專利名稱：蒸氣輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將物質(zhì)輸送至處理室的輸送系統(tǒng)和方法，以及用于等離子體處理 制品表面的包括這種輸送系統(tǒng)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知輸送系統(tǒng)用于將來自高沸點液體的蒸氣輸送和計量到真空室內(nèi)，以便在真空 室內(nèi)進行化學(xué)或物理處理。這種已知的系統(tǒng)并不是非常適合于液體是化學(xué)反應(yīng)性單體的情 形。在已知的起泡器系統(tǒng)中，載氣通過液體起泡，吸收并將蒸氣傳輸?shù)秸婵帐覂?nèi)。在已 知的蒸發(fā)器系統(tǒng)中，產(chǎn)生了足夠高的蒸氣壓(1托數(shù)量級)以將蒸氣經(jīng)由質(zhì)量流控制器輸送 到真空室內(nèi)。在蒸氣輸送系統(tǒng)中，加熱液體并將其抽吸穿過細孔，通常借助于載氣。起泡器和蒸氣輸送系統(tǒng)存在要求載氣流的不足，且因此限制了可利用的蒸氣/載 體組成的范圍。蒸發(fā)器系統(tǒng)具有液體必須被加熱至足夠高的溫度以便產(chǎn)生足夠高的壓力使 質(zhì)量流控制器起作用的缺陷。這具有相伴的不穩(wěn)定的風(fēng)險，包括在液體是單體的情形中發(fā) 生聚合的風(fēng)險。而且，蒸氣輸送系統(tǒng)也易于被液體內(nèi)的顆粒污染物或在液體是單體的情形 中，由于傾向于聚合而阻塞細孔。
現(xiàn)有技術(shù)國際專利申請W0-A1-2005/089961 (因防御而處于秘密狀態(tài))描述了一種用于使 用低功率脈沖激光來涂布聚合物層的現(xiàn)有方法的一個示例，該專利申請描述了一種用于將 聚合物材料沉積到襯底上的方法和設(shè)備，其中單體材料被引入到等離子體室內(nèi)并以0. 004 到500W/m3的功率點燃。UK專利申請GB-A-2343453(NEC公司)描述了一種用于形成聚合物膜的設(shè)備的另 一個示例。該設(shè)備包括蒸發(fā)控制器。然而，沒提到蒸發(fā)速率如何增大或減小。為了克服與現(xiàn)有系統(tǒng)有關(guān)的問題，提出了本發(fā)明。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于將物質(zhì)輸送至處理室的輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于 容納由液體物質(zhì)的源供給的物質(zhì)的物質(zhì)容器；用于加熱所述液體物質(zhì)的加熱裝置，所述加 熱裝置是可操作的，以控制所述液體物質(zhì)從所述容器的蒸發(fā)；以及用于將所蒸發(fā)的物質(zhì)的 流引導(dǎo)到處理室的流動引導(dǎo)裝置(flow guide means)，其中，所述加熱裝置包括浸沒式加 熱器。本發(fā)明還提供了一種將物質(zhì)輸送至處理室的方法，所述方法包括將來自物質(zhì)源 的物質(zhì)供給至容器；通過均勻地加熱所述容器內(nèi)的液體物質(zhì)來使所述液體物質(zhì)從所述容器 蒸發(fā)；將所蒸發(fā)的物質(zhì)的流引導(dǎo)至處理室。本發(fā)明還提供了用于制品表面的等離子體處理設(shè)備，該設(shè)備包括制品可被置于 其中的處理室；用于將物質(zhì)輸送至處理室的輸送系統(tǒng)，以便在所述室內(nèi)形成等離子體；用 于在處理室內(nèi)產(chǎn)生電場的裝置，以便當(dāng)所述物質(zhì)被供給至處理室時形成等離子體，使得所述制品的表面可以被處理；以及用于選擇性地控制處理室內(nèi)的壓力的壓力控制裝置；其 中，所述輸送系統(tǒng)包括用于容納由液體物質(zhì)的源供給的物質(zhì)的物質(zhì)容器；用于加熱所述 液體物質(zhì)的加熱裝置，所述加熱裝置是可操作的，以控制所述液體物質(zhì)從所述容器的蒸發(fā)； 以及用于將所蒸發(fā)的物質(zhì)的流引導(dǎo)到處理室的流動引導(dǎo)裝置。本發(fā)明的其他優(yōu)選的和/或任選的特征被界定在所附的權(quán)利要求中。現(xiàn)在將僅通過舉例并參考附圖來描述本發(fā)明，其中附圖簡述

圖1是用于將物質(zhì)輸送至處理室的輸送系統(tǒng)的示意性表示；圖2是顯示了圖1所示的容器內(nèi)的液體物質(zhì)的質(zhì)量變化的圖；圖3顯示了兩個不同尺寸的容器內(nèi)的液體物質(zhì)的質(zhì)量變化率的兩個圖；圖4顯示了圖1所示的輸送系統(tǒng)的容器內(nèi)的第一浸沒式加熱裝置；圖5顯示了圖1所示的輸送系統(tǒng)的容器內(nèi)的第二浸沒式加熱裝置；圖6是用于將物質(zhì)輸送至處理室的第二輸送系統(tǒng)的示意性圖示；以及圖7是顯示了圖6的輸送系統(tǒng)的操作狀態(tài)的表。所闡釋的實施方案的詳述參考圖1，輸送系統(tǒng)10顯示為用于將物質(zhì)12輸送至處理室14。該系統(tǒng)包括用于 容納由液體物質(zhì)的源18供給的物質(zhì)的物質(zhì)容器16。容器16可以是燒瓶或燒杯，或用于容 納待蒸發(fā)的液體的其他容器，且優(yōu)選是敞口的以有利于液體供給到容器中和液體從容器蒸發(fā)。在容器16內(nèi)設(shè)置了用于蒸發(fā)液體物質(zhì)的裝置。該蒸發(fā)裝置包括浸沒式加熱裝置， 正如參考圖4和5更詳細描述的。另外，蒸發(fā)裝置可以包括如圖1所示的加熱元件20。實現(xiàn)所要求的蒸發(fā)所需的熱是許多不同因素的函數(shù)。這些因素包括液體之上的周 圍區(qū)域內(nèi)的壓力，以及該區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)和其他成分的濃度；液體的溫度；液體內(nèi)的分子間 力；以及液體的表面積。這些其他因素中的一些，諸如壓力，還可以用于控制蒸發(fā)，但蒸發(fā)速 率的變化對供給熱的變化比對壓力的變化敏感。液體內(nèi)的分子間力對每一種物質(zhì)來說是恒定的，且表面積對特定尺寸和形狀的選 定容器來說是恒定的。給定的處理步驟所要求的壓力通常也是恒定的，但會經(jīng)歷一些波動。 因此，為了獲得所要求的至處理室中的物質(zhì)的流量而提供給液體物質(zhì)的熱量可以通過計算 或通過試驗確定。對多種物質(zhì)和將在處理室中進行的多個處理步驟來說，可以確定物質(zhì)對 蒸發(fā)裝置的啟動的這種預(yù)定的特征響應(yīng)(predetermined characteristic response)，且 可以控制蒸發(fā)裝置以獲得所要求的蒸發(fā)速率。更具體而言，為了獲得所要求的蒸發(fā)速率，可 以預(yù)先確定由蒸發(fā)裝置供給至容器的熱量。系統(tǒng)10包括流動引導(dǎo)裝置22、24，以便將所蒸發(fā)的物質(zhì)引導(dǎo)流向處理室14。圖1 中的流動引導(dǎo)裝置包括蒸發(fā)室22和導(dǎo)管24，物質(zhì)可以從容器16被蒸發(fā)到蒸發(fā)室22中，導(dǎo) 管24選擇性地在蒸發(fā)室與處理室之間流體連接，使得物質(zhì)可以選擇性地從所述蒸發(fā)室被 輸送至所述處理室。導(dǎo)管24包括閥25，其用于控制所述室與所述處理室之間的選擇性的流 體連接。蒸發(fā)室22和導(dǎo)管24可以包括額外的加熱裝置26，以便減少已經(jīng)從容器16蒸發(fā)的 物質(zhì)接觸蒸發(fā)室和導(dǎo)管的內(nèi)表面時發(fā)生的冷凝。監(jiān)測裝置28測量物質(zhì)12隨時間從容器16蒸發(fā)的速率，使得可以監(jiān)測被輸送至處理室14的所蒸發(fā)的物質(zhì)的流量。監(jiān)測裝置28可以包括用于測量所述容器內(nèi)的液體物質(zhì)的 重量(質(zhì)量)隨時間的變化，如圖1所示。重量的變化是已經(jīng)從容器16蒸發(fā)并被輸送至處 理室的物質(zhì)的重量或質(zhì)量的量度。合適的稱重裝置包括稱重傳感器(load cell)、天平或應(yīng) 變計。可選擇地或另外，監(jiān)測裝置28可以包括用于感測容器內(nèi)的物質(zhì)的高度的高度傳 感器(level sensor)，諸如超聲傳感器、光學(xué)傳感器或電容傳感器。參考圖1，液體物質(zhì)在輸送循環(huán)過程中的重量變化標(biāo)示了輸送至處理室的所蒸發(fā) 的物質(zhì)的流量。因此，通過測量這種重量變化，可以確定正確的流量是否已經(jīng)進入處理室 中。如果確定了正確的流量已經(jīng)進入處理室，那么還可以確定已經(jīng)成功地實施了處理。如 果確定了不正確的流量已經(jīng)進入處理室，那么可以確定未成功地實施處理，或者至少未達 到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。通過比較用于輸送的重量的期望變化與實時監(jiān)測到的重量變化，可以做出成功或 未成功處理的決定。如果監(jiān)測裝置28具有顯示重量的顯示器，那么可以簡單地通過手動比 較所監(jiān)測到的重量變化與查找表來做出這樣的決定?？蛇x擇地且如圖1所示，可以將使用在一個或多個處理步驟中的一種或多種物質(zhì) 的蒸發(fā)的預(yù)定的特征速率(predetermined characteristic rate)存儲在控制裝置30的 存儲器32中，且監(jiān)測裝置28適于供給與蒸發(fā)的監(jiān)測速率有關(guān)的信號。在此可選擇方案中， 控制裝置30可以包括比較器裝置34，其用于比較從監(jiān)測裝置接收到的蒸發(fā)的監(jiān)測速率與 存儲器中存儲的蒸發(fā)的預(yù)定的特征速率。比較器裝置根據(jù)其對監(jiān)測速率和預(yù)定的速率的比 較來發(fā)射信號。在圖1所示的布置中，控制裝置30響應(yīng)由所述比較器裝置發(fā)射的信號，且可以用 于控制所述蒸發(fā)裝置的啟動，使得調(diào)整物質(zhì)的實際流速以與所述預(yù)定的特征速率一致。如 果排空室內(nèi)的壓力不同于特征速率被確定時的壓力，那么所監(jiān)測到的重量變化可以不與預(yù) 定的速率一致。由于真空泵裝置的操作，或由于系統(tǒng)內(nèi)的其他變量，壓力可以改變。這種壓 力變化可以在輸送系統(tǒng)10中得到補償。如圖1所示，控制裝置30被可操作地連接至閥25，因此其可以控制所述排空室22 與所述處理室14之間的流體連接，使得可以控制物質(zhì)從排空室到所述處理室的輸送。通過 控制蒸發(fā)速率，實現(xiàn)了所蒸發(fā)的物質(zhì)到處理室的輸送速率，且閥25被控制來將輸送轉(zhuǎn)變?yōu)?“關(guān)閉”或“開始”。通過操作閥42，使供給導(dǎo)管40將液體物質(zhì)選擇性地供給至容器16?？刂蒲b置30 可以被可操作地連接至閥42，如圖1所示，使得控制裝置30可以控制液體物質(zhì)至容器的供參考圖4，浸沒式加熱裝置44顯示為浸沒在容器16內(nèi)的液體物質(zhì)中以便加熱液體 物質(zhì)。浸沒式加熱裝置通過導(dǎo)體46連接至加熱控制單元48，加熱控制單元48是可通過控 制裝置30操作的，以控制來自容器16中的液體物質(zhì)的蒸發(fā)。浸沒式加熱裝置44提供了用于加熱液體物質(zhì)的改進的布置，使得可以更準(zhǔn)確地 控制蒸發(fā)，且當(dāng)需要處理期望量的所蒸發(fā)的物質(zhì)時，可以更有效地將其“按需”供給至處理室。此外，另一種加熱裝置可以包括非浸沒式加熱布置，其中諸如元件20的加熱元件加熱容器的外部。容器是熱傳導(dǎo)的，并通過傳導(dǎo)將熱傳遞至與容器接觸的液體物質(zhì)。隨后通 過對流或經(jīng)由攪拌，如使用攪拌器，將熱分配遍布液體物質(zhì)。然而，將會理解，根據(jù)液體與容 器表面的接近度的不同，以不同的速率加熱液體物質(zhì)。一些最接近容器表面的液體物質(zhì)以 及液體表面可以實現(xiàn)相對快地蒸發(fā)。然而，其他遠離容器表面的液體物質(zhì)以及液體表面可 以實現(xiàn)相對慢地蒸發(fā)。因此，當(dāng)處理所需要的所蒸發(fā)的物質(zhì)時，難以實現(xiàn)所蒸發(fā)的物質(zhì)的恒 定的且均勻的流速。另外，因為當(dāng)在需要時很難用這種非浸沒式布置來控制蒸發(fā)，所以可能 需要將物質(zhì)維持在溫暖的條件下，使得當(dāng)要求時，可以使物質(zhì)快速蒸發(fā)。當(dāng)物質(zhì)被加溫時， 一些物質(zhì)的蒸發(fā)是不可避免的而導(dǎo)致浪費。 浸沒式加熱裝置44增大了(如，與現(xiàn)有技術(shù)的非浸沒式布置相比)熱傳遞至液體 物質(zhì)的表面積。通過提供適于被分散在液體物質(zhì)中的加熱構(gòu)造(heating formation)而增 大了該表面積。 將該構(gòu)造設(shè)置成使液體物質(zhì)通?？梢员痪鶆蚣訜幔患?，液體可以被迅速加熱且所 蒸發(fā)的物質(zhì)可以被按需供給。當(dāng)通常均勻地加熱液體時，容器的一個區(qū)域內(nèi)的液體接納通 常等于容器的另一個區(qū)域內(nèi)的熱的熱量。另外，期望該構(gòu)造并不過分限制加熱的液體的流，以便允許加熱的液體上升至用 于蒸發(fā)的液體的表面。在圖4中，加熱構(gòu)造是纖維狀的。合適的纖維狀的構(gòu)造可以包括金 屬棉(metallic wool)、燒結(jié)基體或具有大表面積的其他導(dǎo)體。容器和棉可以由諸如鋼的相 同的金屬制造?？蛇x擇地，如圖5所示，浸沒式加熱裝置50包括通常均勻地按照格柵布置且被浸 沒在液體物質(zhì)12中的加熱構(gòu)造。格柵可以呈有利于液體物質(zhì)的基本上均勻加熱的任何合 適的形式。如圖所示，該構(gòu)造包括金屬籠或金屬柵格，具有從結(jié)點沿正交方向延伸的等間距 的元件(除了圖5所示的元件外，另外的元件在進入頁面的方向延伸)?？蛇x擇地，加熱構(gòu) 造可以被布置成蜂窩。加熱構(gòu)造的攪動可能受到合適的攪拌器、位移裝置或其他驅(qū)動裝置(未顯示)的 影響。這種攪動還增強了傳熱以及對液體的任何層的破壞，這可以起到形成加熱構(gòu)造周圍 的絕緣層的作用?，F(xiàn)在將描述操作圖1的系統(tǒng)的方法。通過孔(未顯示)使排空室通至大氣壓。通過關(guān)閉導(dǎo)管24內(nèi)的閥25使排空室22 和容器16與處理室14隔離。打開閥42，且從源18沿著導(dǎo)管40供給液體物質(zhì)，同時使系 統(tǒng)處于大氣壓力。所供給的液體物質(zhì)的量由將在處理室內(nèi)進行的處理步驟決定，且就此而 言，不連續(xù)的液體量可以供給不連續(xù)的處理步驟，或足夠的液體可以供給超過一個的處理 步驟。當(dāng)已經(jīng)供給容器16所需量的物質(zhì)時，關(guān)閉閥42并打開閥25。連接至處理室的真空 泵送裝置將排空室22和導(dǎo)管24內(nèi)的氣體排空以獲得要求的處理壓力。一旦已經(jīng)將排空室 22排空，則可以關(guān)閉導(dǎo)管24內(nèi)的閥25。當(dāng)所蒸發(fā)的物質(zhì)需要用于處理時，浸沒式加熱裝置44 (或50)加熱容器內(nèi)的液體 物質(zhì)。浸沒式加熱裝置可以實現(xiàn)快速加熱，且因此可以按需供給物質(zhì)。另外或可選擇地，容 器16可以被加熱元件20加熱以促進蒸發(fā)?？刂乒┙o至液體的熱能的量以調(diào)整并維持物質(zhì) 從容器的蒸發(fā)。當(dāng)要求處理時，打開閥25，并使所蒸發(fā)的物質(zhì)流過導(dǎo)管24并進入處理室14， 這是因為真空泵送裝置產(chǎn)生的壓差。
在物質(zhì)的輸送過程中，排空室22和導(dǎo)管24被加熱器26加熱，以減輕它們內(nèi)表面 上的冷凝。根據(jù)物質(zhì)從容器16蒸發(fā)的測量速率，監(jiān)測裝置28將信號傳輸至比較器裝置34。 比較器裝置比較從監(jiān)測裝置28接收的蒸發(fā)的測量速率與存儲器32中存儲的蒸發(fā)的預(yù)定的 特征速率。比較器裝置34發(fā)射與所監(jiān)測到的蒸發(fā)速率與預(yù)定的速率的差有關(guān)的信號。控 制裝置30控制供給至液體12的熱，以便控制蒸發(fā)速率，使得如果要求與預(yù)定的蒸發(fā)速率一 致的話，那么調(diào)整實際的蒸發(fā)速率?？刂蒲b置30顯示在圖1中，但在沒有這種控制裝置的輸送系統(tǒng)中，可以監(jiān)測容器 16內(nèi)的物質(zhì)的質(zhì)量，且如果質(zhì)量的變化沒有按照預(yù)定的話，那么可以確定不正確量的物質(zhì) 已經(jīng)進入處理室14，且因此處理步驟沒有充分完成。通過測量容器16內(nèi)的液體質(zhì)量隨時間的變化來監(jiān)測液體物質(zhì)的蒸發(fā)。圖2顯示 了質(zhì)量隨時間變化的典型圖。在所顯示的實施例中，物質(zhì)的輸送被確定為隨時間是線性的， 且圖的梯度是流入處理室中的物質(zhì)的量度。圖3顯示了就直徑為35mm和22mm的兩個選定容器來說，物質(zhì)隨時間的損失率。 如35mm容器的圖所顯示的，損失率是線性的，且所監(jiān)測到的輸送速率是按照處理步驟所要 求的。該系統(tǒng)適于將使用在等離子體處理中的單體輸送至處理室。這種單體可能是在處 理室內(nèi)進行制品表面的等離子體沉積所要求的，且可以是用于在制品上獲得薄的疏水性聚 合物層的單體。在參考圖1所描述的系統(tǒng)中，載氣并不要求將物質(zhì)輸送至處理室，且因此蒸氣組 合物并不受到限制。不要求質(zhì)量流控制器。在容器16內(nèi)與液體物質(zhì)接觸的蒸氣的壓力僅 僅比整個處理室的壓力高一點點，因而使所要求的液體的溫度升高最少。而且，導(dǎo)管24的 孔尺寸可以在數(shù)厘米的區(qū)域內(nèi)，降低了通道阻塞的傾向。正如圖4和5所描述的，蒸發(fā)裝置44、50可以選擇性地被引入到物質(zhì)供給系統(tǒng)中， 如圖6所示。參考圖6，輸送系統(tǒng)IOA顯示為將物質(zhì)輸送至處理室14A。系統(tǒng)IOA包括第一容 器16A，其可以被填充液體物質(zhì)12A ；第二容器18A，其用于接納來自第一容器16A的液體物 質(zhì)；第一流動控制裝置20A，其用于控制被允許從第一容器流到第二容器的液體物質(zhì)的體 積；蒸發(fā)裝置30A，其用于蒸發(fā)第二容器中的液體物質(zhì)；以及第二流動控制裝置38A，其用于 控制所蒸發(fā)的物質(zhì)26A從第二容器到處理室14A的流動。第一容器16A可以通過系統(tǒng)操作員手動填充，且可以呈漏斗或帶入口的密閉容器 的形式。第二容器18A可以是燒瓶或燒杯，或用于容納待蒸發(fā)的液體的其他容器，且優(yōu)選是 敞口的以有利于液體供給至容器和液體從容器蒸發(fā)。蒸發(fā)裝置30A被設(shè)置用于當(dāng)液體物質(zhì)處于容器18A內(nèi)時蒸發(fā)它們。容器內(nèi)的液體 物質(zhì)可以按照圖6所示地被加熱以促進蒸發(fā)，且除了浸沒式加熱元件44、50之外，這種加熱 裝置還可以包括加熱板，或如果容器是傳導(dǎo)的，則通過在容器內(nèi)感應(yīng)熱。實現(xiàn)所要求的蒸發(fā)需要的熱是許多不同因素的函數(shù)。這些因素包括液體之上的周 圍區(qū)域內(nèi)的壓力，以及該區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)和其他成分的濃度；液體的溫度；液體內(nèi)的分子間 力；以及液體的表面積。液體內(nèi)的分子間力對每一種物質(zhì)來說是恒定的，且表面積對特定尺寸和形狀的選定容器來說是恒定的。給定的處理步驟所要求的壓力通常也是恒定的，盡 管會經(jīng)歷一些波動。因此，為了獲得所要求的至處理室中的物質(zhì)的流量而提供給液體物質(zhì) 的熱量可以通過計算或通過試驗確定。對多種物質(zhì)和將在處理室中進行的多個處理步驟來 說，可以確定物質(zhì)對蒸發(fā)裝置的啟動的這種預(yù)定的特征響應(yīng)，且可以控制蒸發(fā)裝置以獲得 所要求的蒸發(fā)速率。第一流動控制裝置20A具有內(nèi)部空間28A，其被依尺寸設(shè)計以便當(dāng)由第一容器16A 填充時，容納預(yù)定體積的液體物質(zhì)。第一流動控制裝置可以控制液體物質(zhì)到內(nèi)部空間28A 中的流動和液體物質(zhì)從內(nèi)部空間到所述第二容器18A的流動。更具體而言，第一流動控制裝置20A包括導(dǎo)管32A和處于導(dǎo)管的上游部分處的第 一閥34A以及處于導(dǎo)管的下游部分處的第二閥36A。內(nèi)部空間由導(dǎo)管和第一閥以及第二閥 界定。內(nèi)部空間28A除了占據(jù)導(dǎo)管內(nèi)部的空間之外，還占據(jù)了每一個閥內(nèi)部的自由空間，且 當(dāng)確定內(nèi)部空間28A的體積時，要考慮到這樣的自由空間。第一閥34A可以被打開以允許液體物質(zhì)流入內(nèi)部空間28A中。第二閥36A可以被 打開以允許液體物質(zhì)從內(nèi)部空間28A流向第二容器18A。第一閥34A可以被打開且第二閥 36A可以被關(guān)閉，以允許液體物質(zhì)填充內(nèi)部空間28A。當(dāng)內(nèi)部空間被填充時，第一閥34A可 以被關(guān)閉，且第二閥36A可以被打開，以允許包含在內(nèi)部空間28A中的預(yù)定體積的液體物質(zhì) 流入第二容器18A中。通過選擇具有不同內(nèi)部體積的多個導(dǎo)管中的任一個，可以按照要求容易地改變液 體物質(zhì)的預(yù)定體積。將在處理室14A中進行的不同的處理步驟要求通過室的不同的流速和 所蒸發(fā)物質(zhì)的不同濃度。導(dǎo)管32A的內(nèi)部體積可以根據(jù)將在室14A中進行的所要求的處理 步驟來選擇。如圖6所示的第二流動控制裝置38A包括蒸發(fā)室40A和導(dǎo)管42A,物質(zhì)可以從容器 18A被蒸發(fā)入蒸發(fā)室40A中，導(dǎo)管42A從蒸發(fā)室40A延伸向處理室14A。導(dǎo)管42A包括用于 控制所蒸發(fā)的物質(zhì)26A從第二容器18A到處理室14A的流動的閥44A。蒸發(fā)室40A和導(dǎo)管 42A可以包括額外的加熱裝置(未顯示)，以便減少已經(jīng)從容器18A蒸發(fā)的物質(zhì)接觸蒸發(fā)室 和導(dǎo)管的內(nèi)表面時發(fā)生的冷凝。輸送系統(tǒng)可以形成用于等離子體處理制品表面的設(shè)備的一部分。這種設(shè)備通常包 括處理室，制品可以被置于處理室中；正如本文中描述的輸送系統(tǒng)，其用于將物質(zhì)輸送至處 理室以便形成室內(nèi)的等離子體；用于在處理室內(nèi)產(chǎn)生電場的裝置，以便當(dāng)所述物質(zhì)被供給 至處理室時形成等離子體，使得所述制品的表面可以被處理；以及用于選擇性地控制處理 室內(nèi)的壓力的壓力控制裝置?，F(xiàn)在將參考圖6和7描述操作輸送系統(tǒng)IOA的方法。在圖7中，提供了對閥34A、 閥36A和閥44A的說明。表中提到“打開”是閥被打開到閥是足夠敞開的以允許要求流量 的物質(zhì)流過的程度。提到“C”是閥被關(guān)閉以限制或防止物質(zhì)流過。第一容器16A通常填充一定量的液體物質(zhì)，以便將物質(zhì)輸送到處理室而足以進行 多次處理步驟。閥34A被關(guān)閉，且閥36A和44A被打開。處理設(shè)備的壓力控制裝置在閥34A的下 游將處理室和輸送系統(tǒng)排空至數(shù)mTorr的區(qū)域內(nèi)的典型壓力。這樣排空的輸送系統(tǒng)將清除堵塞。
接著，閥36A被關(guān)閉，且閥44A可以被打開或關(guān)閉。然后，閥34A被打開，而閥36A 保持關(guān)閉。閥44A可以被打開或關(guān)閉，因為這在此處理步驟中并不重要。液體物質(zhì)被允許 依靠重力(或引起流動的其他方式)從第一容器16A流過閥34A并進入導(dǎo)管32A中。被關(guān) 閉的閥36A限制物質(zhì)朝第二容器18A的進一步的流動，使得第一流動控制裝置20A的內(nèi)部 空間28A可以被填充。當(dāng)內(nèi)部空間28A被填充時，閥34A被關(guān)閉，由此在內(nèi)部空間28A內(nèi)密封預(yù)定體積的 液體物質(zhì)。閥36A被打開，以允許預(yù)定體積的液體流入第二容器18A中。閥44A可以在此 階段過程中被打開或關(guān)閉。有利地是，閥44A被關(guān)閉以使輸送系統(tǒng)與處理室隔離，使得當(dāng)閥 44A被打開時，物質(zhì)可以按照需要被輸送至處理室。如果閥44A在填充第二容器18的過程 中被打開，則一些液體物質(zhì)可以在需要被處理之前蒸發(fā)并進入處理室14A中。當(dāng)?shù)诙萜?8A已經(jīng)接納了預(yù)定體積的液體時，啟動蒸發(fā)裝置30A以蒸發(fā)第二容 器18A內(nèi)的液體物質(zhì)。閥44A被關(guān)閉，且閥36A也可以被關(guān)閉以防止所蒸發(fā)的物質(zhì)前行到 第一流動控制裝置20A中。當(dāng)所蒸發(fā)的物質(zhì)26A被要求用于等離子體處理時，閥44A被打開，且蒸氣因等離子 體處理裝置的壓力控制裝置產(chǎn)生的壓力梯度而被抽吸入處理室14A中。如上所述，供給至第二容器18A的液體物質(zhì)的體積被預(yù)先確定為將在處理室內(nèi)進 行的特定的工藝步驟所要求的。當(dāng)已經(jīng)進行處理時，閥36A被打開，且壓力控制裝置排空系 統(tǒng)10A，正如在上面的第一方法步驟中所描述的。按照本文中描述的這種方法可以合適地通過可結(jié)合閥34A、36A和44A以及蒸發(fā)裝 置30A操作的控制裝置來控制。這種控制裝置可以包括處理單元和存儲器，處理單元用于 控制閥和排空裝置的操作，而存儲器存儲，如圖7中顯示的表。除了上面描述的和圖6中顯示的那些特征外，系統(tǒng)IOA可以合適地包括監(jiān)測裝置 (未顯示)，其用于測量物質(zhì)隨時間從第二容器18A蒸發(fā)的速率，使得可以監(jiān)測被輸送至處 理室14A的所蒸發(fā)的物質(zhì)的流量。監(jiān)測裝置可以包括用于測量所述容器內(nèi)的液體物質(zhì)的重 量(或質(zhì)量)隨時間的變化。重量的變化是已經(jīng)從容器18A蒸發(fā)并被輸送至處理室的物質(zhì) 的重量或質(zhì)量的量度。合適的稱重裝置包括稱重傳感器、天平或應(yīng)變計?？蛇x擇地或另外，監(jiān)測裝置可以包括用于感測容器內(nèi)的物質(zhì)的高度的高度傳感 器，諸如超聲傳感器、光學(xué)傳感器或電容傳感器。液體物質(zhì)在輸送循環(huán)過程中的重量變化標(biāo)示了輸送至處理室的所蒸發(fā)的物質(zhì)的 流量。因此，通過測量這種重量變化，可以確定正確的流量的所蒸發(fā)的物質(zhì)是否已經(jīng)進入處 理室中。如果確定了正確的流量已經(jīng)進入處理室，那么還可以確定已經(jīng)成功地實施了處理。 如果確定了不正確的流量已經(jīng)進入處理室，那么可以確定未成功地實施處理，或者未達到 所要求的標(biāo)準(zhǔn)。通過比較用于輸送的預(yù)期的重量變化和實時監(jiān)測到的重量變化，可以做出成功或 未成功地處理的決定。如果監(jiān)測裝置具有顯示重量的顯示器，那么可以簡單地通過人工比 較所監(jiān)測到的重量變化與查找表中的重量變化來做出這樣的決定。已經(jīng)通過兩個實施方案(在圖4和5中)描述了本發(fā)明，有一些改動和選擇方案， 但在已經(jīng)閱讀和理解了本描述后，進一步的實施方案和改動對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是明 顯的。
