化學氣相沉積裝置及方法

專利名稱：：化學氣相沉積裝置及方法
技術領域：
：本發明涉及在被沉積物表面使聚合物聚合并形成涂膜的化學氣相沉積裝置和化學氣相沉積方法。
背景技術：
：在半導體、電子元件、航空航天設備或醫療用具等的涂覆中，可廣泛使用使聚合物在被沉積物上化學氣相沉積(以下稱為氣相沉積)，在被沉積物表面上形成涂膜的方法。以下，對于現有的涂膜的氣相沉積方法舉例進行具體的說明。該例為使(2，2)-對環芳烷和/或其衍生物(以下稱為(2，2)-對環芳烷衍生物)進行開環聚合而得到的聚對二甲苯衍生物膜。該(2，2)-對環芳烷衍生物由下述結構式(I)表示[式(I)中，X，和X2表示氫、低級烷基、氨基、曱酰基或卣原子，X！和乂2可以相同或不同；Y表示氫或卣原子，Y可以全部為同一元素、或者一部分為不同元素l。聚對二曱苯衍生物膜的氣相沉積法為，首先使作為氣相沉積原料的(2，2)-對環芳烷衍生物在減壓下汽化，使生成的汽化物在高溫下分解，生成下述結構式(II)表示的苯二甲基自由基(xylyleneradical):結構式①結構式(n;i5[式(II)中，X,和X;j表示氫、低級烷基、氨基、曱酰基或卣原子，X！和X;j可以相同或不同；Y表示氫或卣原子，Y可以全部為同一元素、或者一部分為不同元素I。生成的苯二甲基自由基在待涂覆的物品(以下稱為被沉積物)表面聚合，生成由下述結構式(III)表示的聚合物形成的涂膜式(IH)中，X,和X2表示氫、低級烷基、氨基、甲酰基或卣原子，X,和X2可以相同或不同；Y表示氫或卣原子，Y可以全部為同一元素、或者一部分為不同元素；n表示聚合度。該聚對二曱苯衍生物的合成，可以由下述反應式(I)表示[反應式(I)中，Xi和X2表示氫、低級烷基、氨基、曱酰基或閨原子，X,和X2可以相同或不同；Y表示氫或囟原子，Y可以全部為同一元素、或者一部分為不同元素；n表示聚合度。圖8表示上述聚對二曱苯衍生物的氣相沉積中所用的現有的氣相沉積裝置的結構。該氣相沉積裝置由汽化部101、分解爐102和聚合室(polymerizationchamber)103串聯連結而構成。聚合室103通過配管和冷卻阱(coolingtrap)105與真空泵106相連接。在汽化部101和分解爐102的外部分別i殳置有加熱爐111、121，在加熱爐lll和汽化部101之間以及加熱爐121和分解爐102之間分別具備溫度傳感器112和122。聚合室103具有壓力傳感器131。汽化部101和分解爐102以一體的配管形成。才艮據需要，如圖8的虛線所示，汽化部101的直徑可以略大于分解部。進行聚對二曱苯衍生物膜的氣相沉積的裝置的操作，如以下步驟反應式(I)(1)~(6)所示(1)將稱取了(2,2)-對環芳烷衍生物(以下稱為"氣相沉積原料，，或簡稱為"原料")的鋁箔或陶瓷制的容器導入圖8所示的汽化部101(以下將該操作稱為"裝料，，)。氣相沉積原料的用量根據被沉積物所期望的涂膜厚度而根據經驗決定。(2)利用真空泵1064吏氣相沉積裝置的系統內部成為0.1~2Pa左右的真空，該真空度由聚合室103內的壓力傳感器131測得。另外，使圖8所示的分解爐102的溫度保持為600°C800。C，該溫度由溫度傳感器122測得。(3)在該狀態下，使汽化部2的溫度緩慢上升，使原料升華而汽化。這時，雖然聚合室103內由壓力傳感器131測定的壓力逐漸上升，但對汽化部101的溫度進行調節以使室內的真空最大為10Pa左右。(4)將汽化的原料導入分解爐102，通過熱分解生成結構式(II)表示的苯二甲基自由基。(5)將所生成的苯二甲基自由基導入聚合室103，在預先放置在聚合室103內的被沉積物表面進行聚合，由此沉積由聚合物形成的涂膜。