專利名稱：直列式涂覆設備的制作方法
直列式涂覆設備本發(fā)明涉及一種用于等離子體增強的化學氣相沉積的直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備包括至少一個加工室，該加工室具有在基底穿過該加工室的運輸方向上順序地安排的至少兩個等離子體源。以上提及的屬類的設備已經(jīng)在微電子裝置中使用一段時間了，例如，用于基底的涂覆。在這種情況下，這些基底穿過該加工室并且在這種情況下穿過這些單獨的等離子體源，這些等離子體源在各自的情況下被設計并且被設置成使得具有均勻品質和特性的多個相同的、均勻的層被沉積在這些基底上。此外，用于在基底上沉積多層式層的設備以及用于大面積沉積多層式層的直列式設備也是現(xiàn)有技術中已知的。迄今為止所使用的設備已經(jīng)針對不同的應用領域在非常不同的、專門化的方向上得到了發(fā)展。舉例而言，存在著用于研究目的的高度靈活的實驗室設 備、包括用于微量電子裝置的高度專門化的涂覆模塊的設備、用于涂覆塑料透鏡和眼鏡的設備、以及用于建筑玻璃板、薄膜或太陽能電池的大面積涂覆的專門設備。在這種情況下，使用單獨的薄層或多層式層來改進絕熱作用、增加反射或減少反射或者用于對表面進行鈍化。為了生產(chǎn)性制造多層式層，對每個層使用一個分開的加工室，或者在一個加工室中將這些層以一種不連續(xù)的分批方法順序地(即，以不同涂覆過程的臨時序列)施加在這些 基底上。如果使用包括多個加工室的直列式等離子體涂覆設備，那么可以連續(xù)地沉積具有不同層特性的不同層。在各個單獨的加工室中使用特定的氣體和氣體混合物以及具有特定電氣工作條件的相同等離子體源。在這種情況下，每個單獨的層要求一個加工室，該加工室具有專門針對所述層優(yōu)化了的優(yōu)化的加工條件。為了避免加工氣體的夾帶，在這些單獨的加工室中使用具有專用的泵系統(tǒng)和真空閥的分開的室。在此的缺點是，那么這些基底在這些單獨的加工室之間的連續(xù)輸送是不可能的。這些基底必須在單獨的加工室中等待，直到已經(jīng)實現(xiàn)用于輸送到后續(xù)加工室中的必要的清潔度。然而在由多個必須在層的組成方面相對于彼此具有小變化的單獨層構成的多層式層的情況下，這樣一個程序是耗時間的并且減少了可能的基底通過量。此外，由于這些單獨的加工室之間必須的過程中斷，另外的污染物 還可以到達已經(jīng)被涂覆的基底，并且例如由于在層中或單獨層的表面上反應性鍵和自由鍵的存在，這些層可能在將它們于后續(xù)加工室中被進一步加工之前發(fā)生變化。通過這些已知的設備概念不能生產(chǎn)梯度層或者僅僅能困難地進行生產(chǎn)。為了在CVD設備中生產(chǎn)多層式層，通過例如不同的氣體、不同的氣體混合物或其他適合的不同參數(shù)來生產(chǎn)單獨的層。在用于物理氣相沉積的設備(PVD設備)中，可以通過使用相同的真空或相同的濺射氣體來生產(chǎn)由不同的材料構成的層。因此，在PVD設備的情況下，更有可能在一個室中生產(chǎn)多個層。因此，例如文獻G 94 07 482. 8描述了這樣一種PVD設備，其中在一個加工室中安排了多個濺射陰極。CVD設備對于層的生產(chǎn)使用了液體或氣態(tài)的起始物質，這些物質是有待沉積的層材料的化學化合物。為了提供這些化學化合物，必須考慮許多種具體的特殊特征。因此，經(jīng)常專門地計劃和執(zhí)行一種用于生產(chǎn)特定層的CVD設備。靈活使用一種用于生產(chǎn)多層式層的CVD設備通常是技術上復雜的。舉例而言，文獻WO 2007/051457A2描述了一種用于在娃太陽能電池上生產(chǎn)一個兩層的減反射涂層的直列式設備。在這種情況下，通常使用分開的室來生產(chǎn)每個部分層。然而，還提及了一個可能的示例性實施方案，其中在一個室中通過等離子體增強的CVD技術沉積第一部分層并且通過濺射方法(PVD)在該真空室中的另一個部分中生產(chǎn)第二部分層。然而，濺射沉積和CVD沉積在一個室中的組合是不利的，因為CVD沉積和PVD沉積要求不同的工作氣體，并且用于CVD沉積的工作氣體必須在PVD沉積之前被完全泵走，這是費時的并且昂貴的。PVD層還具有在CVD層基礎上的一些基本的缺點；舉例而言，在結構化的基底的情況下或者在基底上由于蔭蔽而存在顆粒的情況下，可能出現(xiàn)不充分的涂覆。本發(fā)明的目的是提供一種以上提及的屬類的直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備能夠進行高品質的多層式層和/或梯度層的連續(xù)的、大面積的、并且有效的沉積。