DE69622543T2

DE69622543T2 - Verfahren und vorrichtung zur doppelseitigen plasma bechichtung eines substrats

Info

Publication number: DE69622543T2
Application number: DE69622543T
Authority: DE
Inventors: Richard Bosmans; Mehdi Cheaib
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: ES2179936T3; FR2731370A1; EP0815284A1; WO1996027690A1; DE69622543D1; EP0815284B1; FR2731370B1; JPH11505570A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft in genereller Weise den Niederschlag oder die Fällung von zumindest einer Dünnschicht oder dünnen Schicht an einem Substrat mit zwei Flächen, wenn zur Unterstützung dieser Fällung ein Plasma zum Einsatz kommt, gemäß einer üblicherweise PECVD genannten Technik (entsprechend der englischen Nomenklatur "Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition"), erzeugt durch eine elektrische Entladung in einem Gas mit niederem Druck, unter Wechselwirkung von welchem ein oder mehrere Vorläuferfluide bzw. Vorsubstanzfluide zum Einsatz kommen, deren Reaktionsprodukte in dem Plasma die gewünschte Fällung oder den gewünschten Niederschlag veranlassen.
Sie zielt insbesondere, jedoch nicht zwingender Weise ausschließlich auf den Fall ab, bei welchem das zu behandelnde Substrat mit zwei Flächen eine ophthalmische Linse ist, die dazu bestimmt ist, an einem beliebigen Brillengestell montiert zu werden.
Ophthalmische Linsen werden immer häufiger verschiedentlich behandelt, um die Leistungen oder Eigenschaften zu verbessern.
Zum Beispiel können sie behandelt werden mit einer Antireflektionsbehandlung und/oder einer Antiultraviolettbehandlung und/oder einer Behandlung, die dazu bestimmt ist, das Reinigen zu vereinfachen, wobei insbesondere, wenn es sich um ophthalmische Linsen aus organischen Materialien handelt, diese auch behandelt werden können mit einer Antiabrasivbehandlung oder einer Kratzschutzbehandlung.
Diese Behandlungen implizieren immer die Fällung oder den Niederschlag von mindestens einer dünnen Schicht oder Dünnschicht an der einen und der anderen behandelten der zwei Flächen.
Wenn es sich um eine Entspiegelungsbehandlung oder Antireflektionsbehandlung handelt, sind eine oder mehrere Dünnschichten nötig, wobei es sich üblicherweise in der Praxis um mineralische Schichten handelt, z. B. aus Oxiden von Silizium, von Tantalat, von Titan oder Zirkon, oder auch aus fluoiriertem Magnesium, dessen Fällung oder Niederschlag bis dato generell dargestellt wird mittels thermischer Verdampfung oder Aufdampfung bei Unterdruck oder im Vakuum.
Wenn es sich um eine Behandlung zum Zwecke der Erhöhung der Reibfestigkeit bzw. des Kratzschutzes handelt, wird üblicher Weise ein Verfahren impliziert zur Fällung oder zum Niederschlag eines Lackes, generell aus Polysiloxan, wobei meist im flüssigen Zustand verfahren wird, z. B. mittels Eintauchen oder unter Einsatz einer Zentrifuge.
Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, in solch einem Fall die ophthalmischen Linsen zu bearbeiten mittels der PECVD-Technik, die bereits vorangehend bekannt war für andere Produkte.
Diese PECVD-Technik hat insbesondere den Vorteil, daß sie, insoweit gewünscht, eine ausreichende Diversifizität bereitstellt, was das Produkt betrifft, an dem die Fällung oder der Niederschlag vorzusehen ist.
Das Dokument EP-A-188 206 beschreibt ein PECVD-Behandlungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. In dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren wird das zu behandelnde Substrat in ein Plasma eingetaucht, wobei zu diesem Zweck es zwischen zwei Elektroden angeordnet ist, die zur Erregung und zur nötigen Entladung geeignet sind, und zwar beim Vorliegen in der Art einer Hochfrequenzentladung bzw. hochfrequenten Entladung.
Diese Anordnung ist dahin gehend vorteilhaft, daß eine gleichzeitige Behandlung der zwei Flächen des Substrates ermöglicht ist.
