DE3415012A1 - Process and appliance for the continuous working of substrates using low-pressure plasma - Google Patents
Process and appliance for the continuous working of substrates using low-pressure plasmaInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen BearbeitenMethod and device for continuous processing
von Substraten mit Niederdruck-Plasma Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Bearbeiten von Substraten mit Niederdruckplasma gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.of substrates with low pressure plasma The invention relates to a method for the continuous processing of substrates with low-pressure plasma according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a device for implementation of the procedure.
Bei einem bekannten, gattungsgemäßen Verfahren (US 4 289 598) werden die Substrate in einen Kessel eingeschoben. Im Kessel befinden sich Platten oder Kammsysteme als Elektroden.In a known, generic method (US Pat. No. 4,289,598) the substrates pushed into a kettle. There are plates or in the boiler Comb systems as electrodes.
Die Elektroden haben abwechselnde Polarität, so daß zwischen ihnen das Plasma gezündet werden kann. Der Kessel wird mit Substraten beladen und verschlossen. Dann wird bis zu einem bestimmten Unterdruck die Luft aus dem Kessel abgepumpt. Nach Erreichen dieses Unterdrucks wird das Prozeßgas eingelassen und gewartet, bis sich der Gasdruck stabilisiert hat. Dann wird das Plasma gezündet und der Bearbeitungsvorgang durchgeführt. Nach dem Ende des Bearbeitungsvorganges wird das Verfahren wieder rückwärts bis zum Öffnen des Kessels und zur Entnahme der Substrate ausgeführt.The electrodes have alternating polarity so that between them the plasma can be ignited. The kettle is loaded with substrates and sealed. Then the air is pumped out of the boiler up to a certain negative pressure. After reaching this negative pressure, the process gas is let in and waited until the gas pressure has stabilized. Then the plasma is ignited and the machining process carried out. After the end of the machining process, the process starts again backwards until the kettle is opened and the substrates are removed.
Als nachteilig erweist sich, daß sich der Kessel während des Prozesses aufheizt, sich beim Öffnen wieder etwas abkühlt, beim nächsten Prozeß wieder aufheizt usw.; es ist dadurch kein exakt definierbarer und reproduzierbarer chemischer Verfahrensablauf möglich.It has been found to be disadvantageous that the boiler during the process heats up, cools down a little when opening, heats up again in the next process etc.; it is therefore not an exactly definable and reproducible chemical process sequence possible.
Weiterhin ist es nachteilig, daß kontinuierlich ablaufende Fertigungsverfahren durch diesen diskontinuierlichen Prozeß unterbrochen werden.Furthermore, it is disadvantageous that continuously running manufacturing processes be interrupted by this discontinuous process.
Bei einer Fehlbearbeitung in diesem Chargenverfahren kann der Fehler erst nach Entnahme der Charge festgestellt werden, so daß im Extremfall Fehlerkosten bis zu DM50.000 bei z. B. hochfertigen Multilayer-Platten beim Verschießen einer Charge entstehen können.In the event of incorrect processing in this batch process, the Errors can only be detected after the batch has been removed, so that in extreme cases error costs up to DM50,000 at z. B. high-quality multilayer panels when shooting a Batch can arise.
Ebenso stellt der stoßweise Betrieb der Anlage ein Problem dar. Es werden große Pumpen benötigt, da jedesmal ein ganzes Kammervolumen von ein bar auf ca. 0,1 mbar abgepumpt werden muß. Im Pumpenöl löst sich relativ viel Fluorwasserstoff aus dem Prozeßgas, das in der Regel eingangsseitig aus Sauerstoff und Fluorkohlenwasserstoffen besteht. Die Probleme entstehen in den Abgaswäschern, die von den aggressiven Medien stark belastet werden.The intermittent operation of the system is also a problem large pumps are required, as each time a whole chamber volume of one bar is increased approx. 0.1 mbar must be pumped out. A relatively large amount of hydrogen fluoride dissolves in the pump oil from the process gas, which is usually made up of oxygen and fluorocarbons on the inlet side consists. The problems arise in the exhaust gas scrubbers, which are caused by the aggressive media are heavily burdened.
