用于基底预处理的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于预处理至少一个基底（２１）的装置，该装置包括设置在真空室（２２）中的低压电弧放电源（２４；２５）以产生等离子（２６），由该等离子（２６）可萃取出载荷子，利用该载荷子可冲击基底（２１）的表面，其中基底（２１）与带电的真空室接地部分（２８）连接，并且用于使载荷子加速到基底表面的ＢＩＡＳ电压一方面将接通在基底（２１）与真空室接地部分（２８）之间，另一方面接通在在基底（２１）与和等离子电压电势相近的电极（２５）之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于基底预处理的装置。根据此专利技术的预处理是这样 一系列加工步骤，在这些加工步骤中基底利用由低压电弧放电源的等 离子产生的载荷子来沖击，以在基底上达到腐蚀或清洁效果，从而激 活基底的表面或为后续加工步骤预热基底。然而，涂敷工艺不属于根 据本专利技术的预处理。根据本专利技术的装置尤其适用于预处理平坦基底， 例如纟反或带，然而也可以用于预处理成型的基底，例如部件或工具。
技术介绍
已知，为预处理而将基底表面利用载荷子来沖击，其中该载荷子从等离子中萃耳又出。DE 3606959 Al例如揭露了这样一种装置，在该 装置中中空阳极以及相对电极近乎完全包围空腔，在该空腔中基底设 置成与相对电极接触并且暴露于(aussetzen)高频等离子之下。该装置尤其证明其适用于在其中通过空腔-阴极-电弧放电来产生 等离子。在此，此种放电类型的优点(如较低的燃烧电压以及较高的 可萃取电流)可完全发挥出来并且利用其它方法难于产生足够的等离 子密度。利用中空阴极的原理得到进一步发展以及修改，其中部分还 使用环形点火阳极以及可由等离子穿透的》兹场。所以，由DE 102004012847 Al已知一种装置，其中在产生磁场的装置的两个极孰 之间构造中空阴极等离子并且为等离子腐蚀而使得基底暴露于等离 子之下。同样已知，在用于等离子腐蚀(也可以称为离子腐蚀或离子蚀刻) 的装置中，待处理的基底利用相对于等离子电势的电压差(下文中称为 BIAS电压)来冲击，以在基底方向上加强从等离子出来的载荷子的加 速并因此提高腐蚀率。在这类装置中，通常电压源接通在基底以及真空室之间或基底以及等离子源的电极之间，其中电极也可与真空室电 连接。尤其在处理例如为带的长基底时，通常其不仅穿过真空室而且还 穿过闸门室及线圏室，对基底与真空室的电气接地部分或整个装置之 间的电绝缘有较高要求。基底与导电的装置部分(也即与装置的电气接 地部分并因此与电真空室的电气接地部分)的接触至少引起等离子与 基底之间的电压差改变，这负面影响基底处理的质量并且在最坏的情况下导致电压源的完全短;洛。尤其在如由DE102004011178A1已知的 装置中也存在这类短路危险，在该装置中BIAS电压施加在待处理的 带形基底以及真空室之间。完全禁止带形基底与导电装置部分(如腔 壁、闸门口或线圈装置的一部分)的接触几乎是不可能的或者实现起 来花费极其昂贵。
技术实现思路
本专利技术解决下述技术问题，即提供用于基底预处理的装置，利用 该装置克服所述现有技术中的缺点。尤其通过该装置使得不需要在基 底及装置的电气接地部分之间采取昂贵的绝缘措施。该技术问题的解决方案通过权利要求1的特征的内容来给出。本 专利技术的其它有利设计由从属权利要求给出。根据本专利技术用于基底预处理的装置包括设置在真空室中的低压 电弧放电源以产生等离子，由该等离子可萃取出载荷子并且可利用该 载荷子冲击基底的表面。其中，基底与带电的真空室接地部分连接， 并且将用于使载荷子加速到基底表面上的BIAS电压一方面接通在基 底以及真空室接地部分之间，另一方面接通在基底(21)与和等离子电 压电势相近的电极(25)之间。由此，真空室/装置的电气接地部分与待处理的基底具有相同的电 势，那么不需要在基底以及装置部分之间采取昂贵的电绝缘措施。基 底与真空室/装置的电气接地部分之间的电接触可例如通过滑动触点来提供，也可例如通过装置的运输轮(基底在该运输轮上移动)实现。 在根据本专利技术的装置中，如在等离子与基底之间那样，等离子与 真空室之间存在相同的电压差。由此情况得到如下推测，即在这类装 置中不仅是基底利用载荷子来冲击而且真空室的部件也利用载荷子 来冲击。然而，此影响可以忽略或者可利用简单的手段即可减小到可 忽略的大小。等离子完全在真空室内部扩张，那么空间上严重限制了 具有较高等离子密度的等离子区域。