Es bestehen jedoch Nachteile, die im Folgenden aufgeführt sind. In erster Linie kann das Vorhandensein von Elektroden in unbeabsichtigter Weise zu einer gewissen Verunreinigung oder Kontamination der gefällten oder niedergeschlagenen Schichten führen.
Ferner sind die konstruktiven Vorkehrungen, die nötig sind, insbesondere bedingt durch das Vorhandensein von Elektroden, wenig geeignet für eine eventuelle kontinuierliche Behandlung oder Bearbeitung in einer Fertigungsstraße oder -linie oder auch für eine Teil-für-Teil- Behandlung, wobei ganz im Gegensatz die Anordnungen dazu führen, daß praktisch unvermeidlich eine diskontinuierliche Behandlung oder Bearbeitung durchzuführen ist, so daß eine Chargenproduktion resultiert, was angesichts der Produktivität nachteilig ist.
Des weiteren begrenzt die Tatsache, daß das Substrat in das Plasma eingetaucht wird, die Auswahl an Materialien, die das Substrat ausmachen können.
In der Tat ist die Temperatur der gasförmigen Bestandteile und die Ultraviolettstrahlung, die üblicher Weise angetroffen werden in solch einem Plasmamilieu, geneigt, das Substrat zu beeinträchtigen, insbesondere wenn dieses dargestellt wurde aus organischen Materialien.
Die vorliegende Erfindung hat generell eine Anordnung zum Ziel, unter Ermöglichung des Einsatzes der PECVD-Technik vorteilhafter Weise die vorgenannten Nachteile zu vermeiden oder abzuschwächen, um insbesondere die Behandlung von Substraten aus organischen Materialien mit einem reduzierten Beeinträchtigungsrisiko zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst mittels der im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale.
Hiermit kann unter Einsatz eines sogenannten Nachausstoßverfahrens das zu behandelnde Substrat vorteilhafter Weise außerhalb des Plasmamilieus gehalten oder gestützt werden, und zwar bei einem Abstand von dem letzteren, der einstellbar ist, wodurch es ermöglicht ist, die Temperatur und ultraviolette Strahlungsintensität zu begrenzen, denen das Substrat unterliegt, wodurch es somit ermöglicht ist, die Anwendung der PECVD-Technik vorzusehen bzgl. eines beliebigen Substrates aus organischem Material, mit einem diesbezüglich deutlich reduzierten Risiko einer Beeinträchtigung oder Verschlechterung.
Um das Risiko solch einer Beeinträchtigung oder Verschlechterung noch weiter zu minimieren, werden die zum Einsatz kommenden Plasmen vorteilhafter Weise in einem gepulsten Modus bereitgestellt.
Ein solcher Einwirkungsmodus, der einfach dargestellt werden kann in dem Faul von Entladungen, die mittels Mikrowellenfrequenzen erregt sind, ermöglicht vorteilhafter Weise die Aufrechterhaltung einer hohen chemischen Reaktionseffizienz bzw. eines hohen chemischen Reaktionswirkungsgrades trotz der Versorgung der Entladungen mit einer reduzierten elektrischen Leistung, wobei letztere demzufolge lediglich auch nur zu einer reduzierten Temperaturanhebung führt.
Erfindungsgemäß werden zwei distinkte bzw. unterschiedliche bzw. bestimmte Plasmen verwendet, nämlich eines je zu behandelnder Substratfläche, wobei es sich in der Praxis um zwei Plasmen handelt, deren Betriebsparameter vorteilhafter Weise, jedoch nicht zwingender Weise, identisch sein können.
Wenn die Plasmen identisch sind, erfolgt die Fällung oder der Niederschlag vorteilhafter Weise unter entsprechenden Bedingungen an der einen und der anderen der zwei Flächen des Substrates.
Da jedoch die Plasmen distinkt bzw. voneinander getrennt vorliegen, ist es vorteilhafter Weise möglich, alternativ den einen von dem anderen Niederschlag bzw. die eine von der anderen jeweiligen Fällung an den zwei jeweiligen Flächen unabhängig zu steuern bzw. zu regeln.