聚合室103內部通常維持為室溫，根據情況可以冷卻被沉積物。(6)當用于沉積的原料全部消耗完時，氣相沉積結束。然后，冷卻氣相沉積裝置，使真空系統恢復至常壓，取出被沉積物。由聚合室103內設置的壓力傳感器131的值來判斷原料是否被消耗。如果原料耗盡則真空度向高真空側移動，達到與氣相沉積前相同程度的真空度。利用這種氣相沉積方法形成的聚對二曱苯衍生物膜，絕緣性、耐藥性、阻氣性、生物適應性等優異。因此，本申請人在半導體、電子元件、航空航天設備、醫療用具等的涂覆中廣泛采用聚對二甲苯衍生物膜(例如參照日本專利特開No.2004-83661)。
發明內容但是，以前的氣相沉積方法存在涂膜的氣相沉積花費時間的問題。因此，特別是在為了抑制制造成本而非常重視每批次的生產時間(節拍時間，tacttime)的半導體或電子元件領域，盡管涂膜特性滿7足使用條件，但在很多情況下不能在工業上應用以前的氣相沉積方法。作為氣相沉積花費時間的原因之一為，在每批次涂覆中，需要重復向汽化部101中投入原料、對汽化部101升溫的操作。換而言之，在每批次中都需要向汽化部101中投入原料的時間和將汽化部101內升溫至升華溫度的時間。例如，在半導體領域中需要1jim以下的薄膜的情況下，向汽化部101中投入原料的時間和將汽化部101內升溫至升華溫度的時間，在形成涂膜的總時間中占有較大的比例。盡管人們認識到這種現有的涂膜的氣相沉積方法花費時間，但仍然沒有嘗試改善該問題。本發明是為了解決這種現有問題而提出的，本發明的目的是提供能短時間地在被沉積物上氣相沉積涂膜的化學氣相沉積裝置和化學氣相沉積方法。一方面，本發明提供的化學氣相沉積裝置的特征在于，包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，使填充到所述填充部的氣相沉積原料汽化，通過打開所述開關閥將所述汽化的氣相沉積原料供應到所述分解爐，形成所述涂膜。另一方面，本發明提供的化學氣相沉積裝置的特征在于，包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，使填充到所述填充部的氣相沉積原料汽化，用所述開關閥來控制所述汽化的氣相沉積原料向所述分解爐中的供應，從而控制所述涂膜的膜厚。又一方面，本發明提供的化學氣相沉積方法的特征在于，該方法采用化學氣相沉積裝置，所述裝置包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，所述方法包括向所述填充部中填充氣相沉積原料，使所述氣相沉積原料汽化的汽化工序；用所述分解爐分解所述8汽化工序中汽化的氣相沉積原料的分解工序；在所述聚合部中使所述分解工序中分解的氣相沉積原料聚合并在所述被沉積物的表面上形成涂膜的聚合工序，通過打開所述開關閥將所述汽化的氣相沉積原料供應到所述分解爐，形成所述涂膜。還一方面，本發明提供的化學氣相沉積方法的特征在于，該方法采用化學氣相沉積裝置，所述裝置包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部。所述方法包括向所述填充部中填充氣相沉積原料，使所述氣相沉積原料汽化的汽化工序；用所述分解爐分解所述汽化工序中汽化的氣相沉積原料的分解工序；在所述聚合部中使所述分解工序中分解的氣相沉積原料聚合，并在所述被沉積物的表面上形成涂膜的聚合工序。用所述開關閥來控制所述汽化的氣相沉積原料向所述分解爐中的供應，從而控制所述涂膜的膜厚。