所有這樣的實施方案和改動預(yù)期落入由所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種輸送系統(tǒng)，其用于將物質(zhì)輸送至處理室，所述系統(tǒng)包括物質(zhì)容器，其用于容納由液體物質(zhì)的源供給的物質(zhì)；加熱裝置，其用于加熱所述液體物質(zhì)，所述加熱裝置是可操作的，以控制所述液體物質(zhì)從所述容器的蒸發(fā)；以及流動引導(dǎo)裝置，其用于將所蒸發(fā)的物質(zhì)的流引導(dǎo)到處理室，其中所述加熱裝置包括具有加熱構(gòu)造的浸沒式加熱裝置，所述加熱構(gòu)造適于在使用時分散在所述液體物質(zhì)中。
2.如權(quán)利要求1所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述物質(zhì)是用于使用在等離子體處理中的單體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述浸沒式加熱裝置包括加熱構(gòu)造，所述 加熱構(gòu)造適于被分散在所述液體物質(zhì)中。
4.如權(quán)利要求3所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述加熱構(gòu)造被設(shè)置成在使用中使所述液體 物質(zhì)大體上被均勻地加熱。
5.如權(quán)利要求4所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述加熱構(gòu)造被設(shè)置成允許所加熱的液體物 質(zhì)在所述容器內(nèi)大體上自由地流動。
6.如權(quán)利要求3到5中任一項所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述加熱構(gòu)造是纖維狀的。
7.如權(quán)利要求6所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述加熱構(gòu)造包括金屬棉。
8.如權(quán)利要求3到5中任一項所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述加熱構(gòu)造以格柵的形式大體 上均勻地布置，以便浸沒在所述液體物質(zhì)中。
9.如權(quán)利要求6所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述加熱構(gòu)造包括籠或柵格。
10.如任一前述權(quán)利要求所述的輸送系統(tǒng)，包括監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置用于測量物 質(zhì)從所述容器隨時間蒸發(fā)的速率，使得能夠監(jiān)測被輸送至所述處理室的所蒸發(fā)的物質(zhì)的流 動。
11.如權(quán)利要求10所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)測裝置包括稱重裝置，所述稱重裝置 用于測量所述容器內(nèi)的液體物質(zhì)的重量隨時間的變化。
12.如任一前述權(quán)利要求所述的輸送系統(tǒng)，包括控制裝置，所述控制裝置是根據(jù)所述物 質(zhì)的預(yù)定的特征響應(yīng)來構(gòu)建的，以通過浸沒式加熱裝置蒸發(fā)，使得能夠根據(jù)將要在所述處 理室內(nèi)進行的要求的等離子體處理來控制所述物質(zhì)的輸送速率。
13.如權(quán)利要求12所述的輸送系統(tǒng)，包括比較器裝置，所述比較器裝置用于比較物質(zhì) 從所述容器蒸發(fā)的監(jiān)測速率與蒸發(fā)的預(yù)定的特征速率，并發(fā)射與所述監(jiān)測速率和所述預(yù)定 的特征速率之間的差有關(guān)的信號。
14.如權(quán)利要求13所述的輸送系統(tǒng)，其中，所述控制裝置響應(yīng)由所述比較器裝置發(fā)射 的所述信號，且能夠控制所述蒸發(fā)裝置的啟動，使得所述監(jiān)測速率被調(diào)整以與所述預(yù)定的 特征速率一致。
15.如權(quán)利要求14所述的輸送系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)通過外部加熱器和/或浸沒式加熱器的 啟動來控制。
16.如任一前述權(quán)利要求所述的輸送系統(tǒng)，包括供給容器，其用于填充液體物質(zhì)；第一流動控制裝置，其用于控制被允許從所述第一容器流向所述第二容器的液體物質(zhì)的體積；以及第二流動控制裝置，其用于控制所蒸發(fā)的物質(zhì)從所述第二容器到處理室的流動。
