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用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法与流程

2022-03-16 02:30:10 来源:中国专利 TAG:

用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法
1.本发明涉及用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法。
2.已知化学气相沉积(chemical vapour deposition,cvd)用于涂覆基底。在此提供至少一种包含待沉积物质的气体。通过进行化学反应(例如可以通过温度驱动)将物质沉积在基底上。借助于化学气相沉积例如可以制备微电子构件或光波导。
3.沉积速率可以通过产生基于气体的等离子体而进一步提高。另外,由此还可以在更低温度下已经有效地驱动沉积反应。化学气相沉积的这种变体通常被称为等离子体辅助的化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapour deposition,pecvd)。
4.为了实现必要的处理温度,通常将用于承载基底(例如半导体晶片)的工件载体引入到具有可加热的壁的反应室中。这样的反应室有时也被称为热壁反应器。在此,加热典型地经由安装在处理室壁中的电阻加热元件来进行。
5.本发明的目的是进一步改进等离子体辅助的化学气相沉积,尤其提高其效率。
6.这个目的通过根据权利要求1、14和15所述的用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法来实现。
7.根据本发明的第一方面的用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备具有用于接纳至少一个工件载体的处理室。根据本发明,该设备被配置为用于借助于至少一个能够被处理室接纳的工件载体来加热该处理室,优选直至用于气相沉积的处理温度。
8.在本发明意义上的加热是主动加热,其中使用至少一个专用于加热的构件。在此加热还包括暂时加热。在借助于至少一个能够被处理室接纳的工件载体来加热处理室时,工件载体可以例如作为加热装置操作。相反,例如通过废热的被动加热在本发明意义上不是加热。即,通过加热工件载体的电极由于生成等离子体来使处理室升温在本发明意义上不是加热。
9.本发明的一方面基于如下方案:如此形成用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备,使得用于接纳至少一个工件载体的处理室仅能够通过至少一个能够被接纳的工件载体而被主动加热。在此,该设备尤其可以如此形成,使得可以与被引入到处理室中的处理气体和/或在处理室中产生的真空无关地借助于工件载体来加热处理室。
10.在本发明意义上的真空的特征在于低于作用于该设备的空气压力的压力。换言之,在本发明意义上的真空是指在处理室内相对于该设备的环境的低压,例如基本上低于1bar的压力。
11.即,该设备例如可以被配置为将工件载体作为加热装置操作。由于借助于被接纳在处理室中的工件载体可加热处理室,可以省掉用于该设备的分开的加热系统,例如呈安装在处理室区域中的加热元件或加热箱的形式。因此可以更简单地设计并且耗费更低地制造该设备。另外,处理室可以作为所谓的“冷壁反应器”来操作,由此可以提高操作安全性。此外,通过省掉分开的加热系统可以避免在未引入工件载体的情况下意外地加热处理室或者可以省掉仅在工件载体被接纳的情况下允许加热的对应的高耗费的安全机构。
12.此外,被配置为借助于能够被接纳的工件载体来加热处理室的设备可以节省处理室中的构造空间并且处理室因此可以设计得更紧凑。由此可以减小待加热的体积和位于其
中的待加热的质量。在相同的加热功率下,这能够实现缩短用于达到处理温度所需的时间。由此该设备不仅可以以能量高效的方式操作,而且对工件的处理可以加速并且对应地提高通过量。
13.该设备便利地具有控制单元,该控制单元被配置为用于控制借助于该至少一个能够被接纳的工件载体对处理室的加热。该控制单元尤其可以被配置为用于将该至少一个能够被接纳的工件载体作为加热装置来操作。该控制单元例如可以被配置为产生工件载体与电流源和/或电压源的连接,使得加热电流流过工件载体的至少一部分。加热电流在此可以为低频交流电流,例如具有小于1khz、优选约50hz的频率的交流电流。工件载体的一部分,例如多个串联连接的电极,在此可以用作加热电阻。
