用于聚对二甲苯的均匀薄膜沉积制造技术

本发明专利技术涉及用于形成聚对二甲苯膜的沉积室。沉积室的非限制性实例包括室本体、将室本体耦合到炉膛的入口以及将室本体连接到真空泵的出口。沉积室包括布置在室本体的表面上的至少一个加热元件。加热元件被配置为在室的整个内部体积内将沉积室本体的内部温度升高到基本均匀的内部温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚对二甲苯的均匀薄膜沉积
技术介绍
本申请总体上涉及聚对二甲苯膜，更具体地涉及均匀厚度的聚对二甲苯膜。化学气相沉积(CVD)是一种广泛用于各种应用的制造工艺。CVD用于在物体表面涂覆聚合物薄膜。通常，待涂覆的物体被放置在真空室内。单体前体流入室，聚合到表面上形成涂层。可以调节工艺的各种参数以控制涂层的厚度。派瑞林是聚对二甲苯(poly-para-xylylene/poly-p-xylylene)及其衍生物的商品名。这样的膜是使用CVD在物体上形成。聚对二甲苯薄膜用于例如电子、仪器仪表、航空航天、医疗应用和工程行业。聚对二甲苯膜是有利的，因为该涂层通常在室温下形成，粘附于许多材料，在化学和生物学上是惰性的，并且具有优异的电性能和耐热性。聚对二甲苯膜的形成过程是自引发的，不需要终止基团、溶剂或催化剂。不同类型的派瑞林包括衍生物，例如，派瑞林N、派瑞林C、派瑞林D、派瑞林HT、派瑞林AF-4和派瑞林F，每一种衍生物具有独特的不同的化学性能、电性能和物理性能。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及用于形成聚对二甲苯膜的沉积室。沉积室的非限制性实例包括室本体、将室本体耦合到炉膛的入口以及将室本体连接到真空泵的出口。沉积室包括布置在室本体的表面上的至少一个加热元件。加热元件被配置为在整个室的内部体积内将沉积室本体的内部温度升高到基本均匀的内部温度。本专利技术的实施方式进一步涉及用于在沉积室中形成聚对二甲苯膜的方法。所述方法的非限制性实例包括将所述沉积室的内部温度升高到基本均匀的内部温度。所述方法进一步包括在所述沉积室内使单体前体聚合以在所述沉积室内的物体表面上形成聚对二甲苯膜。所述方法的其他非限制性实例包括将所述沉积室的内部温度升高到基本均匀的内部温度。所述方法进一步包括在所述沉积室内使单体前体聚合以在所述沉积室内的物体表面上形成聚对二甲苯膜。聚对二甲苯膜在所述室的整个内部体积上的厚度变化小于6％。通过本专利技术的技术实现了附加的特征和优点。在本文中详细描述本专利技术的其他实施方式和方面，并且将其视为所要求保护的专利技术的一部分。为了更好地理解本专利技术的优点和特征，请参考说明书和附图。附图说明为了更完整地理解本申请，现在结合附图和详细描述作出以下附图说明，其中相同的附图标记表示相同的部件：图1A是图示了根据本专利技术的实施方式的用于沉积膜的沉积室的示意性的剖视图。图1B是图示了根据本专利技术的实施方式的具有用于沉积膜的支架的沉积室的示意性的剖视图。图2A是图示了根据本专利技术实施方式的具有加热元件的沉积室的示意图。图2B是图示了根据本专利技术实施方式的具有加热毯的沉积室的示意图。图2C是图示了根据本专利技术实施方式的具有加热元件的沉积室的示意图。图3A是图示了根据本专利技术实施方式的沉积室的示意图。图3B是图示了根据本专利技术示例性实施方式的沉积室的示意图。图3C是图示了根据本专利技术示例性实施方式的沉积室的示意图。图3D是图示了根据本专利技术示例性实施方式的沉积室的示意图。图4A是图示了通过已知方法形成的对比膜的涂层厚度的图表。图4B是图示了根据本专利技术实施方式形成的膜的均匀涂层厚度的图表。图5A是图示了根据已知方法的沉积室内的温度变化的图表。图5B是图示了根据本专利技术实施方式的沉积室内的温度的图表。具体实施方式以下定义和缩写用于解释本申请。如本文所用，术语“包括”、“包含”、“含有”、“含”、“具有”或其任何其它变形意在涵盖非排他性的包含。例如，包含一系列元素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置不一定仅限于那些元素，而是可以包括未明确列出的或这类组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置所固有的其它元素。如本文所用的，在元件或部件之前的冠词“一”(a/an)旨在不限制元件或部件的实例(即，出现)的数目。因此，“一”应被理解为包括一个或至少一个，并且元件或部件的单数形式也包括复数，除非数字明显地意为单数。如本文用的，术语“专利技术”或“本专利技术”是非限制性术语，并且不旨在指代特定专利技术的任何单个方面，而是涵盖如说明书和权利要求书中所描述的所有可能的方面。如本文所用，改变所使用的本专利技术的成分、组分或反应物的量的术语“约”是指例如通过用于制备浓缩物或溶液的典型的测量和液体处理程序而可能发生的数值变化。此外，由于测量程序的无意误差，制造该组合物或实施该方法所使用的成分的制造、来源或纯度上的差异等而可能发生变化。一方面，术语“约”是指在所报告的数值的10％以内。在另一方面，术语“约”是指在所报告的数值的5％以内。然而，在其他方面，术语“约”的意思是在所提出数值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％以内。还应理解，当诸如层、区域或基底的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，其可以直接在另一元件上或也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接在另一元件上方”时，则不存在中间元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，则不存在中间元件。现在转向与本专利技术的方面更具体相关的技术的概述，用于通过已知的CVD方法在室温下形成聚对二甲苯膜的沉积室中的热不均匀性导致膜厚度不均匀。沉积室中的热不均匀性是由粘附在室上的各种热源引起的，这些热源在室中产生了更高的温度穴(temperaturepockets)。耦合到沉积室的热源包括，例如，粘附促进单元、传感器、监测器、炉膛等。厚度不均匀的聚合物薄膜可能会带来挑战，因为它们限制了可以使用该薄膜的应用类型。例如，通常，非均匀厚度的膜只能用于非射频(RF)应用或具有宽松机械公差的应用。非均匀厚度的薄膜不能用于厚度公差至关重要的地方，例如在RF应用中。已经进行了先前的尝试来解决沉积室中的温度变化的问题。然而，这样的已知方法也具有缺点。例如，一种现有方法将沉积室的可用区域限制为温度基本均匀的小区域。但是，限制室的使用效率低，并且限制了可以在室内涂覆的零件的大小或批量大小。在另一种现有方法中，使用局部加热毯在室中分配一些热量。然而，因为来自室入口的炉膛的热量和其他热源不能分配，仅室的小部分可以通过局部毯处理。其他现有方法包括在真空室内的电极台板高度处引入加热或冷却元件，以用于晶片缩放涂层和/或2D基底。但是，这种方法无法放大到更大的物体，也无法用于整个室的体积。现有的其他方法包括冷却沉积室以加速聚合过程以增加沉积速率和二聚体使用效率；但是，增加沉积速率也会降低膜厚均匀性。现在转向本专利技术的各个方面的概述，本专利技术的一个或多个实施方式通过提供一种从真空沉积室外部控制沉积的聚对二甲苯膜厚度均匀性的方法来解决现有技术的上述缺点。整个沉积室的温度，内部的和外部的，以受控且均匀的方式升高。根据一个或多个实施方式，将一个或多个加热元件施加到沉积室的表面上以在室的整个内部体积内提供基本均匀的内部温度。...

