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Beschichtungsvorrichtung zur Beschichtung eines Substrates bei Atmosphaerenbedingungen

Plasma coating module operating continuously under atmospheric conditions, used e.g. to make solar cells, stainless steel coatings and printing plates, includes moving plasma nozzle plate
 
: Mäder, G.; Roch, J.; Kaphengst, F.

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DE 102007063380 A: 20071220
DE 102007063380 A: 20071220
C23C0016
German
Patent, Electronic Publication
Fraunhofer IWS ()

Abstract
(A1) Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Beschichtungsvorrichtung zur Beschichtung eines Substrates bei Atmosphaerenbedingungen sowie ein Verfahren fuer die Modifizierung von Substratoberflaechen bei Atmosphaerenbedingungen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Atmosphaerendruckdurchlaufreaktor bzw. eine Beschichtungsvorrichtung zur Verfuegung zu stellen, der bzw. die so ausgebildet ist, dass eine homogene Schichtabscheidung in einem im Vergleich zum Stand der Technik deutlich erweiterten Parameterfeld moeglich ist, und dass eine deutlich erhoehte Flexibilitaet in Bezug auf die Verwendung fuer unterschiedliche Beschichtungen oder Schichtsysteme vorliegt. Die Beschichtungsvorrichtung weist eine ortsfest angeordnete Plasmaquelle, einen relativ zur Plasmaquelle in eine erste Bewegungsrichtung (Vorschubrichtung) bewegbaren Substrattraeger, welcher auf einer der Plasmaquelle zugewandten Seite ausgebildet ist zum Tragen und zum Transport eines zu beschichtenden Substrats und eine relativ zur Plasmaquelle in einer zweiten Bewegungsrichtung (B2), welche zumindest teilweise nicht der ersten Bewegungsrichtung entspricht, bewegbare Austrittsvorrichtung fuer das Plasma der Plasmaquelle, wobei die Austrittsvorrichtung mindestens eine Austrittsoeffnung aufweist, auf. Die Austrittsvorrichtung ist so angeordnet und entlang der zweiten Bewegungsrichtung bewegbar, dass ueber die mindestens eine Austrittsoeffnung Plasma aus der Plasmaquelle in Richtung auf die Substratoberflaeche richtbar ist.

 

DE 102007063380 A1 UPAB: 20090710 NOVELTY - A fixed plasma (P) source (1) faces a carrier (2) holding a substrate (S), moving relative to it (1) in a first direction, i.e. the feed direction. A plasma outlet plate (3) with openings (3') moves in a different, second direction. Its arrangement and motion ensures that plasma is directed towards the substrate surface via the openings. The outlet plate lies between source and carrier and/or is part of the plasma source, being especially a moveable wall section of the plasma source. DETAILED DESCRIPTION - The feed- or first movement, is in translation and/or has components in the direction of advance. Movement in the second direction includes translation and rotary components. Movements at right angles to the feed direction are included. Rectangular movements and/or translation movements back and forth are executed by the plate. There are many outlet openings. The maximum amplitude or stroke of movement in the second direction exceeds the mean spacing between adjacent openings. The mean velocity of motion in the second direction exceeds that in the first direction by preferably up to 1000%. The outlet is a plane plate and/or numbers of outlet openings are formed in it. These are round- or elliptical nozzles. The outlet plate is held in a sliding or rolling-element bearing which is fixed in position, forming part of the source or its wall. The reaction chamber (4) into which the plasma enters, is designed for the substrate carrier to move through it in the first direction. It is screened from the surroundings (U) by a gas curtain between the wall and the outlet plate, or by gas locks. The plasma source is an arc source or a microwave plasma source. AN INDEPENDENT CLAIM IS INCLUDED FOR the corresponding plasma coating module. USE - A module coating a substrate under atmospheric conditions in the presence of plasma. The module or process is used to modify a substrate surface under atmospheric conditions (claimed). Cited applications include solar wafer coating and etching, application of functional coatings to stainless steel substrates and anti-adhesion coating of printing plates and/or printing rollers. ADVANTAGE - The module deposits a very uniform layer. In comparison with prior art, the field of application is extended and flexibility of the process is increased, in forming different coatings or layer systems. Distribution of the plasma is improved by moving the openings. The movement exceeds their separation, to further enhance uniformity. The velocity of movement considerably exceeds the feed rate. The comparatively-heavy plasma source remains stationary. This is a considerable advantage because the plate weights only 300 g, whereas the source weighs up to 15 kg.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-106444.html