INSTALACION DE REVESTIMIENTO Y SISTEMA DE CONDUCCION DE GAS.

Instalación de revestimiento, especialmente instalación de revestimiento por PECVD, que comprende una cámara de proceso y un sistema de conducción de gas

(1) para el suministro y/o la evacuación de un gas a o de la cámara de proceso de la instalación de revestimiento, presentando el sistema de conducción de gas (1) al menos una abertura de alimentación (2) para alimentar gas al sistema de conducción de gas (1) o para evacuar gas del sistema de conducción de gas (1), al menos dos aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) para evacuar el gas del sistema de conducción de gas (1) o para introducir el gas en el sistema de conducción de gas (1), así como conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos respectivamente entre la al menos una abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f), estando configurados los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) de tal forma que la resistencia al flujo de los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) entre la al menos una abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) es sustancialmente igual, caracterizada porque el sistema de conducción de gas (1) presenta al menos un punto de ramificación (2a, 2b), en el que un primer tramo de conducto (3a, 3b) desemboca en al menos tres segundos tramos de conducto (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos a continuación del primer tramo de conducto (3a, 3b)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07103473.

Solicitante: APPLIED MATERIALS, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: A CORPORATION OF THE STATE OF DELAWARE 3050 BOWERS AVENUE,SANTA CLARA, CA 95054.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 5 de Marzo de 2007.

Fecha Concesión Europea: 15 de Julio de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C16/455K2

Clasificación PCT:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición de compuestos... > C23C16/455 (caracterizado por el proceso utilizado para introducir gases en la cámara de reacción o para modificar las corrientes de gas en la cámara a reacción)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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INSTALACION DE REVESTIMIENTO Y SISTEMA DE CONDUCCION DE GAS.

Fragmento de la descripción:

Instalación de revestimiento y sistema de conducción de gas.

Campo técnico

La invención se refiere a una instalación de revestimiento, especialmente a una instalación de revestimiento por PECVD, que comprende una cámara de proceso y un sistema de conducción de gas para el suministro y/o la evacuación de un gas a o de la cámara de proceso, presentando el sistema de conducción de gas al menos una abertura de alimentación para alimentar gas al sistema de conducción de gas o para evacuar gas del sistema de conducción de gas, al menos dos aberturas de salida para evacuar el gas del sistema de conducción de gas o para introducir el gas en el sistema de conducción de gas, así como conductos dispuestos respectivamente entre la al menos una abertura de alimentación y las aberturas de salida, estando configurados los conductos de tal forma que la resistencia al flujo de los conductos entre la al menos una abertura de alimentación y las aberturas de salida es sustancialmente igual. Asimismo, la invención se refiere a un sistema de conducción de gas para suministrar y/o evacuar un gas a o de una cámara de proceso de una instalación de revestimiento, especialmente de una instalación de revestimiento por PECVD, que comprende al menos una abertura de alimentación para alimentar gas a un sistema de conducción de gas o para evacuar gas de un sistema de conducción de dos, al menos dos aberturas de salida para evacuar el gas del sistema de conducción de gas o para introducir el gas en el sistema de conducción gas, y conductos dispuestos respectivamente entre la al menos una abertura de alimentación y las aberturas de salida, estando configurados los conductos de tal forma que la resistencia al flujo de los conductos entre la al menos una abertura de alimentación y las aberturas de salida sea sustancialmente igual.

Estado de la técnica

Para revestir sustratos se dispone de una multitud de procedimientos de revestimiento. Uno de estos procedimientos que se emplea, por ejemplo, en la fabricación de células solares, es el llamado procedimiento PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), en el que el revestimiento es asistido por el plasma procedente de la fase gaseosa. En este procedimiento, se suministran gases a una cámara de proceso o de plasma. El plasma de estos gases añadidos contiene los productos previos formadores de capa que permiten el crecimiento de una capa sobre un sustrato.

Para conseguir revestimientos homogéneos, el gas de proceso tiene que suministrarse de la forma más homogénea posible a la cámara de proceso o a la cámara de plasma. Por el estado de la técnica se conocen posibilidades de lograr un suministro homogéneo de gas a una cámara de proceso PECVD. Por ejemplo, se pone a disposición un conducto de gas que a un llamado electrodo "Showerhead" suministra una mezcla adecuada del gas de proceso. El electrodo "Showerhead" sirve, por una parte, de primer electrodo que, mediante un segundo electrodo, puede formar un plasma. Por otra parte, presenta aberturas de salida, a través de las cuales el gas de proceso que entra a través del conducto de gas se suministra homogéneamente a la cámara de proceso, es decir, el gas de proceso se distribuye homogéneamente sobre o encima de la superficie a revestir. Un electrodo "Showerhead" de este tipo para el revestimiento de un sustrato circular se describe, por ejemplo, en el documento US6,410,089B1.

