|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ нанесения многослойного покрытия на плоскую стеклянную подложку, содержащий осаждение методом катодного распыления при давлении от 0,1 до 99 мТорр по меньшей мере первого слоя в первой зоне осаждения, имеющей первый тип атмосферы, и по меньшей мере второго слоя во второй зоне осаждения, имеющей второй тип атмосферы, который отделен от первого типа атмосферы разделительной зоной, где плоская стеклянная подложка перемещается от первой зоны осаждения ко второй зоне осаждения через разделительную зону вдоль пути перемещения, отличающийся тем, что нейтральный газ вводится посредством инжекторов со скоростью потока от 0 до 10000 см 3 /мин в разделительную зону. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ атмосферы внутри разделительной зоны отводится посредством откачивания. 3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что газ вводится через инжектор, содержащий трубу с просверленными отверстиями. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится вблизи каждой из двух зон осаждения. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится в направлении и перпендикулярно пути перемещения. 6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что газ вводится в направлении отверстий близкой зоны осаждения. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится между 10 и 100 мм, предпочтительно между 15 и 50 мм пути перемещения. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится внутри тоннельного пути, определенного выше подложки. 9. Модульное устройство для нанесения покрытия в виде тонких слоев на плоскую стеклянную подложку способом по п.1, имеющее по меньшей мере две зоны осаждения с зоной разделения газов между ними и имеющее путь перемещения стеклянной подложки, который проходит через отверстия от зоны осаждения в направлении другой зоны осаждения через разделительную зону, отличающееся тем, что зона разделения газов содержит по меньшей мере один инжектор газа в области пути перемещения, выполненный с возможностью подачи потока со скоростью от 0 до 10000 см 3 /мин в разделительную зону. 10. Модульное устройство для нанесения покрытия по п.9, отличающееся тем, что зона разделения газов содержит средства откачивания для удаления газа из зоны разделения газов. 11. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9 или 10, отличающееся тем, что покрывающие средства располагаются выше пути перемещения, определяя тоннельный путь вместе с путем перемещения внутри зоны разделения газов, по которому перемещается стеклянная подложка, и тем, что по меньшей мере один инжектор газа располагается внутри указанного тоннеля. 12. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что инжектор газа содержит трубу с просверленными отверстиями, расположенную вдоль ширины зоны перпендикулярно направлению пути перемещения. 13. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что инжектор газа располагается между 10 и 100 мм каждой из двух зон осаждения.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ нанесения многослойного покрытия на плоскую стеклянную подложку, содержащий осаждение методом катодного распыления при давлении от 0,1 до 99 мТорр по меньшей мере первого слоя в первой зоне осаждения, имеющей первый тип атмосферы, и по меньшей мере второго слоя во второй зоне осаждения, имеющей второй тип атмосферы, который отделен от первого типа атмосферы разделительной зоной, где плоская стеклянная подложка перемещается от первой зоны осаждения ко второй зоне осаждения через разделительную зону вдоль пути перемещения, отличающийся тем, что нейтральный газ вводится посредством инжекторов со скоростью потока от 0 до 10000 см 3 /мин в разделительную зону. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ атмосферы внутри разделительной зоны отводится посредством откачивания. 3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что газ вводится через инжектор, содержащий трубу с просверленными отверстиями. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится вблизи каждой из двух зон осаждения. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится в направлении и перпендикулярно пути перемещения. 6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что газ вводится в направлении отверстий близкой зоны осаждения. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится между 10 и 100 мм, предпочтительно между 15 и 50 мм пути перемещения. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится внутри тоннельного пути, определенного выше подложки. 9. Модульное устройство для нанесения покрытия в виде тонких слоев на плоскую стеклянную подложку способом по п.1, имеющее по меньшей мере две зоны осаждения с зоной разделения газов между ними и имеющее путь перемещения стеклянной подложки, который проходит через отверстия от зоны осаждения в направлении другой зоны осаждения через разделительную зону, отличающееся тем, что зона разделения газов содержит по меньшей мере один инжектор газа в области пути перемещения, выполненный с возможностью подачи потока со скоростью от 0 до 10000 см 3 /мин в разделительную зону. 10. Модульное устройство для нанесения покрытия по п.9, отличающееся тем, что зона разделения газов содержит средства откачивания для удаления газа из зоны разделения газов. 11. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9 или 10, отличающееся тем, что покрывающие средства располагаются выше пути перемещения, определяя тоннельный путь вместе с путем перемещения внутри зоны разделения газов, по которому перемещается стеклянная подложка, и тем, что по меньшей мере один инжектор газа располагается внутри указанного тоннеля. 12. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что инжектор газа содержит трубу с просверленными отверстиями, расположенную вдоль ширины зоны перпендикулярно направлению пути перемещения. 13. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что инжектор газа располагается между 10 и 100 мм каждой из двух зон осаждения.