In vorteilhafter Weise, die jedoch nicht zwingend notwendig ist, sind die entsprechenden elektrischen Entladungen erregt bzw. angeregt durch Mikrowellenfrequenzen.
Es ist in der Tat bekannt, dass die Elektronendichte bzw. elektronische oder elektrische Dichte in einer Entladung, die bei solch einer Mikrowellen Frequenz erregt oder angeregt wurde, deutlich größer ist als jene einer Entladung, die bei anderen Frequenzen angeregt oder erregt ist.
Diese Elektronendichte bzw. elektronische oder elektrische Dichte ist in typischer Weise vorgesehen in der Größenordnung von 10¹² Elektronen/cm³ für eine Mikrowellenfrequenz, im Vergleich zu z. B. 10&sup9;-10¹&sup0; Elektronen pro cm³ bei Erregungen mittels einer Radiofrequenz.
Diese Charakteristik verleiht vorteilhafter Weise den erregten Entladungen bei Mikrowellenfrequenzen eine höhere Effizienz bzw. einen größeren Wirkungsgrad bezüglich der Dissoziation des Gases und der Vorläufer-Fluide und ermöglicht in entsprechender Weise eine höhere Niederschlags- oder Fällungsgeschwindigkeit.
Des weiteren erfordert solch ein Erregungsmodus keinerlei Elektrode zur Implementierung, die eine Kontamination oder Verunreinigung bewirken könnte, so dass dieses Risiko vermieden wird.
Schließlich ist ein kontinuierliches Behandlungsverfahren in einer Linie oder Stück für Stück vorteilhafter Weise andenkbar.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ferner deutlich aus der folgenden lediglich beispielhaft angegebenen Beschreibung, bei welcher auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen gilt:
Fig. 1 ist ein lokaler Schnitt einer Frontansicht eines Reaktors, der geeignet ist, in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz zu kommen.
Fig. 2 ist eine Aufsicht dieses Reaktors entsprechend dem Pfeil II von Fig. 1.
Fig. 3 ist im vergrößerten Maßstab eine axiale Teilschnittansicht, entsprechend der Linie III- III von Fig. 1.
Wie es in den Figuren dargestellt ist, und zwar insbesondere in Fig. 3, handelt es sich global um die Behandlung eines Substrates 10, welches im wesentlichen zwei Flächen aufweist, wie zum Beispiel eine Vorder- oder Frontfläche 11A und eine hintere oder Heckfläche 11B.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Substrat 10 eine ophthalmische Linse.
Das Substrat vertilgt somit über die Form eines palettenförmigen Rohlings bzw. einer Scheibe.
In der Praxis sowie in der dargestellten Ausführungsform ist die vordere Fläche 11A konvex, während die hintere oder Heckfläche 11B konkav vorliegt.
Das somit bereitgestellte Substrat 10 ist zum Beispiel aus organischem Material.
Die an diesem Substrat 10 zu bewirkende Behandlung impliziert die Fällung von zumindest einer beliebigen dünnen Schicht oder Dünnschicht an der einen und der anderen der zwei Flächen 11A und 11B davon.
In an und für sich bekannter Weise wird zum Durchführen dieser Zielsetzung ein Plasma eingesetzt, in dessen Wechselwirkung zumindest ein Vorläuferfluid einwirkt, dessen Reaktionsprodukte in dem Plasma zu der gewünschten Fällung oder dem gewünschten Niederschlag führen.
Erfindungsgemäß kommen zur gleichzeitigen Behandlung der zwei Flächen 11A, 11B des Substrats 10, wie dies schematisch durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 dargestellt ist, zwei distinkte Plasmen 12A, 12B zum Einsatz, wobei eines der Plasmen auf der Seite einer dieser Flächen 11A, 11B einwirkt, im vorliegenden Fall der vorderen Fläche 11A, und das andere einwirkt an der anderen Seite der anderen Fläche davon, im vorliegenden Fall der hinteren Fläche 11B.
In der Praxis können die Plasmen 12A, 12B identisch zueinander sein oder vorliegen.
Anders ausgedrückt, umfassen sie in diesem Fall dieselben Bestandteile und rühren von ein und demselben Plasmabildungsverfahren her.
