(57)【要約】  本発明は、静止第１電極（３）及び第２可動性電極（１８）を備えたコーティング装置のための電極構成を含み、コーティング中、これらの電極の主表面は互いに対向し、第２電極（１８）は対向する主表面に平行な平面に沿って移動し、主表面を横断して走る電極の少なくとも１つの端面には電気シールド（１２、１９、１３）が設置され、電気シールドは１つの電極の端面に対して少なくとも部分的に平行に延び、シールドの少なくとも一部分（１４）は可動性に形成される。
2011503349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止第１電極（３）及び第２可動性電極（１８）を備えたコーティング装置のための電極構成であって、コーティング中、これらの電極の主表面は互いに対向し、第２電極（１８）は対向する主表面に平行な平面に沿って移動し、主表面を横断して走る電極の少なくとも１つの端面には電気シールド（１２、１９、１３）が設置され、電気シールドが１つの電極の端面に対して少なくとも部分的に平行に延び、シールドの少なくとも一部分（１４）が可動性に形成される電極構成。
【請求項２】
シールド（１２、１９、１４）が、電極（３）の端面を超えて対電極（１８）の方向に延びる、請求項１記載の電極構成。
【請求項３】
シールド（１２、１９、１４）が、電極（３）の端面を超えて対電極（１８）の反対方向に延びる、請求項１又は２記載の電極構成。
【請求項４】
シールド（１２、１９、１４）が、２つ、３つ又は全ての端面に設置される、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項５】
シールドは電極間に形成されたプラズマ及び／又はコーティング空間（１６）を少なくとも部分的に取り巻く、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項６】
シールド（１２、１９、１４）が、電極（１８）の少なくとも１つに導電的な方法で接続される及び／又は大地電位に設定される、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項７】
シールド（１２、１９、１４）が、導電性材料から形成される及び／又は部分的に非導電性である、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項８】
シールドが、電極間に形成されたプラズマ及び／又はコーティング空間（１６）に面した側面で非導電性に形成される、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項９】
シールドを、電極及び／又は電極間に形成されたプラズマ及び／又はコーティング空間の周囲に少なくとも部分的に形成された吸込チャネル（１３）の一部として設置する、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項１０】
シールドが可動性接触要素（１４）を備え、接触要素が電極の主表面を横断するように可動である、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項１１】
接触要素（１４）が可動性であることにより、接触要素が電極と接触したり接触を断つことができる、請求項１０記載の電極構成。
【請求項１２】
接触要素（１４）が可動性電極（１８）と接触したり接触を断つことができる、請求項１０又は１１記載の電極構成。
【請求項１３】
接触要素（１４）が、電極及び／又はプラズマ及び／又はコーティング空間を取り巻くリングの形状に形成される、請求項１０〜１２のいずれか１項記載の電極構成。
【請求項１４】
可動性第２電極が走行基板搬送体（１８）である、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項１５】
吸込チャネル（１３）が設置され、吸込チャネルが電極の周囲に配置され且つ円周に沿った流入開口部又は円周方向に設置された複数の隣接する流入開口部を有する、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項１６】
流入開口部表面（１５）の垂線が原則的に電極の主表面に平行である、請求項１５記載の電極構成。
【請求項１７】
流入開口部（１５）が、電極間の平面内の電極の端面の領域に設置される、請求項１５又は１６記載の電極構成。