14.下文将说明本发明的优选实施方式及其改进方案,只要没有明确排除在外,这些实施方式和改进方案就可以分别任意地彼此组合以及与在下文中说明的本发明方面组合。
15.在一个优选的实施方式中,该设备具有开关装置,该开关装置被配置为用于将该至少一个被该处理室接纳的工件载体选择性地与至少一个加热电压源或等离子体电压源连接。加热电压源便利地被配置为用于提供低频交流电压以加热处理室,并且等离子体源便利地被配置为用于提供高频交流电压以产生等离子体。低频交流电压在此具有1khz或更低的频率,例如50hz的频率,并且高频交流电压具有1khz或更高的频率,例如40khz的频率。开关装置优选被配置为用于将被处理室接纳的工件载体选择性地整合到用于引导高频交流电流的等离子体电路中或者整合到至少一个用于引导低频交流电流的加热电路中。因此借助于开关装置可以实现该至少一个被接纳的工件载体的不同工作方式类型。
16.加热电压源例如被配置为提供具有145v的有效电压和大于90a(例如120a)的有效电流强度的低频交流电压。等离子体电压源例如被配置为提供具有800v至1000v的有效电压和小于90a(例如75a)的有效电流强度的高频交流电压。
17.在另一个优选的实施方式中,该开关装置具有至少两个开关组件,这些开关组件被配置为用于中断该至少一个加热电压源和该等离子体电压源与能够连接到该工件载体处的电流接口的导电连接。开关组件尤其可以被配置为用于中断该至少一个加热电压源或该等离子体电压源与还被称为接触插针的电流接口的电导线。这些开关组件中的每一个在此可以具有整合在这些导线之一中的至少一个开关。由此,该至少一个加热电压源和该等离子体电压源可以彼此独立地与该至少一个能够被接纳的工件载体连接。
18.用于控制借助于该至少一个能够被接纳的工件载体对处理室的加热的控制单元优选为开关装置的一部分。控制单元便利地被配置为用于控制该至少两个开关组件。控制单元例如可以被配置为用于断开或闭合这些开关组件。控制单元尤其可以被配置为用于当存在开关信号时通过对应地操控开关组件来将加热电压源与工件载体断开并且将等离子体电压源与工件载体连接。开关信号例如可以为由用户产生的、经由用户界面提供的开关信号。替代地或附加地,开关信号还可以由控制单元产生,例如当工件载体的温度或其周围环境达到或超过处理温度时。为此目的,控制单元可以与温度传感器连接,该温度传感器被配置为用于估计工件载体温度或环境温度。
19.在另一个优选的实施方式中,该设备具有电流接口,能够被处理室接纳的该工件载体可以连接到该电流接口。该电流接口优选包括至少四个接触插针,以便对能够被处理室接纳的工件载体进行电接触。由此可以对工件载体的至少两个电路彼此独立地供应电流
和/或电压。
20.接触插针例如可以从处理室壁伸出并且被布置为使其在工件载体被处理室接纳时接触设置在工件载体处的接触点位,以便进行电连接。尤其可设想的是,接触插针被设计为用于接入到工件载体处对应的、优选形成为锥形的孔中。由此可以在将工件载体引入到处理室中时将接触插针滑入孔中并且在此将接触插针导入预设的位置。由此可以实现工件载体与该设备的特别可靠的电连接。为了在处理室接纳该至少一个工件载体时能够保证接触插针的最小挤压力,还可设想的是,将接触插针弹性安装在处理室内部。
21.在另一个优选的实施方式中,这些接触插针布置在该处理室的后壁的区域中。在此后壁应理解为在与用于向处理室中引入工件载体的至少一个开口相反一侧上的处理室壁。在此,接触插针优选被布置为使得这些接触插针在通过处理室进行接纳时自动接触该至少一个工件载体。接触插针例如可以被布置为使得这些接触插针在将该至少一个工件载体推入到处理室中的动作结束时与工件载体的对应的接触点位进行接触。由此可以简化该设备的操作。一方面可以省略附加的接触步骤,在该步骤中必须主动地将该至少一个能够被处理室接纳的工件载体与该设备连接。另一方面无须明确地关注工件载体是否正确连接。而是,这仅仅通过将工件载体完全引入处理室中就可以完成。
22.在另一个优选的实施方式中,该处理室被配置为用于接纳两个尤其并排的工件载体。便利地,处理室被形成为与之对应的宽度,即为单独的工件载体的至少两倍宽。对应地,处理室还可以具有两个电流接口,以便分开地连接每个工件载体。用于接纳两个工件载体的处理室的尺寸允许提高通过量。
23.在另一个优选的实施方式中,该处理室具有彼此并排布置的两个可封闭的开口,以便将该至少一个工件载体引入到该处理室中。这两个开口优选通过止挡片彼此分离,该止挡片例如可以止挡用于封闭开口的门或翻板。由此可以将两个工件载体彼此独立地引入到处理室中或从处理室中取出。
