Cvd反应器的具有重量减小的排气板的进气机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种设备，用于实施CVD处理过程，所述设备具有进气机构(2)，所述进气机构(2)布置在反应器壳体(1)中并且具有朝向处理室(3)的排气板(8)，所述排气板(8)具有多孔材料和多个排气孔(9、9′)，通过布置在所述进气机构(2)中的气体分配室(7、21、26)为所述排气孔(9、9′)供给处理气体。为了从制造技术上改进具有较大涂层面的进气机构、尤其用于CVD反应器的进气机构，在此建议，多孔材料构成所述排气板(8)的芯件(12)，所述芯件(12)的与处理气体接触的表面区段被封装。
【专利说明】CVD反应器的具有重量减小的排气板的进气机构
[0001]本发明涉及一种设备，用于实施CVD(化学气相沉积)处理过程，所述设备具有进气机构，所述进气机构布置在反应器壳体中并且具有朝向处理室(3)的排气板，所述排气板具有多孔材料和多个排气孔，通过布置在所述进气机构中的气体分配室为所述排气孔供给处理气体。
[0002]由文献DE10 2006 018 515 Al已知一种CVD反应器，其中，进气机构的朝向处理室的下部板，为了使处理气体进入处理室而由多孔体构成。在多孔体上方具有排气机构的水冷的下部壁。
[0003]文献WO 2012/175124描述了一种用于CVD反应器的处理气体源，其中使用了固体泡沫。
[0004]文献EP I 869 691 BI描述了一种类似于DE 102 11 442 Al的发挥分散器作用的固体泡沫，所述固体泡沫安置在进气机构上。
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，对具有较大涂层面积的进气机构、尤其是CVD反应器的进气机构在制造技术上进行改进。
[0006]所述技术问题通过权利要求中给出的发明解决。
[0007]首先并且主要规定，排气板具有多孔的芯件，所述芯件的与处理气体接触的表面区段被封装(Versiegeln)。表面的封装可以是涂层。所述涂层可以由陶瓷或金属材料制成。所述涂层可以由涂覆在排气板的宽侧面上的薄板构成。构成芯件的多孔体的两个相互背离指向的宽侧面尤其分别被气密的薄板或薄膜涂覆。而且排气孔的壁也通过这种方式被封装。所述封装使得多孔体在封装的区域中的孔隙被封闭。这种设计的结果还提供了一种排气板，所述排气板具有比传统由实心材料制成的排气板明显更小的重量。排气板的宽侧面直接面向处理室。排气板构成处理室顶。排气板的相互对置的宽侧面向进气机构并且可以尤其构成进气机构内部的气体分配室的壁部或进气机构内部的冷却室的壁部。利用这样构成的排气板，可以对大面积的排气板所具有的因受到重力影响而向下变形的趋势产生抵消作用。根据本发明的排气板的“三明治结构”避免了排气板在中心区域处的下垂，在所述三明治结构中使用了较为轻质的泡沫体。所述涂层可以借助陶瓷粘合剂涂覆在多孔的基体的两个宽侧上。排气孔的壁部的涂层可以由套筒构成。为此在多孔的芯件从两侧被封装之后，可以在排气板中开出大量孔，由金属或陶瓷构成的套筒可以插入所述孔中。在此还可以利用陶瓷粘合剂实现连接。两个分别封装宽侧的层优选由相同的材料制成。封装这样进行，以至于没有处理气体能够进入多孔的芯件的空腔内。然而还可以规定，适宜地对多孔体的表面的区域不进行封装，由此当设备应用于真空过程时可以产生压力补偿。尤其规定，沿着排气板的轮廓延伸的窄侧未被封装或不具有封装的区段，从而使气体可以进入多孔体中或从多孔体中排出。芯件的材料优选是固体泡沫。所述固体泡沫可以由碳、例如石墨构成。固体泡沫也可以由陶瓷材料、例如碳化硅构成。多孔体是耐热且开孔的。固体泡沫具有约为每英寸100孔的孔隙率。所述孔不规则地延伸穿过固体。所述孔构成网状结构。构成排气板的芯件的固体泡沫可以是导电的。这在排气板应被调温时是特别有利的。在排气板上可以安装呈接触面形式的电极，通过所述接触面可以将电压施加在排气板上，从而使电流能够通过排气板导通。这导致对排气板的加热。接触面可以由宽侧涂层构成。宽侧涂层则可以由能导电的材料制成并且不相互连接。窄侧的涂层则可以由不导电、例如陶瓷材料制成。然而接触面也可以配属于窄侧。在此情况下，宽侧涂层由不导电或导电性能差的材料、例如陶瓷材料制成。封装例如可以在真空条件下完成，从而使固体泡沫的整个表面区段被封装。这导致了，在真空条件下使用根据本发明设计的进气机构时，在固体泡沫内部不形成压力聚集。