist, sondern entscheidend auch davon, wie bei den genannten Materialien der Flächenwiderstand Rs der Schicht ist.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Verteilung des Hochfrequenzpotentials an der dielektrischen Elektrodenfläche und der Einlass von
Reaktivgas in den Prozessraum dadurch realisiert, dass die dielektrische Elektrodenfläche durch eine dem Prozessraum zugewandte Oberfläche einer dielektrischen Plattenanordnung gebildet wird, deren Rückseite mit einer metallischen Kopplungsfläche eine Kammer bildet, wobei der Abstand der Rückseite von der Kopplungsfläche, entlang diesen Flächen, variiert und dass weiter das Reaktivgas in die Kammer, dann durch das in der Plattenanordnung vorgesehene Öffnungsmuster in den Prozessraum eingelassen wird. An der Kopplungsfläche und die andere Elektrodenfläche, die elektrisch leitend ist, wird ein Hochfrequenzsignal für die Plasmaerregung angelegt.
Durch den variierenden Abstand zwischen metallischer Kopplungsfläche und Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung wird die Kapazitätsverteilung gemäss Figur 2 realisiert und der Kammerraum, zwischen dieser Rückseite und der metallischen Kopplungselektrodenfläche, wird gleichzeitig als Verteilkammer für das Reaktivgas ausgenützt, welches durch das Öffnungsmuster in der dielektrischen Plattenanordnung in den Prozessraum strömt.
Wenn wir im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von "Reaktivgas" sprechen, so ist darunter auch eine Gasmischung mit einem oder mehreren Reaktivgasen zu verstehen.
Die erwähnte dielektrische Plattenanordnung bildet, mit Blick auf Figur 2, mit ihrem durch ihre Dicke mitbestimmten Kapazitätswert, Teil der in Figur 2 dargestellten Kopplungskapazitäten CR bzw. Cc. Damit kann, in einer
Ausführungsform, die dielektrische Plattenanordnung mit einer vorgegebenen, variierenden Dickenverteilung eingesetzt werden. In einer anderen Ausführungsform wird jedoch die dielektrische Plattenanordnung mit einer wenigstens genähert konstanten Dicke eingesetzt. In einer noch weiteren Ausführungsform nähert sich die Potentialverteilung an der dielektrischen Elektrodenfläche vom Zentrum gegen ihre Peripherie hin zunehmend dem Potential an der Kopplungsfläche. Dies wird, bei der Realisation der oben erwähnten Kammer zwischen metallischer Kopplungsfläche und Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung, z.B. dadurch erreicht, dass der diesbezüglich Abstand im Peripheriebereich geringer gewählt wird als im Zentrumsbereich und/oder dadurch, dass die Dicke der dielektrischen Plattenanordnung im
Peripheriebereich geringer ausgelegt wird als im Zentrumsbereich.
Der Kapazitätswert wird im Zentrumsbereich kleiner gewählt als im Peripheriebereich. Bei Ausbildung dieser Kapazität über eine Kammer (8a von Fig. 4) wird dies z.B. realisiert, indem a) die metallische Kopplungsfläche im Wesentlichen plan ausgebildet wird, die dielektrische Plattenanordnung, im Wesentlichen konstanter Dicke, vom Prozessraum her betrachtet, konvex; b) die dielektrische Plattenanordnung, mit im Wesentlichen konstanter Dicke plan ausgebildet wird, die Kopplungsfläche, vom Prozessraum her betrachtet, konkav; c) die Kopplungsfläche konkav ausgebildet wird, die Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung ebenfalls, und, vom Prozessraum her betrachtet, die dielektrische Elektrodenfläche konkav; d) die Kopplungsfläche im Wesentlichen plan ausgebildet wird, die dielektrische Plattenanordnung mit planer Rückseite parallel zur Kopplungsfläche und mit, vom Prozessraum her betrachtet, konvexer Elektrodenfläche; e) die Kopplungsfläche plan ausgebildet wird, ebenso die Elektrodenfläche, die Plattenrückseite hingegen, betrachtet vom Prozessraum her, konvex.
Wird keine Kammer vorgesehen, so können z.B. die Kopplungsfläche und die Elektrodenfläche parallel sein, die Dielektrizitätskonstante des dazwischen liegenden Festköper-Dielektrikums gegen die Peripherie hin zunehmen. Es ist ersichtlich, dass für die Optimierung einerseits der Feldverteilung im Prozessraum, anderseits der Gaseinlassrichtungsverteilung in den Prozessraum hohe Flexibilität besteht. Es können, obwohl die Feldverteilungsmassnahmen und die Gasverteilungsmassnahmen an derselben Elektrodenanordnung realisiert werden, beide Grossen je optimiert werden. Die beispielsweise erwähnten Vorgehensweisen können durchaus gemischt und kombiniert eingesetzt werden. Es kann beispielsweise die
Kopplungsfläche im Wesentlichen plan ausgebildet werden, die dielektrische Plattenanordnung mit variierender Dicke mit einer vom Prozessraum her betrachtet konkaven Rückseite und konvexer Elektrodenfläche. Im Weiteren ist es dem Fachmann durchaus klar, dass als eine weitere Auslegungsgrösse für die in Figur 2 erläuterte Kapazitätsverteilung auch die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Plattenanordnung ist, bzw. deren Verteilung eingesetzt werden kann. Durch Wahl unterschiedlicher Materialien entlang der dielektrischen Plattenanordnung kann die erwähnte Kapazitätsverteilung und damit die Potentialverteilung an der dielektrischen Elektrodenfläche zusätzlich oder alternativ zur Abstands- bzw. Dickenvariation beeinflusst werden. Dabei kann insbesondere die dielektrische Elektrodenfläche plan und parallel zur anderen, den Prozessraum definierenden Elektrode gewählt werden, um damit einen Plasmaprozessraum konstanter Tiefe senkrecht zu den Elektrodenflächen zu realisieren. Diese bevorzugte Ausführungsform ergibt sich z.B. dadurch, dass die metallische Kopplungsfläche, vom Prozessraum her betrachtet, konkav ausgebildet wird, die Rückseite der Plattenanordnung plan oder dadurch, dass die Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung, vom Prozessraum her betrachtet, konvex ausgebildet wird, die Kopplungsfläche plan, oder dadurch, dass entlang der dielektrischen Plattenanordnung oder Elektrodenfläche Materialien unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten eingesetzt werden, bei planer metallischer Kopplungsfläche und dazu paralleler planer Plattenrückseite, im Peripheriebereich Materialien höherer Dielektrizitätskonstanten eingesetzt werden als im Zentrumsbereich.