這個目的是根據(jù)本發(fā)明通過上述屬類的設備實現(xiàn)的，其中至少兩個等離子體源是不同的等離子體源，其中該至少兩個等離子體源是在不同激發(fā)頻率下工作的等離子體源。在一個加工室中，沉積的重要工藝參數(shù)可以僅僅針對整個室一起進行設置，這些是例如壓力以及限制性地還有溫度以及氣體組成。然而，通過使用具有不同等離子參數(shù)的不同等離子體源，根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備使之有可能在該室中占主導的條件下同時沉積多個不同的層或者多個具有隨其厚度變化的層特性的層，即，梯度層。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，將這些等離子體源根據(jù)所希望的層順序和/或層特性而進行選擇并且安排在該設備中的。對于一個涂層，涂層存在很多的要求，其中這些要求經(jīng)常相矛盾。舉例而言，對于高涂覆速率的要求經(jīng)常與高的層品質的要求不合。當生產(chǎn)僅一個層時，這個沖突必須通過折中來解決。當生產(chǎn)多個薄層而不是一個厚層時，這個要求清單中這些單獨的要求可能遍布這些單獨的層，并且對該涂層制訂的要求清單可以全部通過多個部分層更好地得到滿足。為了滿足對涂層制訂的要求清單，通常有可能沉積由多個彼此僅具有小變化的單獨層構成的多層式層。這些小變化可以在于例如層組成、化學計量比、密度、純度、或粗糙度。本發(fā)明通過不同等離子體源在單一加工室中的特殊安排并且通過這些不同等離子體源的適當?shù)牟煌僮鲗崿F(xiàn)了這個生產(chǎn)多個僅略微不同的層的目的。根據(jù)本發(fā)明，這兩個不同的等離子體源的不同之處在于它們的操作頻率不同。不同的等離子體頻率對等離子體中載荷子的能量分布、對自由基的形成、并且最后對于通過該等離子體生產(chǎn)的層的特性有著顯著影響。在本發(fā)明的一個有利的實施方案中，該至少兩個等離子體源中的至少一個是以脈沖激發(fā)頻率來操作的等離子體源。所產(chǎn)生的層的特性可以受到這些等離子體源的不同脈沖參數(shù)的顯著影響。舉例而言，可以向對應的等離子體源施加不同的脈沖頻率、峰值功率和/或不同的脈沖接通持續(xù)時間。因此這個實施方案特別適合用于生產(chǎn)多層式層和/或梯度層。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個適宜的實施方案中，使用了至少兩個等離子體源，其中至少一個第一等離子體源以低頻率(即，在直流與IOOMHz之間)工作，并且至少 一個第二等離子體源在IOOMHz與幾個GHz (S卩，處于微波范圍內)之間工作。具有低頻率的等離子體源可以產(chǎn)生具有高達200eV的高動能的離子?？梢允褂盟鲭x子來例如在該基底上實現(xiàn)高粘附強度的層、或者沉積具有高密度的層。相比之下，微波等離子體沉積的強度在于有效的前體活化以及高的沉積速率。因此，這些微波等離子體源特別適合于產(chǎn)生強粘性的厚層并且滿足通過量的要求。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個 特別優(yōu)選的實施方案中，該第一等離子體源是一個在50KHz到13. 56MHz的范圍內工作的等離子體源，并且該第二等離子體源是一個在915MHz到2. 45GHz的范圍內工作的等離子體源。在這些頻率范圍內，現(xiàn)存有成熟的、市售的等離子體源，這樣根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備能以高品質得到。按照根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個適宜的變體，該至少一個以低頻率工作的第一等離子體源在基底穿過該加工室的輸送方向上被安排在該至少一個以更高的頻率 工作的第二等離子體源的上游。對于高品質層的沉積，通常適宜的是首先產(chǎn)生一個初始涂層，其中通過高離子能量產(chǎn)生了良好的粘附性或高的層密度。在該涂覆的另外過程中，這些高離子能量不再是必要的；相比之下，快速實現(xiàn)所希望的層厚度或高的沉積速率對于成本原因而言是重要的。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個特別的示例性實施方案中，該至少一個第一低頻率等離子體源是RF等離子體源或ICP等離子體源，并且該至少一個第二更高頻率的等離子體源是微波等離子體源。已經(jīng)證明這些在兆赫范圍內工作的RF和ICP等離子體源在實際中是更值得做的。特定頻率的選擇當然在實質上取決于出于技術目的而法律上允許的頻率?？