等離子體產(chǎn)生設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種等離子體源，其結(jié)合了以電感方式耦合以及以電容方式耦合的等離子體的優(yōu)點。
【背景技術(shù)】
[0002]以電感方式耦合的等離子體(ICP)在很低的等離子體電勢的情況下達到了很高的離子密度。此外，也可以提供大面積的等離子體。結(jié)合特別簡單的等離子體產(chǎn)生，這就能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體源的經(jīng)濟的運行方式。
[0003]以電容方式耦合的等離子體(CCP)由于較低的激勵溫度和旋轉(zhuǎn)溫度而具有較低的點火溫度?；谝撞僮餍院头€(wěn)定性，以電容方式耦合的等離子體可以在大量的應用中使用，尤其是在氣溶膠或濕氣中使用，在其中，其他的等離子體可能會熄滅。CCP耦合特別好地適用于對等離子體中的離子進行加速并且針對加工過程進行提取。
[0004]因此，這兩種等離子體產(chǎn)生方式都具有它們在技術(shù)上的優(yōu)點和存在理由。
[0005]在DE103 58 505 B4中描述了一種ICP源，其具有磁極靴裝置，其中，激勵線圈布置在極靴的槽中。極靴造成了激勵線圈的磁場在極靴下方在設(shè)置用于等離子體點火的區(qū)域中的集中。在磁極靴的兩側(cè)并且與其直線式地設(shè)置有其他的永磁體作為多極磁體裝置。在該結(jié)構(gòu)中，多極裝置的磁場與以電感方式耦合的等離子體疊加。所描述的結(jié)構(gòu)尤其適用于伸長的面式的等離子體源，像它們優(yōu)選用于以穿通方法(Durchlaufverfahren)進行的太陽能電池制造那樣。
[0006]EP O 908 923 BI描述了一種等離子體源，其中，用于磁場在等離子體腔中進行集中的磁芯(鐵素體芯)也同時被用作等離子體源到處理室的聯(lián)接開口的關(guān)閉件。等離子體源的優(yōu)選的實施方式是旋轉(zhuǎn)對稱的。不使用多極磁體裝置，以便在等離子體中產(chǎn)生哨聲波。
[0007]ICP源的公知的結(jié)構(gòu)形式不具有CCP源的有利特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的任務是提供一種等離子體源，其集合了ICP等離子體和CCP等離子體的優(yōu)點。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，該任務利用根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備來解決。有利的實施方式在回引的從屬權(quán)利要求中示出。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征在于，同時以電感方式和電容方式將能量耦入到等離子體中。
[0011]根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的是，該設(shè)備具有至少一個用于將能量以電感方式耦入到等離子體中的線圈。在此，等離子體在為此設(shè)置的腔區(qū)域，亦即等離子體腔中產(chǎn)生。線圈優(yōu)選布置在磁極靴的槽中，其中，槽的開口(槽側(cè))朝向等離子體(等離子體腔)。在此，線圈優(yōu)選嵌入至IJ(陶瓷的)絕緣體中。由極靴和線圈構(gòu)成的裝置布置在能導電的包覆物中，包覆物除了極靴的槽側(cè)和線圈接口外完全包圍該裝置。槽側(cè)用能導電的法拉第屏蔽物遮蓋。該法拉第屏蔽物使包覆物的內(nèi)部相對等離子體腔封閉并且與有傳導能力的包覆物傳導連接，其中，線圈的磁場可以溢出用于以電感方式的耦合，但電場被可靠地屏蔽，或者說很大程度上減小了電場穿過法拉第屏蔽物。在法拉第屏蔽物與磁極靴裝置之間也可以置入由磁場可穿透的材料制成的附加的絕緣板，絕緣板可以用作極靴裝置的封裝件或保護件。該封裝也可以相對有傳導能力的包覆物以真空密封的方式實施，以便可以避免可能的污物進入過程腔，或者說使過程腔中存在的反應氣體或氣體殘留遠離極靴裝置。在此，在包覆物內(nèi)部的內(nèi)腔可以形成被單獨栗吸的真空腔或可以與大氣或保護氣體裝置連接。存在有配對電極作為相對于法拉第屏蔽物的配對件，法拉第屏蔽物和該配對電極一起構(gòu)成了電容器裝置。配對電極優(yōu)選布置在與法拉第屏蔽物對置的側(cè)上，此外優(yōu)選布置在待處理的基底的后方。在包覆物外部還布置了有傳導能力的壁作為所謂的暗腔遮蔽物，該壁與包覆物電絕緣并且除了槽側(cè)和聯(lián)接穿通部外包圍了該包覆物。優(yōu)選地，暗腔遮蔽物處在裝置的接地電勢上。此外優(yōu)選的是，暗腔遮蔽物的槽側(cè)配設(shè)有由不傳導的材料制成的遮蓋物(介電遮蓋物)O暗腔遮蔽物的目的是將等離子體的形成限制到等離子體腔上。為了將能量供入到等離子體中，至少一個線圈與頻率發(fā)生器，優(yōu)選是高頻發(fā)生器連接。另外的頻率發(fā)生器聯(lián)接到包覆物以及與該包覆物連接的法拉第屏蔽物上。這些頻率發(fā)生器的兩個其他的極優(yōu)選處在接地電勢上。
