含氟热化学气相沉积方法和制品技术

本发明专利技术公开了热化学气相沉积处理。具体而言，热化学气相沉积处理的制品包括基材和所述基材上的疏油处理层，所述疏油处理层具有氧、碳、硅、氟和氢。所述疏油处理层的处理厚度小于600nm并具有不均匀的润湿机制。所述热化学气相沉积方法包括将制品放置在热化学气相沉积室内，使二甲基硅烷热反应以产生层，氧化所述层以产生氧化层，并对该氧化层进行氟官能化以产生经氧化然后氟官能化的二甲基硅烷化学气相沉积处理层。所述经氧化然后氟官能化的二甲基硅烷化学气相沉积处理层的处理厚度小于600nm并具有不均匀的润湿机制。

Thermochemical Vapor Deposition Method and Products Containing Fluorine

【技术实现步骤摘要】
含氟热化学气相沉积方法和制品
本专利技术涉及含氟热化学气相沉积。更具体而言，本专利技术涉及含氟热化学气相沉积方法和含氟热化学气相沉积处理的制品。
技术介绍
处理方法是实现表面性质的重要方式，其可以对部件的性能具有显著影响。本文所用的术语“处理(treatment)”及其语法变体旨在涵盖材料的生长或施加(如涂覆)和通过使用化学品的表面改性(例如官能化)。已知的处理包括通过热化学气相沉积将材料施加到各种表面上。这样的材料通常在流通体系(flow-throughsystem)中施加，所述流通体系涉及恒定气体流通过反应室，其不包括气体浸泡，包括不允许流通体系的条件转化为非流通体系(notflow-throughsystem)的条件的特征。一些应用已经通过静态方法，所述静态方法涉及泵和反应容器的吹扫循环，在所述反应容器内有气体浸泡(gaseoussoak)的阶段。流通方法(flow-throughprocesses)允许恒定浓度或基本恒定浓度的前体流体接触表面，这是理想的，因为其允许在没有气相成核的情况下施加涂层。然而，这样的流通方法受限于视线技术(line-of-sighttechnique)，其涂覆在直线或基本上接近直线的范围内的表面。这样的流通方法是昂贵的，且由于有过量的气体前体不沉积在该表面上而造成浪费。原子层沉积允许涂覆不是视线或接近直线的区域。然而，原子层沉积是单层方法，由于实现涂覆所需的长时间处理条件，其具有显著的经济挑战。使用热化学气相沉积的现有技术已经解决了上述流通技术和原子层沉积的缺点。相对精确的流通技术，如等离子体增强化学气相沉积，已经使得某些极其敏感的行业相信热化学气相沉积不是一种选择。这些行业之前认为敏感性超出了热化学气相沉积的功能可能性，并且其只能通过浪费的流通技术来满足。涉及热化学气相沉积的现有技术关注于宽范围的厚度上。具有较大厚度(如超过800nm)的涂层被认为是理想的。然而，这种涂层具有不理想的与均匀润湿机制(wettingregime)相关的性质。在本领域中，表现出相比现有技术具有一种或多种改进的热化学气相沉积方法和热化学气相沉积处理的制品是理想的。
技术实现思路
在一个实施方案中，经热化学气相沉积处理的制品包括基材和基材上的疏油处理层(anoleophobictreatmenttothesubstrate)，所述疏油处理层具有氧、碳、硅、氟和氢。所述疏油处理层的处理厚度(treatmentthickness)小于600nm且具有不均匀的润湿机制。在另一个实施方案中，经热化学气相沉积处理的制品包括基材和基材上的疏油处理层，所述疏油处理层具有氧、碳、硅、氟和氢。所述疏油处理层的粗糙度比(roughnessratio)为1，所述粗糙度比是所述疏油处理层的真实表面积除以十六烷接触角测量(hexadecanecontactanglemeasurement)过程中的表观表面积。在另一个实施方案中，热化学气相沉积方法包括将制品放置在热化学气相沉积室内，热反应二甲基硅烷以产生层，氧化所述层以产生氧化层，将该氧化层进行氟官能化以产生经氧化然后氟官能化的二甲基硅烷化学气相沉积处理层(oxidizedthenfluoro-functionalizeddimethylsilanechemicalvapordepositiontreatment)。所述经氧化然后氟官能化的二甲基硅烷化学气相沉积处理层的处理厚度小于600nm且具有不均匀的润湿机制。根据下述更详细的说明，结合以举例方式说明本专利技术原理的附图，本专利技术的其他特征和优点将变得明显。附图说明图1是根据本公开的实施方案的热化学气相沉积方法的示意性透视图。尽可能地，在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部分。专利技术详述提供了热化学气相沉积方法和热化学气相沉积处理的制品。