Berücksichtig man, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren insbesondere grosser Substrate mit einer Ausdehnung ihres Umkreises von mindestens 0.5 m erst erfindungsgemäss beschichtet und dann der Hf-Plasma- Behandlung zu unterziehen sind, so ist ersichtlich, dass die Bereitstellung der obgenannte dielektrischen Plattenanordnung mit Öffnungsmuster und Kammerbildung aufwändig ist.
In einer Ausführungsform wird deshalb die dielektrische Plattenanordnung durch keramische Kacheln gebildet. Diese Kacheln können zentral bezüglich der metallischen Kopplungsfläche auf Abstand positioniert montiert werden. Damit ergibt sich, dass sich die dielektrische
Elektrodenfläche aufgrund thermischer Verformungen der Kacheln nicht verformt, was auf die Feldverteilung und ggf. die Reaktivgaszuführung in den Prozessraum negativ Einfluss nähme. Im Weiteren können die Kacheln aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen
Dielektrizitätskonstanten, mit unterschiedlichen Dicken und Dickenprofilen flexibel zur gezielten Bildung erwünschter Platteneigenschaften eingesetzt werden, können durch gegenseitige Überlappung und mehrschichtige Anordnung zur Ausformung konkaver bzw. konvexer Elektrodenflächen oder Anordnungsrückseite eingesetzt werden.
An dieser Stelle sei nochmals betont, dass es - sofern eine Kammer gebildet wird - wesentlich ist zu verhindern, dass sich in dieser zwischen metallischer Kopplungsfläche und Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung gebildeten Kammer parasitäre Plasmaentladungen einstellen, welche die Wirkung dieser Kammer als flächig verteilte Kopplungskapazität zunichte machen würden. Dies wird, wie dem Fachmann bekannt, durch Bemessung der
Abstandsverhältnisse zwischen metallischer Kopplungsfläche und Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung sichergestellt, jedenfalls geringer als der beim jeweiligen Prozess gültige Dunkelraumabstand. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens variiert der Abstand der Plattenanordnungsrückseite von der metallischen Kopplungsfläche in einer, vorzugsweise in mehreren Stufen und/oder es variiert die Dicke der Platte in einer, vorzugsweise in mehreren Stufen. Diese Ausbildungsform wird z.B. realisiert durch Einsatz sich überlappender Kacheln zum Aufbau der dielektrischen Plattenanordnung bzw. beim Einsatz mehrerer Kachelschichten mit örtlich variierender Schichtzahl. In einer weiteren Ausführungsform wird der Abstand der Plattenanordnungsrückseite von der metallischen Kopplungsfläche stetig variiert und/oder die Dicke der Plattenanordnung stetig variiert. Diese Ausbildung wird eingesetzt, wenn eine im Wesentlichen plane dielektrische Plattenanordnung eingesetzt wird, mit konstanter Dicke und die metallische Kopplungsfläche, betrachtet vom Prozessraum her, konkav eingeformt wird.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens, insbesondere für Solarzellen, wird das dielektrische Substrat, vor der Behandlung im Plasmaprozessraum, mit einem elektrisch leitenden Oxid beschichtet, dabei bevorzugt einem elektrisch leitenden und transparenten Oxid. Diese vor der Behandlung erfolgende Beschichtung kann beispielsweise durch reaktives
Magnetronsputtern erfolgen. Weiter bevorzugt wird dabei das dielektrische Substrat mit mindestens einem der folgenden Materialien: ZnO, In02, Sn02, dabei zusätzlich dotiert oder undotiert, beschichtet, mit einer Dicke D, für die gilt: 10 nm < D < 5 μm.
Die Beschichtung der erwähnten Materialien innerhalb des angegebenen Dickenbereiches erfüllt die spezifischen, oben angegebenen Schichteigenschaften bezüglich spezifischen Widerstand p und Flächenwiderstand Rs. Das derart beschichtete Substrat wird anschliessend durch die Behandlung im Plasmaprozessraum reaktiv geätzt und/oder beschichtet. Dabei wird bevorzugt als Reaktivgas mindestens eines der folgenden Gase eingesetzt: NH3, N2, SFß, CF4, Cl2, 02, F2, CH , Silan, Disilan, H2, Phosphin, Diboran, Trimetylbor, NF3.
Es werden beispielsweise folgende Schichten abgelegt: Schicht: Eingesetztes Reaktivgas : amorphes Silizium SiH , H2 (a-Si) n-dotiertes a-Si SiH4, H2, PH3 p-dotiertes a-Si SiH , H2, TMB, CH4 microkristallines Si SiH , H2
Für reakti-v-es- Ätzen wird dabei, z.B. SF6 gemischt mit 02 als Reaktivgas eingesetzt.
Im Weiteren wird das elektrische Hochfrequenzfeld bevorzugt mit einer Frequenz fHf angeregt, für die gilt: 10 MHz < fHf ≤ 500 MHz bzw. 13 MHz < fHf ≤ 70 MHz.
Die hergestellten Werkstücke haben weiter bevorzugt einen Umkreisradius, der mindestens 0.5 m beträgt.
Eine im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzte Vakuumbehandlungsanlage hat
• einen Vakuumrezipienten, darin • eine erste plane, metallische Elektrodenfläche, • eine zweite, der ersten zugewandte dielektrische Elektrodenfläche, welche die eine Oberfläche einer dielektrischen Plattenanordnung bildet,
• eine der Rückseite der dielektrischen Plattenanordnung zugewandte, metallische Kopplungsfläche, elektrische Anschlüsse j e an die Kopplungs- und die erste Elektrodenfläche, • ein Gasleitungssystem, das durch die Kopplungsfläche und ein verteiltes Muster von Öffnungen durch die Plattenanordnung ausmündet und zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Plattenanordnung durch mehrere keramische Kacheln gebildet ist.
Aus-führungsformen der erfindungsgemäss eingesetzten Vakuumbehandlungsanlage eröffnen sich dem Fachmann weiter aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung der Erfindung.