24.在另一个优选的实施方式中,处理室被形成为基本上矩形的并且被配置为用于接纳具有基本上矩形横截面的至少一个工件载体。由此使处理空间体积最优地适配于工件载体的轮廓。尤其可以使处理室中的死体积最小化。这允许用于在处理室中产生真空的气体导出系统(尤其真空泵)的最优布局并且能够减小被馈入处理室中的处理气体的消耗。
25.在另一个优选的实施方式中,该处理室具有至少一个反射装置,该反射装置被配置为用于将从该至少一个能够被接纳的工件载体发出的电磁辐射(尤其电磁谱的红外区域中的热辐射)反射回到该工件载体上。为此目的,该至少一个反射装置例如可以包括多个优选矩形的板。该至少一个反射装置允许该设备的更高效的运行。尤其可以借助于该至少一个反射装置减少在处理室中达到预设处理温度之前的时长,使得通过量得以提高。这样同时还可以节省能量。
26.该多个板便利地构成堆叠,利用该堆叠,电磁辐射特别有效地被反射。这些板在此可以由分别特别适合于反射某一波长的不同材料制成。通过将此类板堆叠成反射装置,还可以在宽波长范围上有效反射电磁辐射。
27.在另一个优选的实施方式中,该处理室具有至少三个反射装置,这些反射装置基本上相对彼此成直角地如下布置,使得在工件载体被接纳在该处理室中的情况下这些反射装置在该工件载体的两个彼此相反的纵向侧面上方并且沿着这些纵向侧面定位。由此至少
可以反射由该至少一个能够被接纳的工件载体发出的电磁辐射的大部分。于是尤其可以借助于反射装置遮盖该至少一个能够被接纳的工件载体周围的较大角度范围。除了提高的能量效率和使加热过程加速之外,所述的反射装置的布置还允许可靠地限制处理室的壁温。
28.在另一个优选的实施方式中,该设备具有气体馈入系统,用于将处理气体馈入该处理室中。
29.该气体馈入系统优选包括多个注入器。在工件载体被接纳的情况下,在处理室的用于馈入处理气体的盖部的区域中,这些注入器便利地布置在工件载体上方,使得处理气体可以便利地从上方被馈入。注入器为此例如可以安装在处理室的盖部中。设置将处理室例如与至少一个气体送入管路流体导通地连接的多个注入器允许待馈入的处理气体在处理室中的特别均匀的分布。于是还可以特别均匀地处理被工件载体所承载的工件。
30.在此该多个注入器优选沿着处理室的盖部分布,例如呈注入器阵列的形式。该多个注入器尤其可以沿着引入方向布置,在该引入方向中该至少一个工件载体可以被引入到处理室中。对于每一个能够被处理室接纳的工件载体尤其可以设置一行在引入方向上彼此前后布置的注入器。在适当时,还可以设想平行的两行此类彼此前后布置的注入器,以便可能导入两种不同的处理气体。在此,每行的注入器便利地分别与两个处理气体送入管路之一以流体导通的方式连接和/或成对地分别布置在另一行的注入器旁边,以便实现这两种不同的处理气体的同等分布。
31.这些注入器优选被形成为喷嘴状的,以便针对性地注入处理气体。在通入处理室的出口开口的区域中,这些注入器中的每一个例如可以被成形为使得处理气体可以束状地(也就是说仅具有较小发散度而基本上直线地)被吹入处理室中。由此可以将处理气体直接提供到如下区域中,在这些区域中应将处理气体的至少一种成分沉积到被工件载体承载的工件的表面上,例如在该至少一个被接纳的工件载体的电极之间。这样一方面可以特别高效地利用所馈入的处理气体,并且可以对应地减少处理气体的消耗。
32.在另一个优选的实施方式中,这些形成为喷嘴状的注入器被布置为,使得处理气体能够被吹入到该至少一个能够被接纳的工件载体的多个平行布置的电极之间。这可以使电极之间产生等离子体更容易或者以少量的馈入气体就已经能够产生等离子体。所馈入的气体因此尤其可以流过工件载体的这些电极之间并且在该至少一个能够被接纳的工件载体下方被抽出,而不是使其预先(不必要地)分布在处理室中。
33.在另一个优选的实施方式中,该设备具有气体导出系统。
34.该气体导出系统优选包括多个气体出口,在该处理室的底部的区域中,在工件载体被接纳的情况下这些气体出口被布置在该工件载体下方,以便抽出气体。这些气体出口例如可以形成为处理室底部中的开口。该多个气体出口优选沿着处理室的底部分布,例如呈气体出口阵列的形式。该多个气体出口尤其可以沿着引入方向布置。在此优选对于每一个注入器、尤其对于由平行的两行注入器形成的每一个注入器对设置一个气体出口。由此可以从处理室中均匀地抽出处理气体。这在经由多个注入器均匀地馈入气体的情况下是尤其有利的,因为可以避免不希望的浓度差。