例如，与不包括本文公开的一个或多个特征的概念相比，本公开的实施方案增加了处理的一致性/可重复性，改善了美观性，改变了微观结构，改变了光学性质，改变了孔隙率，改变了耐腐蚀性，改变了光泽度，改变了表面特征，允许更有效地生产处理层(treatments)，允许处理层(treatment)具有多种几何形状(例如窄通道/管、三维复杂几何形状和/或隐藏或非视线(non-line-of-site)的几何形状，如在针、管、探头、夹具、复杂的平面和/或非平面几何制品、简单的非平面和/或平面几何制品，及其组合)，减少或消除缺陷/微孔性，允许处理大量物品，能够用于或替换或被用于或替换在传统上被认为对非流通方法而言过于敏感(例如，基于组成纯度、污染物的存在、厚度均匀性和/或嵌入其中的气相成核量)的行业中所使用的部件，允许材料被用作基材，其否则在等离子体环境中会产生电弧，允许表面能改性(例如，表面湿润改性和/或液体接触角改性)，或者允许其组合。参见图1，热化学气相沉积(“CVD”)方法100制造了例如经处理的制品101，其具有通过根据本公开的热CVD方法制造所独有的特征和性质，其是使用封闭腔室或封闭容器113(例如，在封闭腔室内)的静态方法，与前体同时流入和流出腔室的可流动CVD不同。本文所用的短语“热CVD”或“热化学气相沉积”是指例如一种或多种气体在饥饿反应器配置(starvedreactorconfiguration)中的反应和/或分解，其有别于等离子体辅助的CVD、自由基引发的CVD、和/或催化剂辅助的CVD、溅射、原子层沉积(其受限于每个循环的单层分子沉积，与能够进行多于一层的分子沉积不同)、和/或外延生长(例如，在高于700℃下的生长)。经处理的制品101由未经处理的制品111制成，并包括基材103(例如不是硅晶片)和一个或多个层，例如与基材103接触的底层105，与底层105接触的一个或多个中间层107，和/或与中间层107(或多个中间层107中的最外层)接触的表面层109。用于描述未经处理的制品111的术语“未经处理”是指不具有方法100包括的经处理的制品101的完全沉积。例如，方法100的实施方案包括未经处理的制品111，其具有未经处理的基材材料、经处理的基材材料、经清洁的基材材料、处理层(atreatment)、粘合剂、氧化、任何其他合适的表面效应，或其组合。包括在经处理的制品101内的底层105、中间层107、和/或表面层109限定了处理层121，具体而言是疏油处理层。在一些实施方案中，底层105也是表面层109。处理层121处于经处理的制品101上，在不能通过视线技术同时处理的区域上。在另一个实施方案中，处理层121处于不能通过视线技术同时或顺序处理的区域上。在一个实施方案中，方法100包括将一个或多个未经处理的制品111放置(positioning)在封闭容器113内(步骤102)。在进一步的实施方案中，所述放置(步骤102)是手动的，将未经处理的制品111布置在由支撑件分隔(因此视线被遮挡)的垂直(堆叠)取向中，侧向或垂直于重力布置(例如，其中全部或大部分开口垂直于重力)，以重叠的方式布置，其降低了可用于气相成核的体积量，放置在与未经处理的制品111的几何形状相对应的固定装置中，或其组合。在所述放置(步骤102)之后，方法100包括将前体流体(例如，液体或气体，但不是等离子体)引入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热化学气相沉积处理的制品，其包含：基材；和所述基材上的疏油处理层，所述疏油处理层具有氧、碳、硅、氟、和氢；其中所述疏油处理层的处理厚度小于600nm且具有不均匀的润湿机制。

【技术特征摘要】
1.热化学气相沉积处理的制品，其包含：基材；和所述基材上的疏油处理层，所述疏油处理层具有氧、碳、硅、氟、和氢；其中所述疏油处理层的处理厚度小于600nm且具有不均匀的润湿机制。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏油处理层为经氧化然后氟官能化的二甲基硅烷化学气相沉积处理层。3.根据权利要求1所述的制品，其中与具有大于700nm的相当厚度的相同处理层相比，所述疏油处理层具有更大的抗热氧化性。4.根据权利要求1所述的制品，其中与具有大于700nm的相当厚度的相同处理层相比，所述疏油处理层具有基本上相同的十六烷接触角测量值。5.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏油处理层的厚度在340-540nm之间。6.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏油处理层的厚度小于500nm。7.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏油处理层在十六烷接触角测量过程中具有液体-空气复合体系。8.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏油处理层的粗糙度比为1，所述粗糙度比为所述疏油处理层的真实表面积除以十六烷接触角测量过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·史密斯，
申请(专利权)人：西尔科特克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US