Die Erfindung wird nämlich anschliessend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren weiter beschrieben. Es zeigen: Fig. 5 schematisch, anhand eines Funktionsblock- Diagrammes den Ablauf des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens;
Fig. 6 in Querschnittsdarstellung, schematisch und vereinfacht, eine Ausführungsform einer im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzten Vakuumbehandlungsanlage;
Fig. 7 weiter vereinfacht, die Aufsicht auf eine an der Anlage gemäss Fig. 6 eingesetzte Kopplungsfläche; Fig. 8 als Referenzbeispiel, über den Diagonalausdehnungen an einem rechteckförmigen dielektrischen Substrat, die resultierende Schichtdickenverteilung bei PHfECVD-Beschichtung unter Einsatz herkömmlicher, sich gegenüberliegender, planer, metallischer Elektroden; Fig. 9 als Referenzbeispiel, in Darstellung analog zu Fig. 8, das Verteilungsresultat an einem dielektrischen Substrat, positioniert direkt über einer konkav eingeformten, metallischen Elektrodenfläche; Fig. 10 weiter als Referenzbeispiel, in analoger Darstellung zu den Fig. 8 und 9, das Resultat bei Vorgehen gemäss Fig. 9, jedoch an einem erfindungsgemäss mit einer In02-Schicht beschichteten Substrat; Fig. 11 das nach dem erfindungsgemässen Verfahren sich ergebende Schichtdicken-Verteilungprofil; Fig. 12 vereinfacht und schematisch, eine zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzte erfindungsgemässe Anlage in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 13 einen Ausschnitt aus dem in Fig. 12 mit "A" bezeichneten Bereich, zur Erläuterung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform; Fig. 14 in einer Darstellung analog zu derjenigen von Fig. 12, eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäss eingesetzten Anlage; Fig. 15 (a) bis (f) schematisch, eine Auswahl von Möglichkeiten, durch entsprechende Formung der dielektrischen Plattenanordnung und der metallischen Kopplungsfläche, im Prozessraum peripher das elektrische Feld zu erhöhen; Fig. 16 detailliert, eine bevorzugte Montage einer Keramikkachel zur Bildung der dielektrischen Plattenanordnung an der metallischen Kopplungsfläche, und Fig. 17 die Realisation der beispielsweise in Fig. 15 dargelegten Möglichkeiten durch Aufbau der dielektrischen Platte mittels keramischer Kacheln.
In Figur 5 ist anhand eines vereinfachten Blockdiagrammes der Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Ein dielektrisches Substrat 100 wird an einer ersten Vakuumbeschichtungsstation 102, beispielsweise einer Station zum reaktiven Magnetronsputtern, mindestens teilweise beschichtet mit einer Schicht, deren Material einen spezifischen Widerstand phat, für den gilt 10~5 Ω cm < p < 10-1 Ω cm und zwar so, dass der resultierende Flächenwiderstand Rs der Schicht im folgenden Bereiche liegt: 0 < Rs ≤ 10~4 Ωπ.
Die untere Grenze kann gegen 0 gehen, weil der Flächenwiderstand Rs von der Dicke der abgelegten Schicht abhängt. Diese Dicke Ds der Schicht wird bevorzugterweise wie folgt gewählt: 10 nm ≤ Ds ≤ 5 μm, insbesondere, wenn das abgelegte Schichtmaterial wie weitaus bevorzugt ein elektrisch leitendes Oxid (CO) , dabei ggf. ein transparentes, elektrisch leitendes Oxid (TCO) ist. Hierzu werden mindestens eines der folgenden Materialien In02, ZnO, Sn02 auf das dielektrische Substrat 100 abgelegt, dotiert oder nicht dotiert. Darnach wird das beschichtete dielektrische Substrat 104 einem reaktiven Hf- Plasma-Behandlungsschritt an der Station 105, nämlich einem PHfECVD-Behandlungsschritt, oder einem reaktiven Hf-Plasma unterstützten Ätzschritt zugeführt. Es resultiert ein Werkstück 106, das insbesondere geeignet ist für den Einsatz als Solarzellen.
Das Substrat 100 und damit auch das erfindungsgemäss resultierende Substrat 106 hat dabei vorzugsweise einen Umkreisradius Rσ von mindestens 0,25 m, entsprechend einem Umkreisdurchmesser von 0,5 m, wie dies in Figur 5 an einem beliebig geformten Werkstück W dargestellt ist.
In Figur 6 ist, in Querschnittsdarstellung und vereinfacht, eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäss eingesetzten, erfindungsgemässen Station bzw. Anlage 105 gemäss Fig. 5 dargestellt. Ein metallischer Vakuumrezipient 105a hat eine plane Grundfläche 3, welche, dem Innenraum zugewandt, eine erste Elektrodenfläche EFX bildet. Darauf liegt das Substrat 104 aus dielektrischem Material, beschichtet -7- mit dem erwähnten Schichtmaterial.
Dem mit der Schicht 7 versehenen Substrat 104 bzw. der ersten Elektrodenfläche EFi gegenüberliegend ist eine Elektrodenanordnung 9 montiert. Sie bildet die zweite Elektrodenfläche EF2.
Die zweite Elektrodenfläche EF2, im dargestellten Beispiel plan der Elektrodenfläche EFi gegenüberliegend, ist gebildet durch die Oberfläche einer dielektrischen Plattenanordnung 27. Die Rückseite ER der dielektrischen Plattenanordnung 27 bildet gemeinsam mit einer metallischen Kopplungsfläche KF eine Kammer 10. Dabei ist am dargestellten Beispiel die Kopplungsfläche KF als
Einformung 10 ausgebildet, die, betrachtet vom Prozessraum PR her, konkav in eine Metallplatte 14 eingearbeitet ist. Die am Beispiel dargestellte Einformung 10 ist, wie schematisch in Fig. 7 dargestellt, rechteckför ig und bildet eine Abstandsverteilung des Abstands d zwischen Kopplungsfläche KF und Rückseite ER der dielektrischen Plattenanordnung 27, die sprungartig von 0 auf den konstanten Abstand in der Einnehmung 10 springt. In Fig. 7 ist gestrichelt das Substrat 104 eingetragen. Über die Metallplatte 14 ist ein Hochfrequenzgenerator 13 mit der Kopplungsfläche KF verbunden, der weiter mit der üblicherweise auf Bezugspotential gelegten Elektrodenfläche EFi verbunden ist.