紤]到法律情勢的變化，還可以使用除今天的慣例之外的頻率。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備中一個優(yōu)選實施方案中，該至少兩個不同的等離子體源包括線性可擴縮的等離子體源。由于這種線性可擴縮性，設備可以按不同的寬度進行構造，其中寬度是指客戶優(yōu)選的基底寬度。作為線性可擴縮性的結果，該等離子體源僅在橫過基底輸送方向的寬度上發(fā)生變化。在基底的輸送方向上，相比之下，這些線性可擴縮的等離子體源是尺寸相同的并且以相同的方式來工作。其結果是，有可能對于基底輸送方向上的不同基底寬度以類似的方式來使用設備，并且有可能使用類似的涂覆方法。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個有利的實施方案中，這些等離子體源是以線性安排組合的點源或者圓對稱的源，其中在所述等離子體源之間的距離被選擇成使得它們的單獨等離子體在這些基底的表面處被重疊而形成公共的等離子體。因此將多個點源或圓對稱的源進行組合以便形成一個線性源。通過將該源的構造限制在一個點，一種特別簡單的構造是有可能的。通過此類點源，可以通過選擇正確數(shù)目的點源按簡單的方式來實現(xiàn)線性擴縮。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個任選的發(fā)展中，將這些等離子體源中的至少兩個進行組合而形成至少一組等離子體源。通過組合形成多個組，可以由等離子體源的統(tǒng)一的基礎元件形成一個等離子體源大組，其中這組等離子體源像一個大的等離子體源一樣起作用。將相同的基礎元件組合形成一個大的元件與具有精確要求的尺寸的一個新構造的大等離子體源相比在構造方面實現(xiàn)起來是簡單得多的。此外，如果僅對于一種類型的等離子體源必須保存?zhèn)浼詡溆玫脑?，則對于維護是適宜的。按照根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的另一種選擇，該至少兩個等離子體源和/或等離子體源組具有多個分開的氣體進料。盡管這些加工氣體在一個加工室中混合，但是在氣體入口與氣體出口之間的確可能存在氣體組成方面的顯著梯度。因此，對于兩個等離子體源，在限制條件內可以通過分開的氣體供應來提供不同的氣體組成，甚至是在一個室中。這些分開的氣體供應能夠獲得與公共的氣體供應相比更大的層特性的變化。還有可能將完全不同的氣體進料到一個等離子體源中。由此實現(xiàn)了層特性的甚至更大的變化范圍。根據(jù)該等離子體和氣體的重疊，還有可能允許層特性在更大或更小的程度上彼此合并、并且產(chǎn)生所謂的梯度層。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個特別有利的變體中，該至少兩個不同等離子體源和/或等離子體源組各 自配備有分開的氣體抽提。這些分開的氣體抽提導致了在該至少兩個等離子體源之前這些涂覆區(qū)域的進一步分離。由此，所生產(chǎn)的這些層的層特性的進一步的擴展也是有可能的。另外證明有利的是，該分開的氣體抽提具有一個空間，出現(xiàn)的排氣流可以通過在這些等離子體源的每個側面處在兩側上的抽吸而被抽提到這個空間中。為了均勻涂覆這些基底，必要的是這些相同的條件在該涂層的每個位置處占優(yōu)勢。尤其還必須的是，將用過的氣體通過在每個位置的均勻抽吸而進行抽提。為了泵連接件和加工室之間的良好的脫連接，有利的是通過該氣體抽提中的額外空間來結合一種脫連接。通過在這些等離子體源的每個單獨等離子體源處的兩側上的排氣流實現(xiàn)了特別均勻的廢氣排放；此外，由于這些排氣在兩側上被傳導離開，這些等離子體源也更好地與相鄰的等離子體源脫連接。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的另外一個可能的實施方案中，在這些單獨的等離子體源和/或等離子體源組之間安排了多個傳導篩(conductance screen)。另外，這些等離子體源還通過這些傳導篩彼此絕緣，使得這些反應空間與彼此的進一步界定是可能的。此外，如果根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備包括一個用于這些基底的輸送系統(tǒng)連同至少一個用于基底的輸送速度和/或輸送方向的控制模塊，則是有利的。在最簡單的情況下，將基底以均勻的速度在輸送方向上輸送穿過該直列式涂覆設備。然而，在提及的發(fā)展中，還有可能局部地減小基底的輸送速度，以便例如在一個等離子體源下方實現(xiàn)更長的涂層。