Евразийское 025781 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201390594
(22) Дата подачи заявки 2011.10.18
(51) Int. Cl. C23C14/56 (2006.01) C23C16/54 (2006.01) C03C17/00 (2006.01)
(54) РАЗДЕЛЕНИЕ МОДУЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ
(31) 10188560.6 (56) DE-A1-102008019427
(32) 2010.10.22 US-A-5420044
(33) EP US-A1-2010206229
(33) EP WO-A2-2009155119
(43) 2013.08.30 WO-A1-2005106069
(86) PCT/EP2011/068176 DE-A1-102009029902
(87) WO 2012/052428 2012.04.26 WO-A1-2010089460
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
АГК ГЛАСС ЮРОП (BE)
(72) Изобретатель:
Лекомт Бенуа, Виам Хью (BE), Ёнемичи Томохиро (JP)
(74) Представитель:
Квашнин В.П. (RU)
(57) Изобретение относится к способу осаждения под вакуумом многослойной покрывающей стопки слоев на плоскую стеклянную подложку и к модульному устройству для нанесения покрытия для осаждения тонких слоев на плоскую стеклянную подложку. Зона разделения газов, расположенная между двумя зонами осаждения модульного устройства для нанесения покрытия, содержит по меньшей мере один инжектор газа в области пути перемещения стеклянной подложки, который проходит через отверстия от зоны осаждения в направлении другой зоны осаждения через разделительную зону. Настоящее изобретение обеспечивает улучшение коэффициента разделения между двумя зонами осаждения.
Настоящее изобретение относится к способу осаждения под вакуумом многослойной покрывающей стопки слоев, устройству для нанесения покрытий на плоскую стеклянную подложку и устройству для осаждения под вакуумом многослойной покрывающей стопки слоев на большие стеклянные подложки, имеющие, например, 2, или 3, или 4 м в ширину, например 3.21 м, непрерывным образом. Стеклянные подложки, стеклянные листы следуют друг за другом в устройстве для нанесения покрытий с расстоянием в несколько сантиметров друг от друга, так что между ними имеется пространство. Это устройство представляет собой устройство для катодного распыления или устройство для PVD (физического осаждения из паровой фазы) и может представлять собой устройство, распыляющее в присутствии ускоряющего магнитного поля, также называемое магнетроном. Устройство может, например, также представлять собой устройство для PECVD (плазмохимическое осаждение из паровой фазы).
Многослойные покрытия могут содержать один или более, в частности три или даже четыре, отражающих инфракрасное излучение слоев серебра, окруженных диэлектрическими слоями, такими как слои из оксидов металлов или нитридов металлов. Стеклянная подложка, покрытая таким многослойным покрытием, может служить в качестве составляющей, контролирующей солнечный свет стеклянной панели или низкоэмиссионной стеклянной панели. Покрытая стеклянная подложка может быть объединена с другой стеклянной подложкой с формированием стеклопакета (IGU) или ламинирована другой стеклянной подложкой с формированием прозрачного элемента транспортного средства, как например, ветровое стекло.
Выражение "под вакуумом" означает, что давление внутри зон осаждения понижено до значения, значительно более низкого, чем нормальное атмосферное давление, например до давления в интервале от 0.1 до 99 мТорр (10-3 Торр), предпочтительно, например, от 0.5 до 15 мТорр.
Каждый слой или группа подобных слоев (например, металлических слоев) покрытия соответствует зоне распыления, то есть зоне осаждения, которая содержит одно или более положений (положение представляет собой ячейку-источник) для катода (мишень), соответствующих слою, который будет осаждаться, в которых при пониженном давлении поддерживается конкретная атмосфера, содержащая аргон сам по себе или вместе с кислородом или азотом или другим конкретным газом. Один модуль модульного устройства может, как правило, содержать три (иногда четыре) зоны осаждения, связанные с тремя зонами откачивания, для поддержания требуемого низкого уровня давления в зоне осаждения. Из-за более высокой сложности и увеличения числа слоев новой покрывающей стопки слоев, особенно для покрытия, имеющего по меньшей мере три отражающих инфракрасное излучение слоя (слой серебра), число требуемых зон осаждения увеличивается, и существующие в настоящее время устройства становятся слишком маленькими.