填充氣相沉積原料的填充部與分解氣相沉積原料的分解爐通過開關閥連接，根據該結構，填充部與其它部分獨立，并且可以持續保持氣相沉積條件的溫度和減壓狀態，可以對應于填充部中存在的氣相沉積原料的批次數而連續多次進行氣相沉積。換而言之，由于可以節省氣相沉積原料的投料時間和填充部中加熱到升華溫度的時間，因此可以縮短氣相沉積的連續處理所花費的時間。另外，以前基于向填充部中投入的氣相沉積原料的量來進行涂膜厚度的控制，本發明可以通過使用開關閥來進行控制，從而可以提高涂膜的再現性。圖l表示本發明的一個實施方式的化學氣相沉積裝置的結構圖。圖2表示本發明的一個實施方式的化學氣相沉積裝置的另一結構圖。圖3表示使用二氯-(2，2)-對環芳烷作為氣相沉積原料時的膜厚與氣相沉積時間的關系圖。圖4表示使用二氯-(2，2)-對環芳烷作為氣相沉積原料時的膜厚與聚合室內壓力的關系圖。9圖5表示使用二氯-(2，2)-對環芳烷作為氣相沉積原料時的氣相沉積速度與填充容器溫度的關系圖。圖6表示使用(2，2)-對環芳烷作為氣相沉積原料時的膜厚與氣相沉積時間的關系圖。圖7表示使用(2，2)-對環芳烷作為氣相沉積原料時的膜厚與聚合室內壓力的關系圖。圖8表示現有的化學氣相沉積裝置的結構圖。具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的具體實施方式進行詳細地說明。圖1表示適用于本發明的化學氣相沉積裝置(以下稱為氣相沉積裝置)的一種實施方式。該氣相沉積裝置包括使氣相沉積原料汽化的汽化部1、使汽化的氣相沉積原料熱分解的分解爐2、以及使熱分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物表面上沉積形成涂膜的聚合室3。汽化部1、分解爐2和聚合室3通過耐熱性的配管串聯連接，在汽化部1和分解爐2之間設置有開關閥4。聚合室3通過真空配管(未示出)和冷卻阱5與真空泵6連接。汽化部1和分解爐2以一體的配管形成，根據需要，如圖1的虛線所示，汽化部1的直徑可以略大于分解部。在汽化部1的外周緊貼著設置有加熱爐U,在其之間設置了溫度傳感器12。優選該加熱爐ll可以加熱到300。C左右，以使氣相沉積原料汽化。汽化部1通過開關閥7與旁路線8相連，從而使汽化部1通過冷卻阱5直接與真空泵6連接。這樣，氣相沉積原料中所含的汽化性雜質直接排至冷卻阱5，因此可以防止聚合室3內的被沉積物的污染。分解爐2可以使用與以前相同的分解爐，在分解爐2的外周緊貼著設置有加熱爐21，在其之間設置了溫度傳感器22。優選該加熱爐21可以加熱到1000。C左右，以使氣相沉積原料分解。聚合室3可以使用與以前相同的聚合室，并具有能容納被沉積物的空間(容積)和測定其內部壓力的壓力傳感器31。為了高精度地控制膜厚，在該聚合室內部優選具有石英振子(quartzoscillator)。聚合室3內通常保持為室溫左右即可，但為了提高成膜效率，優選具備用于冷卻被沉積物的機構。為了保證便于維護，還優選具備用于加熱所述聚合室壁表面的加熱機構。開關閥4控制在汽化部1內汽化的氣相沉積原料向分解爐2的供應量，同時控制聚合室3內的壓力。開關閥4的開度(傳導力，conductance),具有足以在每單位時間將必要量的氣相沉積原料送入到分解爐2中的流量系數(Cv值)。開關閥4的傳導力(Cv值)還受到聚合室3的表面積的影響，但具體優選為Cv-0.4以上。由于通過開關閥4來進行聚合室3內的壓力控制，因此期望開關閥4是可以控制開度的例如針狀閥或波紋管閥等。另外，開關閥4優選具有200。C左右的耐熱性。例如，由于(2,2)-對環芳烷衍生物通過加熱而汽化升華，又通過冷卻而固化，因此期望開關閥4的管內溫度通常加熱到100°C~200°C,優選160°C~190°C。