细长的气体分配系统技术方案

描述一种用于等离子沉积或等离子清洁设备中的细长的气体分配系统。该系统以堆叠细长板条的形式设备。所述板条中铣有凹槽，这些凹槽在板条彼此上下堆叠后便形成通道。这种设置是特别灵活的设计，可供精细分叉的气体分配树状结构之用。还可以在气体分配系统内部或其上装有气流控制装置，比如阀或叶片。通过根据等离子体、沉积层或清洁的基片反馈参数的输入对气流控制装置的驱动，实现气体分配系统的快速反应。此外，某些板条可用于结合冷却回路，以便冷却细长的气体分配系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于安装在等离子设备中的细长的气体分配系统。
技术介绍
利用真空相关喷涂工艺对大面积基片进行处理的技术显得极为重要。例如，在大型真空设备中联机处理大面积窗格玻璃正变得越来越重要，因为它使建筑玻璃能装修成具有譬如低辐射率或防污的涂层。在这些喷涂设备中，基片被输送经过垂直于输送方向定位的细长喷涂源。该喷涂源优选是旋转喷涂靶极(target)，在其表面保持有被磁场约束的等离子体轨道(racetrack)。等离子体是通过惰性气体、尤其是氩的电离作用产生的。由于负偏压被施加于靶极，因此电离后的氩原子对靶极表面进行撞击，从而从靶极发射出靶原子。随着发射出的原子撞击基片的表面，涂层开始形成。当比如氧气或氮气这类活性气体(除惰性气体之外、乃至替代惰性气体)在处理期间被施加时，只要这些气体与碰撞的靶原子发生反应，复合层便将形成。除了沉积涂层之外，等离子体还可以用于清洁表面。这样应用时，基片被保持为负偏压，而氩离子的碰撞作用清除掉表面上的污染物。这种等离子清洁方式在难以涂敷聚合物(PTFE、PVDF等)的预处理领域以及在进一步处理之前从钢板清除掉有机污染物的领域正在不断获得进展。在上述两种应用中，处理气体必须输送到真空设备中。由于设备被设计得日益多种多样，所以气体的分配正在成为重要的问题。事实上，当等离子气体仅在靶极一侧输送时，另外一侧将缺乏气体。该问题更为突出之处在于对处理过程中反应掉的气体进行活性气体供应。在靶极一侧输送气体会导致复合膜在化学计量上沿着基片宽度有所变化，因为气体在扩散至另外一侧的同时被消耗。现有技术设备中的气体分配系统由管制成。最早描述的装置之一是一种管，该管具有固定间距沿着靶极延伸的小孔(参见US5,096,562)。US4,849,087描述了一种预混合气体通过供气支管进行分配的系统，该供气支管后面有多个管并在细长的平面靶极附近以喷嘴结束。经过各个管的气流受到外部阀的控制，该外部阀由来自沉积膜的反馈信号驱动。德国专利申请DE4412541描述了一种气体入口装置，其特征在于，沿着平面靶极设置的气体入口与各个出口孔之间的流阻值相等。但并未描述必须实施上述气体装置的结构特征。这种装置的优点已经由Milde等人在“真空涂料器学会”第44届年度技术会议论文集(ISSN0737-5921，第204页)“用于大面积线性磁控管喷涂源的气体入口系统”一文中计算出来。现有技术的气体分配系统存在的问题有以下四个方面·当腔室中需要气流改变时，在控制阀改变流到腔室出口孔之前要花费一段时间，由此导致信号与响应之间的时间延迟。·对于每个处理气体必须安装不同的气体分配系统，这样导致设备的成本增加。·当沿着靶极宽度需要输送有差别的气体时，必须安装一个以上的独立气体分配系统(例如三个左侧、中间、右侧)，这样导致气体分配系统的成本增加。·尤其是在等离子清洁设备的情况下，由于作为阳极来使用，气体分配系统会变得非常热。于是这种气体分配系统必须独立地进行冷却，以防止分配系统变形。此外，在喷涂设备中，当气体分配系统例如位于等离子体附近时，该气体分配系统的冷却才变得合乎要求。由于不满意于现有技术所用的气体分配系统，本专利技术人另辟途径研究实施一种细长的、快速反应易于控制且可进行冷却的气体分配系统，该系统便于沿着设备宽度输送有差别的气体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的等离子沉积或等离子清洁设备中细长的气体分配系统的问题。本专利技术的另一目的是提供一种细长的气体分配系统，在该系统中不同的处理气体可以通过单个装置进行分配。本专利技术的又一目的是在设备全部宽度提供有差别的气体供应。本专利技术的再一目的是提供一种在气体供应量和改变有差别的气体输送方面的快速反应气体分配系统。本专利技术还有一目的是提供一种其中具有整体式冷却系统的气体分配系统。本专利技术的第一方面涉及权利要求1的组合特征。这里，对一种用于安装在等离子沉积或等离子清洁设备中的细长的气体分配系统提出权利要求，该系统包括至少一个入口和至少一个系列的出口，所述系列出口中的每一个均与所述入口之一相对应。一系列出口意味着至少有两个出口，但优选更多。最优选为大约100个出口。所述出口是气体流入设备真空室的孔。可以预见，这些孔具有装配在孔中的可更换排气喷嘴。当后面从系列中单个出口的气体跟着返回路径时，将总是到达属于该系列每个出口的相同入口。