此外，還有可能改變涂覆過程中的基底輸送方向。通過改變輸送方向，可以進行空間的基底振蕩，這對于增加層的均質性可能是有利的；然而，其他應用也是有可能的，例如像通過一系列不同的等離子體源得到的多重涂層，由此可以實現(xiàn)多個層的形成。在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個有利的發(fā)展中，該涂覆設備包括至少一個加熱和/或冷卻裝置，其中可以將這些基底和/或基底載體取決于它們在直列式涂覆設備中的位置而不同地進行加熱和/或冷卻。基底溫度是影響層特性的一個涂覆參數(shù)。通過使用加熱或冷卻裝置，有可能影響該直列式涂覆設備內的基底溫度。因此，有可能在最優(yōu)的溫度方向上控制每個等離子體源或等離子體源組的基底溫度。按照根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的另外一個實施方案，這些不同的等離子體源被安排在該加工室中這些基底的一側和/或兩側上。將等離子體源安排在兩側上使之有可能在同一加工室的兩側上涂覆基底。通過使用不同的等離子體源來進行正面和背面涂覆，另外還有可能在同一加工室對一個基底的兩側不同地進行涂覆。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案及其構造、功能和優(yōu)點在下面通過參照附圖
來更詳細地進行解釋，其中
圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種包括不同加工室的直列式涂覆設備的一個實施方案的示意性概況圖解；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一種包括四個具有不同工作參數(shù)的等離子體源的直列式涂覆設備的一個加工室的實施方案變體的示意性概況圖解；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種包括兩個不同類型的等離子體源的直列式涂覆設備的另外一個可能的加工室的示意圖；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的又另一個可能的加工室的示意圖，其中使用了不同類型的等離子體源以及用于每種類型等離子體源的不同氣體供應；圖5示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的加工室的另外一個變體，它包括多個被分配給這些不同等離子體源的多個氣體抽提；圖6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個可能加工室的實施方 案，其中這些等離子體源被安排在這些基底的下方；圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個加工室的另外一個示例性實施方案的示意性圖解，其中多個相同類型的、但具有不同工作參數(shù)的等離子體源被安排一個基底的兩側上；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個加工室的一個示例性實施方案，其中不同類型的等離子體源被安排該基底的兩側上；并且圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種直列式涂覆設備的示意性概況圖解，該設備包括被安排在該基底兩側上的等離子體源并且用于在兩側上對基底進行涂覆。圖I示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明用于在基底13上進行進行單獨的層和/或梯度層的等離子體增強的化學氣相沉積(PECVD)的直列式涂覆設備的一個實施方案的基礎構造。在所示的實例中，該直列式涂覆設備包括兩個加工室1、2。此外，所展示的實例包括一個入口鎖室4，它在該基底13穿過該加工室I的輸送方向A上被安排在第一加工室I的上游；一個分離室3，它被安排在這兩個加工室1，2之間；以及一個出口鎖室5，它被安排在第二加工室2的下游。根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備不限于所展示的實施方案；而是還可以包括其他涂覆室、調理室、蝕刻室、或其他室。圖I應該僅理解為是出于解釋目的一個示意性圖解。為了更加清楚起見，該設備的對于工作而言必要的各種技術細節(jié)(但屬于現(xiàn)有技 術)并未單獨展示，并且在下面并不單獨地進行解釋。根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的這些單獨的室是真空室，這些室一般在真空或減壓下工作。