35.根据本发明的第二方面的用于等离子体辅助的化学气相沉积的系统具有根据本发明的第一方面的用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备以及工件载体,借助于该工件载体可以加热该设备的处理室。该工件载体优选被形成为可以引入到该设备的处理室中,
尤其可以被该处理室接纳。该工件载体便利地形成为被该设备作为加热装置操作。为此,加热装置例如具有由工件载体的电极形成的多个加热电路。这些电极在此优选用作加热电阻,可以在其上施加低频交流电压。以特别优选的方式,工件载体在此还可以形成为用于被该设备作为等离子体装置操作,通过该等离子体装置可以在处理室中产生等离子体。为此例如可以将这些加热电路中的至少两个加热电路彼此隔离并且使其具有彼此相邻的电极,使得在相邻电极之间可以施加高频交流电压。
36.在根据本发明的第三方面的用于等离子体辅助的化学气相沉积的方法中,加热处理室,确切地说根据本发明借助于至少一个能够被处理室接纳的工件或工件载体来加热处理室。换言之,处理室可以被工件或工件载体主动加热。
37.便利地将呈低频交流电流形式的加热电流引导通过工件或工件载体,例如通过将对应的交流电压施加到工件或工件载体上。例如可以将具有小于1khz、例如具有50hz频率的交流电压施加到电极组件上、尤其施加到电极组件的多个串联电连接的电极上。这些电极在此便利地用作加热电阻。但是还可设想的是,工件用作加热电阻。通过根据本发明的方法无须求助于常规的布置在处理室区域中的加热系统即可加热处理室。例如可以取消分开的加热装置并且因此使用具有更紧凑的处理室的设备。这还允许缩短达到为了气相沉积所设置的处理温度所需的时长。同时可以用本发明的方法减少方法耗费。在单独的应用情形下还可以实现更高的沉积速率。
38.在加热处理室之前,可以将工件载体或工件引入到处理室中,例如经由布置在处理室中的运行轮。在此,以优选的方式将工件载体与该设备的开关装置尤其自动地电连接。工件载体例如可以被推入处理室中如此远,直至工件载体处的接触点位与该设备的布置在处理室后壁区域中的电流接口的接触插针发生接触。
39.便利地在加热之后将工件或工件载体作为等离子体装置来操作。为此可以将具有1khz或更高、例如40khz频率的高频交流电压施加到工件或工件载体上、尤其电极上。由此可以特别高效地利用工件或工件载体。
40.下文将借助于附图详细阐释本发明。只要是适当的,图中相同作用的元件就设有相同的附图标记。本发明并不限于附图中所示的实施例,在功能性特征方面也不受其限制。此前的说明以及下文的附图说明包含许多特征,这些特征在单独的从属权利要求中以部分地归纳成多个特征的方式展现。然而,本领域技术人员可以单独考虑这些特征以及上文或下文附图说明中公开的所有其余特征并将其结合成有意义的其他组合。所有所提及的组合尤其分别单独地且可以以任意适合的组合方式与根据本发明第一方面的设备、根据本发明第二方面的系统和根据本发明第三方面的方法进行组合。
41.附图至少部分示意性地示出:
42.图1以侧视图示出用于等离子体辅助的气相沉积的设备的实例;
43.图2示出用于等离子体辅助的气相沉积的系统的实例;
44.图3示出用于等离子体辅助的气相沉积的系统的实例;并且
45.图4示出用于等离子体辅助的气相沉积的方法的实例。
46.图1以侧视图示出用于等离子体辅助的气相沉积的设备1的实例。设备1具有:处理室2,该处理室用于通过可封闭的开口17接纳至少一个工件载体;气体馈入系统3,该气体馈入系统用于将至少一种处理气体馈入处理室2中;以及气体导出系统4,该气体导出系统用
于在处理室2中产生真空。设备1在此被配置为用于借助于至少一个能够被处理室2接纳的工件载体来加热处理室2。
47.为此目的,设备1包括电流接口5,该电流接口用于将工件载体电连接到设备1。电流接口5在此优选布置在处理室2内部、尤其在处理室2的后壁6的区域中。电流接口5优选具有多个接触插针7,这些接触插针有时也被称为电流引脚(stromlanzen)。接触插针7以优选的方式被布置为使得被引入到处理室2中的工件载体与后壁6处的接触插针7发生接触。
48.电流接口5优选为设备1的开关装置(见图3)的一部分,该开关装置被配置为用于将至少一个能够被处理室2接纳的工件载体经由电流接口5整合到至少一个用于引导低频交流电流的加热电路中,以便加热处理室2。另外,开关装置还可以被配置为用于将能够被接纳的工件载体经由电流接口5整合到用于引导高频交流电流的等离子体电路中,以便在处理室2中产生等离子体。