Además, existe la posibilidad de distribuir el gas de proceso con la ayuda de una estructura de conductos. En este caso, el gas se distribuye desde un punto de alimentación, a través de una estructura de conductos ramificados. El gas reproceso puede alimentarse al sistema de conducción de gas 1, a través de un punto de alimentación 2. El gas de proceso alimentado se distribuye en dos direcciones homogéneamente entre los conductos 3a y 3b. A través de aberturas de salida 4a ó 4b, el gas se suministra a la cámara de proceso. A través de la primera abertura 4a, se carga con gas reproceso un primer sector 5a cuadrado, representado en líneas discontinuas. Un segundo sector 5b se alimenta de gas de proceso a través de la segunda abertura 4b. Para garantizar un suministro homogéneo, las resistencias al flujo de los conductos 3a y 3b son iguales dentro de tolerancias predeterminadas.

Para cargar homogéneamente una superficie más grande, el gas alimentado a través de una abertura de alimentación 2 puntual, tal como está dibujado en la figura 2, puede dividirse inicialmente dos veces mediante dos primeros tramos de conducto 3a y 3b. El extremo de los tramos de conducto 3a y 3b puede considerarse a su vez respectivamente como punto de alimentación 2a ó 2b virtual del que parten otros dos tramos de conducto 3aa y 3ab ó 3ba y 3bb, respectivamente.

Los puntos de ramificación 2a y 2b pueden considerarse también puntos de alimentación reales, si forman físicamente un paso a otro canal, desde el cual continua la estructura.

Como resultado, cuatro sectores 5a, 5b, 5c y 5d se cargan respectivamente con la misma cantidad de gas, de modo que la superficie cuadrada en su conjunto, representada en la figura 2, es alimentada de gas de proceso en su totalidad, de forma homogénea.

Visto en una representación bidimensional, el sistema de distribución de gas según la figura 2 se compone de una estructura en forma de H, siendo alimentado, en el punto central de la estructura en forma de H, gas de proceso que se suministra o bien a la cámara de proceso en los cuatro puntos angulares de la estructura en forma de H. Evidentemente, desde los puntos angulares también puede alimentarse otro plano de ramificación, por ejemplo, con una estructura de conductos también en forma en de H. De esta manera, es posible prever cualquier número de planos de ramificación, según el tamaño y los requisitos de homogeneidad. Para una distribución homogénea del gas en la cámara de plasma encima del sustrato, son idénticos los valores de conducción de los tramos de conducto entre el punto inicial y el punto final dentro de un plano de distribución. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante una ejecución geométrica idéntica de los conductos correspondientes, es decir, los tramos de conducto correspondientes presentan la misma longitud y la misma sección transversal. Cada conducto se ramifica al pasar de un plano al siguiente, con el mismo número de conductos, por lo que no se requieren medidas para mantener constante la resistencia al flujo entre el punto de alimentación central y cada uno de los puntos de salida. Entonces, en total, resulta una estructura de conductos que se extiende en diferentes planos y que desde un punto de alimentación desemboca en 2n/2 (n = 1, 2, 3,...) nuevos puntos de alimentación.

Una estructura con ramificaciones dobles y cuádruples en forma de H se describe, por ejemplo, en el documento DE10045958A1.

Dado que los puntos de alimentación (virtuales o reales) 2; 2a, 2b (véase la figura 2) y los puntos de salida 4a, 4b, 4c y 4d correspondientes forman en cada plano una trama regular, con las estructuras de conductos conocidas, se pueden alimentar homogéneamente de gas de proceso superficies con una relación de lados de 1:1, o bien, si se realiza sólo una mitad de una estructura en H, con una relación de lados de 2:1 (en este último caso, la estructura en H se corta a lo largo del eje de simetría vertical). Además, serían posibles, por ejemplo, también formatos de revestimiento rectangulares con una relación de lados de 4:1, pero en todo caso sólo con una relación de lados de número par.

Sin embargo, con la ayuda de estas estructuras no es posible realizar tramas regulares con un solo punto de alimentación...