Von einem Gasvorrat 15 wird Reaktivgas GR oder ein Reaktivgasgemisch und gegebenenfalls ein Arbeitsgas GA, wie z.B. Argon, über ein Verteilleitungssystem 17 in eine Vorkammer 19 rückseitig der Platte 14 eingespiesen. Die Vorkammer 19 wird einerseits durch eine die Platte 14 bezüglich dem Rezipienten 105a isolierende Halterung 18 umrandet, anderseits von der Rückseite der Platte 14 und die der metallischen Elektrodenfläche EFi zugewandte Stirnwand 21 des Rezipienten 105a gebildet. Die Platte 14 hat ein Muster durch sie durchgeführter Gasleitungsbohrungen 25. Die Gasleitungsöffnungen 25 in der Platte 14 setzen sich, vorzugsweise fluchtend, in Öffnungen 29 durch die dielektrische Plattenanordnung 27 hindurch fort. Die Plattenanordnung 27 besteht in diesem Beispiel aus einer Keramik, z.B. aus A1203.
Mittels des Generators 13, über die Kopplungsfläche KF, wird im Prozessraum PR eine Hochfrequenzplasmaentladung Hf erstellt.
Dabei wird von der metallischen Kopplungsfläche KF über die in Fig. 6 gestrichelt eingetragene, flächig verteilte
Kapazität C die dielektrische Elektrodenfläche EF2 eine wie bereits erläutert wurde gezielt vorgegebene Potentialverteilung realisiert.
Die Anregungsfrequenz fHf wird wie folgt gewählt: 10 MHz < fHf < 500MHz
dabei insbesondere 13 MHz < fHf < 70 MHz.
Der Umkreisdurchmesser des Substrates 104 ist mindestens 0,5 m und kann durchaus bis zu 5m und mehr betragen.
Der Abstand d springt bei der Ausführung gemäss Fig. 6 von 0 auf 1 mm.
Wie bereits erwähnt wurde, wird an noch zu erläuternden Ausbildungsvarianten der erfindungsgemässen Anlage die Kammer 10 nicht mit einem von 0 auf einen konstanten Wert springenden Abstand d ausgelegt, sondern es wird optimiert der erwähnte Abstand, welcher ja die für die Feldverteilung massgebliche Kapazitätsverteilung massgeblich mitbestimmt, mit einer bestimmten Verteilung ausgelegt. Dieser Abstand d wird frequenzabhängig zwischen 0,05 mm und 50 mm gewählt, so dass in der Kammer 10 kein Plasma entstehen kann. Mittels des Generators 13 wird bevorzugterweise pro Substratfläche eine Leistung von 10 bis 5000W/m2 eingespiesen.
Für PHfECVD-Beschichten des Substrates 104 wird, als Reaktivgas, bevorzugterweise mindestens eines der folgenden eingesetzt: NH3, N2. SFg, CF4, CI2, O2. F2, CH4, Silan, H2, Phosphin, Diboran, Trimethylbor .
Der gesamte Gasfluss durch das System 15, 17, schliesslich aus den Öffnungen 29 beträgt z.B. pro m2 Substratfläche, zwischen 0,05 und 10slm/m2.
Die oben angegebenen Grossen gelten insbesondere für reaktives hochfrequenzplasma-unterstütztes Beschichten.
Für die nachfolgenden Versuche wurde Folgendes eingestellt:
Prozess: PHfECVD-Beschichten fHf: 27MHz
Substratdimension: 1,1 x 1,25m2
Einformungstiefe d gemäss Fig. 6: 1mm Totaldruck: 0,22mbar
Leistung pro Substratfläche: 280W/m2
Substratmaterial: Floatglas, mit spezifischer Leitfähigkeit: 10"15 (Ωm)"1
Voraufgebrachte Beschichtung: In02, dotiert mit Zinn. Flächenwiderstand der Beschichtung Rs: 3Ωα Reaktivgas: Silan unter Beimischung von H2 Verdünnung Silan in H2: 50%
Gesamter Gasfluss pro Flächeneinheit: 0, 75slm/m2
Die Versuche wurden an der Anlagenkonfigurationen gemäss Fig. 6 bzw. 7 gefahren.
In Figur 8, als Referenzresultat, ist die resultierende Schichtdickenverteilung in Nanometern bezüglich des
Schichtdickenmittelwertes, über beide Rechteckdiagonalen des Werkstückes gemessen, dargestellt, wenn an der Anordnung gemäss Figur 6 die Platte 14 ohne Einformung 10 mit einer ebenen metallischen Fläche direkt als Elektrodenfläche der Elektrodenfläche EFi gegenüberliegend eingesetzt wird.
In Figur 9, weiterhin als Referenz, ist in analoger Darstellung wie in Figur 8, das Resultat aufgezeigt, wenn einerseits, als zu beschichtendes Werkstück, ein unbeschichtetes dielektrisches Substrat 100, gemäss Fig. 5, nämlich ein Floatglassubstrat, eingelegt ist.
Weiterhin ist, wie bereits für die Messung gemäss Fig. 8, die Platte 14 ohne Einformung 10 ausgebildet und bildet im Prozessraum PR eine der Elektroden. Hingegen ist eine der Einformung 10 entsprechende Einformung an der Grundfläche 3 unterhalb des Substrates vorgesehen.
In weiterhin analoger Darstellung und weiter als Referenz zeigt Fig. 10 das Resultat, wenn an der Anlagenkonfiguration wie sie bereits für die Resultate gemäss Fig. 9 eingesetzt wurde, d.h. mit der Einformung 10 in der Grundfläche 3, abgedeckt durch das Substrat und Ausbildung der zweiten Elektrodenfläche durch die plane, dem Prozessraum PR ausgesetzte Oberfläche der Platt 14 das vorbeschichtete Substrat 104 behandelt wird, nämlich das mit In02 vorbeschichtete Floatgassubstrat.
Daraus ergibt sich folgendes: Aus Figur 8: Dass aufgrund der inhomogenen Feldverteilung im Prozessraum PR die resultierende Beschichtungsdickenverteilung inakzeptabel inhomogen ist.
Aus Figur 9: Dass dann, wenn das zu behandelnde Substrat rein dielektrisch ist, die Einformung an der werkstücktragenden Elektrode (3) zu einer wesentlichen Verbesserung der Feldverteilung- und damit Schichtdickenverteilungs-Homogenität führt .
- Aus Figur 10: Dass die Anordnung, die für ein rein dielektrisches Werkstück gemäss Figur 9 zu einer wesentlichen Verbesserung der Schichtdickenverteilung führt, dann, wenn das Werkstück aus einem erfindungsgemäss vorbeschichteten Substrat 104 besteht, zu einer nicht akzeptablen Schichtdickenverteilung führt .
