СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ СЛОЕВ ПОЛИПАРАКСИЛИЛЕНА ИЛИ ЗАМЕЩЕННОГО ПОЛИПАРАКСИЛИЛЕНА

1. Устройство для осаждения одного или более тонких слоев полипараксилилена или замещенного полипараксилилена, включающее нагреваемый испаритель (1) для испарения твердого или жидкого исходного материала, в частности в виде полимера, в частности димера, где к испарителю (1) подводится линия (11) для ввода газа-носителя, где посредством газа-носителя испаренный исходный материал, в частности испаренный полимер, в частности димер, переносится в нагреваемую камеру разложения (2), в частности камеру пиролиза, которая расположена дальше по ходу от испарителя (1) и в которой исходный материал подвергается разложению, в частности до мономера, и включающее камеру осаждения (8), которая расположена дальше по ходу от камеры разложения (2) и включает технологический вход (3) для газа, через который поступает продукт разложения, в частности мономер, переносимый посредством газа-носителя, держатель (4), который содержит охлаждаемую опорную поверхность (4′), расположенную напротив технологического входа (3) для газа, для поддержки подложки (7), которая должна покрываться полимеризованным продуктом разложения, в частности мономером, и технологический выход (5) для газа, через который выходит газ-носитель и неполимеризованная часть продукта разложения, в частности мономера, причем технологический вход для газа образует плоский газораспределитель (3), который содержит нагреваемую газовыпускную поверхность (3′), которая вытянута параллельно опорной поверхности (4′) и содержит множество газовыпускных отверстий (6), распределенных по всей газовыпускной поверхности (3′), отличающееся тем, что активно нагреваемая газовыпускная поверхность (3′) является сильно отражающей и имеет коэффициент излучения ε<0,04.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоский газораспределитель состоит из отполированного металла, в частности покрытого золотом металла, в частности алюминия или высококачественной стали.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоский газораспределитель (3) содержит нагревательное устройство, с помощью которого он может нагреваться до температур в пределах от 150° до 250°.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что держатель (4) содержит терморегулирующее устройство, в частности охлаждающее устройство, с помощью которого держатель (4), и в частности опорная поверхность (4′), может охлаждаться до температур, таких как -30°С и/или нагреваться до температур, таких как 100°С.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что держатель (4) выполнен в виде охлаждающего блока с каналами (18) для текучей среды, по которым протекает терморегулирующая среда, которой является жидкость в диапазоне температур от -30°С до 100°С.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластина плоского газораспределителя (3), которая образует газовыпускную поверхность (3′), содержит каналы (19), по которым протекает терморегулирующая среда, которой является жидкость в диапазоне температур от 150°С до 250°С, или содержит электропроводящий проводник.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние (А) между опорной поверхностью (4′) и газовыпускной поверхностью (3′) находится в пределах от 10 мм до 50 мм.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает вакуумный насос, регулирующий давление, который расположен дальше по ходу от технологического выхода (5) для газа и с помощью которого внутреннее давление в технологической камере (8) может быть установлено в пределах от 0,05 до 0,5 мбар.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что снабжено охлаждающей ловушкой, расположенной между технологическим выходом (5) для газа и вакуумным насосом, для замораживания неполимеризованной части мономера.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительные линии (13, 15) между испарителем (1), камерой пиролиза (2) и технологической камерой (8), а также вентили (14), необязательно расположенные на них, и линия технологического выхода для газа, соединенная с технологическим выходом (5) для газа, выполнены с возможностью нагревания.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стенку (8′) технологической камеры (8) можно нагревать при помощи нагревательного устройства до температур в пределах от 150°С до 250°.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено контроллером (10) массового расхода, который выполнен с возможностью перекрытия вентилем (12), для дозирования газа-носителя.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газовыпускная поверхность (3′), по существу, соответствует опорной поверхности (4′) или выступает за край подложки на каждой стороне приблизительно на величину расстояния (А) между газовыпускной поверхностью (3′) и опорной поверхностью (4′).
2
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газовыпускная поверхность (3′) или опорная поверхность (4′) больше, чем 0,5 м.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что несколько камер пиролиза (2), в частности четыре, каждая с подсоединенным испарителем (1), расположены вертикально над корпусом реактора (24), образующим технологическую камеру (8).
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что испарители (1) и камеры пиролиза (2) пропускают поток в вертикальном направлении сверху вниз.
17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено нагревательной оболочкой (16), окружающей камеру пиролиза (2).