汽化部1與分解爐2的連接、分解爐2與聚合室3的連接中所用的配管的材質以及開關閥4的材質，優選具有在各自的使用中的足夠的耐熱、耐降壓、耐酸性等。另外，耐酸性加工可以僅在內部進4亍。冷卻阱5可以使用與以前相同的冷卻阱，將聚合室3內未聚合的中間體通過強制冷卻而使聚合并捕集，以保護真空泵6。另外，冷卻阱還捕集通過旁路線8在汽化部l產生的、氣相沉積原料中所含的汽化性雜質，以保護真空泵6。冷卻阱5優選利用干水或液氮等、或者優選具有機械冷卻機構。冷卻阱5的冷卻溫度優選為-5(TC以下，更優選為-70。C以下。真空泵6可以使用與以前相同的真空泵，該真空泵優選具有能使聚合室3內保持約0.12.0Pa的到達真空度(vacuumreached)或排氣量。真空泵6通常使用旋轉泵等，但在想獲得更高真空度的情況下，還可以使用渦輪分子泵或低溫泵等。開關閥7的作用是除去汽化部1內汽化的氣相沉積原料中所含的汽化性雜質，期望每次向汽化部1中填充氣相沉積原料時都能除去雜質。這樣，可以向聚合室3中供應高純度的氣相沉積原料，因此可以氣相沉積高品質的涂膜。另外，對汽化部l抽真空時，通過打開開關閥7可以在短時間內造成真空狀態。開關閥7的傳導力、控制性等，優選以開關閥4為基準。另外，期望旁路線8為盡可能短，而且根據情況可以加熱。氣相沉積裝置并不受上述結構的限制，還可以是如圖2所示的、將汽化部1作為填充容器10的結構。通過將汽化部1作為填充容器10的結構，可以增加氣相沉積原料的加入量，同時容易設置旁路線8。另外還可以是如下結構并列設置多個填充容器10，而且多個填充容器IO分別設置有開關閥4。這樣，當向某一容器中填充氣相沉積原料時，可以使用其它容器氣相沉積涂膜。填充容器10的容量沒有特別的限制。當容量較小時，不能補充氣相沉積原料而使可連續氣相沉積的批次數減少，從而失去填充容器本身的優點；相反當容量較大時，則難以進行移動、設置、氣相沉積原料的補充等。因此，從操作性或者氣相沉積中所用的氣相沉積原料量方面考慮，填充容器10的容量優選為0.1L10L左右。作為填充到汽化部1或填充容器10中的氣相沉積原料的例子，可列舉(2,2)-對環芳烷、二氯-(2,2)-對環芳烷、四氯-(2,2)-對環芳烷、氨基-(2,2)-對環芳烷、曱酰基-(2，2)-對環芳烷、1，1，9，9-四氟(2，2)-對環芳烷、或者1,1，2，2,8,8，9，9-八氟(2,2)-對環芳烷等(2,2)-對環芳烷衍生物。上述氣相沉積裝置的操作例，如下述(1)~(9)所示。以下，采用圖2所示的氣相沉積裝置的結構進行說明，但并不限定于此。(1)首先，向填充容器10內填充氣相沉積原料。另一方面，在聚合室3內放置被沉積物。(2)使用真空泵6將真空沉積系統，即填充容器IO、分解爐2、聚合室3和冷卻阱5的內部抽成真空。這里，為了縮短時間，可以使用旁路線8來抽真空。當真空度到達所定值之后，關閉設置在填充容器IO上部的開關閥4，7,將填充容器10密閉，并加熱到使氣相沉積材料汽化的所定溫度。(3)當填充容器IO達到所定溫度、裝置系統內達到所定真空度時，將分解爐2加熱到所定溫度。(4)當分解爐2達到所定溫度時，打開與旁路線8連接的開關閥7，以使聚合室3的壓力傳感器31的測定值不超過所定值，排出填充容器10內的汽化性雜質。然后，關閉開關閥7，對聚合室3內抽真空直到所定的壓力。(5)當聚合室3內達到所定的壓力時，打開開關閥4開始進行氣12相沉積。打開開關閥4直到壓力傳感器31的測定值顯示為所定值。用壓力傳感器31所示的壓力和開關閥4打開的時間來控制涂膜的膜厚。另外，如果所需的膜厚很薄而需要精密的膜厚控制時，優選使用石英振子等膜厚監控器來控制膜厚。(6)經過獲得所定膜厚的所定時間后，關閉開關閥4結束聚合。(7)保持填充容器10的溫度、真空度，同時使填充容器10以外的系統內(特別是聚合室3)恢復至大氣壓。這時，向系統內導入的氣體優選為氮氣等惰性氣體。(8)當聚合室3內的壓力恢復至大氣壓時，從聚合室3中取出被沉積物，結束氣相沉積。(9)在進行下次氣相沉積時，更換聚合室3內的被沉積物，對分解爐2和聚合室3進行減壓，并打開開關閥4，從而開始新的氣相沉積處理。通過在汽化部1和分解爐2之間或者填充容器IO和分解爐2之間設置開關閥4，使汽化部1與氣相沉積裝置的其它部分獨立，并且可以持續保持氣相沉積條件的溫度和減壓狀態。因此，可以對應于汽化部1或填充容器10中存在的氣相沉積原料的批次數而連續多次進行氣相沉積。換而言之，由于可以節省氣相沉積原料的加入時間和汽化部1或填充容器10中加熱到升華溫度的時間，因此可以縮短氣相沉積時間。涂膜厚度可以基于聚合室3內的壓力(由開關閥4調節)和開關閥4的打開時間來控制。該涂膜厚度可以通過下述方式計算對按照聚合室3壓力的每單位時間氣相沉積原料的供應量和開關閥4的打開時間(氣相沉積時間)進行積分來計算。在汽化部1作為填充容器10的結構情況下，由于可以容納更多的氣相沉積原料，因此能增加批次數。另外，通過并列設置多個填充容器10,而且多個填充容器IO分別設置有開關閥4，這樣當向某一容器中填充氣相沉積原料時，可以使用其它容器來氣相沉積涂膜。另外，通過設置連接汽化部l或填充容器10和冷卻阱5的旁路線8以及開關閥7，從而可以將氣相沉積原料中所含的汽化性雜質直接排至冷卻阱5，因此可以防止聚合室3內的被沉積物的污染。實施例13以下對本發明所述氣相沉積裝置的具體實施例進行說明。相對于氣相沉積時間的膜厚的測定在下述實施例l-3中使用的氣相沉積裝置具有圖2所示的結構，其主要設計參數如下填充容器IO的容積約7.2L;開關閥4的傳導力最大25mm;開關閥7的傳導力最大12.5mm;分解部2的直徑50mm;聚合室3(圓柱形)的直徑600mm、高度600mm;真空泵6的到達真空度0.29Pa;真空泵6的排氣量917L/min。下述比較例1~3中使用的氣相沉積裝置如圖8所示。即，除了汽化部101和分解爐102以共通的圓筒管構成之外，其它與圖2所示的氣相沉積裝置為相同的結構。其主要設計參數如下汽化部101和分解部102的直徑50mm;聚合室3(圓柱形)的直徑600mm、高度600mm;真空泵105的到達真空度0.29Pa;真空泵105的排氣量917L/min。(實施例1)向填充容器10中加入1.36kg的二氯-(2,2)-對環芳烷，抽真空至lPa以下，在關閉開關閥4,7的狀態下，將填充容器IO加熱至180。C并保持該溫度。然后，將分解爐3的溫度保持在650°C，打開開關閥4以使聚合室3內由壓力傳感器31測得的值為恒定的4.0Pa,保持該狀態IO分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚1.05iim的單氯-聚對二曱苯膜。這時的成膜速度為105nm/min。開關閥4的打開時間即為氣相沉積時間。(實施例2)如實施例l，向填充容器10中加入1.27kg的二氯-(2,2)-對環芳烷，打開開關閥4以使聚合室3內由壓力傳感器31測得的值為恒定的4.0Pa，保持該狀態60分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚5.67nm的單氯-聚對二曱苯膜。這時的成膜速度為94.5nm/min。開關閥4的打開時間即為氣相沉積時間。(實施例3)如實施例1，向填充容器10中加入0.93kg的二氯-(2,2)-對環芳烷，打開開關閥4以使聚合室3內由壓力傳感器31測得的值為恒定的4.0Pa,保持該狀態120分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚10.40nm的單氯-聚對二曱苯膜。這時的成膜速度為86.7nm/min。開關閥4的打開時間即為氣相沉積時間。(比較例1)向汽化部101中加入9.0g的二氯-(2，2)-對環芳烷，將汽化部101從130。C至180。C緩慢加熱，進行氣相沉積至氣相沉積原料耗盡。將從汽化部101開始加熱到結束加熱的時間作為氣相沉積時間時，氣相沉積時間為65分鐘，得到膜厚1.36nm的透明的單氯-聚對二甲苯膜。需要說明的是，汽化部2的升溫速度是由薄膜的膜質等推算出的最佳速度。(比較例2)如比較例1，向汽化部101中加入50g的二氯-(2,2)-對環芳烷，將汽化部101從130。C至180。C緩慢加熱，進行氣相沉積至氣相沉積原料耗盡。將從汽化部101開始加熱到結束加熱的時間作為氣相沉積時間時，氣相沉積時間為180分鐘，得到膜厚5.0^1111的透明的單氯-聚對二甲苯膜。需要說明的是，汽化部101的升溫速度是由薄膜的膜質等推算出的最佳速度。(比較例3)如比較例1，向汽化部101中加入100g的二氯-(2,2)-對環芳烷，將汽化部101從130'C至180。C緩慢加熱，進行氣相沉積至氣相沉積原料耗盡。將從汽化部101開始加熱到結束加熱的時間作為氣相沉積時間時，氣相沉積時間為235分鐘，得到膜厚10fim的透明的單氯-聚對二曱苯膜。需要說明的是，汽化部101的升溫速度是由薄膜的膜質等推算出的最佳速度。表l和圖3表示上述實施例13和上述比較例1~3中的膜厚相對于氣相沉積時間的測定結果。表1氣相沉積時間膜厚氣相沉積速度外觀(min)(nm)(nm/min)實施例1101.05105.0透明實施例2605.6794.5透明實施例312010.4086.7透明比較例1651.3620.9透明比較例2180527.8透明比較例32351042.6透明15由該結果可知，根據本發明可以節省氣相沉積原料的汽化花費的時間，因此與現有方法相比氣相沉積時間顯著縮短。而且，根據本發明，通過預先使多批次氣相沉積原料汽化，從而可以對被沉積物連續地進行涂覆處理。另外，這時可以縮短涂覆每個#:沉積物所花費的處理時間。而且由圖3可知，當聚合室3內的壓力保持恒定時，基于氣相沉積時間可以精度良好地控制膜厚。相對于聚合室內壓力的膜厚的測定下述實施例4、5中使用的氣相沉積裝置與上述實施例1~3中使用的氣相沉積裝置相同，而且其主要設計參數也相同。(實施例4)如實施例1,向填充容器10中加入1.17kg的二氯-(2，2)-對環芳烷，打開開關閥4以使聚合室3內由壓力傳感器31測得的值為恒定的4.7Pa，保持該狀態60分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚6.89nm的單氯-聚對二曱苯膜。這時的成膜速度為116.3nm/min。(實施例5)如實施例l,向填充容器10中加入1.07kg的二氯-(2，2)-對環芳烷，打開開關閥4以使聚合室3內由壓力傳感器31測得的值為恒定的5.3Pa，保持該狀態60分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚8.60nm的單氯-聚對二曱苯膜。這時的成膜速度為143.3nm/min。