化學氣相沉積系統、化學氣相沉積系統的裝置和化學氣相沉積方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及具有處理室的系統和操作處理室的方法。更具體地講，本發明涉及化學氣相沉積系統、系統的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]傳統上，由于操作參數的靈活性，化學氣相沉積一直是用于涂覆襯底的理想方法。化學氣相沉積可以相對一致性生產被涂覆的制品，其成本低于在更高精度的參數(例如溫度范圍和壓力范圍)下操作的系統。然而，長久以來人們一直感受到需要更窄溫度范圍和壓力范圍的處理和涂覆方法不適合化學氣相沉積系統，這是由于化學氣相沉積系統不能保持精確的溫度和/或壓力范圍。
[0003]許多已知的化學氣相系統在大于50°C的溫差下操作。由于通路部分定位在相對于涂覆室的豎直位置中，多種已知的化學氣相沉積系統遭受到熱損失和/或其他非期望的操作效應。而其他已知的化學氣相沉積系統在旋轉涂覆室的同時依賴于對流熱，這會給涂覆某些材料的能力帶來限制并且所形成的機械特征在操作期間可能出故障或引入附加的不一致性。
[0004]已知的化學氣相沉積系統也無法結合其他并行或順序系統進行操作。由于希望一次保持一組參數，而一直執行這種單獨的操作。然而，這種單獨的操作需要重復化學氣相沉積系統的某些部分，并且不容許通過一起操作多個化學氣相沉積系統得到操作的有益效果。例如，多個系統的并行操作(相比于順序操作)會對能源網造成較大消耗。這種消耗可能由于用電率而較昂貴和/或可能不必要地增加對能源網的總應力。
[0005]最初生產能夠克服所有上述缺點的系統的嘗試未成功。例如，某些包括隔膜閥的構型導致塵埃進入閥中，這會不利地影響操作。另外，采用真空計(其基于由較高壓力下的對流所引起的熱損失來操作)的操作會得到非期望的處理結果。
[0006]與現有技術相比顯示出一種或多種改進的化學氣相沉積系統、化學氣相沉積系統的裝置和化學氣相沉積方法將是本領域所需的。

【發明內容】

[0007]在一個實施例中，化學氣相沉積系統包括涂覆室、流體引入系統和輻射加熱元件的裝置。涂覆室具有圍繞涂覆區域延伸的封閉邊界以及以相對于封閉邊界的軸向取向定位的通路部分，所述涂覆室處于固定且水平的位置。流體引入系統包括真空栗和流體引入裝置，所述流體引入系統被布置和設置成將流體引入涂覆室以便在涂覆室中對制品進行化學氣相沉積涂覆。輻射加熱元件的裝置定位在涂覆室之外并且與涂覆室的封閉邊界到涂覆室內的加熱區熱連接。輻射加熱元件被布置和設置成在化學氣相沉積期間使涂覆室內保持小于50°C的溫差。
[0008]在另一個實施例中，化學氣相沉積系統的裝置包括具有第一涂覆室的第一化學氣相沉積系統、具有第二涂覆室的第二化學氣相沉積系統以及具有真空栗和流體引入裝置的流體引入系統，所述流體引入系統被布置和設置成將流體引入第一涂覆室和第二涂覆室中的一者或兩者以進行化學氣相沉積涂覆。流體引入系統的至少一部分被布置用于與第一化學氣相沉積系統和第二化學氣相沉積系統一起操作。
[0009]在另一個實施例中，化學氣相沉積方法包括提供包括第一涂覆室的第一化學氣相沉積系統以及提供包括真空栗和流體引入裝置的流體引入系統，所述流體引入系統被布置和設置成將流體引入第一涂覆室。所述方法還包括如下步驟中的一者或兩者:(1)通過選擇性地操作被布置和設置成保持溫度的輻射加熱元件，在化學氣相沉積期間使第一涂覆室中保持小于50°C的溫差以及(2)使包括第二涂覆室的第二化學氣相沉積系統與流體引入系統的至少一部分一起操作。
[0010]通過以下結合附圖做出的更詳細的描述，本發明的其他特征和優點將顯而易見，其中附圖以舉例的方式說明了本發明的原理。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據本公開一個實施例的化學氣相沉積系統的透視圖，示出了涂覆室和通路部分。
[0012]圖2是根據本公開一個實施例的化學氣相沉積系統的透視圖，示出了包括真空栗和流體引入裝置的流體引入系統。