在直列式涂覆設備中，基底13被輸送穿過，所述基底在加工室1，2中被加工。在基底13的輸送方向上，這些室通過真空閥8、81、82、83、84、95分隔。這些真空閥可以例如是機械閥；然而，還有可能使用現(xiàn)有技術已知的用于真空分離的其他方案。每個室具有至少一個抽吸連接件11、111、112、113、114，用于真空泵的連接。使用一種輸送系統(tǒng)來使基底輸送穿過該直列式涂覆設備，所述輸送系統(tǒng)是現(xiàn)有技術并且為了簡單起見而沒有展示。適當?shù)妮斔拖到y(tǒng)是例如輥輪輸送系統(tǒng)或包括線性電動機的輸送系統(tǒng)。除了連續(xù)輸送之外，該輸送系統(tǒng)的驅動器還能夠進行基底13的不連續(xù)輸送。在本發(fā)明的情況下，可以根據(jù)技術要求、而且根據(jù)有待生產(chǎn)的層或層序列的希望特性來調整輸送方向和速度。除了典型的線性移動之外，在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的情況下 在表面加工的領域中還可以進行振蕩式雙向移動。大面積的基底13可以通過該輸送系統(tǒng)直接移動穿過該直列式涂覆設備。為了涂覆具有小尺寸的基底13，還有可能使用基底載體
10、101，它們可以容納多個單獨的基底13。此外，該輸送系統(tǒng)可以按用于輸送有待涂覆的膜的已知方式來實施。根據(jù)本發(fā)明，將至少兩個不同的等離子體源6和7置于這些加工室1，2的至少一個之中，所述等離子體源被依次地安排在該輸送方向上。優(yōu)選將線性可擴縮的等離子體源用于等離子體源6、7。然而，還有可能使用所謂的點源或圓對稱的等離子體源，其中在這種情況下，優(yōu)選將多個這樣的等離子體源串聯(lián)組合而形成對應的新的線性安排。在這種情況下，然后將這些單獨的等離子體源之間的距離選擇為小到使得其單獨產(chǎn)生的等離子體在這些基底13的表面處疊加而形成公共的線性延伸的等離子體，其結果是有可能實現(xiàn)滿足了這些要求的均勻表面加工。該圖顯示了線性等離子體源6、7的截面。這些線性可擴縮的尺寸延伸超過該圖的平面。該加工室I具有兩個不同類型的等離子體源6、7或者在結構上不同的等離子體源
6、7，其中這兩個等離子體源6、7在此僅僅是作為舉例而進行展示的，并且還有可能使用多于兩個的等離子體源或者等離子體源的組。具體到說，這兩個等離子體源6、7是在不同頻率下工作的等離子體源。等離子體源6是例如以相對低頻率的電源來供電的RF等離子體源或者ICP等離子體源，其中低頻率應該被理解為是指直流到IOOMHz的范圍。優(yōu)選地，該等離子體源6使用了在50kHz到13. 56MHz范圍內的容許頻率。在所展示的實例中，等離子體源7是一個微波等離子體源并且在IOOMHz與幾個GHz之間的頻率下工作，特別優(yōu)選的頻率是 915MHz 或 2. 45GHz o在根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的一個加工室中這些不同的等離子體源可以如以上提及的在結構上有所不同，即，關于它們的類型，如在加工室I中。然而，也可能在這些等離子體源之間存在功能差異或者在其他方面相同的等離子體源構造的情況下關于工作模式或工作條件的差異，這在加工室2的基礎上示意性地總結的。這個加工室2使用了四個相同設計的等離子體源71、72、73、74，然而，這些等離子體源具有不同的工作參數(shù)。這些電氣工作參數(shù)包括所使用的等離子體頻率、等離子體中轉化的有效電功率，以及在等離子體源的脈沖電供應的情況下有脈沖參數(shù)，例如像峰值脈沖功率、脈沖接通時間和脈沖停止時間，等離子體源的同步、同相性質或相偏移。借助于此類參數(shù)，有可能影響等離子體中出現(xiàn)的氣體碎片、控制等離子體的組成、并且影響氣體碎片的濃度。此外，關于所使用的這些等離子體源的電氣工作條件，有可能影響等離子體與基底表面的相互作用。不同的電氣工作條件具有以下作用除了上述已經(jīng)在結構上不同的等離子體源之外，這些等離子體源也是在本發(fā)明的含義內的不同的等離子體源。其結果是，總體上它們可以對薄層的層組成和特定的層生長過程并且因此對所生產(chǎn)的層的特性具有很大的影響。根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的各個單獨的等離子體源6、7、71、72、73、74具有至少一個用于進料加工氣體的氣體連接件12、121、122、123、124、125。在每個等離子體源內，至少一個氣體噴霧器(未展示)可以用于氣體分配。