Beispielhaft können unter ihren Bestandteilen insbesondere in an und für sich üblicher Weise die folgenden Gase einwirken: Ar, O&sub2;, N&sub2;, N&sub2;O, NH&sub3;, ...etc.
Ebenfalls beispielhaft und insbesondere bevorzugt führen die elektrischen Entladungen zu Plasmen 12A, 12B, die angeregt oder erregt sind mittels Mikrowellenfrequenzen.
Gemäß Vorkehrungen, die an und für sich bekannt sind und hierin nicht weiter beschrieben werden, wirken die somit gebildeten Plasmen 12A, 12B vorteilhafter Weise im gepulsten Modus.
Vorteilhafter Weise kommen die Plasmen zum Einsatz in einer Weise, die auch Nach-Entladung-Typ genannt wird.
Anders ausgedrückt und wie dies schematisch durch unterbrochene Linien in Fig. 3 dargestellt ist, wird derart verfahren, dass das zu behandelnde Substrat 10 außerhalb des Plasmamilieus gehalten oder gestützt wird, wobei jedes der Plasmen 12A, 12B unter Abstand diesbezüglich endet.
In an und für sich bekannter Weise ist das gleichzeitig einzusetzende Vorläuferfluid ein Gas.
Beispielhaft, wenn das zu fällende oder niederzuschlagende Produkt ein Siliziumoxid (SiO&sub2;), ein Siliziumnitrat (Si&sub3;N&sub4;) oder ein Siliziumstickoxid (SixOyNz) ist, kann das entsprechende Vorläuferfluid Silan sein, oder Hexamethyldisiloxan.
Wenn das zu fällende oder niederzuschlagende Produkt ein Titanoxid (TiO&sub2;) ist, kann das Vorläuferfluid z. B. ein organometallisches Produkt sein, wie zum Beispiel Tetraisopropyltitanat.
In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, tetrachloriertes Titanat bzw. Titantetrachlor vorzusehen.
Unabhängig hiervon wird zur Einwirkung eines solchen Vorläuferfluids erfindungsgemäß, wie dies vorangehend im Detail beschrieben wurde, zumindest ein Ring eingesetzt, der bereitgestellt unter Abstand zu dem Substrat, generell parallel diesbezüglich vorliegt und in der Lage ist, das Vorläuferfluid zu verteilen bzw. die Diffusion desselben zu unterstützen.
In der dargestellten Ausführungsform werden somit parallel mit Bezug zueinander und unter Abstand voneinander für jede der zwei Flächen 11A, 11B des Substrates 10 zwei Ringe 13A, 13'A, 13B, 13'B vorgesehen, die für solch eine Diffusion geeignet sind, entsprechend jeweils zwei distinkten Vorläuferfluiden.
Die zwei Vorläuferfluide können isoliert oder gleichzeitig bzw. konkurrierend zum Einsatz kommen.
Generell ist zu erwähnen, dass die Anzahl an Vorläuferfluiden, die somit einwirken können, auch größer als zwei sein kann.
Es wird demzufolge eine entsprechende Anzahl an Ringen 13A, 13'A....., 13B, 13'B..... von mehr als zwei in paralleler Weise vorgesehen.
Insbesondere wird erfindungsgemäß zur gewünschten Behandlung der Substrates 10, d. h. zur Fällung von zumindest einer dünnen Schicht oder Dünnschicht, an diesem Substrat in einem Reaktor 14 verfahren, umfassend ein Behandlungsgehäuse 15, gebildet aus zwei Halbgehäusen 15A, 15B, jeweils in der Form einer Glocke, ausgerichtet gemäß einer gemeinsamen Achse A, wie dies schematisch durch gestrichelte Linien in den Figuren dargestellt ist, wobei sie hin zueinander geöffnet sind bzw. münden und in dichtender Weise in Anlage gebracht werden können mittels ihrer jeweiligen Mündungen, wobei im Schnittstellenbereich ein Substratträger bzw. eine Substratstütze 16 vorliegt.
In der dargestellten Ausführungsform verläuft die Achse A horizontal.