涂层可以通过涂覆固体(例如薄膜)、通过安插套筒或类似装置实现。然而还可以规定，以电镀方式进行涂层，例如在电镀槽或通过CVD处理的方式进行涂覆。关键在于，芯件的孔被封闭。多孔的芯件的CVD封装尤其通过碳化硅层在碳化硅固体泡沫上的涂覆实现。根据本发明的一种变型方式规定，进气机构具有排气板，所述排气板具有排气孔，通过所述排气孔可以使彼此不同的处理气体进入处理室中。在此，多个排气孔分别相应地配属于不同的气体分配室。不同的气体分配室则为不同的排气孔供气。此外还设有气体分配通道，所述气体分配通道分别为多个排气孔供气。气体分配通道优选分别在排气板内部延伸。可以规定两个相互间非流体连通的气体分配室，所述气体分配室由彼此独立的输入管路供气。每个气体分配室都为大量的排气孔供气。配属于彼此不同的气体分配室的排气孔可以成排地相邻布置。可以分别为每一排配置一个气体分配通道。自气体分配通道的底部面可以引出通入排气板的排气面的管道。气体分配室可以优选完全布置在排气板的腔体内部。所述腔体在排气板的两个宽侧面之间延伸。气体分配室可以由多个梳齿状或栅格状布置的气体分配通道构成。在所述气体分配通道之间可以延伸有与布置在排气板上方的气体分配室流体连通的气体分配通道。所述气体分配通道可以设计为开放槽，所述开放槽的底部能够通过管道与排气面相连。然而气体分配通道也可以设计为封闭槽，例如所述槽可以被金属层封闭。在相邻的气体分配通道之间可以具有多孔的芯件的材料。
[0008]以下结合附图对本发明的实施例进行阐述。在附图中:
[0009]图1示出CVD反应器的壳体的横截面，其中，仅适应性示出主要功能元件；
[0010]图2示出第一实施例在图1中的剖面II;
[0011]图3不出第二实施例根据图2的视图；
[0012]图4示出第三实施例根据图1的视图；
[0013]图5示出图4中的剖面V;
[0014]图6不出第四实施例根据图2的视图；
[0015]图7示出沿图8的剖切线VI1-VII穿过第五实施例的排气机构2的横截面;和
[0016]图8示出沿图7的剖切线VII1-VIII的剖面。
[0017]在图1中所示的CVD反应器具有壳体I，所述壳体使壳体的内部相对于环境气密地封闭。在CVD反应器I的内部具有进气机构2。进气机构是构成空腔的部分。所述空腔构成了气体分配室7，通过输入管路15从外部为所述气体分配室供应处理气体。在图1中仅示出一个气体分配室7。在未示出的实施例中可以存在多个气体分配室，所述气体分配室相互独立，并且能够通过相应的输入管路将彼此不同的处理气体输入所述气体分配室。
[0018]进气机构2具有排气板8。所述排气板8具有大量排气孔9，所述排气孔喷淋头状地布置。通过排气孔9可以使输入气体分配室7中的处理气体排出。气体分配室7由此为大量布置在栅格网点上的排气孔9供气。
[0019]如果设有多个气体分配室，则每个气体分配室都与为每个气体分配室配设各自的排气孔9相连，处理气体可以通过这些排气孔流入布置在进气机构2下方的处理室3中。
[0020]在未示出的实施例中，紧邻排气板8上方设置有冷却室，冷却剂、例如水可以穿流过所述冷却室。在这种实施例中，排气板8的朝向进气机构2的宽侧面构成所述冷却室的壁部。
[0021]在图1所示的实施例中，排气板8的朝向进气机构2的壁部构成气体分配室7的内壁。
[0022]气体分配室7的内部具有导气板，所述导气板对于气体的均勾分配和构成自排气孔9的均匀的气体排出流是有必要的。
[0023]排气板8沿水平面延伸。在布置在排气板8下方的水平面中具有基座4，所述基座由石墨(尤其覆层的石墨)、钼或其他合适的材料制成。在所述基座4上放置待覆层的基板9。
[0024]在基座4下方具有加热装置6。加热装置可以是电阻加热器或射频加热器。利用所述加热装置6可以将基座4加热至处理温度，由排气孔9导入处理室3中的处理气体可以在所述处理温度下热解或相互反应，从而在基板5上沉积薄且均匀的层。
[0025]图4和图1一样单纯示意性示出OVPD(有机气相沉积)反应器的结构，其具有壳体1、布置在所述壳体中的进气机构2和用于容纳一个或多个待覆层的基板5的基座4。在OVPD系统中沉积用于制造OLED面板的有机层。这主要通过凝结过程完成，其中，基板5放置在冷却的基座4上。为此，基座4具有冷却室，例如呈冷却通道20形式的冷却室，通过所述冷却通道使液态的冷却介质流通经过基座4。进气机构2在该实施例中被加热。尤其规定，排气板8被电阻加热。排气板为此可以由导电的材料制成，通过所述导电的材料可以使电流导通。
