离子从等离子体到待涂覆的基底的改进的转向制造技术

基底保持架(1)，其包括用于将电势US供给至基底(2)的第一触点(3)，其中，在基底保持架(1)的表面(11)上的充电区域(12)构造为能够通过从涂覆设备(100)的离子源(104)到达的离子(101、102)充电(13)，和/或设置第二触点(4)，能够通过第二触点以不同于电势US的能自由选择的电势UH加载在基底保持架(1)的表面(11)上的电极区域(14)。涂覆设备(100)，其具有至少一个离子源(104)和第一电压源(106)，第一电压源能够与待涂覆的基底(2)连接，从而能够通过由第一电压源(106)施加在基底(2)上的电势US使来自离子源(104)的气体离子(101)和/或涂覆材料(103)的离子(102)朝向基底(2)的方向加速，其中，至少一个邻近面(11、105)构造为能通过到达的离子(101、102)充电(13、113)，未到达基底(2)的离子(101、102)朝邻近面运动，和/或，设置至少一个第二电压源(107)，第二电压源能够与邻近面(11、105)连接，使得邻近面(11、105)能够以不同于电势US的能自由选择的电势UH加载。用于运行的方法和计算机程序产品。

The Modified Turn of Ions from Plasmas to Bases to be Coated

The base cage (1) includes a first contact (3) for supplying potential US to the base (2), in which the charging area (12) on the surface (11) of the base cage (1) is constructed to charge (13) through ions (101, 102) reaching from the ion source (104) of the coating device (100), and/or to set a second contact (4) through which the second contact can freely select electricity with energy different from potential US. Potential UH is loaded on the electrode region (14) on the surface (11) of the base cage (1). The coating device (100) has at least one ion source (104) and a first voltage source (106), which can be connected to the substrate (2) to be coated, so that gas ions (101) from the ion source (104) and/or ions (102) from the coating material (103) can be accelerated towards the substrate (2) by the potential US applied on the substrate (2) by the first voltage source (106), at least one of which is adjacent to the substrate (2). Surfaces (11, 105) are constructed to charge (13, 113) by arriving ions (101, 102), and ions (101, 102) that do not reach the base (2) move towards the adjacent surface. And/or, at least one second voltage source (107) is provided, and the second voltage source can be connected to the adjacent surface (11, 105), so that the adjacent surface (11, 105) can be loaded freely with potential UH of different energy from potential US. Methods for operation and computer program products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子从等离子体到待涂覆的基底的改进的转向
本专利技术涉及一种基底保持架和一种用于以来自等离子体的离子涂覆基底的涂覆设备以及一种用于运行涂覆设备的方法。