Wird nun aber, erfindungsgemäss, das erwähnte vorbeschichtete Substrat z.B. mit der Anlage gemäss Fig. 6 beschichtet, resultiert die in Fig. 11 gezeigte gute Schichtdickenverteilung.
Es ist ersichtlich, dass erstaunlicherweise trotz dem hohen spezifischen Widerstand p des Schichtmaterials (In02) sich ausschliesslich das gemäss vorliegender Erfindung vorgeschlagene Vorgehen zum Erzielen der homogenen Wirkungsverteilung am Werkstück eignet.
In Figur 12 ist, zusätzlich vereinfacht und schematisiert, eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Behandlungsschrittes bzw. der hierfür eingesetzten Anlage 105 gemäss Fig. 5 dargestellt.
Das vorbeschichtete Substrat 104 ist wieder auf der planen ersten Elektrodenfläche EFi abgelegt. Die mit dem Hochfrequenzgenerator 13 verbundene metallische Kopplungsfläche KF ist bezüglich des Prozessraumes PR stetig konkav eingeformt.
Die dielektrische Plattenanordnung 27 bildet einerseits die plane dielektrische Elektrodenfläche EF2 und, von konstanter Dicke, die ebenso plane Rückseite ER. In Fig. 12 ist das Öffnungsmuster durch die dielektrische
Plattenanordnung 27 nicht dargestellt. Die dielektrische Plattenanordnung 27 weist eine Dicke D auf, für die bevorzugterweise gilt: 0, 01 mm < d ≤ 5 mm. Definition
Unter dem Begriff dielektrische Plattenanordnung verstehen wir im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung ein sich flächig zweidimensional erstreckendes, von folienartig bis plattenförmig sich präsentierendes, dielektrisches Gebilde.
Weil sich die Kapazität der dielektrischen Plattenanordnung 27 in Serie zu der Kapazität zwischen Kopplungsfläche KF und Rückseite ER der dielektrischen Platte präsentiert, vermag die bei dünner dielektrischer Plattenanordnung 27 sich ergebende, ggf. grosse Plattenkapazität die sich über die Kammer 10a ergebende kleine Kapazität nur unwesentlich zu beeinflussen. In Fig. 13 ist ein Ausschnitt der Anordnung gemäss Fig. 12, wie er bei A eingekreist ist, dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass mindestens ein Teil der Bohrungen 25 durch die Metallplatte 14a, sowohl bei der Ausführungsform gemäss Fig. 12 wie auch bei allen anderen erfindungsgemässen Ausführungsformen, mit den Öffnungen 29 (nicht dargestellt) durch die dielektrische Plattenanordnung 27 fluchten kann und weiter mindestens genähert gleiche Öffnungsquerschnitte haben kann.
Obwohl die Kopplungsfläche KF in Fig. 12 stetig gekrümmt ist, ist es ohne weiteres möglich, sie in einer Stufe oder in mehreren Stufen geformt zu realisieren. Als Material der Plattenanordnung 27, welche einer hohen Temperaturbelastung ausgesetzt ist, einer . aggressiven chemischen Atmosphäre, hohem Vakuum und dem Plasma kann, wie erwähnt wurde, eine Keramik, beispielsweise Al203 eingesetzt werden. Es können, je nach Prozess, gegebenenfalls auch andere dielektrische Materialien eingesetzt werden, bis hin zu Hochtemperaturbeständigen, dielektrischen Folien mit dem Öffnungsmuster. Die erwähnte dielektrische Plattenanordnung 27 kann ersetzt werden, wie in Fig. 14 dargestellt, durch mehrere, beabstandet übereinander liegende Plattenanordnungen 27a, 27b, welche durch dielektrische Abstandshalter gegenseitig positioniert werden. Alle diese Einzelplatten 27a, 27b weisen das Öffnungsmuster in Analogie zum Muster der Öffnungen 29 gemäss Fig. 6 bzw. 12 und 13 auf. Ihre Dicke kann wiederum zwischen 0,01 und 5 mm gewählt werden.
In Fig. 15 (a) bis (f) sind mögliche gegenseitige Zuordnungen von metallischer Kopplungsfläche KF und dielektrischer Elektrodenfläche EF2 schematisch dargestellt, welche alle dazu führen, dass im Prozessraum PR, im Peripheriebereich, das elektrische Feld, bezüglich des Feldes im Zentralbereich, verstärkt wird. In Fig. 15 (a) ist die metallische Kopplungsfläche KF plan. Die dielektrische Plattenanordnung 27 ist, bezüglich des Prozessraumes PR, konvex und von konstanter Dicke D. Aufgrund ihrer metallischen Eigenschaften wirkt die Kopplungsfläche KF bei Hochfrequenzpotentialbeaufschlagung als Äquipotentialfläche mit ΦKF- In erster Näherung kann die Anordnung gemäss Fig. 15 (a) wie folgt betrachtet werden:
An jedem Volumenelement dV entlang der Kammer 10 ergibt sich die Serieschaltung einer Kapazität Cio und C27 wie links in der Fig. dargestellt. Während die Kapazität Cio durch den variierenden Abstand zwischen Kopplungsfläche KF und Rückseite ER der dielektrischen Plattenanordnung 27 sowie die Dielektrizitätskonstante des Gases in der Kammer 10 bestimmt ist, ist die Kapazität C27 örtlich konstant aufgrund der konstanten Dicke D und der Dielektrizitätskontanten ε der Plattenanordnung 27.
Üblicherweise ist die Dielektrizitätskonstante des Plattenmaterials wesentlich grösser als diejenige des Gases in Kammer 10, womit insbesondere bei dünner Plattenanordnung 27 die Kapazität C27, in der Serieschaltung mit Cio, mindestens in erster Näherung vernachlässigbar wird. Im Peripheriebereich der dielektrischen Elektrodenfläche EF2 wird Cio immer grösser, aufgrund des abnehmenden Abstandes d, womit sich lokal die Potentialverteilung ΦEF2 entlang der Elektrodenfläche EF2 mit Annäherung an den Peripheriebereich dem Potential ΦKF der Kopplungsfläche KF nähert. Somit liegt über dem Prozessraum PR, im Peripheriebereich der Elektrodenfläche EF2, die genähert ganze Potentialdifferenz zwischen ΦKF und dem an der Gegenelektrodenfläche EFi angelegten Potential. Im Zentrumsbereich der Elektrodenfläche EF2 ist Cio aufgrund des grösseren Abstandes d kleiner als im Peripheriebereich, womit daran eine grössere Hochfrequenzspannung abfällt und damit dort das Potential ΦEF2 bezüglich des Potentials ΦKF vermehrt abgesenkt ist. Somit liegt über dem Prozessraum PR in diesem Zentrumsbereich nurmehr ein bezüglich des Peripheriebereiches verringertes elektrisches Feld.