Также требуется более высокая приспособляемость устройств для нанесения покрытий, чтобы несколько покрытий могли бы быть получены на одной линии, например подвергаемые тепловой обработке покрытия и покрытия, которые не подвергаются тепловой обработке. Это увеличивает число необходимых положений. Необходимо также сократить время, затрачиваемое на получение покрытия.
В устройствах для нанесения покрытий, которые работают под вакуумом, как например, магнетрон, система изоляции газов между зонами осаждения (или камерами) (также называются "зоны покрытия") необходима для разделения различных процессов. Например, при получении низкоэмиссионного одинарного, двойного или тройного серебряного покрытия на плоском стекле осаждение металлического серебра, для которого необходимо введение чистого аргона, и распыление диэлектрика, для которого необходимо введение кислорода (O2) или азота (N2), следуют друг за другом. Без зон изоляции газов парциальное давление O2 или N2 в камере для металлического распыления было бы слишком высоким для получения хороших металлических свойств слоя Ag. Это объясняет причину разделения этих двух зон секцией, часто называемой зоной разделения газов, имеющей предпочтительно средства откачивания (также называется в этом случае секцией откачивания). Конструкция изоляции между зонами осаждения зависит от типа устройств для нанесения покрытия. Двумя основными поставщиками устройств для нанесения покрытий большой площади для стекольной промышленности являются AMAT (ех:ВОС) и Von Ardenne.
Для модульного устройства для нанесения покрытия вида АМАТ изоляция обеспечивается в виде множества тоннелей с откаченным воздухом. Тоннель представляет собой проводящее-ограничивающее устройство, соединенное с камерой по периметру. Три тоннеля имеются в каждой зоне разделения газов. Отверстие регулируется, чтобы приспосабливаться к стеклу (подложке) варьируемой толщины. Щель для откачивания формируется между отверстиями. Каждая щель откачивается узкоспециализированным 16" диффузионным насосом (DP). В стандартной конструкции все 6 диффузионных насосов DP соединены с изоляционной секцией. В этом случае дополнительная стадия изоляции для особенно чувствительных покрытий может осуществляться только путем добавления тоннельной секции с 2 диффузионными насосами на каждой стороне тоннеля. Общая длина стандартной изоляционной секции составляет около
2000 мм.
Для устройства для нанесения покрытия типа Von Ardenne зона разделения газов называется "секцией откачивания" в противоположность "секции распыления", где происходит процесс. Ширина секции откачивания эквивалентна ширине рабочей камеры и равна 780 мм. Она оборудована двумя изоляцион
ными тоннелями. Один из тоннелей приставляет собой полностью металлическую плиту, помещенную на около 25 мм на вершине линии прокладки, отверстия сквозь соседнюю рабочую камеру находятся на верхней стороне стенки устройства для нанесения покрытия. Второй тоннель представляет собой металлическую плиту с прорезью в центре вдоль ширины устройства для нанесения покрытия (перпендикулярно направлению переноса стекла), откачка газа в этом сегменте осуществляется через прорезь. Каждый из двух сегментов секции откачивания прокачивается одним из трех турбомолекулярных насосов (ТМР). Насосы прикреплены к крышке вдоль двух параллельных линий.
Эффективность изоляционной секции, расположенной между двумя камерами распыления, называется коэффициентом изоляции или коэффициентом разделения газов (SF). Она измеряется посредством откачивания воздуха из камеры распыления до уровня давления ниже 10-5 мбар. Газообразный аргон подается в зону осаждения (зона 1) до уровня давления 5х10-3 мбар (создаваемое давление). В зоне осаждения (зона 2) с другой стороны зоны разделения газов измеряется давление (тестируемое давление). Тестирование затем повторяют с подачей газообразного аргона в зону 2, при этом давление измеряется в зоне 1. Среднее значение коэффициента разделения газов (SF) должно вычисляться следующим образом: 0,5 ((зона создания давления 1/зона тестирования давления 2)+(зона создания давления 2/зона тестирования давления 1)). При этом вычислении стекло не присутствует в тоннеле. Действительно, так как существует пространство между подложками в ходе процесса осаждения, регулярно возникают моменты без стеклянной подложки, так что разделение должно быть эффективным без стеклянной подложки, и коэффициент разделения должен оцениваться без стеклянной подложки.