技术介绍
在工业标准中的构件真空涂覆中，多个同时待涂覆的构件被编组为环绕中心等离子体的基底。基底作为涂覆材料的离子的来源起作用。通过施加高电压到各个基底上使离子朝基底的方向加速。因为离子以高的动能撞击在基底上，所以在那里形成高质量的涂层。从DE19826259A1已知一种相应的设备。将产生等离子体和产生基底电压分开，允许调节基底温度以及使用不同类型的等离子体产生源。根据两极地脉冲激发的时间程序施加基底电压，以对抗充电效应。JP2001107729A公开了在喷涂设备中不是以电压加载基底本身，而是以电压加载被埋入绝缘的基底保持架中的电极。通过这种电压与等离子体的相互作用使在基底表面上的电场均匀化，并且因此也使基底的具有所施加的涂层的覆盖层均匀化。JP2000119849A公开了基底存放在绝缘的基底保持架上并且同时通过施加偏置电压到基底上将电荷从基底中导出。以此方式降低在气相的薄的涂覆中的电压。
技术实现思路
在本专利技术的框架下，开发了一种用于将基底装入涂覆设备中的基底保持架。在此，设置基底保持架的表面面向涂覆设备的离子源。基底保持架包括用于将电势US供给至基底的第一触点。根据本专利技术，在基底保持架的表面上的充电区域构造为能够通过由涂覆设备的离子源到达的离子充电，和/或设置第二触点，通过所述第二触点能够被不同于电势US的、可自由选择的电势UH加载在基底保持架的表面上的电极区域。所述电势UH尤其能够是浮动电势或者地电势。例如基底保持架的绝缘材料块能够提供充电区域。尤其是，基底保持架能够完全由绝缘材料制造。但是，基底保持架的表面也能够是导电的。所述表面能够例如完全或者部分设有遮盖层。遮盖层能够是自身绝缘的或者至少相对于基底保持架的表面绝缘。遮盖层能够例如包括电介质层，在所述电介质层上可选地还能够布置有金属层。但是，基底保持架的表面也能够是例如导电的并且在其平面内被分段为多个相互绝缘的区域。例如基底保持架能够由陶瓷制造，将被分段的导电表面作为涂层施加到所述陶瓷上。所述段在此能够用作充电区域，击中的离子不能从段中流出。如果在基底的导电表面上的区域通过遮盖层而构型为充电区域，则这个区域尤其也能够同时用作电极区域。可见的是，通过充电区域和电极区域单个地或者组合地改进离子从等离子体到基底上的转向。尤其是，能够提高离子撞击到基底上的份额，而同时减小离子未到达基底并撞击到基底保持架或者涂覆设备的邻近面上的份额。以高的能量撞击到邻近面上的离子能够在那里释放作为污物沉积在基底上的原子。这尤其涉及在本来的涂覆之前的清洁过程，在所述清洁过程中，通过以来自用作离子源的等离子体的、高能的气体离子(例如氩离子)进行扫射来剥落基底的表面的污物。如果这些气体离子例如撞击到金属的邻近面上，则所述气体离子能够在那里释放金属原子、如例如铁原子。同时，未到达基底而撞击在邻近面上的离子不提供在基底的表面上。因此，基底表面的不处于朝离子源的直接视线中的区域可能离子供应不足。如果基底是例如具有侧凹部的复杂构件，其在加工期间可能必须转动或者重新定位。这不但涉及清洁而且涉及紧接着的涂覆。根据本专利技术的基底保持架提供两种相互独立的结构性措施，所述结构性措施不但对抗在清洁时邻近面的不希望的剥落而且对抗基底表面的区域的离子供应不足。在涂覆设备运行时，在基底保持架的表面上的充电区域通过充电的粒子(尤其气体离子和/或涂覆材料的离子)充电。由这种充电产生电场，总之所述电场降低离子源和基底保持架之间的自由空间中的电场。即，离子源的未到达基底的离子较弱地朝向基底保持架加速。令人意外的是，这具有下述作用：离子的未到达基底本身的至少一部分在朝向基底保持架的飞行轨迹上由于统计学的撞击过程然而还具有朝基底表面的方向的足够冲量分量并且撞击在基底表面上。由充电区域的电荷产生的电场能够根据其强度和到达的离子的速度使这些离子甚至直接朝基底表面转向，而为此还不需要统计学的撞击过程。这些效应能够仅仅通过改动基底保持架实现，而不必在涂覆设备本身进行结构性的改变。尤其是，存在的涂覆设备能够加装根据本专利技术的基底保持架，而涂覆设备甚至不必为此满足特别的前提条件。按照迄今为止的公知常识所具有的见解，在设备部件上通过由离子源到达的离子产生的充电效应仅仅被视为要避免的干扰效应，所述干扰效应正需要避免。因此，通常使基底保持架和另外的设备部件接地(未到达基底的离子朝所述另外的设备部件运动)，使得通过离子引入的电荷能够流出。专利技术人看到，能够有针对性地利用这种想象上的干扰效应，以改进所获得的涂层的质量。如果在基底保持架的表面上设置有充电区域并且该充电区域能够以附加的、可自由选择的电势UH加载，则能够以还更大的程度和还更大的自由调整离子源、基底和基底保持架之间的电场，使得未到达基底本体的离子主动地朝基底的表面的方向转向。电势图(Potentiallandschaft)尤其能够构成为使得在基底的表面上从离子的角度来看，电势US在能量上处于最低和/或离子被基底保持架排斥。