【請求項１８】
電極の１つがシャワーヘッド型電極（３）である、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項１９】
第１静止電極（３）がシャワーヘッド型電極であり、シャワーヘッド型電極が、互いに全面接触し且つ熱伝導性材料から形成される幾つかの分散プレート（４、５、６）を備える、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項２０】
シャワーヘッド型電極の分散プレート（４、５、６）が、その表面に一様に分散された熱伝導性要素に接続される、請求項１９記載の電極構成。
【請求項２１】
熱伝導性要素が、ネジ、リベット等から成る群から選択される熱伝導性材料の接続要素を含む、請求項２０記載の電極構成。
【請求項２２】
電極での温度を設定するための加熱及び／又は冷却装置（１０）が設置される、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項２３】
ガス供給装置（７）が設置される、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項２４】
１つの電極が高周波又は超高周波電圧源（９）に取り付けられる及び／又は１つの電極が大地電位である、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成。
【請求項２５】
プラズマ化学気相蒸着を応用するための、上記請求項のいずれか1項記載の電極構成を備えたコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、固定第１電極と第２可動性電極とを備えたコーティング装置のための電極構成に関し、第１電極及び第２電極の主表面は互いに対向し、第２電極は対向する主表面に平行な平面に沿って移動する。
【０００２】
更に、本発明は、プラズマ化学気相蒸着において使用するための、対応する電極構成を備えた対応するコーティング装置に関する。
【０００３】
（従来の技術）
プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）は従来から知られており、表面をコーティング又は改質するために様々な用途で広く使用されている。建築用のツヤ出し加工のコーティング及び薄層太陽電池モジュールの製造を伴う用途では、塗布されたコーティングの均質性という観点で極めて高品質の大面積コーティングを塗布する必要がある。
【０００４】
対応する均質なコーティングを得るためには、特に電極が広い表面積を有する場合、電極に関する条件又は性質が電極表面全体に亘って一様である必要がある。これは電位分布又は電場分布だけでなく、温度分布及び化学気相蒸着に必要とされる反応ガスの形態の材料の分布にもあてはまる。
【０００５】
このため、従来よりいわゆるシャワーヘッド型電極の使用が知られており、シャワーヘッド型電極はその表面に複数の流出開口部を有し、この開口部を通してガス状反応物質をコーティング空間、対応するプラズマＣＶＤコーティングの場合はプラズマ空間へと導入することができる。これによりガス状反応生成物は電極表面全体ひいてはコーティング面全体に可能な限り均一に、ひいては均質に分散される。
【０００６】
電極での一様な温度分布を目的として、従来技術では対応する加熱及び／又は冷却装置を設置し、これらにより一様な温度分布を電極で設定している。しかしながら、シャワーヘッド型電極に関しては問題が発生する。即ち、対応するガス分散空間の設置が電極における温度の伝導の不良につながることが観察される。
【０００７】
均質なコーティングを得ることを目的として、 ＤＥ１００１００１６  Ｃ１は、反応チャンバ及びパージチャンバを真空チャンバ内に追加で設置することを提案しており、反応チャンバは、基板搬送体又は基板搬送体によって構成される電極と同じ電位のシールドとしても形成される。ＤＥ３９１８２５６  Ａ１も、ＰＥＣＶＤ法におけるシールドを提案している。
【０００８】
しかしながら、これらの従来技術の解決策は、構造に関係した労力の大きさ又はその他の所望の性質という観点から不利な点を有する。
【発明の分野】
【０００９】
（発明の目的）