Eines zumindest der zwei Halbgehäuse 15A, 15B in der Art des Halbgehäuses 15B ist beweglich, um Zugriff zu gewähren auf den Substratträger 16, wobei für jedes Halbgehäuse vorgesehen ist einerseits eine Einspritz- oder Injektionseinrichtung 18A, 18B, zur Einwirkung des entsprechenden Plasmas 12A, 12B und andererseits zum Zwecke der Diffusion des oder der Vorläuferfluide eine Diffusionseinrichtung 19A, 19B, umfassend, wie vorangehend angegeben, zumindest einen und in der Praxis zumindest zwei Ringe 13A, 13'A, 13B, 13'B.
In der dargestellten Ausführungsform sind die zwei Halbgehäuse 15A, 15B generell identisch zueinander vorgesehen.
Sie sind jeweils ausgebildet aus einer zylindrischen Lateralwandung 20A, 20B mit kreisförmigem Querschnitt und einer transversalen Bodenwandung 21A, 21B.
Im Mündungsbereich vertilgt die zylindrische Lateralwandung 20A, 20B über einen Flansch 22A, 22B, um eine wechselseitige Verbindung bzw. einen wechselseitigen Eingriff zu ermöglichen.
An der zylindrischen Lateralwandung 20A, 20B sind eine gewisse Anzahl an Stutzen vorgesehen, und zwar insbesondere zumindest ein Stutzen 23A, 23B, geeignet zur Einwirkung einer Pumpeinrichtung 24, die schematisch durch gestrichelte Linien in Fig. 1 dargestellt ist.
An der transversalen Bodenwandung 21A, 21B ist ferner bereitgestellt einerseits ein zentraler oder Hauptstutzen 25A, 25B zur Einwirkung der Einspritzeinrichtung 18A, 18B' und andererseits laterale Stutzen 26A, 26'A, 26B, 26'B zur Versorgung bzw. zum Zugriff auf die Verteiler- oder Diffusionseinrichtung 19A, 19B.
Generell wird das Behandlungsgehäuse 15 von einem Boden bzw. einer Bodenplatte 29 gestützt, der bzw. die ein Chassis ausbildet.
Das Halbgehäuse 15A ist feststehend an dieser Bodenplatte 29.
Das Halbgehäuse 15B ist diesbezüglich beweglich montiert an parallelen Schienen 30 bezüglich der Achse A, entsprechend welcher es ausgerichtet ist mit Bezug auf das feststehende Halbgehäuse 15A.
Generell ist somit das Halbgehäuse 15B beweglich montiert zwischen einer vorgefahrenen Position, in welcher eine Anlage besteht bezüglich des Halbgehäuses 15A, welches feststehend ist, wie in durchgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellt, und einer zurückgezogenen oder zurückgefahrenen Position, in welcher ganz im Gegensatz hierzu und wie schematisch in unterbrochenen Linien in Fig. 2 dargestellt, eine Beabstandung besteht bezüglich dieses feststehenden Halbgehäuses 15A.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Substratträger bzw. die Substratstützeinrichtung 16 gestützt von einem Isolationsschirm 31, in dichtender Weise eingeführt zwischen den zwei Halbgehäusen 15A, 15B zwischen den Flanschen 22A, 22B davon, wobei dieser Isolationsschirm 31 in seinem zentralen Abschnitt über eine Öffnung 32 verfügt, mittels welcher der Substratträger 16 einwirken kann.
Beispielhaft und wie dargestellt ist der Substratträger 16 einfach gebildet mittels eines Ringes, der einen Adaptionsring ausbildet zwischen dem Isolationsschirm 31 und dem Substrat 10, wobei unter geringfügiger Reibung ein Eingriff besteht bezüglich der Öffnung 32 des Isolationsschirmes 31, wobei unter Reibschluß bzw. geringfügiger Reibung ein Eingriff besteht bezüglich des Substrates 10.