Был измерен коэффициент разделения существующих промышленных линий. Значения для изоляционной зоны конструкции АМАТ модульного устройства для нанесения покрытия между 25 и 50. Значения для одной секции откачивания вида Von Ardenne составляют между 30 и 200 в зависимости от числа насосов и высоты тоннельной плиты. Этот фактор увеличивается до 400, когда две секции откачивания находятся рядом.
В заключение можно отметить, что зоны разделения все основаны на одном и том же принципе, то есть длинная зона (между 780 и 2000 мм) между двумя зонами осаждения, где проводимость уменьшается путем регулировки линии прокладки в соответствии с протяженностью тоннеля (металлическая плита). Зона является более или менее открытой с отверстиями, рядом с которыми установлен насос. То есть имеет вполне стационарную конструкцию.
Известные из уровня техники устройства для нанесения покрытия сконструированы со статичной изоляцией газов между зонами осаждения и камерами распыления. Такая конфигурация дает минимальный коэффициент разделения газов, равный 30, в соответствии со спецификацией, но точные значения, измеренные для устройств для нанесения покрытия, составляют около 400 в лучшем случае.
Целью настоящего изобретения является улучшение газового разделения между двумя осаждающими зонами в устройстве для нанесения покрытия.
Настоящее изобретение относится к способу осаждения многослойной покрывающей стопки слоев на плоскую стеклянную подложку, содержащему осаждение под вакуумом по меньшей мере первого слоя в первой зоне осаждения, имеющей первый тип атмосферы, и по меньшей мере второго слоя во второй зоне осаждения, имеющей второй тип осаждения, который отделен от первого типа атмосферы разделительной зоной, где плоская стеклянная подложка перемещается от первой зоны осаждения ко второй зоне осаждения через разделительную зону вдоль пути перемещения, отличающемуся тем, что газ вводится в разделительную зону вблизи пути перемещения для увеличения коэффициента разделения между двумя типами атмосферы.
Выражение "вблизи" означает расстояние от около 1 до около 500 мм. Газ вводится в виде регулируемого потока газа, который может легко регулироваться в соответствии со способом осаждения и имеющимися установленными параметрами. Регулировка течения введенного потока газа обеспечивает динамическое приспособление коэффициента разделения.
Предпочтительно газ атмосферы внутри зоны разделения откачивается посредством насоса. Это повышает коэффициент разделения.
Настоящее изобретение также относится к модульному устройству для нанесения покрытия для осаждения тонких слоев под вакуумом на стеклянную подложку, имеющему по меньшей мере две зоны осаждения с зоной разделения газов между ними и имеющему путь перемещения для стеклянной подложки, который проходит через отверстия от зоны осаждения в направлении другой зоны осаждения через разделительную зону, отличающемуся тем, что зона разделения газов содержит по меньшей мере один инжектор газа вблизи пути перемещения.
Предпочтительно зона разделения газов содержит другие средства откачивания для удаления газа из зоны разделения газов. Это удобные средства повышения коэффициента разделения.
Предпочтительно покрывающие средства располагаются выше пути перемещения, для того чтобы определить тоннель вместе с путем перемещения внутри зоны разделения газов, по которому перемещается стеклянная подложка, и один инжектор газа располагается внутри указанного тоннеля. Это обычное средство для получения хорошей эффективности инъекции газа.
В варианте выполнения настоящего изобретения, в котором устройство для нанесения покрытия
представляет собой катодное распыляющее устройство, подобное магнетрону, зоны осаждения представляют собой зоны распыления, имеющие одну или более катодных ячеек.
Предпочтительно инжектор (инжекторы) располагается (располагаются) между путем перемещения и кровельной стенкой, расположенной на расстоянии между 5 и 50 мм пути перемещения для определения части тоннеля с подложкой, перемещающейся по пути перемещения. Предпочтительно инжектор (инжекторы) располагается (располагаются) между 10 и 100 мм, предпочтительно между 15 и 50 мм, например на около 20 мм пути перемещения. Газ вводится выше пути перемещения, но он также может вводиться ниже пути перемещения, в добавление к введению выше.