49.为了将该至少一个工件载体引入到处理室2中,在处理室2中优选布置有运行轮8。运行轮8例如可以具有凹形的运行面,通过这些运行面来引导工件载体的运行轨道(见图2)。运行轮8在此沿着引入方向e布置,在该引入方向中该至少一个工件载体可以被引入到处理室2中。除了易于将该至少一个工件载体引导到处理室2中以外,运行轮8还能够实现工件载体在处理室2中的准确定向。由此可以保证,接触插针7可靠地接触能够被处理室2接纳的工件载体的朝向电流接口5一端处的预定义的接触点位。出于清晰的原因,运行轮8中的仅一个运行轮设有附图标记。
50.在该至少一个工件载体经由运行轮8被引入到处理室2中并且处理室2的开口17如借助于门或翻板(见图2)已被密闭地封闭之后,可以经由气体导出系统4抽出处于处理室2中的气体。气体导出系统4为此便利地具有至少一个真空泵9,该真空泵例如经由气体排出管路10与处理室2连接。气体导出系统4为此优选具有多个气体出口11,这些气体出口从处理室2的底部12出发并且汇入气体排出管路10中。由于气体出口11的数量为多个,处于处理室2中的气体可以被均匀地抽出。均匀抽出可以被再进一步改进,其方式为将气体出口11布置为分布在处理室2的底部12上,例如如图1所示地以平行于引入方向e的一行。出于清晰的原因,气体出口11中的仅一个气体出口设有附图标记。
51.如果已经借助于该至少一个能够被处理室2接纳的工件载体将处理室加热直到用于气相沉积的处理温度,则可以借助于气体馈入系统3将该至少一种处理气体导入处理室2中。在所示实例中,气体馈入系统3为此具有两个气体送入管路13,这些气体送入管路可以分别连接到处理气体供应装置,如处理气体罐或处理气体供应管路。气体送入管路系统3另外优选具有多个注入器14,这些注入器可以将从气体送入管路13引导的处理气体吹入处理室2。便利地布置在处理室2内部、尤其在处理室2的盖部15的区域中的注入器14在此可以例如经由注入器送入管路16与气体送入管路13连接。出于清晰的原因,注入器14中的仅一个注入器以及注入器送入管路16中的仅一个注入器送入管路设有附图标记。
52.该多个注入器14以优选方式形成为喷嘴状并且被布置为使得从这两个气体送入管路13引导的处理气体可以针对性地被吹入处理室2中、尤其在被处理室2接纳的工件载体的方向上。注入器14尤其可以类似于气体出口11地在引入方向e上排成行。在此,所有与一个气体送入管路13相关联的并因此与一种处理气体相关联的注入器14优选各自形成一行。
53.当(如在此处所示的实例中指明地)处理室2的盖部15处的注入器14与处理室2的
底部12中的气体出口11的开口相对时,这可以使得在处理室2中保持被导入的处理气体的均匀浓度容易得多。由此获得的均匀的处理条件可以保证,同时处理的工件具有统一的特性。
54.为了能够最优地使用在加热处理室时产生的热,设备1优选具有至少一个反射装置20,用于反射电磁辐射、尤其来自电磁谱的红外区域的热辐射。该至少一个反射装置20优选由堆叠的板构成。堆叠中的该多个板在此可以由不同材料制成,以反射具有不同波长的辐射,从而例如能够在宽波长范围上高效地反射热辐射。
55.在所示的实例中,反射装置20布置在处理室2的盖部15处、尤其平行于盖部15,使得从被接收在处理室2中的工件载体向盖部15方向发出的电磁辐射被反射回到工件载体。由此可以更快地加热处理室2。
56.为了不影响处理气体向处理室2中的馈入,反射装置20优选具有呈穿透孔(durchgriffen)形式的孔,这些孔可以被注入器14穿透。在此还可设想的是,与在此处所示的实例不同,注入器14与反射装置20齐平地终止。
57.图2示出用于等离子体辅助的气相沉积的系统50。系统50具有用于等离子体辅助的气相沉积的设备1,该设备具有处理室2以及至少一个工件载体30,该处理室可以接纳该至少一个工件载体30。设备1在图1中以前视图展示并且被配置为用于借助于该至少一个被接纳的工件载体30来加热处理室2。
58.在此示出的设备1以类似于图1中示出的设备的方式形成,但是其中出于清晰的原因省去了对气体导出系统的展示。被其他部件或部件组遮盖的部件或部件组在此以虚线展示。
59.在当前实例中,处理室2被配置为用于并排接纳两个工件载体30、也就是说两个横向于引入方向(见图1)排成行的工件载体30。为了引入工件载体30,处理室2便利地具有两个并排布置的开口17,这些开口可以借助于门18封闭。在所示的实例中,仅展示了图2中的左门18,由此遮盖了开口17之一。图2中的右门18展示为透明的。