3
18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сопротивления потоку газовых линий (13, 15 и 9), определяемые в частности диаметром трубы, и сопротивление потоку плоского газораспределителя (3), по существу, определяемое диаметрами и количеством газовыпускных отверстий (6), регулируется таким образом, что при общем давлении <1 мбар в камере пиролиза (2) и общем давлении, равном приблизительно 0,1 мбар, в технологической камере (8), можно обеспечить суммарный расход газа, по меньшей мере, 2000 см/мин.
19. Способ осаждения одного или более тонких слоев полимерного материала, в частности полипараксилилена, или замещенного полипараксилилена, причем твердый или жидкий исходный материал, образованный в частности полимером, в частности димером, испаряется в испарителе (1), причем исходный материал, в частности димер, переносится посредством газа-носителя из испарителя (1) по линии (13) газоносителем в камеру разложения, в частности камеру пиролиза (2), подвергается разложению в камере разложения (2), предпочтительно пиролитическому, в частности до мономера, причем продукт разложения, в частности мономер, переносится посредством газа-носителя из камеры разложения (2) в камеру осаждения (8), в которой подложка (7) расположена на опорной поверхности (4′) держателя (4), и перемещается там через технологический вход (3) для газа в камеру осаждения (8), причем продукт разложения, в частности мономер, выпускается в направлении, перпендикулярном поверхности (7′) подложки, вместе с газом-носителем из газовыпускных отверстий (6) газовыпускной поверхности (3′), проходящей параллельно опорной поверхности (4′) плоского газораспределителя, образованной посредством технологического входа (3) для газа, и полимеризуется на поверхности (7′) подложки (7) в виде тонкого слоя, при этом газ-носитель и неполимеризованная часть продукта разложения, в частности мономер, выходят из технологической камеры (8) через технологический выход (5) для газа, причем опорная поверхность (4′) охлаждается, и газовыпускная поверхность (3′), которая находится напротив опорной поверхности (4′), нагревается таким образом, что температура поверхности газовыпускной поверхности (3′) выше, чем температура поверхности опорной поверхности (4′), отличающийся тем, что газ-носитель выпускается в виде плотно прилегающих "газовых струй" из газовыпускных отверстий (6), которые распределены по всей газовыпускной поверхности (3′), причем газовыпускная поверхность является сильно отражающей и имеет коэффициент излучения ε<0,04, и объединяются, образуя вертикальный волюметрический газовый поток, продолжающийся, по существу, по всей опорной поверхности (4′), причем подложка находится на опорной поверхности (4′) в теплопроводящем контакте по всей площади поверхности, посредством которого тепло, передаваемое из активно нагреваемой газовыпускной поверхности (3′) в подложку (7), передается в держатель (4) таким образом, что температуры, измеренные в любых двух точках на поверхности подложки (7), отличаются максимум на 10°С.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что испарение исходного материала, в частности димера, в испарителе (1) происходит при температуре от 50°С до 200°С.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что разложение исходного материала, в частности димера, до продукта разложения, в частности мономера, в камере пиролиза (2) осуществляется при температурах от 350°С до 700°С и, в частности, при давлении <1 мбар.
22. Способ по п.19, отличающийся тем, что плоский распределитель (3) нагревается до температуры в пределах от 150°С до 250°С.
23. Способ по п.19, отличающийся тем, что стенки (8′) технологической камеры (8) нагреваются до температуры в пределах от 150°С до 250°С.
24. Способ по п.19, отличающийся тем, что температура держателя (4) регулируется в соответствии с температурой, которая находится в пределах от -30°С до 100°С.
25. Способ по п.19, отличающийся тем, что максимальная разница в температуре между двумя точками на опорной поверхности (4′) или на подложке (7) равна ±0,5°С.
26. Способ по п.19, отличающийся тем, что толщина слоя находится в пределах от 200 нм до 400 нм или равна нескольким микрометрам.
27. Способ по п.19, отличающийся тем, что давление в технологической камере (8) находится в пределах от 0,05 мбар до 0,5 мбар.
28. Способ по п.19, отличающийся тем, что скорость наращивания находится в пределах от 100 нм/с до 2 мкм/с.
3
29. Способ по п.19, отличающийся тем, что суммарный расход газа через технологическую камеру составит, по меньшей мере, 2000 см/мин, причем подвод к технологическому входу (3) для газа осуществляется посредством нескольких камер пиролиза (2), в частности четырех, через каждую из которых протекает одинаковая часть суммарного расхода газа.