關于各個等離子體源6、7、71、72、73、74，可以分開地設置或調整這些等離子體源6、7、71、72、73、74的氣體流入量和電氣工作條件。根據(jù)本發(fā)明的直列式等離子體涂覆設備的這些單獨的室可以任選地配備有加熱和/或冷卻裝置9、91、92、93、94。這些加熱和/或冷卻裝置用于將溫度調整到這些基底載體10、101或基底13的典型溫度20° C到600° C。圖2以放大的且更詳細的圖解顯示了來自圖I的加工室2。除了在圖I中所示的這些元件之外，在此顯示氣體噴霧器14、141、142、143是在等離子體源71、72、73、74旁邊，這些氣體噴霧器可以另外用于將加工氣體進料到加工室2中。基底13被置于基底載體101上，這些基底通過以上說明的輸送系統(tǒng)、按照箭頭A標明的穿過方向、被輸送穿過直列式涂覆設備，被成功引導穿過到這些等離子體源的下面71、72、73、74并且被連續(xù)涂覆。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的另外一個可能變體的一個加工室21，其中，在兩個等離子體源6、61以及兩個等離子體源7、71的基礎上，示意性地展示了可以改變或增加所用等離子體源的數(shù)目。彼此相同的等離子體源的數(shù)目和安排是以一種依賴于有待在基底13上形成的多層式層安排的整個層堆疊設計的方式進行限定的。圖4顯示了來自圖3的加工室21的可能簡化。在這種情況下，將以相同方式工作的等離子體源6、61和7、71分別進行組合以形成具有公共氣體供應15和16的組。由于組 合形成了組，有可能減少用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的設備的花費。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的加工室22的一個有利發(fā)展。該加工室22具有對應地兩個不同類型的等離子體源6、61和7、71，它們以成對的方式進行安排并且以組的方式進行工作。在這個有利的安排中，這些等離子體源組的加工區(qū)域通過傳導篩
17、171、172彼此分隔。在所示的實例中，這兩個加工區(qū)域的分隔另外是通過分開的氣體抽提115a、115b來實現(xiàn)的，該氣體抽提是用于加工室22的上部區(qū)域中的每個加工區(qū)域。在一個有利的實施方案中，該氣體抽提115可以被形成為使得它形成了一個分開的空間115c，出現(xiàn)的排氣流可以通過在這些等離子體源6、61、7、71的每個單獨等離子體源的兩側上的抽吸而被抽提到這個空間中。在這個分開的空間115c中，還以高的氣體流速發(fā)生了良好的壓力平衡，其結果是實現(xiàn)了均勻的氣體抽提、并且因此實現(xiàn)了良好的層均質性。此外，圖5顯示了一個基底102，該基底在這些等離子體源6、61、7、71下面按照箭頭A的方向移動穿過加工室22。在這種情況下，該基底102或一個基底載體可以局部地通過一個加熱和/或冷卻裝置95不同地進行加熱和/或冷卻。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的加工室23的替代實施方案的變體，其中不像以上說明的示例性實施方案中的那樣，等離子體源62、75、76、63被安排在一個基底103的第二側或背面上，即，在該示例性圖解中是該基底103的下方。在其他加工室(未展示)中，這些基底是豎直取向的并且這些等離子體源位于這些基底的左側和右側上。所展示的示例性實施方案包括一種類型的等離子體源62、63以及另一種類型的等離子體源75、
76。此外，一種用于加熱和/或冷卻這些基底和/或基底載體的加熱和/或冷卻裝置96被提供在該基底103上方或者在穿過該加工室23的基底上方。圖6通過舉例的方式顯示，這些單獨的等離子體源類型的排列順序根據(jù)本發(fā)明是處于任何所希望的方式，并且在這些圖中所顯示的示例性實施方案可以進行修改以考慮有待形成的所希望的層堆疊。在圖6中所展示的示例性實施方案中，首先進行離子輔助的沉積，在第二步驟中進行具有低的離子輔助程度的沉積，并且在第三步驟中進行具有高離子輔助程度的第二次沉積。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的另一個可能的加工室16的有利發(fā)展，其中兩個相同的等離子體源77、78和一個氣體抽提117被安排在基底第一側上，其中一個加熱和/或冷卻裝置97在加工過程中通過等離子體源77、78從基底第二側上加熱該基底