[0013]圖3是根據本公開一個實施例的具有十二棱柱幾何形狀的化學氣相沉積系統的涂覆室中的各區的不意圖。
[0014]圖4是化學氣相沉積系統的裝置的示意圖，其中流體引入系統的至少一部分被布置用于與兩個或更多個化學氣相沉積系統一起操作。
[0015]只要有可能，所有附圖都將使用相同的參考標號來表示相同的部件。
【具體實施方式】
[0016]本公開提供了化學氣相沉積系統、化學氣相沉積系統的裝置和化學氣相沉積方法。例如與未能包括本文所公開的特征中的一者或多者的概念相比，本公開的實施例允許在小于可識別的溫差的情況下均勻或基本上均勻加熱(例如，在涂覆區域沒有加熱器、反射器、水冷式元件和/或散熱元件時)，減少或消除室內的熱點或冷點，允許更寬范圍的幾何形狀(例如，窄通道/管、三維的復雜幾何形狀和/或隱藏或不在視線范圍的幾何形狀，諸如位于針、管、探針、固定裝置等之內)的涂覆，允許大量制品的涂覆，允許基于操作多個系統進行的能量管理，允許資源管理(例如，通過將一個或多個部件用于兩個或更多個系統)，或允許它們的組合。
[0017]圖1示出了化學氣相沉積系統100。化學氣相沉積系統100能夠在多種操作參數下執行方法。可通過如下操作保持這些參數:對關于系統的數據或其他信息例如以現場和/或遠程的方式(諸如，通過互聯網)進行測量、監控、調節和/或建模。合適的參數包括但不限于能量使用/消耗、壓力、溫度、流速和/或流動持續時間以及一種或多種流體的組成。例如，在一個實施例中，通過在低于合適能耗例如30kw、35kw和/或40kw的消耗下操作多個化學氣相沉積系統100，來執行能量管理。
[0018]通過任何合適的器件監控壓力值。在一個實施例中，通過電容壓力計監控壓力。合適的壓力包括但不限于介于約0.0lpsia和約200psia之間、介于約1.0psia和約lOOpsia之間、介于約5psia和約40psia之間、介于約20psia和約25psia之間、約1.0psia、約5psia、約 20psia、約 23psia、約 25psia、約 40psia、約 100psia、200psia、或其中的任何合適組合、子組合、范圍或子范圍。
[0019]通過任何合適的器件監控溫度值。在一個實施例中，通過熱測量器件135例如如圖1所示的熱電偶監控溫度。合適的溫度包括但不限于介于約100°C和約700°C之間、介于約100°C和約450°C之間、介于約100°C和約300°C之間、介于約200°C和約500°C之間、介于約300°C和約600°C之間、介于約450°C和約700°C之間、約700。。、約450。。、約100。。、介于約200 °C和600 °C之間、介于約300 °C和600 °C之間、介于約400 °C和約500 °C之間、約300 °C、約400°C、約500°C、約600°C、或其任何合適的組合、子組合、范圍或子范圍。
[0020]在一個實施例中，監控、計算或測定流速。合適的流速包括但不限于基于流動持續時間為介于約30分鐘和6小時之間、介于約30分鐘和約4小時之間、介于約1小時和約4小時之間、最多至10小時、最多至約4小時、最多至約2小時、最多至約30分鐘、10分鐘至約24小時、約30分鐘至約24小時、約10分鐘、約30分鐘、約15小時、約24小時、或其任何組合、子組合、范圍或子范圍。
[0021]流到系統100的合適組合物包括但不限于二甲基硅烷(例如，氣態形式)、三甲基硅烷、二烷基甲硅烷基二氫化物、烷基甲硅烷基三氫化物、非自燃物質(例如，二烷基甲硅烷基二氫化物和/或烷基甲硅烷基三氫化物)、惰性氣體(例如，氮氣、氦氣和/或氬氣，作為分壓稀釋劑)、熱分解材料(例如，碳硅烷，諸如無定形碳硅烷)、能夠進行碳甲硅烷基(二甲硅烷基或三甲硅烷基碎片)復合的物質、水(單獨使用、與零空氣一起使用、或與惰性氣體一起使用)、氧氣、空氣(單獨使用、不單獨使用和/或作為零空氣使用)、氧化亞氮、臭氧、過氧化物或它們的組合。如本文所用，術語“零空氣”是指具有小于約0.lppm總烴的大氣。
[0022]系統100包括涂覆室101和流體引入系統201，如結合圖2所示和所述。涂覆室101處于固定且水平的位置。如本