Настоящее изобретение обеспечивает динамический путь модификации разделения газов путем введения регулируемого потока газа в тоннель с низким пропусканием, который разделяет две зоны разделения. Газ, вводимый для улучшения разделения, может предпочтительно откачиваться идеально соединенными насосами на вершине тоннеля; это ограничивает увеличение давления в зоне осаждения.
Совершенно неожиданно было обнаружено, что введение газа в зону разделения газов улучшает коэффициент разделения. Напротив, можно было бы предположить, что это нарушить процесс осаждения в зонах осаждения.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что настоящее изобретение обеспечивает возможность достижения более высоких коэффициентов разделения, которые лучше в от 2 до 20 раз. Это улучшение может быть далее объединено с уменьшением затрат благодаря двум основным факторам: уменьшенной длине зоны разделения газов и уменьшенному числу турбомолекулярных насосов.
Другое преимущество настоящего изобретения состоит в тем, что это введение газа делает коэффициент разделения легко регулируемым, и достигаемая эффективность является тем выше, чем значительнее могут быть уменьшены размеры.
Это увеличение коэффициента разделения обеспечивает гибкий путь регулировки эффективности разделения между зонами осаждения и называется динамическим тоннелем разделения.
Другие преимущества настоящего изобретения являются следующими:
коэффициент разделения значительно выше, чем у конструкций, известных из уровня техники; коэффициент разделения может регулироваться путем модификации количества введенного газа; коэффициент разделения может варьироваться в интервале от 1 до 10000;
пространство, необходимое для разделения, эквивалентное конструкции, известной из уровня техники, является более коротким;
давление в камере осаждения можно контролировать посредством производительности насоса и можно оставить в диапазоне приемлемых значений для процесса распыления (0.1-99 мТорр, предпочтительно 0.5-15 мТорр);
два или более динамичных тоннеля разделения могут быть установлены друг за другом для конкретных применения, для которых необходим очень высокий коэффициент разделения;
две зоны осаждения, разделенные зоной разделения газов согласно настоящему изобретению, могут работать при различных уровнях давления.
Путь перемещения мог бы представлять собой перемещение по воздушной подушке. Предпочтительно на практике путь перемещения представляет собой роликовый конвейер. Применение роликового конвейера для последовательности стеклянных подложек препятствует применению узкого отверстия для входа и оставляет разделительную зону. Кроме того, стеклянные подложки могут иметь различные толщины между различными сериями производства, что необходимо принимать во внимание для определения размера отверстий.
Описанные далее рисунки приводятся только в целях иллюстрации и не ограничивают объем настоящего изобретения:
фиг. 1 относится к первому варианту выполнения настоящего изобретения, показывая две зоны осаждения с разделительной зоной между ними;
фиг. 2 относится ко второму варианту выполнения настоящего изобретения, показывая две зоны осаждения с разделительной зоной между ними.
Фиг. 1 и 2 схематически показывают модуль, содержащий две камеры, формирующие первую и вторую зоны осаждения (А) с разделительной зоной или камерой (В) между ними. Необязательные средства откачивания зон осаждения не показаны, are not shown. Разделительная зона содержит два отсека (D) выше пути перемещения. Каждый отсек (D) содержит по меньшей мере одно средство откачивания (С) на вершине, которое может быть активировано или не активировано, для того чтобы поддерживать низкий уровень давления внутри отсека и регулировать коэффициент разделения.
Путь перемещения (Н) осуществляется роликовым конвейером (F) внутри разделительной камеры. Между первой зоной осаждения (А) и разделительной зоной (В) имеется отверстие (G), чтобы оставить проход для стеклянной подложки. Подобным образом, имеется отверстие (G) между разделительной зоной (В) и второй зоной осаждения (А).
Каждый отсек откачивания (D) закрыт снизу средствами покрытия в форме пластины, расположенной на около 10-50 мм выше пути перемещения, таким образом формируя тоннельную часть вместе с подложкой, если она присутствует, выше пути перемещения между двумя зонами осаждения. В каждой
пластине имеет щель (K), которая позволяет средствам откачивания удалять газ из тоннельной части.
Инжектор газа (Е) располагается около входа и выхода тоннельной части и прикреплен к пластине, покрывающей тоннельную часть. Каждый инжектор газа представляет собой трубу с просверленными отверстиями, так чтобы газ вводился в направлении пути перемещения на около 20 мм выше его.