Aus der Betrachtung von Fig. 15 (a) und unter Berücksichtigung, dass die Kammer 10 als
Druckausgleichskammer für das aus dem Öffnungsmuster (nicht dargestellt) durch die dielektrische Plattenanordnung 27 dem Prozessraum PR zugespiesene Reaktivgas ist, ist ersichtlich, dass durch Einsatz einer folienartigen Hochtemperatur-beständigen Plattenanordnung 27 vorteilhafterweise die konvexe Formung aufgrund der Druckdifferenz zwischen Prozessraum und Kammer 10 erstellt werden kann. In Fig. 15 (b) ist die metallische Kopplungsfläche KF weiterhin plan. Die dielektrische Plattenanordnung 27 hat eine bezüglich dem Prozessraum PR konvexe geformte Rückseite ER, hingegen eine plane, zur Kopplungsfläche KF parallele Elektrodenfläche EF2. -Aufgrund der üblicherweise höheren Dielektrizitätskonstanten ε des Materials der dielektrischen Plattenanordnung 27 beeinflusst die Kapazität C2 im Peripheriebereich die Kapazität Cio (s. Fig. 15 (a) ) , trotz erhöhter Dicke der Anordnung 27, dort nur unwesentlich, so dass auch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 15 (b) die örtlich variierende Kapazität Cio in Serieschaltung dominiert und wie erläutert wurde die Feldverteilung im Prozessraum PR dominierend beeinflusst.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 15 (c) ist die Kopplungsfläche KF weiterhin plan. Die 'dielektrische Plattenanordnung 27 hat eine konstante Dicke, hingegen wird sie gebildet durch abschnittsweise unterschiedliche Materialien unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten εa bis εd. Hier kann die Kammer 10 entfallen.
Gegen die Peripherie hin nimmt die Dielektrizitätskonstante ε des Plattenmaterials zu, womit mit Blick auf das Ersatzbild in Fig. 15 (a) C2 zunimmt. Bei dieser Ausführungsform ist die durch die Kammer 10 gebildete Kapazität Cio lokal konstant. Wird hier die konstante Dicke der dielektrischen Plattenanordnung 27 genügend gross gewählt, so wird die gegen den Peripheriebereich hin grösser werdende Kapazität C27 in Serieschaltung mit Cio dominierend und es wird der bereits beschriebene Effekt erzielt: Im Randbereich der Elektrodenfläche EF2 wird das elektrische Feld im Prozessraum PR weniger abgeschwächt als im zentralen Bereich, wo C27 mit εd bezüglich C27 mit εa verringert ist.
Fig. 15 (d) zeigt die bereits erläuterten Verhältnisse gemäss Fig. 6 bzw. Fig. 12. Fig. 15 (e) zeigt eine plane Kopplungsfläche KF. Die dielektrische Platte 27 hat eine plane, zur Kopplungsfläche KF parallele Rückseite E," hingegen eine vom Prozessraum PR her betrachtet konvexe dielektrische Elektrodenfläche EF2. Aus den bisherigen Erläuterungen entnimmt der Fachmann ohne weiteres, dass damit derselbe Feldkompensationseffekt im
Prozessraum PR erzielt werden kann, wie er bisher erläutert wurde, nach Massgabe der gewählten Plattendicke und Plattenmaterial-Dielektrizitätskonstanten.
In Fig. 15 (f) ist sowohl die Kopplungsfläche KF wie auch die Elektrodenfläche EF2 bezüglich des Prozessraumes PR konkav, die Rückseite ER der Plattenanordnung 27 hingegen plan.
Ist die Dielektrizitätskontante der Plattenanordnung 27 wesentlich grösser als diejenige des Gases in Kammer 10, so dominiert auch hier Cio und ergibt die erwünschte Feldverteilung im Prozessraum PR.
Aus den Fig. 15 (a) bis (f) ist ersichtlich, dass insbesondere bezüglich der Form der dielektrischen Elektrodenfläche EF2 hohe Flexibilität besteht. Die in Fig. 15 dargestellten Varianten können, wie der Fachmann ohne weiteres erkennt, erweitert und kombiniert werden, wie beispielsweise Vorsehen unterschiedlicher Materialen an der Plattenanordnung 27 kombiniert mit variierender Dicke etc., was den Auslegungsspielraum noch weiter erhöht. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Kammer 10 entfallen und die Kapazitätsverteilung ausschliesslich durch die Plattenanordnung 27 realisiert werden. Bedenkt man, dass das Reaktivgas aus der Kammer 10 durch das an der Plattenanordnung 27 vorgesehene Öffnungsmuster in den Prozessraum eingelassen wird und weiter, dass die erwünschten Feldkompensations-Massnahmen weitgehend unabhängig von der Form der Elektrodenfläche EF2 realisiert werden können, so wird ersichtlich, dass gleichzeitig Gasausdüsungsrichtung in den Prozessraum PR sowie Feldbeeinflussung im Prozessraum PR je optimiert werden können.
Bei der Realisierung der dielektrischen Plattenanordnung 27 ist zu berücksichtigen, dass diese während dem
Behandlungsprozess insbesondere hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Damit sind thermische Ausdehnungsdifferenzen zwischen dielektrischer Plattenanordnung 27 und, über ihre Fixation, der die Kopplungsfläche KF bildenden Platte 14 zu berücksichtigen. Im Weiteren muss bedacht werden, dass mit der beschriebenen Anlage grosse, ja sehr grosse Substrate 104 behandelt werden sollen. Die Realisation einer dielektrischen Plattenanordnung dieses Ausmasses sowie ihre Montage, so dass jedenfalls thermische Ausdehnungen und Kontraktionen ohne Verformungen aufgenommen werden können, stellt insbesondere dann Probleme, wenn die Anordnung 27 nicht folienartig ist, sondern als starre dielektrische Platte, beispielsweise aus einer Keramik, wie aus A1203 besteht.
