[发明专利]等离子体源

说明书

本发明涉及一种用于在衬底(9)上沉积涂层的等离子体源(1)，该等离子体源可连接到电源(P)上并且包括：电极(2)；磁体组件(4)，相对于所述电极圆周放置并且包括一组磁体，该组磁体由磁性支架(46)相互连接，该组磁体包括第一和第二中间磁体(43、44)和至少一个头磁体(45)；以及电绝缘外壳(5)，被设置为包围电极和磁体。

技术领域

本发明涉及一种等离子体源，该等离子体源被用于在衬底上沉积涂层。本发明因而涉及一种等离子体源，该等离子体源被用于在衬底上沉积涂层并能够被连接到电源上。

本发明的主要应用是等离子体增强型化学气相沉积(Plasma Enhanced ChemicalVapour Deposition，PECVD)，PECVD被用于通过气相前驱物在衬底上沉积涂层薄层。

背景技术

这样的沉积的原理很简单，因为其需要生成等离子体，在等离子体中，从前驱物气体的分解得到的产物被沉积在衬底上并且形成沉积物。

在该应用中能够设想到宽的衬底板和涂层。最常见的经PECVD处理的衬底为诸如某些聚合物和玻璃之类的介电材料、导电金属和半导体。品种繁多的涂层能够被沉积在这些衬底上，诸如，通用名称为类金刚石碳(Diamond-like Carbon，DLC)的金刚碳或者二氧化硅(SiO2)、二氧化锡(SnO2)、二氧化锆(ZrO2)或二氧化钛(TiO2)。这些涂层例如被用于通过在衬底表面上沉积耐磨膜来：保护该衬底；获得抗反射效果或者创建防指纹层；或者赋予衬底用于制造自清洗表面的光催化特性。

与其他的真空沉积过程相比，由PECVD方法生成的电离率相对较低，从而导致衬底温度稍稍升高。该方法因而尤其适用于对诸如镀锌钢或喷漆钢之类的热敏表面进行处理。

根据文献WO2004/027825已知一种被用于在衬底上沉积涂层的等离子体源。该等离子体源包括电极，该电极界定出放电腔并使得待涂覆衬底正对开口放置。电极的横截面包括位于底部两侧的两个侧壁。磁体组件位于电极的外围并且包括两个侧磁体以及磁体支撑件，两个侧磁体被设置在侧壁之后并且被定向为使得该两个侧磁体的彼此正对的磁极为相同极性，磁体支撑件位于电极外围并连接两个磁体。两个侧磁体生成向外指向的场线和向内指向的场线，向外指向的场线即穿过开口从侧磁体指向放电腔外部的场线，向内指向的场线即由侧向磁体指向放电腔内部的场线。

当等离子体源工作时，电子脱离电极表面并且在磁场线中被捕获。根据电子脱离点的不同，电子要么在向内指向的场线中被捕获要么在向外指向的场线中被捕获。在向外的场线中被捕获的电子经由开口离开等离子体源并且在该等离子体源外生成等离子体，前驱物气体将在该等离子体中分解。然而，该等离子体源具有开口，该开口的宽度小于放电腔的宽度，这扰乱了电子的注入并因而限制了等离子体的密度。因此，降低了涂层的品质和涂层在衬底上的沉积速率。

发明内容

本发明的目标是通过提供等离子体源来克服现有技术中的不足，通过该等离子体源可以以相同功率来产生密度更大、更一致的等离子体，由此允许在更短时间内获得质量更好的涂层。

为了解决该问题，诸如以上所述的等离子体源包括：

a)电极，界定放电腔，所述放电腔导向开口，所述衬底被放置在所述开口的对面，所述电极的横截面包括被放置在底部件的两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述底部件设置有突出到所述放电腔中的中间部分，所述中间部分包括第一中间壁和第二中间壁以及将这两个中间壁接合起来的顶部件；

b)磁体组件，位于所述电极的外围并且包括一组磁体，该组磁体借助于磁性支架被连接在一起，所述磁体中每一个包括朝向所述放电腔的暴露磁极和朝向所述磁性支架的受保护磁极，所述磁体组件包括：