Resultieren aus diesen vorgenannten Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, womit eine kontinuierliche Arbeitsweise ermöglicht wird und dabei noch die vorgenannten Nachteile vermieden werden.As a result of these aforementioned problems, the present invention lies the object of a method and a device for performing the method to make available, which enables a continuous working method while still avoiding the aforementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.This task is made possible by the characterizing measures of the claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Anspruch 3 beschrieben.The device according to the invention is described in claim 3.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.Further advantageous developments of the invention are set out in the subclaims removable.
Nachfolgend wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.An exemplary embodiment of FIG Invention described.
Eine Prozeßkammer 1 weist auf der einen Seite eine Vakuumvorkammer 2 und auf der anderen Seite eine Austrittskammer 3 auf. Vor der Vakuumvorkammer 2 beginnend und nach der Austrittskammer 3 endend verläuft durch die Vakuumvorkammer 2 die Prozeßkammer 1 und die Austrittskammer 3 eine aus Rollen 8, 9, 10 bestehende Transporteinrichtung.A process chamber 1 has a vacuum antechamber on one side 2 and an outlet chamber 3 on the other side. In front of the vacuum antechamber Starting from 2 and ending after the outlet chamber 3, it runs through the vacuum antechamber 2 the process chamber 1 and the outlet chamber 3 one consisting of rollers 8, 9, 10 Transport device.
Die Vakuumvorkammer 2 ist über einen Stutzen 15 mit einer nicht dargestellten Vakuumeinrichtung verbunden. Die Austrittskammer 3 ist über einen Stutzen 16 mit einer weiteren, nicht dargestellten Vakuumeinrichtung verbunden. Die Prozeßkammer 1 ist über einen Stutzen 14 mit einer dritten, nicht dargestellten Vakuumeinrichtung verbunden. Zudem weist die Prozeßkammer 1 einen Einlaßstutzen 13 für Prozeßgas auf.The vacuum pre-chamber 2 is connected to a connecting piece 15, not shown Connected to vacuum device. The outlet chamber 3 is connected via a connecting piece 16 connected to another vacuum device, not shown. The process chamber 1 is via a connecting piece 14 with a third vacuum device, not shown tied together. In addition, the process chamber 1 has an inlet connection 13 for process gas.
In der Prozeßkammer 1 sind Masseelektroden 12 und Pluselektroden 11 angeordnet. Die Rollen 9 bzw. 10 zum Transport in der Prozeßkammer 1 stellen gleichzeitig Masseelektroden bzw. Pluselektroden dar.In the process chamber 1 there are ground electrodes 12 and positive electrodes 11 arranged. The rollers 9 and 10 for transport in the process chamber 1 are set at the same time Earth electrodes or positive electrodes.
Die Vakuumvorkammer 2 weist eine Zuführöffnung 4 auf. Die Vakuumvorkammer 2 ist mit der Prozeßkammer 1 durch eine Verbindungsöffnung 5 verbunden. Die Prozeßkammer 1 ist mit der Austrittskammer 3 durch eine Öffnung 6 zum Abtransport der Substrate verbunden. Die Austrittskammer 3 weist noch eine Austrittsöffnung 7 auf.The vacuum antechamber 2 has a feed opening 4. The vacuum antechamber 2 is connected to the process chamber 1 through a connection opening 5. The process chamber 1 is with the outlet chamber 3 through an opening 6 for the removal of the substrates tied together. The outlet chamber 3 also has an outlet opening 7.
