JP2011522130A - 重合パラキシリレンまたは置換パラキシリレンの薄い層を堆積させるための堆積方法および堆積装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の堆積装置は、固体または液体の出発原料を蒸発させるための蒸発器(1)を備える。搬送ガスのためのガスライン(11)が蒸発器(1)に延びる。搬送ガスは、蒸発した出発原料を分解チャンバー(2)に運び、その中で出発原料が分解される。この堆積装置は、更に、プロセスチャンバー(8)を備える。プロセスチャンバー(8)は、搬送ガスによって運ばれる分解生成物が入るガス注入部(3)と、重合させられる分解生成物で覆われることになる基板(7)を支持するためにガス注入部(3)に対向して支持面(4’)を持つサセプタ(4)と、ガス排出口(5)とを有する。ガス注入部(3)は、支持面(4’)と平行に広がるガス放出面(3’)を有する平面ガス分配器を形成し、ガス放出面(3’)全体に渡って複数のガス放出ポート(6)が分布する。
【選択図】図1
Description
熱分解チャンバーに搬送ガスによって運ばれ、前記分解チャンバーの中で好ましくは熱分解で特にモノマーに分解されるステップと、分解生成物、特にモノマーが、前記分解チャンバーから、基板がサセプタの支持面の上に載っている堆プロセスチャンバーの中に前記搬送ガスによって運ばれ、ガス注入部を通って前記プロセスチャンバーの中に流れるステップと、前記分解生成物、特にモノマーが、前記支持面と平行に広がり、前記ガス注入部によって形成される平面ガス分配器のガス放出面のガス放出ポートから前記搬送ガスとともに前記基板の表面に垂直な方向に放出され、薄い層として前記基板の表面に重合するステップと、前記搬送ガスと前記分解生成物の重合しなかった部分、特にモノマーが、ガス排出口から前記プロセスチャンバーの外に排出されるステップと、前記ガス放出面の表面温度が前記支持面の表面温度よりも高くなるように、前記支持面が冷却され、前記支持面に対向して配置される前記ガス放出面が加熱されるステップと、を備える堆積方法に関する。
温度制御デバイスがあり、それは温度制御流体の経路によって形成され、そこを通って−30℃と100℃の間の温度範囲の液体である流体が流れる。望ましくは、お互いに平行に配置され、反対方向に流れる温度制御流体の2つの経路が与えられる。
基板の底面はサセプタの支持面と全面接触の状態にあり、サセプタはアルミニウムまたは銅で構成される冷却ブロックによって形成される。サセプタは静的に固定された状態でプロセスチャンバーの中に配置される。けれどもまた、それは中央の、特に垂直な軸について回転してよいと予想される。
望ましくは、平面ガス分配器と平行に広がるコーティングエリアは半平方メートルより大きい。蒸発器によって形成される源からチャンバーまで、および冷却トラップまでの接続ラインは重合温度より上の温度に加熱される。また、これは積極的に加熱されるガス分配器に適用する。上記分配器はよく研磨されるか、または金メッキされる。
出発原料を分解することが予想される。分解される出発原料は必ずしもダイマーでなくてもよい。さらにまた、出発原料はカスケード反応による方法でモノマーまたは追加的な分解生成物に分解されてもよい。さらに、コーティング目的物の上でのポリマー鎖の構造にはとりわけ注目すべきである。
導かれる。流入分配器9はシャワーヘッド状のガス注入部3につながる。プロセスガスはそこに一様にばらまかれ、ガス放出ポート6を通ってプロセスチャンバー8に入る。
Claims (29)
- 重合パラキシリレンまたは置換パラキシリレンの薄い膜を1つ以上堆積させるための堆積装置であって、
固体または液体の出発原料を蒸発させるための加熱される蒸発器(1)を備え、当該出発原料は特にポリマーの形であり、特にダイマーであり、当該蒸発器(1)に搬送ガスのための搬送ガス供給ライン(11)が延び、当該搬送ガスによって、蒸発した出発原料、特に蒸発したポリマー、特にダイマーが加熱可能な分解チャンバー(2)、特に熱分解チャンバーに運ばれ、当該分解チャンバー(2)は前記蒸発器(1)の下流に配置され、当該分解チャンバー(2)の中で前記出発原料が特にモノマーに分解され、
プロセスチャンバー(8)を備え、当該プロセスチャンバー(8)は前記分解チャンバー(2)の下流に配置され、当該プロセスチャンバー(8)はガス注入部(3)を有し、当該ガス注入部(3)を通って前記搬送ガスによって運ばれる分解生成物、特にモノマーが入り、当該プロセスチャンバー(8)はサセプタ(4)を有し、当該サセプタ(4)は重合させられる分解生成物、特にモノマーで覆われることになる基板(7)を支持するために前記ガス注入部(3)に対向して冷却可能な支持面(4’)を持ち、当該プロセスチャンバー(8)はガス排出口(5)を有し、当該ガス排出口(5)を通って前記搬送ガスと前記分解生成物、特にモノマーの重合しなかった部分が排出され、前記ガス注入部(3)は平面ガス分配器を形成し、当該平面ガス分配器は前記支持面(4’)と平行に広がる加熱可能なガス放出面(3’)を持ち、当該ガス放出面(3’)全体に渡って非常に多数のガス放出ポート(6)が分布し、
