[发明专利]用于借助微波生成等离子体的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助微波生成等离子体用来对衬底进行CVD涂层的装置，其中，装置具有反应气体可被输送到的真空箱和布置在其中的、与用于耦合输入微波的装置相连接的电导体。

背景技术

除了从实践中公知的蒸发或溅射技术之外，也可以使用基于化学气相沉积的涂层方法用于制造薄层。以下也将这样的涂层方法称作为CVD方法（来自英语：chemical vapour deposition（化学气相沉积））。由于来自气相的化学反应而在衬底的所加热的表面上沉积固体组分。至少一种气体状原始化合物和两种反应产物必须参与化学反应，所述反应产物中的至少一种以固体相存在。用CVD涂层方法也可以在衬底的复杂成形的表面情况下实现均匀的涂层。

通过等离子体辅助的化学气相沉积，可以减小衬底的温度负荷。为此目的，相邻于衬底表面地例如用微波生成等离子体，以便由等离子体激发原始化合物（通常是反应气体），并且辅助对于涂层所需要的化学反应。

在用于CVD涂层的公知的装置中（DE 38 30 249 C2），通过多个用于耦合输入微波的矩阵形布置的装置在要涂层的衬底表面之上生成大面积的等离子体。在此，将矩阵形地布置在平面中的耦合输入装置的巨大的结构耗费看作为缺点，所述耦合输入装置是需要的，以便可以生成平面的和尽可能均匀的等离子体场。

从DE 39 26 023 C2中公知一种管形的外导体，该外导体经由在外导体上沿着轴向伸展的缝隙形开口耦合到要涂层的衬底所位于的反应室上。在管形的外导体中，可以通过耦合输入微波脉冲形式的微波能量来生成等离子体，所述等离子体在外导体的缝隙形开口的附近激发反应气体，并且辅助或能够实现衬底的CVD涂层。

上述的装置不适用于或仅有限制地适用于，将由导电材料制成的涂层生成到衬底上。用等离子体辅助的或进行的化学反应导致，也在对于等离子体生成所需要的组分的区域中沉积导电的涂层，该导电的涂层在短时间之后导致短路，或至少可能影响通过微波对等离子体的生成。一旦不再能确保由微波所生成的等离子体与导电的微波导体在空间上分开，则不再能形成空间上传播的微波，使得等离子体生成被中断。

发明内容

因此看作为本发明任务的是，如此设计一种用于借助微波生成等离子体用来使用于衬底的CVD涂层方法的装置，使得用导电的材料也可以对衬底涂层。附加地线性延伸的尽可能均匀的等离子体生成也应是可能的，以便辅助尽可能同样的涂层。

根据本发明如下来解决该任务，即电导体在其两个端部处分别与用于耦合输入微波的装置相连接，电导体与电压源相连接，用该电压源可以在电导体和周围的真空箱之间生成电位差，并且电导体相对于用于耦合输入微波的装置电绝缘或脱耦。

由于电导体相对于真空箱和位于其中的反应气体的电位差，围绕电导体生成电场，使得带电的粒子要么移向电导体，要么被电导体排斥。形成包围电导体的区域，较少的或几乎没有带电的粒子逗留在该区域中，由此能够实现或辅助等离子体的形成。同样可以设想，通过施加高频交流电压生成快速交变的电场，使得诸如电子的轻易可移动的粒子移向电导体，和经由该电导体引出，或被电导体排挤，并且形成电子的贫化区，而重的和不能移动的离子几乎不受快速交变的电场影响。合适的频率范围是1至200 MHz之间的无线电频率的范围。

通过电导体相对于微波的耦合输入的电的或电流的绝缘，确保围绕电导体的电场生成不明显影响微波的生成。也可以设置可能在商业上可买到的直通滤波器（Durchgangsfilter）来代替电的或电流的绝缘，该直通滤波器将微波馈入从电导体脱耦。

以下仅仅示例性地从电导体的负电位出发来阐述本发明思想的其它的实施方案和扩展方案，并且也可以以类似的方式在电导体的正电位的情况下或在施加高频交流电压的情况下来实现。

由于电导体的负电位，来自围绕电导体所生成的等离子体中的电子远离电导体地在径向上被排挤，并且以由负电位所预先给定的间距围绕电导体聚集。等离子体的包围电导体的电子与电导体一起形成同轴导电装置，耦合输入的微波可在所述同轴导电装置中传播。通过在电导体的两个端部处耦合输入微波，所耦合输入的微波能量可以在很大程度上均匀地沿着电导体分布，并且导致生成相应均匀的等离子体。