[0026]排气板8在该实施例中仅在其边缘处与进气机构2相连。为了避免排气板8的中心区域向下垂，根据本发明的排气板8以轻质结构技术构成。排气板由具有较小密度的芯件构成，所述芯件的与处理气体接触的表面区段被封装，其中，这样进行封装，从而由封装所使用的材料构成连续的表面。在所述实施例中，两个相互背离指向的宽侧10、11被连续封装。此外，排气孔9的壁部配置有封装层13。
[0027]基座4的底面与排气板8的底面相同，可以为数平方米。基座4和排气板8的底面可以是圆形、多边形、例如正方形。
[0028]在图2、3、5和6所示的实施例中，排气板8由芯件12构成，所述芯件由耐热的多孔材料制成。多孔材料在此可以是具有孔隙密度约为每英寸100孔的固体泡沫。可以使用具有孔隙密度为每英寸50至200孔的固体泡沫。多孔材料是由碳化硅或石墨制成的开孔的固体泡沫。然而所述固体泡沫也可以由合适的其他陶瓷材料或金属制成。涂层10、11、13可以通过CVD涂层形成，例如可以在CVD处理中利用碳化娃或金属为泡沫体表面覆层，从而使孔被封闭。这优选在真空条件下完成。
[0029 ]在图2所示的实施例中使用薄板，以便构成封装层1、11。在此可以涉及金属板，然而也可以涉及陶瓷板。所述板利用陶瓷的、耐热的粘合剂与多孔体12相连。
[0030]排气孔通过穿孔形成。穿孔的壁部随后利用封装材料、例如金属层13被封装。
[0031]在图3所示的第二实施例中，由多孔材料制成的芯件12的宽侧面分别通过薄至数微米厚的层10、11被覆层。所述层可以是薄膜层。然而所述层10、11也可以以电镀方式或通过CVD方法被涂覆。所述层可以厚至一厘米。排气板的总面积以为5m2至更多。
[0032]在此，排气孔9通过穿孔形成，在固体泡沫12的两个宽侧面被封装之后才制成所述穿孔。在预制好的穿孔中插入套筒14。所述套筒可以具有沿径向向外指向的凸缘。凸缘端部例如通过陶瓷粘合剂与端面封装部相连，从而形成气密的连接。
[0033]所述封装在真空条件下完成。尤其规定，排气板8的整个表面区段被封装，从而使泡沫体内部气密地与外界封闭。由此可以不使气体自外进入多孔的芯件的孔隙。然而还规定，适宜地不封装排气板8的表面区段，从而可以通过未封装的区域进行压力补偿。由此可以实现的是，在压力交换的情况下，气体可以进入排气板8中或从排气板8中逸出。
[0034]图5和图6所示的实施例示出了排气板8，所示排气板能够借助电流被加热。在图5所示的实施例中，两个宽侧面10、11由导电材料、例如金属制成。两个相互对置的宽侧涂层
11、12由此构成接触面。其通过电镀方式相互隔离。宽侧涂层10与连接触点16相连，并且宽侧面11与连接触点17相连。在两个连接触头16、17上可以施加加热电压UH。这使得电流穿过例如由石墨泡沫构成的排气板8，从而加热排气板。
[0035]在图6所示的实施例中，两个宽侧涂层10、11由不导电的材料、例如陶瓷制成。在两个相互对置的窄侧面上安装由金属制成的接触面18、19。所述接触面18、19大体上在各个窄侧面的整个长度上延伸。接触面18、19设置有连接触点16、17，从而能够在排气板8上施加加热电压UH。这使得流经排气板8的电流并且对排气板8加热。
[0036]在图7和图8所示的第五实施例中，进气机构2具有非相互流通连接的输入管路15、30。输入管路15为布置在排气板8上方的气体分配室7供气。气体分配室7与槽状的气体分配通道21相连，所述气体分配通道21在排气板8内部延伸。气体分配通道21的深度可以为零，从而使气体分配通道21的侧壁22具有为零的高度并且气体分配通道21的底部23与金属层10齐平，所述金属层使多孔的芯件12与气体分配室7隔绝。然而在该实施例中，气体分配通道21延伸进排气板8的约一半的材料厚度，所述排气板的厚度主要由多孔的芯件12构成而且排气板的宽侧面10、11具有金属层。
[0037]在每两个在进气机构2的整个宽度上延伸的气体分配通道21之间延伸有相对于气体分配室7封闭的气体分配通道26。气体分配通道21在端部侧被窄壁25封闭，相较而言，整个气体分配通道26以其窄侧的端部相互连接。这通过沿进气机构2的外壁31延伸的横向通道实现。通道系统构成了第二气体分配室7'，通过输入管路30或30'为所述第二气体分配室供给处理气体。具有矩形横截面的气体分配通道21、26具有两个相互间隔的侧壁22、27，所述侧壁相互平行并且与相应的另一个气体分配通道26、21的侧壁27、22平行地延伸。气体分配通道21、26构成底部面23、28，所述底部面分别通过多个管道29与排气板的排气面相连。