積極的に加熱可能な前記ガス放出面(3’)は、非常に反射し、ε<0.04の放射率を持つ、
ことを特徴とする堆積装置。 - 前記平面ガス分配器は、十分に研磨された金属、特に金めっきされた金属、特にアルミニウムまたは高品位鋼で構成されることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記平面ガス分配器は、ヒーターを有し、当該ヒーターで150℃と250℃の間の温度まで加熱されることができることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記サセプタ(4)は、温度制御デバイス、特に冷却デバイスを有し、当該温度制御デバイスで前記サセプタ(4)、特に支持面(4’)を−30℃と同じくらい低い温度に冷却し、および/または100℃と同じくらい高い温度まで加熱することができることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記サセプタ(4)は、流体経路を持った冷却ブロックとして形成され、当該流体経路を通って温度制御媒体が流れ、当該温度制御媒体は−30℃と100℃の間の温度範囲の液体であることを特徴とする請求項4に記載の堆積装置。
- 前記ガス放出面(3’)を形成する前記平面ガス分配器のプレートは、経路(19)を有し、当該経路(19)を通って温度制御媒体が流れ、当該温度制御媒体は150℃と250℃の間の温度範囲の液体であるか、または電気的に伝導する導体を持つことを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記支持面(4’)と前記ガス放出面(3’)の間の間隔(A)は、10mmと50mmの間の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記ガス排出口(5)の下流に配置され、前記プロセスチャンバ(8)の内部圧力を0.05と0.5ミリバールの間に設定することができる圧力調整真空ポンプを備えることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記モノマーの重合しなかった部分を凝結させるために、前記ガス排出口(5)と前記圧力調整真空ポンプの間に配置された冷却トラップを備えることを特徴とする請求項8に記載の堆積装置。
- 前記蒸発器(1)、前記熱分解チャンバー(2)、前記プロセスチャンバー(8)の間のガスライン(13、15)および付加的にそこに配置されたバルブ(14)、前記ガス排出口(5)に接続されたガス排出ラインが加熱可能であることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記プロセスチャンバー(8)の壁(8’)を150℃と250℃の間の範囲の温度にヒーターによって加熱することができることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- バルブ(12)によって閉じることができ、搬送ガスを測定するためのマスフローコントローラ(10)を備えることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記ガス放出面(3’)が、実質的に前記支持面(4’)に対応するか、またはほぼ前記ガス放出面(3’)と前記支持面(4’)の間の間隔(A)の程度まで各々の側の基板の端を越えて突き出ることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記ガス放出面(3’)または前記支持面(4’)が、0.5m2より広いことを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- それぞれ関連する蒸発器(1)を持った複数、特に4個の熱分解チャンバー(2)が、前記プロセスチャンバー(8)を形成する反応炉ハウジング(24)の上に垂直に配置されることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記蒸発器(1)と前記熱分解チャンバー(2)を通ってトップからボトムへ垂直方向に流れることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 前記熱分解チャンバー(2)を囲む加熱カバー(16)を備えることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 特にパイプの直径によって定義されるガスライン(13、15および23)の流れ抵抗と、実質的に前記ガス放出ポート(6)の直径と数によって定義される前記平面ガス分配器(3)の流れ抵抗とは、前記熱分解チャンバー(2)の中の1ミリバールより低い全圧と前記プロセスチャンバー(8)の中のおよそ0.1ミリバールの全圧で少なくとも2000sccmの全体のガスの流れを達成することができるような範囲とされることを特徴とする請求項1に記載の堆積装置。
