【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真空设备的冷却装置。此外，本专利技术涉及一种用于对真空设备的冷却元件进行冷却的方法。此外，本专利技术涉及一种包括这种冷却装置的层沉积设备。
技术介绍
1、诸如原子层沉积(ald)设备和物理气相沉积(pvd)设备等的普通层沉积设备包括真空室以保持真空。样本保持器布置在该真空室中，该样本保持器在沉积过程期间保持基底或样本。其中，通常的做法是在沉积过程期间操纵样本，诸如施加偏压或使样本倾斜或将样本加热到高达400℃的高的温度。
2、特别是当样本被加热时，为了过程的下一步骤或为了从设备中取出样本，经常需要将样本冷却到基本上在至少100℃的温度以下，以便手动取出样本或避免所沉积的层在过程的随后步骤中劣化。
3、其中，立即打开真空室是不适用的，因为这肯定会导致样本中的热应力，特别是由于空气中的氧与温暖样本反应而使所沉积的层劣化，并且由于高的温度和被烧伤的风险所致甚至可能对人身有危险。因此，充分降低样本的温度以避免上述缺点变得至关重要。
4、然而，在真空室本身中，由于真空所致，不存在对流或仅存在非常少的对流，并且没有对流或仅非常少的对流可有助于样本的冷却。这导致非常长的冷却时间，取决于起始温度和/或所需的最终温度，冷却时间长达数小时。此外，不可能在如此高的温度下使用液体冷却剂，因为液体冷却剂(诸如水)在与热的样本保持器接触时会立即蒸发，这可能导致样本保持器、样本或保持器设备的损坏。
5、因此，本专利技术的目的是提供改进的冷却，从而减少相应冷却装置的冷却时间。
>技术实现思路
1、该问题通过根据权利要求1的冷却装置、根据权利要求9的用于对冷却元件进行冷却的方法以及根据权利要求15的层沉积设备来解决。
2、在本专利技术的一方面中，提供了一种用于真空设备的冷却装置。冷却装置包括冷却元件，该冷却元件具有冷却导管，该冷却导管带有入口和出口。供应管线与冷却元件的入口连接。压缩气体供应源由供应管线连接到冷却元件的冷却导管。此外，喷雾供应管线连接到供应管线，其中喷雾喷嘴连接到喷雾供应管线或插入/结合到喷雾供应管线中，以使液体冷却剂成雾状(nebulize)/雾化(atomize)液体冷却剂并将雾状的(nebulized)冷却剂供给到供应管线中。
3、因此，通过本专利技术，压缩气体用于输送雾状的/雾化的液体冷却剂。通过使用雾状的冷却剂，压缩空气和雾状的冷却剂的混合物的热容量增加，从而为冷却元件提供足够的冷却效果。同时，液体冷却剂的量足够小，使得即使冷却元件内的雾状的液体冷却剂直接蒸发，也不会对冷却元件或真空设备的任何其它元件造成损坏。因此，即使对于高的温度，也可以提供效率高的冷却，从而与对流冷却相比将冷却时间减少至十分之一或减少地更多。
4、优选地，冷却元件在冷却之前的温度在300℃以上，更优选地在400℃以上，且最优选地在500℃以上。
5、优选地，冷却元件包括电阻加热器，以便实现冷却元件的高的温度。
6、优选地，冷却元件包括样本保持器，或者附接/直接附接到真空设备的样本保持器。可替代地或额外地，冷却元件在冷却设备内被构建为挡板，以便引导或以其它方式影响真空设备中的沉积过程。
7、优选地，由喷雾喷嘴使成雾状的液体冷却剂包括水、乙二醇或水和乙二醇的混合物。
8、优选地，压缩气体是空气或氮气。优选地，压缩气体的压力在3至8巴之间，且更优选地在4至6巴之间。其中，压缩气体的压力在喷雾供应管线的压力以下。
9、优选地，喷雾喷嘴是针阀，以便使喷雾供应管线中的液体冷却剂成雾状。
10、优选地，喷雾供应管线具有入口阀，其中入口阀被配置成随着冷却元件的温度降低而增加雾状的液体冷却剂。由于随着冷却元件的温度降低，更多量的雾状的液体冷却剂可以被供给通过冷却元件的冷却导管，而不会在与冷却元件接触时产生由蒸发引起的不利影响，因此由喷雾喷嘴使成雾状的液体冷却剂的量被增加以便增加冷却元件的冷却效果。
11、优选地，喷雾供应管线的压力是可控的，以随着冷却元件的温度降低而增加。换句话说，为了增加压缩气体和雾状的冷却剂的混合物中雾状的冷却剂的量，喷雾供应管线与压缩气体之间的压力差增加，从而如果由冷却元件的高的温度引起的不利影响不存在，则冷却效果进一步提高。
12、优选地，喷雾供应管线具有入口阀，其中入口阀被配置成增加入口阀的至少部分打开位置与入口阀的关闭位置之间的占空比，以随着冷却元件的温度降低而增加雾状的液体冷却剂。因此，入口阀在短间隔内被打开和关闭。其中打开和关闭入口阀的完整间隔优选地在0.5秒和10秒之间，更优选地在1秒和5秒之间，且最优选地在2秒和3秒之间。其中，例如，如果冷却元件具有高的温度，则入口阀至少部分打开达第一时间量，以及，如果冷却元件的温度是降低的，则入口阀打开达第二时间量。其中，第一时间量优选地在0.1秒和3秒之间，更优选地在0.2秒和2秒之间，且最优选地在0.3秒和1秒之间。
13、优选地，喷雾喷嘴是入口阀。因此，通过喷雾喷嘴本身，不需要额外的阀就可以控制雾状的液体冷却剂的量。
14、优选地，冷却剂供应管线连接到该供应管线以向冷却元件供应液体冷却剂。其中，冷却剂供应管线包括冷却剂入口阀，该冷却剂入口阀被配置成在阈值温度以下时打开并且在该阈值温度以上时关闭。其中，如果冷却元件的温度在该阈值温度以下，则可以通过冷却剂供应管线向冷却元件供应液体冷却剂，并且如果冷却元件的温度在该阈值温度以上，则防止向冷却元件供给液体冷却剂。特别地，该阈值温度在液体冷却剂的沸点以下。其中，特别地，液体冷却剂可以是由喷雾喷嘴使成雾状的相同液体冷却剂，或者可以是不同的液体冷却剂。
15、因此，通过根据本专利技术的冷却装置，液体冷却剂被使成雾状或被雾化，并且与来自压缩气体供应源的压缩气体一起并且由该压缩气体输送而被提供到冷却元件。因此，通过雾状的冷却剂和压缩气体的混合物提供了冷却元件的效率高的冷却，减少了冷却元件的冷却时间。
16、在本专利技术的一方面中，提供了一种用于对真空设备的冷却元件进行冷却的方法。该方法包括以下步骤：