[0012]優(yōu)選地，多極磁體裝置平行于一個或多個線圈地布置，從而使多極磁體裝置的磁場與線圈的磁場在等離子體中疊加。多極磁體裝置優(yōu)選被定向成使它們有助于產(chǎn)生所謂的哨聲波。哨聲波在等離子體邊緣層中沿著等離子體的表面延伸并且改進了到該等離子體中的能量輸入。為了實現(xiàn)這一點，多極磁體裝置優(yōu)選以彼此相互吸引的方式定向。它們與線圈的磁場一起形成一種磁瓶，其有利地包圍等離子體并使其成形。多極磁體裝置優(yōu)選布置在暗腔遮蔽物外部。在此，它們優(yōu)選在暗腔遮蔽物旁邊，在朝等離子體腔方向上在介電遮蓋物的高度上以用該遮蓋物封閉的方式布置，或者在另外的優(yōu)選的實施方式中布置在等離子體腔旁邊。
[0013]因此概括而言，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)DE103 58 505 B4的布置具有帶朝向等離子體腔方向的法拉第屏蔽物的包覆物，并且此外還配設(shè)有暗腔遮蔽物。除了根據(jù)DE 103 58 505B4的設(shè)備部分的以電感方式式的能量耦入外，還經(jīng)由包圍根據(jù)DE 103 58 505 B4的設(shè)備的附加設(shè)置的包覆物或法拉第屏蔽物實現(xiàn)了以電容方式式將能量耦入到等離子體中。
[0014]包覆物優(yōu)選被冷卻。這例如借助冷卻劑傳輸部實現(xiàn)。其他的構(gòu)件在需要時也可以配設(shè)有冷卻劑傳輸部或別的對流式或?qū)崾降臒釋С霾俊?br>[0015]用于以電感方式將能量耦入到等離子體中的ICP線圈優(yōu)選成對地、直線式延伸地且平行延伸地設(shè)置。于是，由于對稱原因，在一對線圈的相反的端部上實現(xiàn)能量耦入。有利的是，在等離子體產(chǎn)生裝置中相互平行地布置有多個線圈對。然而，其他的線圈配置也是可行的，例如圓形或波浪形的布置。在特別是伸長的設(shè)計結(jié)構(gòu)中，各個ICP線圈都可以配設(shè)有附加的能量輸送部。線圈的交錯布置也是可行的。
[0016]法拉第屏蔽物由有傳導能力的，優(yōu)選是金屬的材料構(gòu)成。它具有用于使ICP線圈的磁場線從包覆物溢出的開口。這些開口優(yōu)選平行于磁場線地延伸，以便盡可能少地影響這些磁場線。因此，開口優(yōu)選被設(shè)計成縫隙狀。一個優(yōu)選的實施方式將矩形的板設(shè)置為法拉第屏蔽物，在其中，縫隙交替地從板材的長側(cè)起進入到該板材中直至幾乎到達對置的側(cè)。以這種方式形成了蜿蜒曲折的結(jié)構(gòu)，其有助于減少或抑制在法拉第屏蔽物中渦流的形成。法拉第屏蔽物的其他實施方式也是可行的，并且對于本專業(yè)技術(shù)人員來說是可以實施的，其中，重要的是使用于讓磁場線溢出的開口優(yōu)選應當平行于這些磁場線地延伸。
[0017]暗腔遮蔽物是有傳導能力的并且阻止了在為之設(shè)置的區(qū)域之外通過經(jīng)由包覆物的以電容方式的能夠供入將專屬的等離子體點火。為此，暗腔遮蔽物優(yōu)選處在接地電勢上。
[0018]在法拉第屏蔽物與等離子體之間優(yōu)選朝等離子體腔指向地存在有例如由石英材料或氧化鋁陶瓷制成的介電遮蓋物作為暗腔遮蔽物的封閉件并且作為防污染保護裝置。
[0019]所形成的等離子體相對于等離子體處理室的所有的壁都是在很大程度上無電勢的。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，等離子體的密度主要通過以電感方式的能量耦入來確定。然而，等離子體的運動(離子的加速運動)在很大程度上通過以電容方式的耦入來限定。進到等離子體中的ICP能量供入的和CCP能量供入的激勵頻率和能量貢獻可以以有利的方式相互分開地確定或改變。但此外，相位同步化的激勵也是可行的。為了供能可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用合適的HF或LF發(fā)生器(高頻或低頻發(fā)生器)。以電感方式耦入的頻率優(yōu)選處在10kHz至13.56MHz的范圍內(nèi)，并且在此也可以脈沖式地提供。以電容方式的耦入允許在直流(OHz)至數(shù)MHz的范圍內(nèi)的，優(yōu)選40kHz至400kHz范圍內(nèi)的激勵頻率。在此，也可以脈沖式地或連續(xù)地提供這些頻率。