In einer in diesem Fall bevorzugten Ausführungsform wird die feste Anordnung 27, wie anhand von Fig. 16 erläutert werden soll, durch eine Vielzahl dielektrischer, bevorzugterweise keramischer Kacheln, zusammengesetzt. In Fig. 16 ist in Aufsicht und in Querschnittsdarstellung eine solche Kachel und ihre Montage dargestellt. Die jeweilige Kachel 50, wie dargestellt bevorzugt rechteck- oder quadratförmig und aus einem Keramikmaterial wie beispielsweise A1203 gefertigt, ist im wesentlichen zentral mittels eines dielektrischen Abstandsbolzens 52, wie beispielsweise einer Keramikschraube, sowie mittels einer dielektrischen Unterlegscheiben 54 bezüglich der Kopplungsfläche KF an der Platte 104 positioniert. Dadurch wird der relevante Abstand zwischen Fläche KF und Rückseite ER der die Plattenanordnung 27 bildenden Kacheln 50 sichergestellt. Damit die Kacheln 50 peripher abgestützt sind und sich trotzdem bei thermischer Belastung ohne Spannung allseits frei ausdehnen können, sind sie auf Abstützstiften 56 bezüglich der Kopplungsfläche KF geführt. Gegen Verdrehen sind die Kacheln 50 mittels eines
Führungsstiftes 58 in einer Langlochführung 59 gesichert. Die Kacheln 50 werden mit dem in Fig. 16 nicht dargestellten Öffnungsmuster versehen, das ggf. ergänzt wird durch Spalten zwischen den Kacheln 50. Die Kacheln 50 können sich ggf. auch überlappen. Es können ein oder mehrere Lagen solcher Kacheln vorgesehen werden, ggf. örtlich variierend, und es können in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Keramikmaterialien, insbesondere mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten eingesetzt werden. Damit können flexibel unterschiedliche Formungen und Materialprofile an der dielektrischen Plattenanordnung 27 realisiert werden.
In Fig. 17 (a) bis (f) sind schematisch die Konfigurationen gemäss Fig. 15 (a) bis (f) dargestellt, aufgebaut mittels Kacheln bevorzugt wie anhand von Fig. 16 erläutert. Dabei müssen lediglich die der Kopplungsfläche KF unmittelbar gegenüberliegenden Kacheln gemäss Fig. 17 abgestützt werden, prozessraumseitig anschliessende Kachellagen werden an den darunter liegenden Kacheln montiert. Aus Betrachtung von Fig. 17 (a) bis (f) versteht der Fachmann ohne weiteres, wie in der erwähnten bevorzugten Kachelbauweise die Konfigurationen gemäss den Fig. 15 (a) bis (f) aufgebaut werden. Dabei muss, im Sinne des vorerwähnten Öffnungsmusters, eine in erwünschtem Masse verteilte Gaseindüsung in den Prozessraum sichergestellt werden, sei dies durch Ausnützung zwischen den Kacheln verbleibender Labyrinthkanäle und/oder Vorsehen zusätzlicher Bohrungen bzw. Öffnungen durch die Kacheln 50 (nicht dargestellt) .
Bevorzugterweise wird die Dicke keramischer Kachel Dκ zu 0 , l mm < Dκ ≤ 2 mm gewählt .
Mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren bzw. der erfindungsgemäss eingesetzten Anlage lassen sich homogen grosse, ja sehr grosse dielektrische Substrate erst mit speziellen leitenden Schichten beschichten, dann durch reaktive, hochfrequenzplasmaunterstützte Verfahren oberflächenbehandeln, insbesondere beschichten, wodurch insbesondere grosse bis sehr grosse Solarzellen grossindustriell gefertigt werden können.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmigen Werkstückes auf der Basis eines dielektrischen Substrates (100) , welches Verfahren die Behandlung in einem
Plasmaprozessraum (PR) umfasst, welcher zwischen zwei sich gegenüberliegenden Elektrodenflächen (2a; EFi, 2b; EF2) in einem Vakuumrezipienten gebildet ist, wobei zwischen den Elektrodenflächen ein elektrisches Hochfrequenzfeld erzeugt wird und damit in dem mit einem Reaktivgas beschickten
Prozessraum (PR) eine Hochfrequenz-Plasmaentladung erstellt wird, dabei die eine Elektrodenfläche (2b, EF2) aus dielektrischem Material ist, an diese ein Hochfrequenzpotential (Φ2b) mit entlang der Fläche vorgegebener, variierender Verteilung angelegt wird und die Verteilung des elektrischen Feldes im Plasmaprozessraum (PR) durch die Potentialverteilung (Φ2b) an der dielektrischen Elektrodenfläche (2b, EF2) eingestellt wird, dabei mit dem Substrat die dielektrische Elektrodenfläche (2b, EF2) gebildet wird oder das Substrat an der metallisch ausgebildeten anderen (2a, EFi) Elektrodenfläche angeordnet wird, weiter an der dem Substrat gegenüberliegenden Elektrodenfläche aus einem Öffnungsmuster (29) das Reaktivgas in den Prozessraum (PR) eingelassen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Substrat (100) vor der Behandlung im Plasmaprozessraum (PR) mindestens abschnittsweise mit einem Schichtmaterial beschichtet wird, für dessen spezifischen Widerstand p gilt 10~5 Ωcm ≤ p ≤ lO"1 Ωcm und für den Flächenwiderstand Rs der Schicht gilt : 0 < Rs ≤104 ΩD dann das beschichtete Substrat an der metallischen Elektrodenfläche (2a, EFi) positioniert wird und im
Plasmaprozessraum (PR) reaktiv plasmaunterstützt geätzt oder beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung des Hochfrequenzpotentials und der Einlass von Reaktivgas in den Prozessraum dadurch realisiert werden, dass die dielektrische Elektrodenfläche (EF2) durch eine dem Prozessraum zugewandte Oberfläche einer dielektrischen flächigen Anordnung (27) gebildet wird, deren Rückseite (ER) mit einer metallischen Kopplungsfläche (KF) eine Kammer (10) bildet, wobei der
Abstand (d) der Rückseite (ER) von der Kopplungsfläche (FK) entlang dieser Flächen variiert und/oder die Dicke (D) der flächigen Anordnung (27) entlang diesen Flächen variiert und/oder die Dielektrizitätskonstante der flächigen Anordnung (27) entlang dieser Flächen variiert und dass weiter das Reaktivgas in die Kammer (10) eingelassen wird und durch das in der flächigen Anordnung (27) vorgesehene Öffnungsmuster (29) in den Prozessraum (PR) eingelassen wird, wobei weiter zwischen der Kopplungsfläche (KF) und der anderen metallischen Elektrodenfläche (EFi) ein Hochfrequenzsignal angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrisch flächige Anordnung (27) mit einer wenigstens genähert konstanten Dicke (D) eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische flächige Anordnung (27) mit einer vorgegebenen variierenden Dickenverteilung eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialverteilung (Φ2b) an der dielektrischen Elektrodenfläche (2b, EF2) im Zentrum mehr vom Potential an der Kopplungsfläche (KF) abweicht als im Peripheriebereich.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialverteilung an der dielektrischen Elektrodenfläche (EF2) , vom Zentrum gegen ihre Peripherie hin fortschreitend, sich dem Potential der Kopplungsfläche (KF) nähert, indem der Abstand zwischen Rückseite (ER) der flächigen Anordnung (27) und Kopplungsfläche (KF) an der Peripherie kleiner gewählt wird als im Zentrumsbereich und/oder die Dicke der dielektrischen flächigen Anordnung (27) im Peripheriebereich kleiner gewählt wird als im