Wenn, wie dargestellt, die der Anordnung gemeinsame Achse A horizontal verläuft, erstreckt sich der Substratträger 16 vertikalwärts, und so ist es auch vorliegend gegeben, dass das Substrat 10, welches zu behandeln ist, vertikal vorliegt, wodurch es vorteilhafter Weise ermöglicht ist, ein eventuelles Staubproblem in dem Reaktor 14 zu minimieren.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Einspritzeinrichtung 18A, 18B für jedes der Halbgehäuse 15A, 15B gebildet, mittels eines axial angeordneten Rohres entsprechend der Achse A.
Es handelt sich in der Praxis um ein Quarzrohr, welches axialwärts dichtend den Hauptstutzen oder zentralen Stutzen 25A, 25B jeweils entsprechend durchquert.
Beispielhaft und wie dies in Fig. 3 für die Einspritzeinrichtung 18A dargestellt ist, ist das entsprechende Quarzrohr zu diesem Zwecke gestützt durch eine Quarzplatte 33, die in geeigneter Weise befestigt oder festgelegt ist, und die transversalwärts vorliegt zwischen den Enden, eingeführt zwischen dem Flansch 34 des Hauptstutzes 25A und einem Gegenflansch 35, der in geeigneter Weise mit dem Flansch 34 verbunden ist.
An seinem inneren Ende ist das die Einspritzeinrichtung 18A, 18B ausbildende Quarzrohr mit einer divergierenden Einrichtung bzw. einem Streuer 37 ausgestattet, ebenfalls aus Quarz gebildet.
An seinem äußeren Ende ist lateralwärts eine Gaszufuhr 38 stutzenmäßig vorgesehen, wobei das Gas herrührt von einer Einspritzanordnung 39, die geeignet ist, das Gas insoweit nötig zu liefern.
Unabhängig von dem Vorgenannten bildet äußerlich von jedem Halbgehäuse 15A, 15B das Quarzrohr eine Einspritzeinrichtung 18A, 18B, die eingefasst ist, von einem Erreger oder einer Erregungseinrichtung 41, die, wie schematisch in unterbrochenen Linien in Fig. 3 dargestellt, in geeigneter Weise versorgt oder gespeist wird von einer Erregerquelle 42.
Vorteilhafter Weise ist die Erreger- oder Erregungsquelle 42 ein Mikrowellenenergiegenerator.
Es kann sich zum Beispiel um einen Magnetrontyp handeln.
In der schematisch in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist Erreger 41 vorm sogenannten "Surfaguide"-Typ, der an und für sich bekannt ist, bereitgestellt mit einer Kurzschlußschaltung 43, um die Phasenregelung des elektromagnetischen Feldes zu ermöglichen, sowie eine Transferoptimierung bezüglich der Mikrowellenenergie auf das Plasma 12A, 12B.
Es handelt sich des weiteren um einen asymmetrischen Erreger, ausgestattet an seinem Rücken mit einer beweglichen Schaltung bzw. Kurzschlussschaltung 44, zum Zwecke der Vereinfachung der Ausdehnung des Plasmas 12A, 12B an der Seite des Halbgehäuses 15A, 15B.
Ein solcher Erreger 41 ist an und für sich wohl bekannt und bildet eigentlich nicht den Teil der vorliegenden Erfindung und wird daher hier nicht im größeren Teil beschrieben.
Man könnte beispielhaft Bezug nehmen in diesem Zusammenhang auf die Beschreibung, die erfolgt ist mit der französischen Patentnummer 74 36 378 oder der französischen Patentnummer 75 33 425.
Die vorangehenden Vorkehrungen sind identisch für das eine wie auch das andere der zwei Halbgehäuse 15A, 15B. Aus diesem Grund wurden diese Details in Fig. 3 lediglich für das Halbgehäuse 15A dargestellt.
Die Ringe 13A, 13'A, 13B, 13'B, die des weiteren die Verteilereinrichtungen 19A, 19B ausbilden, sind in der Praxis Hohlringe, z. B. mit rechteckförmigem Querschnitt oder auch kreisförmigem Querschnitt, örtlich bzw. von Ort-zu-Ort-Bohrungen 45 aufweisend, z. B. an ihrem inneren Umfang, wobei das Innenvolumen angeschlossen ist an eine Zufuhrkanalisation 46A, 46'A, 46B, 46'B, in dichtender Weise die entsprechenden Lateralstutzen 26A, 26'A, 26B, 26'B durchquerend.