60.这两个开口17优选通过用于门18的止挡片19彼此分离。处理室2在止挡片19后方延伸,然而便利地在这两个开口17后方延伸。也就是说,在工件载体30被处理室2接纳的这两个区域之间不存在气体分离。
61.设备1优选设有布置在处理室2中的运行轮8,以便使引入工件载体30更容易。工件载体30在此以优选方式具有对应的运行轨道33,这些运行轨道可以在运行轮8的凹形的运行面上被引导。但是,替代地还可以设想用于在处理室2中引导工件载体30的其他引导系统。例如工件载体30也可以设有运行轮,这些运行轮可以在处理室2中的运行轨道上滚动。在另一个变体中还可以设置滑动元件,以便相对于具有运行轮的变体而言节省构造空间。
62.如在图2中同样可以很好地看出的,处理室2优选形成为矩形。由此可以高效地接纳矩形的工件载体30,也就是说可以避免或至少减少处理室2中未使用的空间(还被称为死体积)。这进而使在处理室2中产生真空更容易并且可以降低处理气体的消耗。
63.在所示的实例中,一个气体馈入系统3的两条气体送入管路13在处理室2上方延伸。便利地,从每一条气体送入管路13分别在彼此相反的侧面上分出注入器送入管路16,确切地说优选为成对的。这允许对于被处理室2接纳的两个工件载体30中的每一个进行特别均匀的处理气体馈入。连接到注入器送入管路16的注入器14在此优选如此布置在处理室2
的盖部15的区域中,使得两个注入器14分别并排放置,以便吹入用于这些被接纳的工件载体30之一的不同的处理气体。因此,例如可以通过至少一个注入器14馈入三甲胺(tma)并且通过至少一个另外的注入器14馈入甲硅烷(sih4)、氨(nh3)、一氧化二氮(n2o)或甲烷(ch4)。
64.但是替代地还可以设想多于两个气体送入管路13以及对应的用于其他注入器的注入器送入管路,以便能够同时馈入另外的处理气体。作为另外的处理气体有利地可以馈入由以下项组成的组的至少一种化合物:甲磷烷(ph3)、乙硼烷(b2h6)和分子氧(o2)。
65.在图2中还示出了布置在处理室2中的四个反射装置20。这些反射装置20中的两个反射装置布置在处理室2的盖部15的区域中,在工件载体30被接纳的情况下尤其布置在工件载体30上方。这些反射装置20中的另外的两个反射装置布置在处理室2的侧壁21的区域中,在工件载体30被接纳的情况下尤其分别沿着工件载体30的一个侧面布置。由此可以将在加热处理室2时从工件载体30发出的电磁辐射反射回到工件载体30上。
66.相同的效果还可以以如下方式实现:在盖部15的区域中不是设置两个反射装置20而是仅设置一个反射装置20,该反射装置基本上在处理室2的总宽度上延伸。由此,具有至少三个反射装置20的实施方案已经是有利的。
67.图3示出开关装置22的实例。开关装置22优选被配置为用于在第一工作模式中将能够被用于等离子体辅助的气相沉积的设备的处理室接纳的工件载体30作为加热装置操作以便加热处理室,并且在第二工作模式中将工件载体30作为等离子体装置操作以便由至少一种被馈入处理室中的处理气体产生等离子体。
68.开关装置22为此便利地包括多个开关组件23a、23b,用于提供高频交流电压以便能够产生等离子体的等离子体电压源24,以及用于提供低频交流电压以便能够加热处理室的至少一个加热电压源25。
69.开关装置22以优选的方式被设计为使得在工件载体30被处理室接纳时工件载体30被电接触。由此,开关装置22可以选择性地在等离子体电压源24或该至少一个加热电压源25与工件载体30之间形成电连接。开关装置22为此目的例如可以具有电流接口,该电流接口带有布置在处理室中的多个接触插针7。借助于接触插针7例如可以接触工件载体30的对应的接触点位31。出于清晰的原因,接触点位31中的仅一个接触点位以及接触插针7中的仅一个接触插针设有附图标记。
70.开关装置22优选被配置为用于首先将该至少一个加热电压源25与能够被处理室接纳的工件载体30电连接,例如通过闭合第一开关组件23a。开关装置22尤其可以被配置为用于通过产生这个电连接来将工件载体30整合到至少一个加热电路中。
71.开关装置22例如可以被形成为在第一开关组件23a关闭的情况下(i)使得低频交流电流通过能够被处理室接纳的工件载体30的电极组件的第一组电极32a在该至少一个加热电压源25的极25a、25b之间流动,并且(ii)使得低频交流电流通过电极组件的第二组电极32b在该至少一个加热电压源25的极25c、25d之间流动。如图3中可以很好地看出的,一个组的电极32a、32b分别串联电连接。通过所示实例中展示的连接方式并且通过设置两个极54a和54c,在当前情况下实现了四个加热电路。