На фиг. 2 показано боковое отверстие (J) между каждой зоной осаждения (А) и отсеком откачивания (D), чтобы позволить газу удаляться из зоны осаждения через отсек откачивания.
Фактор изоляции газов или фактор разделения газов (SF) может быть затем увеличен путем регулировки и/или объединения различных параметров. Среди которых можно найти размеры разделительной зоны, как например, отверстие (см. ссылку G на фиг. 1) выше линии прохода (Н), длина изоляционного тоннеля (В), ширина устройства для нанесения покрытия и присутствие насосов (С). Модификация размеров и увеличение производительности насоса являются обычными путями осуществления разделения, так называемое статическое разделение. Уменьшение длины разделительной камеры (зоны) на коэффициент, равный трем, может привести к уменьшению коэффициента разделения газов на около 50%. Уменьшение производительности насоса в два раза может уменьшить коэффициент разделения на 10%, при этом все другие параметры являются постоянными.
Для того чтобы подтвердить эффект настоящего изобретения по сравнению с уровнем техники, были проведены следующие испытания.
Чтобы продемонстрировать влияние просто введения без дополнительного откачивания, в разделительную зону был добавлен нейтральный газ, например аргон, вводимый в разделительную камеру. Эксперимент показывает, что введенное количество 2000 см3/мин (стандартный кубический сантиметр в минуту, то есть мера измерения потока газа) может увеличить коэффициенты разделения в около 2.5 раза. Введенное количество, равное 10000 см3/мин, может увеличить коэффициенты разделения в около 20 раз. Это показывает большое разнообразие коэффициентов разделения, достигаемых согласно настоящему изобретению.
Эти результаты могут быть улучшены путем добавления производительности насоса в разделительную зону. Если рассматривать производительность насоса, подобную обнаруженной для существующей конструкции, улучшение как вводимого потока газа, так и производительности насоса в разделительной зоне представляет собой мультипликативный фактор коэффициента разделения от 3.75 до 30.
Модификация секции откачивания в разделительной зоне, расположенной вблизи боковых отверстий на верхней стороне камеры откачивания (фиг. 2J), может улучшить значение коэффициента разделения на 40%.
Настоящее изобретение открывает возможность достижения значений коэффициента разделения, эквивалентных стандартному значению коэффициента разделения при более короткой длине тоннеля, и достижения более хороших значений коэффициента разделения при стандартной длине разделительной зоны. Настоящее изобретение позволяет регулировать коэффициент разделения, что невозможно для существующей конструкции устройства для нанесения покрытия без отвода.
Уровень давления внутри устройства для нанесения покрытия предпочтительно контролируется турбомолекулярными насосами, обеспечивая уровень давления, совместимый с процессом. Значение желаемого коэффициента разделения модулируется путем изменения количества вводимого газа.
Газ вводится в разделительную зону посредством инжектора (инжекторов), и газ может приходить из разделительной зоны сам по себе или из соседних зон разделения.
Наиболее подходящая система инжекции газа сделана из трубы с просверленными отверстиями, прикрепленной вдоль ширины камеры (перпендикулярно направлению перемещения). Предпочтительно инжектор газа находится близко к каждой из двух зон осаждения. Поток газа из отверстий может быть направлен в направлении и перпендикулярно пути перемещения или может быть направлен в направлении отверстий соответствующей зоны осаждения.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения инжектор (инжекторы) представляет (представляют) собой металлическую трубку (трубки) диаметром около 20 мм с отверстиями, распределенными по всей длине, причем трубка располагается вдоль ширины пути перемещения на расстоянии 20 от пути перемещения.
Любой другой путь введения газа в разделительную зону подходит для настоящего изобретения при любом размере или конфигурации инжекционного устройства. Вводимый поток контролируется регулятором, таким как массовый расходометр или любое другое устройство, которое может контролировать поток газа. Применяемый диапазон потока составляет от 0 до 10000 см3/мин (стандартные кубические сантиметры), как получено путем контроля потока или давления. Угол введения газа или расположение отверстий в трубе могут варьироваться в соответствии с конфигурационными ограничениями. Если применяются два или более инжекторов, поток может распределяться равномерно или не равномерно между различными инжекторными трубками. Например, если применяются две трубки, как показано на фиг. 1, и общий поток составляет 2000 см3/мин, поток в одной трубке может составлять 1000 и 1000 см3/мин во второй трубке, но он также может составлять 500 и 1500 см3/мин или любое другое распределение.