这类区域通常在光学路径上通过 明亮的光亮效应来识别。当具有较高等离子密度的等离子区域在待处 理的基底附近产生时，可以忽略由等离子产生的载荷子对真空室组成 部件的轰击。因此，这类具有较高等离子密度的等离子区域可借助于 可产生磁场的装置额外在基底方向上偏转。低压电弧放电源的阴极与阳极之间的燃烧电压可以为IV至250V 范围内的电压。优选地，应用10V至40V范围内的燃烧电压，因为低 于10V时，效率因仅可达到较小的电流密度而受到限制，而在高于 40V时，存在电压击穿的危险。如上所述，对于处理效果有正面影响而言，待处理的基底相对于 等离子利用BIAS电压来冲击是有利的。等离子的电压电势不可能直 接与等离子上的端口(Anschluesse)接合(abgreifen)，设置在等离子中或 设置在等离子附近的电极最大只可具有与等离子相近的电压电势。据 此而有"电压电势与等离子的电压电势相近的电极"的概念。在这里重 要的是，为了相同的处理效果而必须维持从等离子到基底的保持相同 的电压差。由此，电极是否精确具有等离子的电压电势还是只是近似 具有等离子的电压电势，对于提供沖击而言并不重要。为施加基底BIAS电压，可例如应用低压电弧放电源的阴极或阳 极作为电极，其中阳极的电压电势通常与等离子电势相近并因此经常 是更合适的。当低压电弧放电源的阴极构造为中空阴极时有利地达到较高的 等离子密度。为推动(betreiben)中空阴极等离子而需要使得气体通过中空阴极进入到真空室中。在此，合适的气体是具有氩气、氮气或氢气 元素中的 一种或多种的气体。如果为将中空阴极点火而应用环形构造的辅助阳极/点火阳极，那么此环形阳极也可作为用于施加基底BIAS 电压的电4及而应用。为施加BIAS电压，也可将单独的电极放置在具有较高等离子密 度的等离子区域中或在其附近。作为BIAS电压，合适的是在20V至5000V范围内优选地在200V 至500V范围内的直流电压或交流电压。同时，BIAS电压可构造为单 极性的或双极性的脉冲电压，其中优选地脉冲频率在lkHz至200kHz 范围内。如果在待处理的基底上施加BIAS电压，该BIAS电压相对于等 离子具有负电势，那么由等离子萃取出正离子并且该正离子在基底方 向上加速。根据本专利技术的这类构造的装置适用于离子腐蚀基底表面。 在此，可萃取出1A至300A范围内的到基底的离子电流。待萃取的离 子电流的强度依赖于设计需要。总体上可以保持，上升的离子电流达 到更高的腐蚀率。备选地，也可以将待处理的基底利用正BIAS电压来冲击。以此 方式，将电子从等离子中萃取出并在基底方向上加速。可应用这类装 置，以使基底的表面激活或使基底加热。在此，根据设计需要可产生 1A至3000A的电子电流。原理相同，利用上升的电子电流也可使处 理结果的强度上升。显然，当装置包括多个低压电弧放电源以例如同时提高待处理的 基底上的待处理表面时，也可以应用本专利技术。附图说明下文中，借助于优选实施示例详细说明本专利技术。其中 图1示意性描述了根据本专利技术用于离子腐蚀的装置； 图2图形描述了根据本专利技术备选的用于离子腐蚀的装置；图3图形描述根据本专利技术其它备选的用于离子腐蚀的装置。具体实施方式图1中示意性示出用于在真空室12中离子腐蚀带形基底11的装置10。图1截面示出的基底11既穿过真空室12也穿过未示出的装置 10的闸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预处理至少一个基底（２１）的装置，所述装置包括设置在真空室（２２）中的低压电弧放电源（２４；２５）以产生等离子（２６），从所述等离子（２６）可萃取出载荷子，利用所述载荷子可冲击所述基底（２１）的表面，其特征在于，所述基底（２１）与带电的真空室接地部分（２８）连接，并且将用于使载荷子加速到基底表面上的ＢＩＡＳ电压一方面接通在所述基底（２１）与真空室接地部分（２８）之间，另一方面接通在所述基底（２１）与和等离子电压电势相近的电极（２５）之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP海恩斯，V柯克霍夫，L克洛斯，C梅茨纳，H摩格纳，B谢费尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍弗实用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：DE[德国]