除了基底保持架之外，本专利技术也提供一种涂覆设备，优化所述涂覆设备用于根据本专利技术的基底保持架，但是在没有这种基底保持架的情况下也具有相对于常规的涂覆设备的优点并且可作为单独的单元出售。这种涂覆设备包括至少一个离子源和第一电压源，所述第一电压源能够与待涂覆的基底连接，从而能够通过由第一电压源施加在基底上的电势US使来自离子源的气体离子和/或涂覆材料的离子朝基底的方向加速。在此，离子源尤其能够是等离子体。在等离子体边界层那侧的自由空间中的电势图决定：离子在哪个方向上且以哪个速度从等离子体中运动出去。根据本专利技术，至少一个邻近面构造为能够被到达的离子充电，未到达基底的离子朝所述邻近面运动。替代地或者组合地，设置至少一个第二电压源，所述第二电压源能够与所述邻近面连接，从而所述邻近面能够被不同于电势US的、可自由选择的电势UH加载。尤其是，邻近面能够以与之前描述的基底保持架相同的方式可充电地构造。电势UH尤其能够是浮动电势或者地电势。根据涂覆设备、基底和所对应的基底保持架的几何结构，邻近面能够布置在基底保持架上和/或也能够布置在涂覆设备内部的其它位置上。例如离子的未到达基底的部分能够朝基底保持架运动并且另一部分朝真空接受器的壁运动。例如当等离子体作为离子源布置在涂覆设备的中心中并且待涂覆的基底围绕该等离子体编组时，会出现这样的情形。作用在基底上的电势US从等离子体中在径向上向外吸引离子。如果基底保持架例如固定在底板中或者固定在真空接受器的盖中，则未到达基底的离子优选朝真空接受器的侧壁运动。一方面，涂覆设备与基底保持架如下地共同作用：与基底保持架的第二触点连接的第二电压源能够以电势UH加载基底保持架的表面的一部分。另一方面，也能够通过以到达的离子充电、通过以电势UH加载或者也通过两种措施的组合减小未到达基底的离子撞击在另外的不属于基底保持架的邻近面上的概率。这种效应分别与之前说明的基底保持架相同：将在离子源、基底和邻近面之间产生的电场改动为使得以高的能量防止离子撞击在邻近面上并且理想地使离子朝基底表面转向。在本专利技术的另一特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将基底(2)装入到涂覆设备(100)中的基底保持架(1)，所述基底保持架(1)的表面(11)面向所述涂覆设备(100)的离子源(104)，所述基底保持架包括用于将电势US供给至所述基底(2)的第一触点(3)，其特征在于，所述基底保持架(1)的表面(11)上的充电区域(12)构造为能够通过由所述涂覆设备(100)的离子源(104)到达的离子(101、102)充电(13)，和/或设置第二触点(4)，通过所述第二触点能够被不同于电势US的、能自由选择的电势UH加载所述基底保持架(1)的表面(11)上的电极区域(14)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 DE 102016213951.71.一种用于将基底(2)装入到涂覆设备(100)中的基底保持架(1)，所述基底保持架(1)的表面(11)面向所述涂覆设备(100)的离子源(104)，所述基底保持架包括用于将电势US供给至所述基底(2)的第一触点(3)，其特征在于，所述基底保持架(1)的表面(11)上的充电区域(12)构造为能够通过由所述涂覆设备(100)的离子源(104)到达的离子(101、102)充电(13)，和/或设置第二触点(4)，通过所述第二触点能够被不同于电势US的、能自由选择的电势UH加载所述基底保持架(1)的表面(11)上的电极区域(14)。2.一种具有至少一个离子源(104)和第一电压源(106)的涂覆设备(100)，所述第一电压源能够与待涂覆的基底(2)连接，从而能够通过由所述第一电压源(106)施加在所述基底(2)上的电势US使来自所述离子源(104)的气体离子(101)和/或涂覆材料(103)的离子(102)朝所述基底(2)的方向加速，其特征在于，至少一个邻近面(11、105)构造为能够通过到达的离子(101、102)充电(13、113)，未到达所述基底(2)的离子(101、102)朝所述邻近面运动，和/或，设置至少一个第二电压源(107)，所述第二电压源能够与所述邻近面(11、105)连接，使得所述邻近面(11、105)能够被不同于电势US的、能自由选择的电势UH加载。3.根据权利要求2所述的涂覆设备(100)，其特征在于，设置有用于所述第二电压源(107)的调节器(108)，所述调节器构造用于使所述电势UH如下地跟踪所述电势US的改变：从所述离子(101、102)的角度来看，电势US在能量上低于所述电势UH。4.根据权利要求2至3中任一项所述的涂覆设备(100)，其特征在于，设置有用于所述第二电压源(107)的调...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·京特，O·施密特，W·多布雷金，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE