專利名稱：用于控制涂覆沉積的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
存在多種用于在不同基材上生產(chǎn)各種涂層的涂覆工藝。在一大批涂覆工藝中，待沉積的物質(zhì)或其前體的至少一部分在該工藝的某階段為氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠形式，氣溶膠是指氣體與包含固相或液相或者它們的混合物的顆粒的混合物?；瘜W(xué)氣相沉積(CVD)工藝常用于在不同基材例如金屬、陶瓷或玻璃上生產(chǎn)涂層。在CVD工藝中，將前體化合物在反應(yīng)器中蒸發(fā)使得將所產(chǎn)生的氣體混合物均勻地鋪展在基材之上。氣相中的反應(yīng)發(fā)生在熱表面的附近?？蓪怏w和液體均給進(jìn)到反應(yīng)器中。CVD工藝的各種替代方式包括例如等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)、氣溶膠輔助CVD(AACVD)、燃燒CVD和改進(jìn)的CVD(MCVD)。CVD工藝在大氣壓中和在真空中操作。在玻璃制造工藝中通常應(yīng)用大氣CVD工藝(APCVD)。在平板玻璃工業(yè)中，CVD可用于在線系統(tǒng)，例如用于浮法生產(chǎn)線，或者用于離線系統(tǒng)，即用于分別的涂覆系統(tǒng)或者被整合到玻璃加工生產(chǎn)線中，例如用于玻璃鋼化生產(chǎn)線。通過CVD工藝產(chǎn)生的涂層包括但不限于用于低e和陽(yáng)光控制窗玻璃的紅外反射涂層，防反射涂層，自清潔和親水性涂層，用于光伏應(yīng)用的透明導(dǎo)電氧化物涂層。原子層沉積(ALD)是基于相繼使用氣相化學(xué)過程的薄膜沉積技術(shù)。大部分ALD反應(yīng)使用兩種典型地稱作前體的化學(xué)品。這些前體以相繼方式每次一種(one-at-a-time)地與表面反應(yīng)。通過反復(fù)地將所述前體暴露于生長(zhǎng)表面來沉積薄膜。在噴射-熱解工藝中，使前體霧化成小滴(droplet)并且將其導(dǎo)引向待涂覆的玻璃表面用以產(chǎn)生涂層。噴射槍典型地產(chǎn)生細(xì)霧，即平均小滴尺寸為約100 μ m的小滴。噴射熱解涂覆工藝的問題是涂層的生長(zhǎng)速率緩慢，這歸因于被帶至玻璃表面的液滴在玻璃表面上產(chǎn)生液膜的事實(shí)。液膜的熱解(pyrolization)和蒸發(fā)是緩慢的。緩慢的生長(zhǎng)速率限制了該涂覆工藝在許多應(yīng)用中的利用。在nAERO (Beneq 0y,Finland)工藝中，將涂覆前體以典型平均小滴直徑(基于數(shù)濃度)為小于10微米，優(yōu)選小于3微米的液滴霧化到沉積室中，如此形成氣溶膠(液體顆粒和氣體的混合物)。將所述小滴導(dǎo)引向待涂覆的玻璃基材表面。將該玻璃基材以使得該玻璃基材的熱能能夠使小滴在與玻璃基材表面接觸之前接近該表面基本上蒸發(fā)這樣溫度帶到涂覆工藝中。因此所述前體的給進(jìn)類似于噴射熱解但是涂層生長(zhǎng)類似于CVD。nAERO工藝的優(yōu)點(diǎn)是其兼具有噴射熱解和CVD的優(yōu)點(diǎn)使得獲得改進(jìn)的涂覆過程?？梢栽诰€或離線地應(yīng)用nAERO工藝。物理氣相沉積(PVD)是用于描述通過將蒸發(fā)形成的物質(zhì)冷凝到各種表面上來沉積薄膜的任意各種方法的一般性術(shù)語(yǔ)。該涂覆方法涉及純粹物理工藝?yán)绺邷卣婵照舭l(fā)或等離子體濺射轟擊而不涉及如在化學(xué)氣相沉積中的在待涂覆的表面的化學(xué)反應(yīng)。
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脈沖激光沉積(PLD)是其中將高功率脈沖激光束聚焦在真空室內(nèi)以撞擊待沉積的物質(zhì)的靶材的PVD技術(shù)。該物質(zhì)從靶材蒸發(fā)(以等離子體羽流)，這使其作為薄膜沉積在基材上。該工藝可以在超高真空中或者在背景氣體，例如當(dāng)沉積氧化物以使沉積膜充分含氧(oxygenate)時(shí)所常使用的氧氣存在下進(jìn)行。熱噴涂能夠以高沉積速率在大面積上提供厚涂層(厚度范圍約為20微米至數(shù)mm，這取決于工藝和原料)。可用于熱噴涂的涂覆物質(zhì)包括金屬、合金、陶瓷、塑料和復(fù)合物。將它們以加熱到熔融或半熔融狀態(tài)的粉末或線材形式給進(jìn)并且以微米大小的顆粒形式朝向基材加速。通常使用燃燒或電弧放電作為用于熱噴涂的能量源。通過許多噴射顆粒的積聚產(chǎn)生所得涂層。表面可以不進(jìn)行顯著加熱，從而允許涂覆易燃物質(zhì)。現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的描述一般而言，不同涂覆工藝的速率和效率取決于多種因素，例如涂覆區(qū)中的傳熱和傳質(zhì)。CVD型工藝的反應(yīng)通常復(fù)雜并且該工藝非常難以通過任何反饋控制來監(jiān)測(cè)和控制。因此建模，特別是計(jì)算流體力學(xué)(CVD)模型，常用來模擬流動(dòng)、熱和動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象?；谀M和實(shí)驗(yàn)，然后將沉積參數(shù)設(shè)定為合適且安全的值。CVD工藝的前體利用效率通常差。該差效率的原因之一是通常不允許在CVD工藝中發(fā)生氣相反應(yīng)。CVD工藝中的氣相反應(yīng)產(chǎn)生超細(xì)顆粒，其可以沉積在涂層上從而降低涂層品質(zhì)。因?yàn)椴Ａ繉邮鞘艿絿?yán)格(tightly)規(guī)定，例如在標(biāo)準(zhǔn)ASTM1376-03中，所以沉積的顆?？赡軐?dǎo)致生產(chǎn)損失。顆粒產(chǎn)生光散射(經(jīng)常稱作混濁(haze))。雖然混濁通常是涂層中不期望的現(xiàn)象，但是對(duì)于在光伏應(yīng)用中使用的一些玻璃則其是期望的性能。因此玻璃涂層中混濁度的控制是CVD涂覆的玻璃物品的關(guān)鍵參數(shù)之一。在ALD工藝中顆粒通常是不允許的。該相繼工藝通常涉及在不同前體循環(huán)(precursor cycle)之間的清洗步驟以防止形成不期望的顆粒。隨著ALD反應(yīng)器的尺寸增大，必要的是能夠縮短循環(huán)次數(shù)，包括清洗循環(huán)(purging cycle).在PVD工藝中，其可具有的優(yōu)點(diǎn)是能夠監(jiān)測(cè)該工藝中的顆粒形成，特別是對(duì)于超細(xì)顆粒，從而能夠接收關(guān)于工藝性能的數(shù)據(jù)。目前沒有用于控制涂覆工藝的直接控制方法，在該直接控制方法中，通過使用來自涂覆工藝中生成的顆粒的測(cè)量數(shù)據(jù)，使前體或反應(yīng)產(chǎn)物在該工藝的某階段為氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠形式。因此存在對(duì)這樣的直接控制方法的需求。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是引入解決現(xiàn)有技術(shù)的問題的方法?？蓪⒂糜诳刂仆扛渤练e工藝的本發(fā)明方法用于這樣的涂覆工藝中，其中至少在該涂覆沉積工藝的一個(gè)階段，涂覆前體中的至少一種包含氣體、蒸氣或氣溶膠。所述方法包括監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒和根據(jù)該監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。涂覆沉積工藝可以是例如化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、nAERO 工藝、燃燒沉積工藝或原子層沉積(ALD)工藝。在CVD、nAERO或燃燒沉積工藝中，顆粒監(jiān)測(cè)結(jié)果可以用于調(diào)節(jié)例如前體混合物濃度、至少一個(gè)前體溫度或者至少一種前體或另外物質(zhì)如另外氣體或蒸氣的流量。在ALD工藝中，顆粒監(jiān)測(cè)信號(hào)可以用于例如調(diào)節(jié)物質(zhì)流量、溫度、壓力和脈沖次數(shù)(例如清洗循環(huán)的長(zhǎng)度)。在多種涂覆工藝中顆粒監(jiān)測(cè)信號(hào)可以用于調(diào)節(jié)反應(yīng)器室的至少一部分的溫度。本發(fā)明方法可以用于例如在玻璃上產(chǎn)生基本上不混濁(haze-free)或混濁(hazy)的透明氧化物涂層。例如在光伏模組的生產(chǎn)中或者在節(jié)能窗玻璃的生產(chǎn)中需要這類涂層。本發(fā)明還包括用于控制涂覆沉積工藝的設(shè)備，其中該設(shè)備包含用于監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒的裝置(1 和用于根據(jù)該監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)的裝置(14)。本發(fā)明方法是基于測(cè)量至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在涂覆沉積室的排氣中)和使用至少一個(gè)測(cè)量信號(hào)來適調(diào)(time)涂覆工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是引入用于控制CVD工藝的方法。本發(fā)明方法是基于測(cè)量至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在CVD沉積室的排氣中)和使用至少一個(gè)測(cè)量信號(hào)來適調(diào)CVD工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。目前本發(fā)明的又一個(gè)目的是引入用于控制ALD工藝的方法。本發(fā)明方法是基于測(cè)量至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在ALD沉積室的排氣中，優(yōu)選在至少一種前體的沉積循環(huán)期間或者在清洗循環(huán)期間)，以及使用至少一個(gè)測(cè)量值信號(hào)來適調(diào)ALD工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。目前本發(fā)明的又一個(gè)目的是引入用于控制噴射熱解(SP)沉積工藝的方法。本發(fā)明方法是基于測(cè)量至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在SP沉積室的排氣中)和使用至少一個(gè)測(cè)量值信號(hào)來適調(diào)SP工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。 目前本發(fā)明的又一個(gè)目的是引入用于控制nAERO工藝的方法。本發(fā)明方法是基于測(cè)量至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在nAERO沉積室的排氣中)和使用至少一個(gè)測(cè)量值信號(hào)來適調(diào)nAERO工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。目前本發(fā)明的又一個(gè)目的是引入用于控制PVD工藝的方法。本發(fā)明方法是基于測(cè)量值至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在PVD沉積室的排氣中)和使用至少一個(gè)測(cè)量值信號(hào)來適調(diào)PVD工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。目前本發(fā)明的又一個(gè)目的是引入用于控制熱噴涂(化)工藝的方法。本發(fā)明方法是基于測(cè)量至少超細(xì)顆粒(優(yōu)選在TS沉積室的排氣中)和使用至少一個(gè)測(cè)量值信號(hào)來適調(diào)TS工藝中的至少一個(gè)工藝參數(shù)。超細(xì)顆粒定義為平均直徑小于IOOnm的顆粒。這類顆粒產(chǎn)生于例如由單丁基三氯化錫Oi-C4H9SnCl3, MBTC)生產(chǎn)氧化錫涂層中，特別是如果氣體溫度超過500°C時(shí)。除通常稱作“核模態(tài)(nuclei mode)”顆粒的超細(xì)顆粒外，CVD工藝中還可以存在稱作“積聚模態(tài)(accumulation mode) ”顆粒的較大顆粒。不能夠使用常規(guī)光學(xué)儀器監(jiān)測(cè)或測(cè)量超細(xì)顆粒。工藝控制中超細(xì)顆粒測(cè)量單元的使用需要該測(cè)量設(shè)備基本上連續(xù)地工作并且實(shí)時(shí)測(cè)量超細(xì)顆粒。這種測(cè)量裝置的實(shí)例是例如Dekati 0y, Finland生產(chǎn)的電稱低壓沖擊器ELPI 。在ELPI 中將眾所周知的沖擊器技術(shù)與顆粒充電和電檢測(cè)組合。結(jié)果獲得在寬泛的尺寸和濃度范圍內(nèi)精確且實(shí)時(shí)地測(cè)量顆粒尺寸分布的穩(wěn)健儀器。ELPI 還可用于實(shí)時(shí)測(cè)量顆粒電荷分布，和實(shí)現(xiàn)重量分析(gravimetric)沖擊器測(cè)量。然而，ELPI是需要頻繁清潔和維護(hù)的復(fù)雜測(cè)量設(shè)備。用于監(jiān)測(cè)涂覆沉積排氣中的顆粒濃度的優(yōu)選方法使用含有顆粒和帶電荷的純凈氣體在噴射器中的有效混合。噴射器的主流(main flow)由基本上純凈的電離氣體流組成。短語(yǔ)“基本上純凈”是指電離氣體中的顆粒濃度如此低以致于其沒有不利地影響監(jiān)測(cè)過程。純凈空氣的速度優(yōu)選為音速或接近音速，然而也可利用較低的速度。主流向側(cè)部流動(dòng)通道產(chǎn)生吸力且因此將來自含有顆粒的氣體的樣品流吸到監(jiān)測(cè)設(shè)備。電離的純凈氣體形成主流而樣品流形成側(cè)流(side flow)。主流應(yīng)該有利地盡可能少。有效混合使得有可能設(shè)計(jì)出具有快速響應(yīng)時(shí)間的小型測(cè)量設(shè)備，這對(duì)于涂覆工藝控制是非常有利的。噴射器在將主流和側(cè)流，特別是與旋擰主流混合中是有效的。在噴射器中將主流和側(cè)流有利地彼此接近地進(jìn)行給進(jìn)，這極大地改善了混合均勻性和速率。為了有效的測(cè)量，可以有利地轉(zhuǎn)換或調(diào)整(modulate)平均流量因此進(jìn)行AC-模式而不是DC-模式的側(cè)量。在混合后必須將沒有附著到顆粒的離子除去。通過離子捕集器(trap)除去離子；去除機(jī)理是電場(chǎng)或磁場(chǎng)或擴(kuò)散，還可以將這些機(jī)理進(jìn)行組合。如果將捕集電壓提高到合適的值，則還可將核模態(tài)顆粒捕獲到離子捕集器，絕對(duì)電壓取決于例如離子捕集器的幾何形狀、氣體流速等。所捕集的顆粒的尺寸可通過提高捕集電壓而得到進(jìn)一步提高。因此可用例如三種不同的電壓進(jìn)行捕集，其提供了關(guān)于積聚模態(tài)顆粒的尺寸分布的指示，該指示可有利地用于估算例如質(zhì)量濃度或數(shù)濃度。測(cè)量對(duì)應(yīng)于不同離子捕集器電壓的電流允許估算核模態(tài)和積聚模態(tài)的多種參數(shù)，例如顆粒濃度和平均顆粒尺寸。離子捕集器電壓可在至少兩個(gè)不同的電壓之間轉(zhuǎn)換或調(diào)節(jié)。特別當(dāng)監(jiān)測(cè)熱氣體流，例如CVD工藝的排氣時(shí)，測(cè)量設(shè)備中顆粒濃度可以改變以及冷卻氣體產(chǎn)生核模態(tài)顆粒。如上述所解釋的，可將離子捕集器調(diào)節(jié)到足夠高的電壓以捕集這些核模態(tài)顆粒且因此在測(cè)量設(shè)備本身中形成的顆粒沒有不利地影響測(cè)量結(jié)果。使純凈氣體電離的優(yōu)選實(shí)施方案是使用電暈放電器(corona discharger)。將純凈氣體有利地以高速?gòu)碾姇灧烹娖鞯木o接附近給進(jìn)從而使電暈針或等效物受到純凈氣體流保護(hù)。高速氣流還提高了離子產(chǎn)率(與自由空間電暈放電相比)并且降低了到往設(shè)備壁等的離子損失。純凈氣體電離還可通過火花、熱發(fā)射、表面充電或電離輻照進(jìn)行。通過測(cè)量隨顆粒逸出的電流來監(jiān)測(cè)顆粒攜帶的電荷。這種電流測(cè)量方法由現(xiàn)有技術(shù)可知并且對(duì)于目前本發(fā)明其提供了消除捕集帶電顆粒的需求的益處。將從顆粒測(cè)量獲得的測(cè)量信號(hào)用于涂覆工藝以控制一個(gè)或若干個(gè)工藝參數(shù)。這些工藝參數(shù)包括前體流量、另外氣體流、前體和氣體溫度、排氣壓力等。附圖簡(jiǎn)要描述在下面中，將參考所附的原理圖更為詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1顯示了闡明本發(fā)明方法的實(shí)施方案，其顯示了所述方法在通過CVD工藝制造透明導(dǎo)電氧化物膜中的用途；和圖2顯示了闡明本發(fā)明方法的實(shí)施方案，其顯示了所述方法在通過燃燒沉積工藝制的修飾玻璃表面中的用途。為清楚起見，附圖僅顯示了理解本發(fā)明所必需的細(xì)節(jié)。將對(duì)于理解本發(fā)明所不必需的和對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)從附圖略除以便強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的特性。優(yōu)選實(shí)施方案的詳述
以下說明以CVD實(shí)施方案描述了本發(fā)明。然而，如本領(lǐng)域所理解的，類似描述可應(yīng)用于類似工藝?yán)鐕娚錈峤獬练e工藝或nAERO沉積工藝。圖1顯示了氣溶膠輔助CVD設(shè)備1，其包括用于霧化前體液體3的裝置2，該霧化優(yōu)選通過雙流體霧化器進(jìn)行，其中前體液體3流和霧化氣體4流之間的速率差產(chǎn)生小滴5。通過狹槽(slot)6將小滴5給進(jìn)到CVD反應(yīng)室7中，于此使它們蒸發(fā)。通過狹槽6 *將會(huì)或不會(huì)參與成膜反應(yīng)的另外氣體8給進(jìn)到反應(yīng)室7。在玻璃9上產(chǎn)生氧化錫基透明導(dǎo)電氧化物涂層時(shí)液體源是含錫前體，優(yōu)選單丁基三氯化錫Oi-C4H9SnCl3, MBTC)，其與水蒸氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生氧化錫、乙烷和氯化氫，C4H9SnCl3+H20+l/202 = Sn02+C2H4+3HC1。隨著前體3與氣體4和8在室7中擴(kuò)散，它們由于氣體/蒸氣與室壁10和玻璃9之間的熱傳遞而加熱。如果將氣體/蒸氣加熱到高于一定閾值極限，典型地約300°C，則產(chǎn)生氧化錫或中間固體產(chǎn)物的反應(yīng)開始在氣相中進(jìn)行從而致使生成核模態(tài)即超細(xì)顆粒11。如果這些顆粒11長(zhǎng)時(shí)間地停留在反應(yīng)室7中(即該室中氣體/蒸氣的擴(kuò)散速度低)，則積聚模態(tài)顆粒也可以存在于該室中。顆粒跟隨氣流去往所述室的排氣12。使測(cè)量至少超細(xì)顆粒的顆粒傳感器13與排氣12接觸從而使樣品流流過顆粒傳感器13。顆粒傳感器13優(yōu)選是基于顆粒充電和電流測(cè)量，因?yàn)檫@些顆粒傳感器主要測(cè)量顆粒表面積且因此對(duì)超細(xì)顆粒敏感。將至少一個(gè)測(cè)量信號(hào)饋給控制單元14?；谒鶞y(cè)量的值，控制單元14調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。控制單元可以控制例如控制前體3流量的泵P、控制霧化氣體4流量的質(zhì)量流量控制器MFC、控制另外氣體8流量的質(zhì)量流量控制器MFC、前體4溫度、霧化氣體4溫度、另外氣體8溫度、控制反應(yīng)室7的至少一部分的表面溫度的加熱塊15、排氣12壓力或與氣相中顆粒生產(chǎn)相關(guān)的氣體參數(shù)。例如，如果在所述室的排氣中監(jiān)測(cè)到不期望的顆粒，則控制單元可以提高另外氣體8的體積(volumetric)流量，因此降低在室中的停留時(shí)間，這減少了氣相中的顆粒形成。提高氣體或室表面的溫度可提高顆粒形成，降低排氣壓力可減少顆粒形成等。如果需要混濁涂層，則提高反應(yīng)室中的顆粒形成會(huì)是有益的。因此需要將工藝參數(shù)與上述工藝參數(shù)相反地進(jìn)行調(diào)節(jié)。如上所述，ALD涂覆沉積涉及前體循環(huán)之間的清洗循環(huán)。例如為了制造具有改善強(qiáng)度的玻璃產(chǎn)品，將玻璃基材置于Beneq TFS500原子層沉積(ALD)反應(yīng)器的反應(yīng)室中。玻璃基材1的尺寸為25. 4mmX 76. 2mmX 1. 2mm。通過將玻璃基材交替地暴露于氣態(tài)三甲基鋁(TMA)和水前體而使該基材涂覆有氧化鋁。利用基本上惰性的載氣將前體蒸氣從它們各自的來源轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室中。TMA和水的脈沖(暴露)時(shí)間分別為1. 和0.8s。在每個(gè)前體脈沖之后，為了接下來的前體脈沖(暴露)，使用清洗時(shí)間段用載氣從反應(yīng)空間清洗掉該前體。這些脈沖時(shí)間和清洗時(shí)間段足夠長(zhǎng)以使得能夠通過自限制性表面反應(yīng)實(shí)現(xiàn)基本上均勻和保形的膜生長(zhǎng)。ALD反應(yīng)器的反應(yīng)室溫度為約200°C，即顯著低于顯微鏡玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變(軟化)溫度。生長(zhǎng)的氧化鋁涂層的總厚度為約20nm，其在普遍(prevailing)工藝條件中通過180個(gè)生長(zhǎng)循環(huán)(或ALD循環(huán))獲得。一個(gè)玻璃基材上的涂層厚度變化經(jīng)測(cè)量低于3%。在至少一種前體沉積循環(huán)之后例如TMA循環(huán)或者在清洗循環(huán)期間，使排氣穿過顆粒傳感器13，顆粒傳感器13的輸出信號(hào)可用于清洗循環(huán)長(zhǎng)度的控制。本發(fā)明范圍內(nèi)的術(shù)語(yǔ)‘涂覆’還應(yīng)該理解為可以用涂覆材料進(jìn)行的表面修飾。圖2顯示了本發(fā)明的實(shí)施方案，其中使用本發(fā)明方法來控制燃燒沉積工藝。通過氣體燃燒器102加熱玻璃產(chǎn)品9的表面，該氣體燃燒器將加熱流103以對(duì)流方式(convectively)導(dǎo)引到玻璃9的表面。因此，給玻璃產(chǎn)品9提供熱梯度Δ T，玻璃產(chǎn)品9的表面由于此而提供有具有變化粘度的層104。將直徑優(yōu)選小于1微米，更優(yōu)選小于300納米，最優(yōu)選小于100納米的細(xì)顆粒11傳送到層104。利用液體火焰噴射設(shè)備108通過例如芬蘭專利FI98832中公開的噴射方法產(chǎn)生細(xì)顆粒11，其中通過火焰106由液體和氣態(tài)原料107產(chǎn)生細(xì)顆粒。細(xì)顆粒11滲入玻璃產(chǎn)品9具有變化粘度的表面層104中并且由于布朗運(yùn)動(dòng)的影響在其中運(yùn)動(dòng)，從而形成由細(xì)顆粒109構(gòu)成的層。由于該特定層的細(xì)顆粒109，材料110在待修飾的玻璃產(chǎn)品101的層104中溶解(dissolve)并且擴(kuò)散。在冷卻時(shí)，層104凝固，從而提供具有無級(jí)(steplessly)變化層的玻璃產(chǎn)品表面。優(yōu)選的是以對(duì)流方式加熱玻璃產(chǎn)品9的表面，這是因?yàn)閷?duì)流熱傳遞主要加熱玻璃產(chǎn)品9的表面層104，由此提供具有無級(jí)變化粘度的玻璃層。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，還可以使用熱輻射加熱玻璃產(chǎn)品表面。最優(yōu)選地，通過與表面基本上垂直設(shè)置的氣體燃燒器，最有效地通過使用氫氣作為燃料和氧氣作為氧化氣體加熱產(chǎn)品表面。由細(xì)顆粒109，材料110擴(kuò)散并溶解在顆粒周圍的玻璃中。然而，材料110可變得溶解的最大量由液體104對(duì)于材料109的溶解度極限決定。此外，溶解和擴(kuò)散是依賴于時(shí)間t的現(xiàn)象，如果玻璃104在所有材料110從細(xì)顆粒109溶解之前凝固，膠態(tài)顆粒保持在該材料內(nèi)部。因此在所有情況下有利地能夠基于從顆粒傳感器13獲得的測(cè)量結(jié)果控制工藝參數(shù)，例如前體進(jìn)料速率。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，控制單元14調(diào)節(jié)包含用于產(chǎn)生顆粒U的含金屬前體的前體質(zhì)量流量。 根據(jù)本發(fā)明的精神可提出本發(fā)明的多種實(shí)施方案。因此，上述給出的實(shí)施例絕不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，而是本發(fā)明的實(shí)施方案可以在權(quán)利要求所給出的本發(fā)明特征的范圍內(nèi)自由地加以改變。
權(quán)利要求
1.一種用于控制涂覆沉積工藝的方法，其中至少在涂覆沉積工藝的一個(gè)階段，涂覆前體或反應(yīng)產(chǎn)物中的至少一種包含氣體、蒸氣或氣溶膠，該方法包括監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒和根據(jù)該監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述涂覆沉積工藝是化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝。
3.權(quán)利要求ι的方法，其中所述涂覆工藝是nAERO 工藝。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述涂覆工藝是燃燒沉積工藝。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，該方法包括根據(jù)顆粒監(jiān)測(cè)信號(hào)調(diào)節(jié)前體混合物濃度。
6.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，該方法包括根據(jù)所測(cè)量的顆粒濃度調(diào)節(jié)至少一個(gè)前體溫度。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述涂覆沉積工藝是原子層沉積(ALD)工藝。
8.權(quán)利要求7的方法，該方法包括在至少一個(gè)前體循環(huán)期間監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒濃度。
9.權(quán)利要求7或8的方法，該方法包括在清洗循環(huán)期間監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒濃度。
10.如權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的方法權(quán)利要求，該方法包括根據(jù)所測(cè)量的顆粒濃度調(diào)節(jié)清洗循環(huán)的長(zhǎng)度。
11.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，該方法包括用電稱低壓沖擊器測(cè)量顆粒濃度。
12.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，該方法包括通過獲得樣品流、將該樣品流與基本上純凈的帶電氣體混合并且測(cè)量顆粒攜帶的電流來測(cè)量顆粒濃度。
13.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，該方法包括根據(jù)所測(cè)量的顆粒濃度調(diào)節(jié)反應(yīng)器室表面的至少一部分的溫度。
14.所提出的權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中該方法用于在玻璃上產(chǎn)生基本上不混濁的涂層。
15.所提出的權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中該方法用于在玻璃上生產(chǎn)混濁的透明氧化物涂層。
16.一種用于控制涂覆沉積工藝的設(shè)備，該設(shè)備包含用于監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒的裝置(13)和用于根據(jù)該監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)的裝置(14)。
全文摘要
用于控制涂覆沉積工藝的方法和設(shè)備，其中至少在涂覆沉積工藝的一個(gè)階段，涂覆前體中的至少一種包含氣體、蒸氣或氣溶膠。該方法包括監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒和根據(jù)該監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。所述設(shè)備包含用于監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒的裝置(13)和用于根據(jù)該監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)的裝置(14)。
文檔編號(hào)C03C17/00GK102597316SQ201080046136
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者J·蒂卡寧, M·拉加拉 申請(qǐng)人:Beneq有限公司