104。此外，在該示例性實施方案中，加工室26包括兩個等離子體源79、80，它們在結構上或者就其工作參數(shù)而言與等離子體源77、78不同；在基底第二側上的氣體抽提118 ;以及與其相反的、在該第一基底側上的用于基底的一個加熱和/或冷卻裝置98。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的加工室25的另外可能的實施方案。該加工室25具有一個第一涂覆區(qū)域，該第一涂覆區(qū)域具有一種類型的等離子體源64、65以及一個氣體抽提117和一個用于涂覆基底第一側的、相反的加熱和/或冷卻裝置97 ;—個第二涂覆區(qū)域，該第二涂覆區(qū)域與該第一涂覆區(qū)域通過一個傳導篩173分開并且具有第二類型的、用于涂覆基底第二側的等離子體源79、80，一個氣體抽提118以及一種相反的加熱和、/或冷卻裝置98。圖9示意性地概述了根據(jù)本發(fā)明的一種包括兩個加工室1、26的直列式涂覆設備，該設備被設計用于在兩側上加工基底。在這種情況下，已經(jīng)在以上關于圖I至8使用的相同參考符號代表相同或相似的元件，通過這些元件來參考以上說明。圖9再一次概括地顯示了根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的多個處于與以上說明的那些不同的組合形式的元件，其中不同類型等離子體源或具有不同結構和/或功能特性或操作參數(shù)的等離子體源6、7、
71、72、66、67被安排在至少一個加工室1、26之中，并且其中這些等離子體源的安裝位置可以位于一個平面基底的兩側。根據(jù)本發(fā)明的直列式等離子體加工設備此外包括在這些加工室以及其他室中的加熱和/或冷卻裝置9、91、92、93、94。根據(jù)本發(fā)明的直列式涂覆設備的功能將在下面通過舉例參考圖9進行解釋。首先，這些基底或帶有基底的基底載體穿過打開的第一真空閥8被輸送進入一個入口鎖室4。使用一個輸送系統(tǒng)進行基底輸送，所述輸送系統(tǒng)在此未展示。在所示的圖解中，在箭頭A標識的輸送方向上進行輸送。然而原理上，如以上提及的，這些基底還有可能至少部分地在與該輸送方向A相反的方向上或者以一種振蕩方式進行輸送。一旦至少一個基底已經(jīng)完全被輸送到入口鎖室4中，就將該真空室8關閉以隔離大氣，并且通過一個抽吸連接件11將該入口鎖室4抽真空，一個真空泵(在此未展示)連接到該抽吸連接件上。然后，將通向第一加工室I的真空閥8打開并且使基底在輸送方向A上移動穿過該第一加工室I。在這種情況下，通過一個加熱和/或冷卻裝置來完成基底的加熱，通過一個安排在這些基底上方的等離子體源6來產(chǎn)生第一層，而隨后通過一個第二等離子體源7產(chǎn)生一個第二層，這個第二等離子體源是在基底穿過方向上被安排在這些基底上方以及該第一等離子體源6的下游、并且不同于該第一等離子體源6。在涂覆硅太陽能電池的過程中，該等離子體源6可以產(chǎn)生例如一個約IOnm厚的富含硅的氮化硅層，該層具有高比例的氫以及低的密度，在這個低密度下所述層對于氫是可滲透的。該第二等離子體源7因此可以然后在同一個加工室中直接產(chǎn)生一個第二氮化硅層，該第二氮化硅層是該第一氮化硅層的大約三倍到四倍厚。該第二氮化硅層是大致化學計量比的Si3N4層、具有低的光學損失以及高比例的氫，該氫用作該半導體體積鈍化的氫源。 在等離子體源7的第二次涂覆之后，進一步輸送到一個分離室3中，該室具有加熱元件91、92。在所示的實例中，這些加熱元件91、92被用于加熱這個或這些基底，以便允許氫從該第二氮化硅層擴散進入該半導體材料中并且將先前完成的涂層致密化。
在該直列式涂覆設備中這些基底的下一步加工是在加工室26中進行。在此，首先借助等離子體源71、72用一個另外的層來涂覆一個基底正面，其中這些基底被一個加熱和/或冷卻裝置93加熱。該另外的層可以是例如一個二氧化鈦層，這是完成一個抗反射涂層所要求的。在這個寬的正面涂覆之后，這些基底被進一步輸送到等離子體源66、67以及一個加熱和/或冷卻裝置94，在這里進行基底的背面涂覆，例如用于產(chǎn)生一個反射層。最后， 這些基底被輸送到一個出口鎖室5中，在這里將這些基底進行最后漂洗并且將有毒的反應末端產(chǎn)物抽走，并且其中在基底被輸送回到大氣中之前進行通風。
權利要求
1.一種用于等離子體增強的化學氣相沉積的直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備包括至少一個加工室(1，2)，該加工室具有在基底(13)穿過該加工室(1，2)的輸送方向上依次安排的至少兩個等離子體源，其特征在于該至少兩個等離子體源是不同的等離子體源(6，7)，其中該至少兩個等離子體源(6，7)是在不同的激發(fā)頻率下工作的等離子體源。