17、-向冷却元件提供压缩气体，以及；
18、-通过压缩气体向冷却元件提供雾状的液体冷却剂。
19、因此，通过压缩气体流，雾状的液体冷却剂被输送到冷却元件并且在那里对冷却元件进行冷却，即使是从优选地在300℃以上，更优选地在400℃以上，且最优选地在500℃以上的高的温度。
20、优选地，雾状的冷却剂的量随着冷却元件的温度降低而增加。因此，随着冷却元件的温度降低，压缩气体流和雾状的冷却剂中的雾状的冷却剂的量增加，从而提高冷却元件的冷却效率。
21、优选地，待使成雾状的液体冷却剂的压力随着冷却元件的温度降低而增加。因此，更多的液体冷却剂被使成雾状并提供给冷却元件。
22、优选地，随着冷却元件的温度降低，提供雾状的冷却剂的喷雾供应管线的入口阀进一步打开，以便随着冷却元件的温度降低本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于真空设备的冷却装置，所述冷却装置包括：
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述冷却元件包括样本保持器或被构建为挡板。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其中，所述喷雾喷嘴是针阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾供应管线具有入口阀，其中，所述入口阀被配置成随着所述冷却元件的温度降低而增加所述雾状的液体冷却剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾供应管线的压力是可控的，以随着所述冷却元件的温度降低而增加。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾供应管线具有入口阀，其中，所述入口阀被配置成增加所述入口阀的至少部分打开位置与所述入口阀的关闭位置之间的占空比，以随着所述冷却元件的温度降低而增加所述雾状的液体冷却剂。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾喷嘴是所述入口阀。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷却装置，其中，冷却剂供应管线连接到所述供应管线以向所述冷却元件供应液体冷却剂，
9.一种用于对真空设备的冷却元件进行冷却的方法，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述雾状的冷却剂的量随着所述冷却元件的温度降低而增加。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，待使成雾状的液体冷却剂的压力随着所述冷却元件的温度降低而增加。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，随着所述冷却元件的温度降低，喷雾供应管线的入口阀进一步打开。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，随着所述冷却元件的温度降低，喷雾供应管线的入口阀在占空比中打开更长时间。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，在所述冷却元件的阈值温度以下，向所述冷却元件提供液体冷却剂，其中优选地，所述阈值温度在所述液体冷却剂的沸点以下。
15.一种层沉积设备，所述层沉积设备包括：真空室；布置在所述真空室中的样本保持器；以及沉积模块，其中，所述样本保持器包括根据权利要求1至8中任一项所述的冷却装置。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于真空设备的冷却装置，所述冷却装置包括：
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述冷却元件包括样本保持器或被构建为挡板。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其中，所述喷雾喷嘴是针阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾供应管线具有入口阀，其中，所述入口阀被配置成随着所述冷却元件的温度降低而增加所述雾状的液体冷却剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾供应管线的压力是可控的，以随着所述冷却元件的温度降低而增加。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾供应管线具有入口阀，其中，所述入口阀被配置成增加所述入口阀的至少部分打开位置与所述入口阀的关闭位置之间的占空比，以随着所述冷却元件的温度降低而增加所述雾状的液体冷却剂。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的冷却装置，其中，所述喷雾喷嘴是所述入口阀。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷却装置，其中，冷却剂供应管线连接到所述供应管线以向所述冷却元件供应液体冷却剂，其中，所述冷却剂供应管线包括冷却剂入口阀，所述冷却剂入口阀被配置...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·布克哈特，J·科波尔德，J·威廉姆斯，
申请(专利权)人：莱宝有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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