72.因为在第一开关组件23a闭合时电极32a、32b可以作为加热电阻起作用,所以工件载体30在第一工作模式中可以作为加热装置运行。
73.开关装置22另外优选被配置为将加热电压源25与能够被处理室接纳的工件载体30分离并且为此将等离子体电压源24与工件载体30电连接,例如通过断开第一开关组件23a并且闭合第二开关组件23b。开关装置22尤其可以被配置为用于通过产生这个电连接来将工件载体30整合到等离子体电路中。
74.开关装置22例如可以被形成为在第二开关组件23b闭合的情况下使得高频交流电压施加在第一组的电极32a与第二组的电极32b之间。为此目的,开关装置22尤其可以被形成为,在第二开关组件23b闭合的情况下可以将等离子体电压源24的第一极24a与第一组的电极32a并且将第二极24b与第二组的电极32b连接。
75.因为第一组的电极32a和第二组的电极32b如在图3中所示地优选交替布置并且因而在第二开关组件23b闭合的情况下可以产生高频电场以便产生等离子体,所以工件载体30在第二工作模式中可以作为等离子体装置运行。
76.开关组件23a、23b的对应的控制可以由控制单元执行,然而出于清晰的原因,该控制单元在图3中没有展示。
77.图4示出用于等离子体辅助的化学气相沉积的方法100的实例。
78.优选在方法步骤s1中将至少一个工件载体引入到用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备的处理室中。为此目的,工件载体例如可以通过引导系统(例如布置在处理室中的运行轮)通过开口被推入处理室中。在此,以优选的方式将工件载体与该设备的开关装置电连接。工件载体例如可以被推入处理室中如此远,直至工件载体处的接触点位与该设备的布置在处理室后壁区域中的电流接口的接触插针处于接触。
79.如果该至少一个工件载体已经被处理室接纳(也就是说完全被引入),则在另一个方法步骤s2中优选在处理室中产生真空。在此,可以借助于气体导出系统、尤其经由处理室中的多个气体出口抽出处于处理室中的气体。设置多个气体出口、尤其将气体出口分布在处理室的底部上在此允许对处理室特别高效地抽真空。
80.在另一个方法步骤s3中借助于该至少一个被接纳的工件载体来加热处理室。为此目的,工件载体可以通过开关装置被整合到用于引导低频交流电流的至少一个加热电路中。优选在此将工件载体与至少一个加热电压源相连,以便提供低频交流电压。由此可以通过工件载体的至少一部分、例如通过多个串联连接的电极来引导低频交流电流,使得工件载体至少局部进行加热。
81.如果处理室内部的温度、尤其工件载体的温度已经达到或超过预定的处理温度,则可以在另一个方法步骤s4中将处理气体(例如硅烷如sih4、三甲基气体和/或笑气n2o)馈入处理室中。该至少一种处理气体在此尤其可以经由多个注入器均匀分布地被吹入到处理室中,这些注入器优选布置在处理室的盖部的区域中。
82.优选在另一个方法步骤s5中将该至少一个加热电压源与该至少一个被接纳的工件载体分离。替代于此,工件载体可以通过开关装置被整合到用于引导高频交流电流的等离子体电路中。优选在此将工件载体与等离子体电压源相连,以便提供高频交流电压。由此可以给两个构件或构件组、尤其两个不同的电极组施加两个不同的电势,使得在电极之间形成高频交流电场,以便从该至少一种馈入的处理气体产生等离子体。
83.前文描述的方法步骤s2至s5的顺序在此不是一定的。相反,可以设想,如在图4中所示,方法步骤s2和s3至少暂时同时执行。同样还可以同时执行方法步骤s4和s5。在此,方
法步骤s2优选执行如此久,也就是说所产生的真空保持如此久,直至在被工件载体承载的工件上已经实现了所希望的沉积。
84.附图标记清单
[0085]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
设备
[0086]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理室
[0087]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气体馈入系统
[0088]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气体导出系统
[0089]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电流接口
[0090]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
后壁
[0091]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接触插针
[0092]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
运行轮
[0093]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
真空泵
[0094]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气体排出管路
[0095]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气体出口
[0096]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底部
[0097]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气体送入管路
[0098]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
注入器
[0099]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盖部
[0100]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
注入送入管路
[0101]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开口
[0102]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ

[0103]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
止挡片
[0104]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
反射装置
[0105]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
侧壁
[0106]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关装置
[0107]
23a,23b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关组件
[0108]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
等离子体电压源
[0109]
24a,24b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ

[0110]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
加热电压源
[0111]
25a-d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ

[0112]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
工件载体
[0113]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接触位置
[0114]
32a,32b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电极
[0115]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
系统
[0116]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方法
[0117]
s1-s5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方法步骤
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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