【技术保护点】
1.用于形成聚对二甲苯膜的沉积室，所述沉积室包括：/n室本体；/n将所述室本体耦合到炉膛的入口；/n将所述室本体耦合到真空泵的出口；和/n布置在所述室本体表面上的至少一个加热元件，所述加热元件被配置成在所述室本体的整个内部体积内将沉积室本体的内部温度升高到基本均匀的内部温度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180427 US 15/964,9591.用于形成聚对二甲苯膜的沉积室，所述沉积室包括：
室本体；
将所述室本体耦合到炉膛的入口；
将所述室本体耦合到真空泵的出口；和
布置在所述室本体表面上的至少一个加热元件，所述加热元件被配置成在所述室本体的整个内部体积内将沉积室本体的内部温度升高到基本均匀的内部温度。


2.根据权利要求1所述的沉积室，其中所述基本均匀的内部温度是约30℃至约40℃。


3.根据权利要求1所述的沉积室，其中所述加热元件包括加热带、流体导管架、加热毯或前述元件中的任意组合。


4.根据权利要求1所述的沉积室，其中施加到所述沉积室的所述加热元件升高至约135℃至约155℃的温度。


5.根据权利要求1所述的沉积室，其中所述基本均匀的内部温度高于室温。


6.根据权利要求1所述的沉积室，其中所述基本均匀的温度的变化小于±5℃。


7.根据权利要求1所述的沉积室，其中所述室本体的整个内部体积的温度变化小于±5℃。


8.用于形成聚对二甲苯膜的方法，所述方法包括：
将所述沉积室的内部温度升高到基本均匀的内部温度；以及
在所述沉积室内使单体前体聚合以在所述沉积室内的物体表面上形成聚对二甲苯膜。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述基本均匀的内部温度为约30℃至约40℃。


10....

【专利技术属性】
技术研发人员：阿曼达·里克曼，詹姆斯·R·史密斯，
申请(专利权)人：雷神公司，
类型：发明
国别省市：美国;US