[0038]成排布置的排气孔9由此与气体分配通道21流通连接并且排气孔Y与气体分配通道26流通连接。而且排气板8在此具有由多孔材料制成的芯件，并且仅宽侧面10、11由金属板制成。
[0039]在图7和图8所示的实施例中，两个与不同的气体分配室相连的气体分配通道26、21相互交替。而且还规定，三个或多个分别与不同气体分配室相连的气体分配通道相互交替，从而不仅能将两种相互不同的气体通过相互不同的排气孔9、Y导入处理室，而且能将两种以上相互不同的处理气体分别通过为其单独配置的排气孔导入。
[0040]上述实施方式用于阐述总体包含在本申请中的发明，所述发明分别通过以下技术特征创造性地改进了现有技术，也即:
[0041]—种设备，其特征在于，多孔材料构成所述排气板8的芯件12，所述芯件12的与处理气体接触的表面区段被封装。
[0042]一种设备，其特征在于，与处理气体接触的表面区段通过涂层、尤其陶瓷层或金属层被封装。
[0043]一种设备，其特征在于，所述排气板8的两个相互背离指向的宽侧面10、11被封装，从而使所述芯件12的孔隙被封闭。
[0044]一种设备，其特征在于，由穿孔构成的排气孔9的壁部13被封装，使得所述排气板8的芯件12的孔隙被封闭，或者所述排气板8的芯件12的表面区段不被封装，从而在压力交变时使气体能够进入所述排气板8或从所述排气板8逸出。
[0045]—种设备，其特征在于，所述芯件12的材料是固体泡沫、尤其由碳、石墨或碳化硅或金属制成的固体泡沫，或者所述芯件12由耐热材料制成。
[0046]—种设备，其特征在于，导电的芯件12具有由导电材料制成的接触面10、11; 18、19，所述接触面10、11 ； 18、19与连接触点16、17相连，加热电压Uh能够施加在所述连接触点
16、17上，以便加热所述进气机构2。
[0047]一种设备，其特征在于，所述芯件12是开孔的固体泡沫，其具有每英寸数百孔的孔隙率。
[0048]一种设备，其特征在于，所述排气孔9、Y的壁部由插入穿孔中的套筒14或管24、29构成。
[0049]一种设备，其特征在于，在所述排气板8的两个被封装的宽侧中，向下朝向的宽侧面11构成所述处理室3的顶，并且向上朝向的宽侧面10构成气体分配室7的壁部。
[0050]一种设备，其特征在于，所述设备设有气体分配通道21、26，所述气体分配通道21、26在所述排气板8中延伸并且分别为多个排气孔9、9'供气。
[0051]—种设备，其特征在于，至少两个非相互流通连接的、由分隔的输入管路15、30供气的气体分配室与彼此不同的排气孔9、Y流通连接。
[0052]一种设备，其特征在于，在所述进气机构2的整个长度上延伸的气体分配通道21、26成排地相邻延伸。
[0053]—种设备，其特征在于，直接相邻布置的气体分配通道21、26配属于彼此不同的气体分配室7、7、使得不同的处理气体能够彼此独立地向所述处理室中供给。
[0054]—种设备，其特征在于，直接相邻布置的气体分配通道21、26配属于彼此不同的气体分配室7、7、使得不同的处理气体能够彼此独立地向所述处理室中供给。
[0055]一种设备，其特征在于，气体分配室7'布置在所述排气板8的由排气板8的宽侧面
10、11限定边界的腔室内。
[0056]所有公开的特征(本身及其相互组合)都有发明意义或发明价值。在本申请的公开文件中，所属/附属的优先权文本(在先申请文件)的公开内容也被完全包括在内，为此也将该优先权文本中的特征纳入本申请的权利要求书中。从属权利要求的特征都是对于现有技术有独立发明意义或价值的改进设计，尤其可以这些从属权利要求为基础提出分案申请。
[0057]附图标记清单
[0058]I反应器壳体
[0059]2进气机构
[0060]3处理室[0061 ]4基座
[0062]5基板
[0063]6加热装置
[0064]U'气体分配室
[0065]8排气板
[0066]9、Y排气孔
[0067]10宽侧(面)，宽侧涂层
[0068]11宽侧(面)，宽侧涂层
[0069]12芯件，泡沫体
[0070]13壁部，(封装)层
[0071]14套筒
[0072]15输入管路
[0073]16连接触点
[0074]17连接触点
[0075]18接触面
[0076]19接触面
[0077]20冷却通道
[0078]21气体分配通道
[0079]22壁部
[0080]23底部
[0081]24管道
[0082]25窄壁
[0083]26气体分配通道
[0084]27壁部
[0085]28底部
[0086]29管道