Wie es schematisch in unterbrochenen oder gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt ist, sind zur Einwirkung des einen und/oder des anderen der zwei Vorläuferfluide die Zufuhrkanalisationen 46A, 46B verbunden mit ein und derselben Einspritzeinrichtung für das Vorläuferfluid, entsprechend einem ersten Vorläuferfluid, wobei parallel die Zufuhrkanalisationen 46'A, 46'B wiederum verbunden sind mit ein und derselben Einspritzanordnung eins Vorläuferfluides 48', entsprechend dem zweiten Vorläuferfluid.
Generell erstrecken sich die zwei Ringe 13A, 13'A, 13B, 13'B einer Verteilereinrichtung bzw. Diffusionseinrichtung 19A, 19B zwischen dem Substrat 10 und der entsprechenden Einspritzeinrichtung 18A, 18B.
Im Betrieb ist der Fällungsdruck, das heißt der Druck des oder der Gase in dem Gehäuse, wo sich das Plasma ausbildet, und somit in dem Reaktor 14, beispielhaft vorgesehen innerhalb eines Bereiches 130 mtorr bis hinzu einigen torr.
Gleichzeitig kann der Gasdurchsatz beeinflußt werden mittels eines Regel- oder Einstellventils bezüglich der Pumpgeschwindigkeit, beispielhaft vorgesehen bei 0 bis 1.000 sccm ("standard cubic centimeter per minute").
Beispielhaft und nicht einschränkend wird im folgenden angegeben, dass es bei der Fällung einer Siliziumoxidschicht (SiO&sub2;), ausgehend von Silan (SiH&sub4;), ermöglicht ist, gute Resultate zu erzielen unter den folgenden Bedingungen:
Durchsatz an SiH&sub4;: 20 sccm
Durchsatz an O&sub2;: 100 sccm
Leistung Mikrowellen: 400 Watt
Mikrowellenfrequenz: 2,45 GHz
Fällungs- oder Niederschlagsdruck: 100 mtorr.
Unter solchen Bedingungen ist es möglich, eine Fällungs- oder Niederschlagsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 300 nm/min zu erzielen.
Wenn gewünscht, ist es ebenfalls möglich, ein Verwaltungs- oder Steuerungssystem vorzusehen bezüglich der Einspritzung an Vorläuferfluiden bei hoher Umschaltgeschwindigkeit, um es schnell zu ermöglichen, die Art des gefällten oder niederzuschlagenden Produktes zu verändern und/oder um den Brechungsindex in der gebildeten Schicht schnell ändern zu können.
Die vorliegende Erfindung ist letztendlich nicht auf die vorangehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst vielmehr weitere Ausführungsvarianten.
Trotz der Tatsache, dass aus den dargelegten Gründen eine Erregung mit Mikrowellenfrequenzen bezüglich elektrischer Entladungen bevorzugt wird, kann eine Erregung dieser elektrischen Entladungen auch vorliegen im Bereich der Radiofrequenzen, z. B. in der Größenordnung von 13,56 MHz.
In der Tat ermöglicht solch ein Erregungsmodus ebenfalls eine Funktion ohne Elektrode im Nachentladungs- und gepulsten Modus.

Claims

1. Verfahren zur Fällung von zumindest einer Dünnschicht an einem Substrat mit zwei Flächen, vom Typ, bei welchem man ein Plasma einsetzt, in Wechselwirkung von welchem zumindest ein Vorläuferfluid interveniert, dessen Reaktionsprodukte in dem Plasma die gewünschte Fällung oder den gewünschten Niederschlag veranlassen, wobei man zur gleichzeitigen Behandlung der zwei Flächen (11A, 11B) des Substrates (10) zwei distinkte Plasma (12A, 12B) verwendet, wobei eines an der einen Seite der Flächen (11A, 11B) und das andere an der anderen Seite davon vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um die Behandlung eines Substrates (10) aus organischem Material handelt, wobei man das Substrat (10) außerhalb des Plasmamilieus in einer Behandlung von sogenanntem "Nachentladetyp" beibehält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei Plasma (12A, 12B) verwendet, deren Betriebsparameter identisch sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Plasma (12A, 12B) in gepulstem Modus vorsieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein Substrat (10) handelt, welches in der Form eines Palets oder Rohlinges vorliegt, wobei man zur Einwirkung des Vorläuferfluids zumindest einen Ring (13A, 13'A, 13B, 13'B) verwendet, welcher einen Abstand zu dem Substrat (10) generell parallel diesbezüglich bereitstellt und zur Diffusion des Vorläuferfluids geeignet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der elektrischen Entladung, die das Plasma (12A, 12B) erzeugt, durch Mikrowellenfrequenzen erzielt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung oder Anregung der elektrischen Entladung, die das Plasma (12A, 12B) erzeugt, mit Hoch- oder Radiofrequenzen erzeugt wird.