17.一種將物質(zhì)輸送至處理室的方法，所述方法包括 將來自物質(zhì)源的液體物質(zhì)供給至容器；通過均勻地加熱所述容器內(nèi)的液體物質(zhì)來使所述液體物質(zhì)從所述容器蒸發(fā)；以及 將所蒸發(fā)的物質(zhì)的流引導(dǎo)至處理室。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述物質(zhì)是用于使用在等離子體處理中的單體。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，所述液體活性物質(zhì)的均勻加熱包括將加熱 構(gòu)造浸沒在所述液體活性物質(zhì)中。
20.如權(quán)利要求17到19中任一項所述的方法，其中，所述加熱構(gòu)造是纖維狀的。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述加熱構(gòu)造以格柵的形式大體上均勻地布置， 以便浸沒在所述液體活性物質(zhì)中。
22.如權(quán)利要求17到21中任一項所述的方法，包括監(jiān)測物質(zhì)從所述容器隨時間蒸發(fā) 的速率，使得計量流量的所蒸發(fā)的物質(zhì)能夠被輸送至所述處理室。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，根據(jù)所述物質(zhì)對供給的熱的預(yù)定的特征響應(yīng)來 將熱供給至所述液體物質(zhì)，使得能夠根據(jù)將要在所述處理室內(nèi)進行的要求的等離子體處理 來控制所述物質(zhì)的輸送速率。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法，其中，物質(zhì)從所述容器蒸發(fā)的監(jiān)測速率與蒸發(fā)的 預(yù)定的特征速率比較，使得能夠確定所述監(jiān)測速率與所述預(yù)定的特征速率之間的差。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，根據(jù)所述監(jiān)測速率與所述預(yù)定的特征速率之間 的所述差來控制并調(diào)整所述物質(zhì)的蒸發(fā)，使得所述監(jiān)測速率與所述預(yù)定的特征速率一致。
26.用于制品表面的等離子體處理設(shè)備，所述設(shè)備包括 處理室，制品能夠被置于所述處理室內(nèi)；輸送系統(tǒng)，其用于將物質(zhì)輸送至所述處理室，以便在所述室內(nèi)形成等離子體； 產(chǎn)生電場的裝置，其用于在所述處理室內(nèi)產(chǎn)生電場，以便當(dāng)所述物質(zhì)被供給至所述處 理室時形成等離子體，使得所述制品的表面能夠被處理；以及壓力控制裝置，其用于選擇性地控制所述處理室內(nèi)的壓力；其中 所述輸送系統(tǒng)包括物質(zhì)容器，其用于容納由液體物質(zhì)的源供給的物質(zhì)；加熱裝置，其用于加熱所述液體物質(zhì)，所述加熱裝置是可操作的，以控制所述液體物質(zhì) 從所述容器的蒸發(fā)；以及流動引導(dǎo)裝置，其用于將所蒸發(fā)的物質(zhì)的流引導(dǎo)到所述處理室。
27.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，所述加熱裝置是浸沒式加熱裝置。
28.如權(quán)利要求26或27所述的設(shè)備，其中，所述輸送系統(tǒng)是如權(quán)利要求3到16中任一 項所述的輸送系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于將物質(zhì)(12)輸送至處理(室14)的輸送系統(tǒng)(10)，其包括用于容納由液體物質(zhì)的源(18)供給的物質(zhì)的物質(zhì)容器(16)。加熱裝置(44)被設(shè)置用于加熱液體物質(zhì)。加熱裝置由導(dǎo)體(46)連接至加熱控制單元(48)，該加熱控制單元(48)是由控制裝置(30)可操作的，以控制液體物質(zhì)從容器(16)的蒸發(fā)。流動引導(dǎo)裝置(22、24)引導(dǎo)所蒸發(fā)的物質(zhì)流向處理室。
文檔編號B05D7/24GK101945711SQ200980105271
公開日2011年1月12日 申請日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
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