従って、本発明の目的は、コーティング装置、特には、均質な大面積コーティングを得ることができる、層をＰＥＣＶＤにより堆積するためのコーティング装置のための電極構成を提供することであり、対応する装置を製造する及びこれらの構成を操作するにあたっての労力は共に抑えられたままである。
【００１０】
（技術的解決）
この目的は、請求項１の特徴を備えた電極構成及び請求項２５の特徴を有するコーティング装置によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１１】
本発明は、ＰＥＣＶＤコーティングを行うためのコーティング装置のための電極構成に関して、好適な電場又は電位の分布を確保できる電気シールドを少なくとも部分的に設置すれば均質なコーティングを有利に達成できるという発見に基づく。本発明によるこの電気シールドは、プラズマＣＶＤ蒸着を強化するためのプラズマへの点火が行われる電極間の空間、即ち、プラズマ及び／又はコーティング空間を限定する。これに対応して、電気シールドは少なくとも部分的に、電極の主表面を横断するように走る１つの端面に設置され、電気シールドは、幾つかの端面又は電極の周囲に設置することができる。電場又は電位分布を自由自在に調節するために、本発明は、シールドの少なくとも一部を可動性に形成する。特に、基板搬送体としての役割を果たす１つの電極を可動性に設計する電極構成において、シールドの一部が可動性であることは、対応する調節を簡単に行うことができるという利点を有する。
【００１２】
特に、少なくとも部分的に可動性であるシールドにより、電気シールドを、シールドの可動部を介して可動性電極（即ち、基板搬送体）に接続することが可能になるため、接続は導電性となり、またシールドを同じ電位に設定することができる。
【００１３】
本発明の電極構成の可動性電極は好ましくは大地電位に設定されるため、シールドも簡単に大地電位に設定することができる。
【００１４】
プラズマ及び／又はコーティング空間の範囲を区切ることを目的として、シールドを、少なくとも部分的に電極の端面を超えて突出させ、また対電極の方向に細長くすることができる。加えて、シールドを、電極を越えて反対方向に突出させることもできる。
【００１５】
シールドは、全てを導電性材料から形成しても一部だけを導電性材料から形成してもよく、加えて、非導電性に形成する場合もある。これは、例えば、非導電性材料による対応するコーティング又は導電性構成材及び非導電性構成材の複数の部品から構成されるシールドによって達成される。
【００１６】
電極間のプラズマ及び／又はコーティング空間に面した側面でシールドを非導電性に形成することにより、シールドとの接触によるプラズマからの帯電粒子の放出を回避してもよい。
【００１７】
シールドを多くの部品から形成することにより、幾つかの構成材全体でシールドを構成してもよい。
【００１８】
例えば、電極に隣接して設置され且つ余分な反応生成物又は反応ガスを除去する役目を果たす吸込チャネルを、シールドの一部として形成する。
【００１９】
シールドを少なくとも部分的に可動性に形成することは、可動性接触要素によって達成することができ、可動性接触要素は電極の主表面を横断するように、特には垂直に可動性であり、対応する移動により電極と接触し、また接触を断つ。このようにして、特に、接触要素ひいてはシールドが可動性電極と接触し、シールドは可動性電極、即ち、基板搬送体と短絡することができるため、シールド及び可動性電極の両方が好ましくは大地電位に設定される。電極構成を取り巻くシールドがリング又はフレームの形状に形成される場合、可動性接触要素もまたリング又はフレームの形状に形成することができる。
【００２０】
設置のシールドによってもたらされる有利な電位分布又は電場分布に加えて、電極上で一様な温度分布を調節するためには、反応ガスを均一に分散させることを目的としたシャワーヘッド型電極として形成される固定電極を好ましくは幾つかの分散プレートから形成し、分散プレートは熱伝導性材料から形成され、互いに全面接触する。本願において「全面（ｆｕｌｌ−ｆａｃｅ）」とは、プレートに不可欠な分散チャネルを除き、ガス、混合又は分散チャンバ等の空洞が分散プレート間に設置されないことを意味する。分散プレートのこの対応する全面接触により良好な熱伝導性が確保され、電極において良好な温度均等化が可能である。電極の温度を調節、調整又は制御可能な追加の冷却及び／又は加熱装置を併用して、一様な規定の温度を電極で設定することができる。