Принцип введения газа для разделения двух зон осаждения имеет силу для любого типа газа, но эксперту известно, что выбор газа будет зависеть от атмосферы процесса осаждения, которая разделяет
ся.
Наиболее подходящее средство откачивания для комбинирования с введением основывается на четырех турбомолекулярных насосах, имеющих нормальную производительность насоса 2300 л/с, прикрепленных к крышке разделительной камеры. Диапазон давления процесса, при котором настоящее изобретение обеспечивает наилучшее преимущество, в идеале составляет от 0,1 до 15 мТорр. Число насосов может составлять от 0 до максимального количества, определенного доступным пространством вокруг камеры. Производительность насоса ТМР (турбомолекулярный насос) должна соответствовать диапазону давления. Введение газа в разделительную зону в соответствии с настоящим изобретением при откачивании для улучшения коэффициента разделения между двумя зонами осаждения не ограничивается давлением процесса магнетронного распыления. Процесс, проходящий при более высоком давлении, до около 100 мТорр, может быть отделен от другого динамическим тоннелем, оборудованным низковакуумными насосами, как например, механические насосы или хвостовики. В этом случае поток вводимого газа намного больше, чем описано ранее.
Подходит другой тип насосов, как например, диффузионные насосы, механические насосы или любой тип насосов, который будет обеспечивать достижение рабочего давления.
Наиболее подходящая конфигурация основана на разделительной зоне (В), поделенной на два отсека (D). Каждый отсек откачивается двумя насосами (С), расположенными на крышке разделительной зоны. Дно отсека представляет собой пластину со щелью (K) для откачивания выше пути перемещения. Размер щели (K) может варьироваться между 0 (без откачивания) и всей длиной отсека (полностью открыт). Отверстие щели не обязательно располагается в центре тоннеля, как показано на фиг. 1 и 2. Инжектор газа (Е) размещается в разделительной камере выше конвейера (F) между камерой осаждения и откачивающей щелью (K). Длина тоннеля может варьироваться между 100 и 2000 мм. Отверстие (G) динамического тоннеля зависит от толщины подложки и может варьироваться между 1 и 100 мм выше пути перемещения (Н). Отверстия (G) могут быть различными между первой зоной осаждения (А) и второй зоной осаждения (А). В идеале отсеки (D) не имеют прямого выхода (фиг. 2J) в зону осаждения (А), но производительность конструкции секции откачивания в существующем устройстве для нанесения покрытия могла бы быть улучшена путем введения газа в тоннель и откачивания его с применением существующей конфигурации (отверстие на боковой стороне секции откачивания, фиг. 2J). Ширина динамического тоннеля, в идеале, соответствует ширине устройства для нанесения покрытия. Ширина зависит от применения и размера подложек. Экспертам известно, что равномерное откачивание достигается, если щель полностью открыта в направлении ширины. Однако уменьшение ширины щели (К) будет только модифицировать производительность насоса.
Пример 1.
Этот пример показывает влияние вводимого потока газа на коэффициент разделения.
Исходя из стандартной конструкции, известной из уровня техники, на основании статической системы изоляции с насосом был измерен коэффициент разделения газов (SF), как описано выше. Эти значения сравнили со значениями, полученными после модификации конструкции согласно настоящему изобретению.
Ссылочная конструкция состоит из разделительного тоннеля длиной 1000 мм без откачивания между зонами осаждения. Поток аргона, равный 1000 см3/мин, вводится в каждую из камер осаждения, соседнюю с разделительным тоннелем. Поток О2, равный 40 см3/мин, вводится только в одну камеру осаждения, и парциальное давление O2 измеряется в другой камере осаждения. Согласно настоящему изобретению газообразный аргон вводится при двух различных значениях потока в разделительную зону внутри тоннеля (см. фиг. 1) В табл. 1, приведенной ниже, суммированы результаты, измеренные для увеличения потоков Ar, вводимых в разделительный тоннель. Коэффициент разделения вычисляется относительно ссылочной конструкции без введения газа (0 см3/мин аргона).
Таблица 1
Вводимый поток в тоннель
Относительный коэффициент разделения
2000
10000
Сравнительный пример 1.
Сравнительный пример 1 показывает влияние только откачивания (без введения газа) тоннеля на коэффициент разделения.