Die Zuführöffnung 4, die Verbindungsöffnung 5, die Öffnung 6 zum Abtransport und die Austrittsöffnung 7 sind mittels Vakuumdichtungen 18 zum Abdichten aufweisende Klappen 19 verscnließbar. Die seitlich nach außen führenden Drehdurchführungen der Transporteinrichtung sind mittels Simmeringe oder Ferrofluid-Dichtungen abgedichtet.The feed opening 4, the connection opening 5, the opening 6 for removal and the outlet opening 7 are provided with vacuum seals 18 for sealing Flaps 19 lockable. The rotating unions of the Transport device are by means of sealing rings or ferrofluid seals sealed.
Die als Masse- bzw. Pluselektroden ausgebildeten Rollen 9 bzw. 10 in der Prozeßkammer 1 tragen zueinander versetzte, isolierende Abstandsringe 20 zur Abstandseinhaltung, damit sich keine Abschattungen ausbilden können.The rollers 9 and 10 designed as ground or positive electrodes In the process chamber 1, there are insulating spacer rings 20 that are offset from one another to maintain the distance so that no shadowing can form.
Das Verfahren zum kontinuierlichen Bearbeiten von Substraten im Niederdruckplasma wird mittels der beschriebenen Vorrichtung folgendermaßen ausgeführt: Mit Substrat besetzt sind die Positionen 17a, 17c und 17e.The process for the continuous processing of substrates in low pressure plasma is carried out by means of the device described as follows: With substrate positions 17a, 17c and 17e are occupied.
Die Öffnungen 5 und 6 sind verschlossen. Das Substrat auf Position 17a wird nach 17b, von Position 17c wird nach 17d und von 17e wird nach 17f transportiert. Die Öffnungen 4 und 7 werden verschlossen, und die Vakuumvorkammer 2 und die Austrittskammer 3 werden mit Vakuum beaufschlagt.The openings 5 and 6 are closed. The substrate in position 17a is moved to 17b, from position 17c to 17d and from 17e to 17f. The openings 4 and 7 are closed, and the vacuum antechamber 2 and the outlet chamber 3 are applied with a vacuum.
Die Prozeßkammer 1 befindet sich immer unter Vakuumbeaufschlagung.The process chamber 1 is always under the application of a vacuum.
Danach werden die Öffnungen 5 und 6 freigegeben. Nun wird die Position 17a wieder mit Substrat bestückt. Das Substrat auf Position 17b wird nach 17c, von Position 17d nach 17e transportiert und das Substrat auf Position 17f entnommen.Then the openings 5 and 6 are released. Now the position 17a again equipped with substrate. The substrate at position 17b is after 17c, from Position 17d transported to 17e and the substrate removed from position 17f.
Nun werden die Öffnungen 5 und 6 wieder verschlossen, die Öffnungen 4 und 7 freigegeben und dieser Rhythmus kontinuierlich weitergeführt.Now the openings 5 and 6 are closed again, the openings 4 and 7 released and this rhythm continued continuously.
Während dem Durchlauf durch die Prozeßkammer 1 werden die Substrate durch Behandlung mit Niederdruckplasma bearbeitet.During the passage through the process chamber 1, the substrates processed by treatment with low pressure plasma.
Je nach zu bearbeitendem Substrat kann über den Stutzen 17 taktweise Prozeßgas eingelassen werden.Depending on the substrate to be processed, the nozzle 17 clockwise Process gas are admitted.
Der kontinuierliche Transport des Substrates wird über die angetriebenen Rollen 8, 9 und 10 erreicht.The continuous transport of the substrate is driven by the Reached roles 8, 9, and 10.
Das taktweise Öffnen der Klappen 19 wird durch nicht dargestellte Lichtschranken oder Endschalter gesteuert, ebenso die Vakuumventile für die Vakuumvorkammer 2 und die Austrittskammer 3 sowie die nicht dargestellten Belüftungsventile hierzu.The intermittent opening of the flaps 19 is not shown Light barriers or limit switches controlled, as well as the vacuum valves for the vacuum antechamber 2 and the outlet chamber 3 and the ventilation valves, not shown, for this purpose.
Claims (8)
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