- 重合体原料、特にパラキシリレンまたは置換パラキシリレンの1つ以上の薄い層を堆積させるための堆積方法であって、
特にポリマーによって形成され、特にダイマーである固体または液体の出発原料が、蒸発器(1)の中で蒸発するステップと、
出発原料、特にダイマーが、前記蒸発器(1)から搬送ガス供給ライン(13)を通って分解チャンバー(2)、特に熱分解チャンバーに搬送ガスによって運ばれ、前記分解チャンバー(2)の中で好ましくは熱分解で特にモノマーに分解されるステップと、
分解生成物、特にモノマーが、前記分解チャンバー(2)から、基板(7)がサセプタ(4)の支持面(4’)の上に載っているプロセスチャンバー(8)の中に前記搬送ガスによって運ばれ、ガス注入部(3)を通って前記プロセスチャンバー(8)の中に流れるステップと、
前記分解生成物、特にモノマーが、前記支持面(4’)と平行に広がり、前記ガス注入部(3)によって形成される平面ガス分配器のガス放出面(3’)のガス放出ポート(6)から前記搬送ガスとともに前記基板(7)の表面(7’)に垂直な方向に放出され、薄い層として前記基板(7)の表面(7’)に重合するステップと、
前記搬送ガスと前記分解生成物の重合しなかった部分、特にモノマーが、ガス排出口(5)から前記プロセスチャンバー(8)の外に排出されるステップと、
前記ガス放出面(3’)の表面温度が前記支持面(4’)の表面温度よりも高くなるように、前記支持面(4’)が冷却され、前記支持面(4’)に対向して配置される前記ガス放出面(3’)が加熱されるステップと、
を備え、
前記搬送ガスは、前記ガス放出面(3’)全体に渡って分布している前記ガス放出ポート(6)から、密集したガス噴流の形で放出され、
前記ガス放出面(3’)は、非常に反射し、ε<0.04の放射率を持ち、
前記搬送ガスは、前記支持面(4’)全体に実質的に広がる垂直方向のガス流の固まりを形成するために結び付き、
積極的に加熱される前記ガス放出面(3’)から前記基板(7)に移る熱が前記サセプタ(4)に離れて伝導させられる方法によって、前記基板(7)の表面における任意の2点で測定された温度が最大10℃まで異なるように、前記基板(7)が表面エリア全体に渡って熱伝導する接触で前記支持面(4’)の上に置かれている、
ことを特徴とする堆積方法。 - 前記蒸発器(1)における出発原料、特にダイマーの蒸発が50℃と200℃の間の温度で起こることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記分解チャンバー(2)における分解生成物、特にモノマーへの出発原料、特にダイマーの分解が、350℃と700℃の間の温度で、特に1ミリバールより低い圧力範囲で起こることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記平面ガス分配器が、150℃から250℃までの範囲の温度に加熱されることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記プロセスチャンバー(8)の壁(8’)が150℃から250℃までの範囲の温度に加熱されることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記サセプタ(4)が、−30℃と100℃の間の範囲にある温度に制御されることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記支持面(4’)または前記基板(7)における2点の間の最大温度差が±0.5℃であることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 層の厚さが200nmから400nmまたは数μmであることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記プロセスチャンバー(8)内の圧力が、0.05ミリバールと0.5ミリバールの間の範囲にあることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 成長率が、100nm/sと2μm/sの間の範囲にあることを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
- 前記プロセスチャンバー(8)を通る全体のガスの流れが少なくとも2000sccmであり、
前記ガス注入部(3)が、複数の分解チャンバー(2)、特に4個によって供給され、当該分解チャンバー(2)の各々を等しい量のガスが流れる、
ことを特徴とする請求項19に記載の堆積方法。
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