7. Verwendung eines Gerätes zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Behandlungsgehäuse (15) umfaßt, gebildet aus zwei Halbgehäusen (15A, 15B) in Glockenform, die gemäß einer gemeinsamen Achse (A) ausgerichtet sind und in der Lage sind, in dichtender Weise mit Bezug zueinander durch ihre Mündung in Anlage oder Anhaftung gebracht zu werden, wobei an deren Schnittstelle ein Substratträger (16) vorgesehen ist, und von denen zumindest eine (15B) beweglich ist, um Zugriff auf den Substratträger (16) zu gewähren, wobei für jedes Halbgehäuse (15A, 15B) eine Einspritzeinrichtung (18A, 18B) zur Einwirkung eines Plasmas (12A, 12B) und eine Diffusionseinrichtung (19A, 19B), zumindest zum Zwecke der Diffusion des Vorläuferfluids vorgesehen sind, und daß für jedes Halbgehäuse (15A, 15B) die Einspritzeinrichtung (18A, 18B) ausgebildet ist durch ein Rohr, welches axial angeordnet ist, wobei die Diffusions- oder Verteilungseinrichtung (19A, 19B) zumindest einen Ring (13A, 13'A, 13B, 13'B) umfaßt, wobei der Ring hohl und koaxial zum Einspritzrohr (18A, 18B) vorliegt, wobei der Ring, örtlich Bohrungen (45) aufweisend, sein Innenvolumen angeschlossen an eine Zufuhrkanalisation (46A, 46'A, 46B, 46'B) aufweist und ausgebildet ist bei einem Abstand des Substratträgers (16), und zwar parallel diesbezüglich.

8. Verwendung eines Gerätes nach Anspruch 7, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß das bewegliche Halbgehäuse (15B) gleitfähig an Schienen (30) montiert ist, die parallel zur Achse (A) verlaufen, gemäß welcher es mit dem anderen Halbgehäuse (15A) ausgerichtet ist.

9. Verwendung eines Gerätes nach einem der Ansprüche 7, 8, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß das andere Halbgehäuse (15A) feststehend ist.

10. Verwendung eines Gerätes nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß der Substratträger (16) von einem Isolationsschirm (31) gestützt ist, eingeführt in dichtender Weise zwischen den zwei Halbgehäusen (15A, 15B), wobei der Isolationsschirm (31) in dem zentralen Abschnitt davon eine Öffnung (32) aufweist, durch welche hindurch der Substratträger (16) wirkt.

11. Verwendung eines Gerätes nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß der Substratträger (16) sich in vertikaler Richtung erstreckt.

12. Verwendung eines Gerätes nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß an seinem inneren Ende das die Einspritzeinrichtung (18A, 18B) ausbildende Rohr mit einem Divergent oder einer Divergiereinrichtung (37) ausgestattet ist.

13. Verwendung eines Gerätes nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß außerhalb von jedem Halbgehäuse (15A, 15B) das die Einspritzeinrichtung (18A, 18B) ausbildende Rohr von einem Exikator (41) umgeben ist.

14. Verwendung eines Gerätes nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, daß die Diffusions- oder Verteilungseinrichtung (19A, 19B) zumindest zwei Ringe (13A, 13'A, 13B, 13'B) umfaßt, die parallel zueinander Vorliegen.