實施例2、4和5的結果如圖4所示。由這些結果可知，當氣相沉積時間一定時，通過控制聚合室3內的壓力可以控制膜厚。使用膜厚計來控制膜厚下述實施例6中使用的氣相沉積裝置，除了在聚合室3內具備石英振子(CRTM6000,由ULVAC，Inc.制造)作為膜厚計之外，其它與圖2所示的結果相同，其主要設計參數如下填充容器10的容積約300mL;開關閥4的傳導力最大7.8mm(Cv-1.2);分解部2的直徑50mm;聚合室4(圓柱形)的直徑200mm、高度230mm;真空泵6的到達真空度0.20Pa;真空泵6的糸夂氣量275L/min。(實施例6)向填充容器10中加入80g的二氯-(2，2)-對環芳烷，抽真空至1Pa以下，在關閉開關閥4的狀態下加熱至180。C并保持該溫度。然后將16分解爐2的溫度保持在700°C，打開開關閥4以使由石英振子測定的成膜速度值為恒定的5nm/s,當石英振子的測定值為0.93時關閉開關閥4(閥開關時間為3分鐘)。其結果可以得到膜厚0.95nm的單氯-聚對二甲苯膜。簡而言之，根據實施例6，通過使用石英振子進行膜厚監控，可以容易地控制膜厚。氣相沉積原料的加熱溫度的影響下述實施例7~12中使用的氣相沉積裝置與圖2所示的結構相同，其主要設計參數如下填充容器10的容積約300mL;開關閥4的傳導力最大7.8mm(Cv-1.2);分解部2的直徑25mm;聚合室3(圓柱形)的直徑300mm、高度400mm;真空泵6的到達真空度0.53Pa;真空泵6的排氣量428.3L/min。(實施例7)向填充容器10中加入48g的二氯-(2,2)-對環芳烷，抽真空至1Pa以下，在關閉開關閥4的狀態下加熱至180。C并保持該溫度。然后將分解爐3的溫度保持在700°C,使開關閥4全開，保持141分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚8.94nm的單氯-聚對二曱苯膜。此時的成膜速度為63.4nm/min。(實施例8)如實施例7，向填充容器10中加入32g的二氯-(2，2)-對環芳烷，抽真空至1Pa以下，在關閉開關閥4的狀態下加熱至170。C并保持該溫度。然后將分解爐2的溫度保持在700°C，使開關閥4全開，保持106分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚5.77nra的單氯-聚對二曱苯膜。此時的成膜速度為54.4nm/min。(實施例9)如實施例7，向填充容器10中加入47g的二氯-(2，2)-對環芳烷，抽真空至1Pa以下，在關閉開關閥4的狀態下加熱至160。C并保持該溫度。然后將分解爐2的溫度保持在700°C，使開關閥4全開，保持92分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚4.09jrni的單氯-聚對二曱苯膜。此時的成膜速度為44.5nm/min。(實施例10)如實施例7，向填充容器10中加入36g的二氯-(2,2)-對環芳烷，抽真空至1Pa以下，在關閉開關閥4的狀態下加熱至150。C并保持該溫度。然后將分解爐2的溫度保持在700°C,使開關閥4全開，保持311分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚6.42jim的單氯-聚對二曱苯膜。此時的成膜速度為20.6nm/min。(實施例11)如實施例7，向填充容器10中加入49g的二氯-(2，2)-對環芳烷，抽真空至1Pa以下，在關閉開關岡4的狀態下加熱至14(TC并保持該溫度。