[发明专利]等离子体沉积设备

说明书

发明背景

本发明涉及通过等离子体沉积来使物品的表面纳米涂覆有薄膜聚合物层的设备。

现有技术

到此为止，已知等离子体室具体地用于处理半导体晶圆。一般地，此处理系统的等离子体室是由金属比如不锈钢或铝制成的。内部电容板一般被应用于产生放电，以便使输送进入系统的电力最大化，同时使损失最小化以及使在任何一次可以被加载的产品的量最大化。一种此布置被公开于公布的国际专利申请WO-A-2005/089961中。

美国专利US 5,647,913描述了使用电容板装置清理粘附到等离子体反应器的内壁的材料的一种方法。另一描述美国专利申请2007/0034156使用离子引导装置(ion guide apparatus)，该离子引导装置被沉积室围绕，并且包括穿过沉积真空室的孔以便从源引入离子化分子。

也已经使用了处于低压的感应耦合等离子体，以便实现某些程度的表面改性，一般地通过蚀刻、活化或沉积；比如美国专利US 5,683,548中描述的。文献中描述的其它工艺包括纳米粉末的形成(美国专利申请2005/0258766)、处于高温的无定形碳膜(US 6,423,384)以及如日本专利申请JP 10028836中公开的某些碳氟化合物的分解处理。

其它例子描述了能够执行含碳化合物的部分氧化改良以产生用于能量生产的燃料的系统，如公布的国际专利申请WO-A-2004/112447中公开的，以及WO-A-2005/007565中的使用高温感应耦合等离子体的碳纳米材料的连续生产。在工件被物理地或化学地改性的工艺中，则高度可能的是，该工件平面的组合，以确保在要求的时间范围中发生均质处理。

上文描述的系统没有解决等离子体改性的物品比如织物或衣服、鞋类、医疗装置、电子设备或汽车或航空航天零件在三个维度中的快速通过量(rapid through-put)。另外，它们没有描述超薄、连接到物品表面的粘附良好的聚合物层的连接。

使用感应线圈的半导体处理所要求的等离子体反应适合于产生高水平的气体冲击和碎裂，并且以不适合于裁剪带有特定化学官能团(chemical group functionalities)的复杂3D产品的参数进行操作，这些化学官能团可以通过有机分子以受控的方式的连接而提供。

随着等离子体系统被放大到较大的体积以适应更多产品，水蒸气和/或脱气的溶剂的总量延缓到达想要的操作压力和条件的时间，导致每件设备的较长的通过量时间以及较低速度的年度生产体积。另外，总的处理时间可能依据物品到产生给出想要的技术效果所要求的活性物质的源的接近度而显著地增加。

发明概述

依据本发明，提供了一种通过等离子体沉积来使物品的表面涂覆有薄膜聚合物层的设备，该设备包括：

至少一个处理室，一个或多个物品能被放进该至少一个处理室内；

用于提供物质的装置，其用于对所述至少一个处理室提供物质，所述物质能够被形成等离子体；

等离子体形成装置(plasma forming means)，其与处理室相关联，以便建立适合于在所述室中形成等离子体的电场，该等离子体形成装置可操作以在关联的处理室内建立电场，以便在所述物质被提供到该处理室时形成等离子体，使得所述物品的表面能通过等离子体沉积而被涂覆有薄膜聚合物层；

用于提供随时间改变的电流的装置，其用于对等离子体形成装置提供随时间改变的电流；以及

压力改变装置(pressure varying means)，其用于选择性地控制所述处理室中的压力，使得所述室中的任何一个或多个室中的压力能独立于所述室中的另一室中的压力而被控制。

理想地，等离子体形成装置包括可操作以在处理室内感生电场的感应装置。

可选择地，或者除感应装置以外，等离子体形成装置包括电容装置，该电容装置布置成在关联的处理室内形成电场以便形成等离子体。

优选地，涂层为薄层，其厚度为大约几个或几十个纳米，一般地多至100-200纳米厚。此涂层在下文被称为纳米涂层。

本发明的其它优选的和/或可选的特征在所附权利要求中被界定。

现在将仅通过例子、参照附图来描述本发明，其中：

附图简述

图1为通过等离子体沉积来使物品的表面纳米涂覆有薄膜聚合物层的设备的示意图；

图2为图1的设备的处理室的示意图；

图3为通过等离子体沉积来使物品的表面纳米涂覆有薄膜聚合物层的另一种设备的示意图；以及