2.如權利要求I所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6，7)中的至少一個是以脈沖激發(fā)頻率來工作的等離子體源。
3.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體 源(6、7)具有至少一個在直流直至IOOMHz的范圍內工作的第一等離子體源(6)以及至少一個在IOOMHz到幾個GHz的范圍內工作的第二等離子體源(7)。
4.如權利要求3所述的直列式涂覆設備，其特征在于該第一等離子體源(6)是在50KHz到13. 56MHz的范圍內工作的等離子體源，而該第二等離子體源(7)是在915MHz到2. 45GHz的范圍內工作的等離子體源。
5.如權利要求3或4所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少一個第一等離子體源(6)在這些基底(13)穿過該加工室(1，2)的輸送方向上被安排在該至少一個第二等離子體源(7)的上游。
6.如權利要求3到5中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少一個第一等離子體源(6)是一個RF等離子體源或ICP等離子體源，并且特征在于該至少一個第二等離子體源(7)是一個微波等離子體源。
7.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6，7)包括線性可擴縮的等離子體源。
8.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6，7)是以一種線性安排進行組合的點源或圓對稱的源，其中所述等離子體源之間的距離被選擇成使得其單獨的等離子體在這些基底(13)的表面處被重疊以形成公共的等離子體。
9.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于這些等離子體源(6，7)中的至少兩個被組合而形成至少一個組。
10.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6，7)具有分開的氣體供應。
11.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該至少兩個等離子體源(6、7)和/或等離子體源的組各自具有分開的氣體抽提。
12.如權利要求11所述的直列式涂覆設備，其特征在于該分開的氣體抽提具有一個空間，出現(xiàn)的排氣流可以在這些等離子體源中每個單獨的等離子體源處的兩側上的通過抽吸作用而被抽提到該空間中。
13.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于在這些單獨的等離子體源(6、7)和/或等離子體源的組之間安排了多個傳導篩。
14.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該直列式涂覆設備包括一個用于這些基底(13)的輸送系統(tǒng),該輸送系統(tǒng)具有至少一個用于這些基底(13)的輸送速度和/或輸送方向的控制模塊。
15.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于該直列式涂覆設備包括至少一個加熱和/或冷卻裝置(95，96)，通過該裝置，這些基底(13)和/或基底載體(10，101)可以根據(jù)它們在該直列式涂覆設備中的位置而不同地被加熱和/或冷卻。
16.如以上權利要求中任一項所述的直列式涂覆設備，其特征在于這些不同的等離子體源被安排在該加工室(1，2)中這些基底(13)的一側和/或兩側上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直列式涂覆設備，該直列式涂覆設備包括至少一個加工室，該加工室具有在基底穿過該加工室的輸送方向依次安排的至少兩個等離子體源。本發(fā)明的目的是提供這樣一種直列式等離子涂覆設備，這種設備能夠進行高質量的多層式層和/或梯度層的連續(xù)、大表面的、并且有效的沉積。為此，提供了這樣一種直列式等離子體涂覆設備，其中該至少兩個等離子體源是在不同激發(fā)頻率下工作的不同等離子體源。
文檔編號C23C16/54GK102725439SQ201080060604
公開日2012年10月10日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權日2010年1月4日
發(fā)明者D·德科爾, J·邁, M·格利姆, T·格羅斯, 赫爾曼·施勒姆 申請人:德國羅特·勞股份有限公司