[0087]30^307输入管
[0088]31壁部
[0089]Uh加热电压
【主权项】
1.一种用于实施CVD处理过程的设备，所述设备具有布置在反应器壳体(I)中的进气机构(2)，所述进气机构(2)具有朝向处理室(3)的排气板(8)，所述排气板(8)具有多孔材料和多个排气孔(9、9/)，通过布置在所述进气机构(2)中的气体分配室(7、21、26)为所述排气孔(9、Y )供给处理气体，其特征在于，多孔材料构成所述排气板(8)的芯件(12)，其与处理气体接触的表面区段被封装。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，与处理气体接触的表面区段通过涂层、尤其陶瓷层或金属层被封装。3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述排气板(8)的两个相互背离指向的宽侧面(10、11)被封装，从而使所述芯件(12)的孔隙被封闭。4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，由穿孔构成的排气孔(9)的壁部(13)被封装，使得所述排气板(8)的芯件(12)的孔隙被封闭，或者所述排气板(8)的芯件(12)的表面区段不被封装，从而在压力交变时使气体能够进入所述排气板(8)或从所述排气板(8)逸出。5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述芯件(12)的材料是固体泡沫、尤其由碳、石墨或碳化硅或金属制成的固体泡沫，或者所述芯件(12)由耐热材料制成。6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，导电的芯件(12)支撑着由导电材料制成的接触面(10、11; 18、19)，所述接触面(10、11; 18、19)与连接触点(16、17)相连，加热电压(Uh)能够施加在所述连接触点(16、17)上，以便加热所述进气机构(2)。7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述芯件(12)是开孔的固体泡沫，其具有每英寸上百孔的孔隙率。8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述排气孔(9、90的壁部由插入穿孔中的套筒(14)或管(24、29)构成。9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述排气板(8)的两个被封装的宽侧中，向下朝向的宽侧面(11)构成所述处理室(3)的顶，并且向上朝向的宽侧面(10)构成气体分配室(7)的壁部。10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备设有气体分配通道(21、26)，所述气体分配通道(21、26)在所述排气板(8)中延伸并且分别为多个排气孔(9、.9Q供气。11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，至少两个非相互流通连接的、由分隔的输入管路(I5、30)供气的气体分配室(7、7')与彼此不同的排气孔(9、Y )流通连接。12.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在所述进气机构(2)的整个长度上延伸的气体分配通道(21、26)成排地相邻延伸。13.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，直接相邻布置的气体分配通道(21、26)配属于彼此不同的气体分配室(7、70，使得不同的处理气体能够彼此独立地向所述处理室中供给。14.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，气体分配室(7Q布置在所述排气板(8)的由排气板(8)的宽侧面(10、11)限定边界的腔室内。15.—种设备，其特征在于上述权利要求中任一项所述的一个或多个技术特征。
【文档编号】H01J37/32GK105899709SQ201480072849
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月17日
【发明人】B.P.戈皮, M.朗, M.格斯多夫
【申请人】艾克斯特朗欧洲公司