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de revestimiento, especialmente instalación de revestimiento por PECVD, que comprende una cámara de proceso y un sistema de conducción de gas (1) para el suministro y/o la evacuación de un gas a o de la cámara de proceso de la instalación de revestimiento, presentando el sistema de conducción de gas (1) al menos una abertura de alimentación (2) para alimentar gas al sistema de conducción de gas (1) o para evacuar gas del sistema de conducción de gas (1), al menos dos aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) para evacuar el gas del sistema de conducción de gas (1) o para introducir el gas en el sistema de conducción de gas (1), así como conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos respectivamente entre la al menos una abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f), estando configurados los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) de tal forma que la resistencia al flujo de los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) entre la al menos una abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) es sustancialmente igual, caracterizada porque el sistema de conducción de gas (1) presenta al menos un punto de ramificación (2a, 2b), en el que un primer tramo de conducto (3a, 3b) desemboca en al menos tres segundos tramos de conducto (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos a continuación del primer tramo de conducto (3a, 3b).

2. Instalación de revestimiento según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer tramo de conducto (3a, 3b) desemboca en exactamente tres segundos tramos de conducto (3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) situados a continuación del primer tramo de conducto (3a, 3b).

3. Instalación de revestimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque con la al menos una abertura de alimentación (2) están comunicadas al menos tres aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f), especialmente exactamente tres aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) o un número N = 3*2n de aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f), con n = 0, 1, 2, 3....

4. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) entre la abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) presentan la misma longitud.

5. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) entre la abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) presentan respectivamente el mismo número de ramificaciones.

6. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) se extienden en al menos dos planos.

7. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer tramo de conducto (3a, 3b) se extiende desde un primer punto, especialmente el punto de alimentación (2), hasta el punto de ramificación (2a, 2b), y los al menos tres segundos tramos de conducto (3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) pueden encerrar entre sí ángulos de 90º y/o de 180º, partiendo del punto de ramificación (2a, 2b).

8. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los tres tramos de conducto (3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) que parten del punto de ramificación (2a, 2b) pueden encerrar ángulos de 45º, 135º ó 225º con el primer tramo de conducto (3a, 3b).

9. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sistema de conducción (1) presenta una estructura simétrica.

10. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos un tramo de conducto (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) puede estar configurado como cavidad y/o concavidad en una placa, especialmente por fresado.

11. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer tramo de conducto (3a, 3b) está configurado preferentemente como cavidad y/o concavidad en una placa, especialmente por fresado, y entre el primer tramo de conducto (3a, 3b) y los al menos tres segundos tramos de conducto (3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos en el lado de la placa, opuesto al primer tramo de conducto, está realizada una unión como taladro en la placa.

12. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) están dispuestas como trama regular a través de una superficie total, de tal manera que las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) forman respectivamente puntos centrales de cuadrados (5a, 5b, 5c, 5d) dispuestos unos al lado de otros, respectivamente con el mismo tamaño de superficie, formando la superficie total un rectángulo con una relación V de número impar de las longitudes de lados de la relación V de V = (3*2n)/(2m), con n = 0, 1, 2, 3,... y m = 0, 1, 2, 3,....

13. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el número de aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) es el triple o un múltiplo de número entero de tres.

14. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sistema de conducción de gas (1) está realizado en la tapa o como tapa de la cámara de proceso de la instalación de revestimiento.

15. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dentro de la cámara de proceso están dispuestos medios para producir un plasma.

16. Instalación de revestimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) que desembocan en la cámara de proceso están realizadas como aberturas en un electrodo que produce un plasma.

17. Sistema de conducción de gas (1) para el suministro y/o la evacuación de un gas a o de una cámara de proceso de una instalación de revestimiento, especialmente de una instalación de revestimiento por PECVD, que comprende al menos una abertura de alimentación (2) para alimentar gas al sistema de conducción de gas (1) o para evacuar gas del sistema de conducción de gas (1), al menos dos aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) para evacuar el gas del sistema de conducción de gas (1) o para introducir el gas en el sistema de conducción de gas (1), y conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos respectivamente entre la al menos una abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f), estando configurados los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) de tal forma que la resistencia al flujo de los conductos (3a, 3b, 3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) entre la al menos una abertura de alimentación (2) y las aberturas de salida (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) son sustancialmente iguales, caracterizado porque el sistema de conducción de gas (1) presenta al menos un punto de ramificación (2a, 2b), en el que un primer tramo de conducto (3a, 3b) desemboca en al menos tres segundos tramos de conducto (3aa, 3ab, 3ac, 3ba, 3bb, 3bc) dispuestos a continuación del primer tramo de conducto (3a, 3b).