Zentrumsbereich und/oder die Dielektritizitätskonstante des Materials der flächigen Anordnung (27) im Peripheriebereich grösser gewählt wird als im Zentrumsbereich der dielektrischen Elektrodenfläche.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Kopplungsfläche (KF) im wesentlichen plan ausgebildet wird, die dielektrische flächige Anordnung (27) mit im wesentlichen konstanter Dicke (D) vom Prozessraum her betrachtet konvex oder b) die dielektrische flächige Anordnung (27) im wesentlichen konstanter (D) Dicke plan ausgebildet wird, die Kopplungsfläche (KF) vom Prozessraum her betrachtet konkav, oder c) die Kopplungsfläche (KF) konkav ausgebildet wird, die dielektrische flächige Anordnung (27) mit planer Rückseite (ER) und vom Prozessraum her betrachtet konkaver dielektrischer Elektrodenfläche, oder d) die Kopplungsfläche im Wesentlichen plan ausgebildet wird, die dielektrische flächige Anordnung mit planer Rückseite parallel zur Kopplungsfläche und mit, vom Prozessraum her betrachtet, konvexer Elektrodenfläche oder e) die Kopplungsfläche plan ausgebildet wird, ebenso die Elektrodenfläche, die Rückseite der flächigen Anordnung, betrachtet vom Prozessraum her, konvex.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische flächige Anordnung (27) durch dielektrische, vorzugsweise keramische Kacheln (50) gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der keramischen Kacheln (50) zentral bezüglich der metallischen Kopplungsfläche (KF) auf Abstand (52) positioniert montiert ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rückseite (ER) der flächigen Anordnung (27) von der metallischen Kopplungsfläche (KF) in einem, vorzugsweise in mehreren Stufen variiert und/oder die Dicke (D) der flächigen Anordnung (27) in einer, vorzugsweise in mehreren Stufen variiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rückseite (ER) der flächigen Anordnung (27) von der metallischen Kopplungsfläche (KF) stetig variiert und/oder die Dicke der flächigen Anordnung stetig variiert.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Substrat (100) erst mit einem elektrisch leitenden Oxid beschichtet wird und dann (104) der Behandlung im Plasmaprozessraum unterzogen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als leitendes Oxid ein transparentes gewählt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Substrat (100) mit mindestens einem der Materialien ZnO, In02, Sn02, dotiert oder nicht dotiert, beschichtet und darnach der Behandlung im Plasmaprozessraum (PR) unterzogen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Substrat vor der Behandlung im Plasmaprozessraum mit einer Schicht des
Schichtmaterials beschichtet wird, für deren Dicke Ds gilt: 10 nm ≤ Ds ≤ 5 μm.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivgas mindestens eines der Gase NH3, N2, SF6, CF , Cl2, 02, F2, CH4, Silan, Disilan, H2, Phosphin, Diboran, Trimetlybor, NF3 enthält.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzfeld mit einer Frequenz fHf angeregt wird für die gilt:
10 MHz < fHf < 500MHz
insbesondere 13 MHz < fHf < 70 MHz,
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkreisdurchmesser des Substrates mindestens 0,5m ist.
19. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mit Festkörper-Dielektrikum gefüllt ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörper-Dielektrikum entlang der dielektrischen Elektrodenfläche, bezüglich seiner Dielektrizitätskonstanten, variiert.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Festkörperdielektrikum dasjenige der dielektrischen Elektrodenfläche eingesetzt wird.
22. Vakuumbehandlungsanlage mit
• einem Vakuumrezipienten (105a) , darin einer ersten planen metallischen Elektrodenfläche (EFi) , • einer zweiten, der ersten zugewandten dielektrischen Elektrodenfläche (EF2) , die eine Oberfläche einer dielektrischen flächigen Anordnung (27) bildet,
• einer der Rückseite (ER) der flächigen Anordnung (27) zugewandte, metallische Kopplungsfläche (KF) , • elektrische Anschlüsse je an die Kopplungs- (KF) und an die erste Elektrodenfläche (EFi) , •- ein Gasleitungssystem (17), "durch die- Kopplungsfläche (KF) und ein flächig verteiltes Muster von Öffnungen (29) durch die flächige Anordnung (27), dadurch gekennzeichnet, dass die flächige dielektrische Anordnung (27) durch mehrere keramische Kacheln (50) gebildet ist.
23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Kacheln (50) an der metallischen
Koppiungsfläche (KF) durch mindestens genähert im Kachelzentrum angeordnete, dielektrische Stützen (52) gehaltert wird.
24. Anlage nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kacheln (50) die dielektrische
Elektrodenfläche (EF2) plan oder von der ersten Elektrodenfläche her betrachtet konvex oder konkav aufspannen.
25. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsfläche (KF) von der ersten (EFi) Elektrodenfläche her betrachtet gestuft oder stetig konkav geformt ist.
26. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass an der metallischen Kopplungsfläche (KF) Gaseinlassöffnungen vorhanden sind, deren überwiegende
Anzahl mit Öffnungen (29) des Musters fluchten und vorzugsweise gleiche Öffnungsquerschnitte haben.
27. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Kacheln (50) durch mindestens einen Führungsstift (58) in Langlochführung (59) gegen Verdrehung gesichert ist.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Kacheln (50) durch Abstandsstifte (56) bezüglich der Kopplungsfläche und relativ zur Kopplungsfläche, in ihren Flächenausdehnungs- Richtungen frei beweglich, abgestützt sind.
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