【００２１】
分散プレート間での相互熱伝導を改善することを目的として、分散プレート間に熱伝導要素を設置してもよい。この熱伝導要素は、分散プレートの界面全体に一様に分散させることができる。特に、熱伝導要素は、分散プレートを接続するためのネジ、リベット等の接続要素であってもよい。従って、これらの接続要素は、対応する金属等の熱伝導性材料から形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の更なる利点、特徴及び構成は、添付図面を使用して、実施形態についての以下の詳細な説明から明らかである。
【００２３】
【図１】本発明の電極構成を備えたコーティング又は真空チャンバの一部の断面図を純粋に概略的に示したものである。
【好ましい実施形態】
【００２４】
添付図面は真空チャンバ壁１の一部を示し、チャンバ壁１は電極開口部２を有し、この開口部２に第１電極３が挿入される。
【００２５】
電極３は幾つかのプレート４〜６から成り、真空チャンバ壁１の電極開口部２に周辺シール又は絶縁体１１を介して取り付けられる。
【００２６】
電極３の反対側には対電極１８がある。対電極１８はコーティング対象である基板１７のための基板搬送体としての役割も果たす。チャンバ壁１に配置された電極３が高周波又は超高周波（ＨＦ／ＵＨＦ）電圧源９に接続されて電極３と高電位との接触が確保されるのに対し、対電極１８は大地電位に設定される（図示せず）。
【００２７】
図示の水平両方向矢印に従って基板搬送体又は対電極１８を電極１３及び１８の主表面に平行に移動又は変位させることにより、コーティング対象の基板１７を、コーティングの実行を目的として、電極３の反対側に配置する。基板１７は基板搬送体又は対電極１８によって真空チャンバに搬入され、また真空チャンバから再度取り出される又は真空チャンバ内を移動させられる。例えば、基板搬送体１８は、一般に、基板を複数のコーティングチャンバ又はコーティングステーション及び処理ステーションに連続的に移動させる役割も果たし得る。加えて、基板搬送体１８により、持続的なコーティング、即ち、基板を間断なく移動させるコーティングを行うことができ、単なる静的又は静止コーティング、即ち、基板１７を移動させないコーティングではない。
【００２８】
ＨＦ／ＵＨＦ電圧源９によって電極３に印加される高周波電位により、電極３と対電極１８との間の空間においてプラズマに点火することができ、このプラズマが基板１７上への材料の堆積を強化する。反応物は真空チャンバ１内へとガス状物質（反応ガス）の形態でガス供給源７を介して導入される。電極３は、ガス供給源７を介して導入されたガス状物質を分散させるための、いわゆるシャワーヘッド型電極としての役割を果たす。そのために、電極は分散チャネル（図示せず）を備えた電極プレート４〜６を有し、チャネルによって反応ガスは電極表面全体に分散され、コーティングチャンバ１６内で反応ガスは均質に分散される。ガス供給源７については１本の給ガスライン及び弁８しか図示していないが、言うまでもなく、ガス供給源が、対応する遮断装置等（例えば、流量制御装置）を備えた複数の給ガスラインを有する場合もある。
【００２９】
シャワーヘッド型電極３の分散プレート４〜６としても指定された電極プレートは、最後の分散プレート６の複数の流出開口部（図示せず）での分散の際、供給されたガスが均一に分散するように形成される。そのために、複数の分岐分散チャネルが形成される（図示せず）。
【００３０】
電極３を制御温度に設定することを目的として、冷却及び／又は加熱装置１０を設置し、この装置により温度制御、即ち、電極３の加熱及び／又は冷却が可能となる。
【００３１】
電極３は真空チャンバのチャンバ壁１に設置されることから、コストのかかる真空フィードスルー等を使用することなく、冷却／加熱回路等を配置することが可能である。
【００３２】
一様な温度分布を確保するために、電極３の分散プレート４〜６は、良好な熱伝導を促進するように設計される。これは、一方では、分散プレート４〜６を熱伝導性の高い材料、例えば対応する金属材料（銅等）から形成することにより達成される。その一方で、分散プレート間の移行部、即ち、分散プレート４〜６の隣り合う面の接触領域を、熱伝導が良好に行われるような配置に設計する。これは、一方では、可能な限り空洞（ただし分散チャネルは除く）を排除することで達成することができ、プレート材料が可能な限り全面で接触する。その一方で、良好な熱伝達を確保するために、熱伝導要素（これ以上詳細は示さない）が、個々のプレート４〜６間に取り付けられている。例えば、熱伝導要素は、対応する接続要素、例えばネジ、リベット等により形成される。