沿着基本垂直于基片运动的方向和基本平行于细长靶极的方向，该系列出口布置成细长的行列。一个系列出口可以跨越设备的整个宽度，例如用于输送惰性气体。或者不同系列的出口可以布置成单个行列，例如在设备的左侧、中间和右侧输送。这对于输送活性气体是优选的设置，因为它便于在整个设备宽度输送有差别的气体，因此便于控制整个基片宽度的膜组分。当然，可以将三个以上的系列出口排列成一行，其限度也必须由容纳在气体分配系统上的入口数量来确定。本专利技术的特征在于构造气体分配系统的方式。该系统包括一系列的板条，其长度与设备宽度基本相等。该长度任何地方均可在0.30m到10m之间。板条的厚度取决于气体分配系统所用的空间以及将要获得的气体总流量。实际上，该厚度通常将在1mm到70mm之间。板条的宽度由必须要克服的跨度以及必须要获得的总气体流型确定。通常，该宽度将在1cm到30cm之间。板条的数量取决于入口数量和/或必须输送至真空室的处理气体的数量。实施本专利技术需要至少两个板条。由于所述气体分配系统基本上是细长的，因此，该系列出口孔以长度尺寸布置。气体出口系列优选布置在由板条长度和厚度尺寸形成的侧上。另外一种可能性是，气体出口系列成数排喷出气体，这些出口布置在堆叠件的两个最外部板条之一的外侧(长×宽)。板条由具有气密性、强度-重量比、耐用性和抗热性的正确组合的适当材料制成。对于某些情况来说，良好的电导率可能是重要的，例如在气体分配系统可能充当阳极的等离子清洁操作中。在其他情况下，具有隔离的气体分配系统，例如为防止形成电弧可能是有益的。同样，如果等离子体在气体分配系统附近形成，磁性也可能是重要的。根据其磁性，可使气体分配系统为中性(磁导率与其接近)或为铁磁性(因此该材料对可能连接到气体分配系统的磁铁的磁力线进行引导)。已经发现，铝和不锈钢制的板条是实用的材料。高性能的聚合物，象FlametecTMKytecPVDF(聚偏二氟乙烯)或ECTFE(乙烯与三氟氯乙烯的共聚物)，没有耗损相对结实、电绝缘且化学性质不活泼的材料也是可以使用的。复合材料同样可以设想采用。每个所述板条具有第一侧和第二侧。侧表示由长度和宽度尺寸形成的表面。这些侧的至少一个上面具有凹槽。该凹槽被构造成当板条彼此上下堆叠时形成通道。每个所述通道将所述入口之一与相对应的系列出口相连接。所述凹槽可以通过下列任何一种适当的工序来制出制造凹槽最为优选的方式是用半圆形或U形的铣镗头进行铣削。最方便的是使用数控操纵的铣床，这种铣床能铣出图形非常复杂的凹槽，从而形成绝不可能通过传统制管法完成的通道。·与上述相类似的方法是采用选择性蚀刻法，不过，该方法由于板条的尺寸而不太优选。·还可利用液压机将合适的成形杆连续压入板条来制成凹槽。所述杆必须要比板条的材料硬得多。所需图形也可通过待压印的图形负片一次性获得。当然，该负片也必须硬于板条材料。·凹槽还可通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安装在等离子沉积或等离子清洁设备中的细长的气体分配系统，其包括：至少一个入口，以及至少一个系列的出口，所述系列出口中的每一个与所述入口之一相对应；其特征在于，所述细长的气体分配系统包括：堆叠的板条，所述板条具有第一侧和第二侧，所述侧中的至少一个具有凹槽，使得当板条彼此上下堆叠时，形成通道，所述通道将所述至少一个入口连接到所述对应的系列出口上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-10-11 04104976.81.一种用于安装在等离子沉积或等离子清洁设备中的细长的气体分配系统，其包括至少一个入口，以及至少一个系列的出口，所述系列出口中的每一个与所述入口之一相对应；其特征在于，所述细长的气体分配系统包括堆叠的板条，所述板条具有第一侧和第二侧，所述侧中的至少一个具有凹槽，使得当板条彼此上下堆叠时，形成通道，所述通道将所述至少一个入口连接到所述对应的系列出口上。2.如权利要求1所述的细长的气体分配系统，其中，所述凹槽被切割贯穿所述板条。3.如权利要求1或2中任一项所述的细长的气体分配系统，其中，所述板条中的至少一个具有孔，所述孔用于将所述板条一的侧上的所述凹槽连接到板条的另一侧上的凹槽上。4.如权利要求1或3中任一项所述的细长的气体分配系统，该系统还包括气流控制装置，以对流经所述通道中的至少一个的气流进行控制，所述气流控制装置被安装在所述堆叠的板条之上或其中。5.如权利要求4所述的细长的气体分配系统，其中，所述气体控制装置通过遥控的电动驱动系统、机械驱动系统或气动驱动系统可以调节。6.如权利要求4或5中任一项所述的细长的气体分配系统，其中，所述气流控制装置是阀或叶片。...

【专利技术属性】
技术研发人员：A布隆迪尔，W德博斯谢尔，P戈德里斯，I范德皮特，
申请(专利权)人：贝卡尔特先进涂层公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]