Ссылочная конструкция состоит из разделительного тоннеля с длиной 300 мм без откачивания, сравнивается с откачиванием при общей производительности 9000 и 18000 л/с. Поток 1000 см3/мин аргона вводится в каждую камеру осаждения, соседнюю с тоннелем. Поток 40 см3/мин O2 вводится в одну камеру осаждения, и парциальное давление O2 измеряется в другой камере осаждения. В табл. 2 суммированы результаты, измеренные для увеличения производительности насоса в динамическом тоннеле.
Пример 2.
Пример 2 показывает сравнение стандартного устройства для нанесения покрытия, известного из уровня техники, имеющего конструкцию типа Von Ardenne, с конструкцией с динамическим разделительным тоннелем согласно настоящему изобретению.
Известная из уровня техники конструкция устройства для нанесения покрытия типа Von Ardenne была описана выше. Длина разделительного тоннеля составляет около 780 мм. Имеются четыре насоса с производительностью 2300 л/с каждый. Табл. 3, приведенная ниже, показывает экспериментальный абсолютный коэффициент разделения в обоих случаях.
Настоящее изобретение может применяться во всех существующих магнетронных устройствах для нанесения покрытия. Настоящее изобретение может также применяться для любого процесса (PECVD), который нуждается в эффективном разделении, при любом давлении процесса (от около 0.1 до 100 мТорр). Основное преимущество состоит в том, что настоящее изобретение обеспечивает хороший коэффициент разделения в небольшом пространстве. Таким образом, это компактная система, которая может применяться в компактной конструкции устройства для нанесения покрытия, для ограничения стоимости инвестиций, а также для объединения различных процессов, как например, магнетронное нанесение покрытия в одной камере осаждения и PECVD (плазмохимическое осаждение из паровой фазы) в другой камере, соседней с ней.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ нанесения многослойного покрытия на плоскую стеклянную подложку, содержащий осаждение методом катодного распыления при давлении от 0,1 до 99 мТорр по меньшей мере первого слоя в первой зоне осаждения, имеющей первый тип атмосферы, и по меньшей мере второго слоя во второй зоне осаждения, имеющей второй тип атмосферы, который отделен от первого типа атмосферы разделительной зоной, где плоская стеклянная подложка перемещается от первой зоны осаждения ко второй зоне осаждения через разделительную зону вдоль пути перемещения, отличающийся тем, что нейтральный газ вводится посредством инжекторов со скоростью потока от 0 до 10000 см3/мин в разделительную зону.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ атмосферы внутри разделительной зоны отводится посредством откачивания.
3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что газ вводится через инжектор, содержащий трубу с просверленными отверстиями.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится вблизи каждой из двух зон осаждения.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится в направлении и перпендикулярно пути перемещения.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что газ вводится в направлении отверстий близкой зоны осаждения.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится между 10 и 100 мм, предпочтительно между 15 и 50 мм пути перемещения.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ вводится внутри тоннельного пути, определенного выше подложки.
9. Модульное устройство для нанесения покрытия в виде тонких слоев на плоскую стеклянную подложку способом по п.1, имеющее по меньшей мере две зоны осаждения с зоной разделения газов между ними и имеющее путь перемещения стеклянной подложки, который проходит через отверстия от зоны осаждения в направлении другой зоны осаждения через разделительную зону, отличающееся тем, что зона разделения газов содержит по меньшей мере один инжектор газа в области пути перемещения,
1.
выполненный с возможностью подачи потока со скоростью от 0 до 10000 см3/мин в разделительную зону.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
10. Модульное устройство для нанесения покрытия по п.9, отличающееся тем, что зона разделения газов содержит средства откачивания для удаления газа из зоны разделения газов.
11. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9 или 10, отличающееся тем, что покрывающие средства располагаются выше пути перемещения, определяя тоннельный путь вместе с путем перемещения внутри зоны разделения газов, по которому перемещается стеклянная подложка, и тем, что по меньшей мере один инжектор газа располагается внутри указанного тоннеля.
12. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что инжектор газа содержит трубу с просверленными отверстиями, расположенную вдоль ширины зоны перпендикулярно направлению пути перемещения.
13. Модульное устройство для нанесения покрытия по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что инжектор газа располагается между 10 и 100 мм каждой из двух зон осаждения.
025781
- 1 -
(19)
025781
- 1 -
(19)
025781
- 1 -
(19)
025781
- 4 -
|