【００３３】
真空チャンバ壁の開口部２に取り付けられたシール又は絶縁体１１は、電極開口部２内への電極３の真空気密での配置及び真空チャンバ壁１（これもまた大地電位に設定される）からの電極３の絶縁の両方の役割を果たす。
【００３４】
電極３の端面の領域には、外周リング要素１２が電気シールドの一部として設置される。リング要素１２も電極３又は隣接する分散プレート５、６から絶縁体１１を介して絶縁される。リング要素１２は円形の要素又は任意の形態の周囲を取り巻くいずれのフレームであってもよく、例えば矩形、即ち、広くは多角形のフレームである。
【００３５】
電気シールド１２は少なくとも部分的に導電性の材料から構成され、プラズマ又はコーティング空間１６における及び基板１７での有利な電位分布を達成する役目を果たす。シールドは、電極３の絶縁体１１と直接接触しているリング要素１２に加えて、吸込チャネル１３の吸込チャネル壁１９の一部を含み、吸込チャネルもまた真空チャンバ１の電極３の周囲に形成される。更に、シールドは可動性接触要素１４を備え、接触要素１４は吸込チャネル壁１９に接続され、より正確には、両方向矢印によって図示されるように、基板１８の方向及び基板１７から遠ざかる方向に可動性である。図面左側の接触要素１４は、基板搬送体１８と接触した状態で描かれている。一方、図面右側の接触要素１４は、基板搬送体１８とは間隔をあけた後退位置に描かれている。しかしながら、これは説明の便宜上、このように図示したにすぎない。当然のことながら実際には図示の接触要素１４の部品は同期してして動くが、これは好ましくは接触要素１４の部品が電極３付近の又は電極３を取り巻くフレーム又はリング要素として形成されるからである。リング要素１２と、吸込チャネル壁１９の一部と接触要素１４（対電極１８又は基板搬送体１８と接触し、対電極１８を真空チャンバ壁１で短絡させる）とから成るシールドを介して、チャンバ壁１、リング要素１２と、吸込チャネル壁１９と接触要素１４とから成るシールド及び基板搬送体１８を全て大地電位に設定することができる。これによりコーティング及び／又はプラズマ空間１６内及び基板１７上での電位の分布が優位になる。
【００３６】
電気シールドとプラズマ空間１６との間での直接的な電気的接触を防止するために、プラズマ空間に面するシールドの側面に絶縁材料をコーティング、裏張り又は複数の部品から成るその他のデザインの形態で配置することができ、これによりプラズマ空間１６内の電荷担体はシールドを介して直接放出されず、有利な電位分布又は電場分布だけがプラズマ空間１６内及びその周囲で生じる。これによって、特に大面積基板１７の場合に、ことさら均一なコーティングがもたらされる。
【００３７】
電極３の周囲に配置される前述の吸込チャネル１３は、余分な反応ガス及び生成物を抜き出すために使用され、余分な反応ガス及び生成物は、開口部３を介して真空チャンバから除去することができる。当然のことながら、概略図には図示されていないが、吸込開口部３も密閉可能である。
【００３８】
環状の吸込チャネル１３は電極３の周囲に環状吸込開口部１５も有し、この開口部１５は、電極３の端面で、プラズマ又はコーディング空間１６に面している。
【００３９】
記載の電極構成により、この電極構成を実現したプラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）を実行可能なコーティング装置では、特殊な電位又は電場分布、電極３の一様な温度設定及びシャワーヘッド型電極３を介した均一なガス供給を通して、大面積基板１７でさえ均質にコーティングすることができる。
【００４０】
図示の実施例を基とした本発明を詳細に説明してきたが、当然のことながら、本発明がこの実施形態に限定されることがなく、むしろ変形及び改変、特に図示の個々の構成の異なる組み合わせ及び特定の構成の省略を、添付の特許請求の範囲の保護範囲から逸脱することなく行い得ることは当業者に明白である。
【図１】
2011503349.tif 000003
【国際調査報告】
2011503349.tif 000004
2011503349.tif 000005
2011503349.tif 000006