然后將分解爐2的溫度保持在700°C，使開關閥4全開，保持340分鐘。其結果可以得到外觀透明的膜厚3.99jun的單氯-聚對二甲苯膜。此時的成膜速度為11.7nm/min。表2表示實施例7~11的相對于填充容器溫度的氣相沉積速度的測定結果。另外將表2的測定結果作圖在圖5中表示。需要說明的是，圖5中的虛線部分是通過由固體的升華來供應氣相沉積原料時的外推線。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>研究了填充容器溫度對氣相沉積溫度的影響。結果認為，實施例7~9中的填充容器內的二氯-(2,2)-對環芳烷為液體，然而實施例IO和11中的填充容器內的二氯-(2,2)-對環芳烷為固體。其原因是，在開關閥4的開度相同時，作為氣相沉積原料的二氯-(2，2)-對環芳烷，從液體蒸發與從固體升華相比，前者更容易汽化，換而言之，與二氯-(2,2)-對環芳烷從固體的升華熱相比，二氯-(2，2)-對環芳烷從液體的蒸發熱較小。因此，當氣相沉積原料為二氯-(2,2)-對環芳烷對，通過將填充容器10加熱到二氯-(2,2)-對環芳烷的熔點以上、即160。C以上，從而可以提高氣相沉積速度。但是，考慮到二氯-(2,2)-對環芳烷的熱劣化，認為上限溫度為20(TC左右。同樣，對于與二氯-(2,2)-對環芳烷的熔點相近的四氯-(2，2)-對環芳烷，通過將填充容器加熱到其熔點以上的溫度，也可以提高氣相沉積速度。聚對二曱苯膜的氣相沉積下述實施例12~17中使用的氣相沉積裝置與上述實施例7中使用的氣相沉積裝置相同，其主要設計參數也相同。下述比較例4中使用的氣相沉積裝置與上述比較例1~3中使用的圖8所示的氣相沉積裝置相同。即，除了汽化部101和分解部102以共通的圓柱形配管構成之外，其它與圖2所示的氣相沉積裝置為相同結構。比較例4的氣相沉積裝置的主要設計參數如下汽化部101和分解部102的直徑25mm;聚合室103(圓柱形)的直徑300mm、高度400mm;真空泵105的到達真空度0.53Pa;真空泵105的排氣量428.3L/min。(實施例12~17)如實施例7，向填充容器10中加入(2，2)-對環芳烷，將分解爐2的溫度保持在650。C，在下述表3所示的各條件下操作開關閥4，使聚合室4的內壓保持恒定。其結果可以得到透明的聚對二曱苯膜。(比較例4)向填充容器10中加入4g的(2,2)-對環芳烷，將汽化部1從130。C至145。C緩慢加熱，進行氣相沉積至氣相沉積原料耗盡。將從汽化部2開始加熱到結束加熱的時間作為氣相沉積時間時，氣相沉積時間為510分鐘，得到膜厚1.37jim的透明的聚對二甲苯膜。需要說明的是，汽化部2的升溫速度是由薄膜的膜質等推算出的最佳速度。實施例12~17和比較例4的氣相沉積條件和氣相沉積結果如表3所示。另外，圖6表示實施例12~14中相對于氣相沉積時間的膜厚的測定結果。圖7表示實施例14~17中相對于聚合室內壓的膜厚的測定結果。19表3<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>*由于現有方法中氣相沉積壓力變化，故記栽的是最大值對實施例12~17和比較例4進行比較可知，使用(2，2)-對環芳烷為氣相沉積原料時，與使用二氯-(2，2)-對環芳烷作為氣相沉積原料時一樣，通過節省氣相沉積原料的汽化所花費的時間，可以相較于現有方法顯著縮短氣相沉積時間，節拍時間(tacttime)也縮短。另外，由圖6可知，當聚合室3內的壓力保持恒定時，由氣相沉積時間可以精度良好地控制膜厚。同樣，由圖7可知，當氣相沉積時間一定時，通過控制聚合室3內的壓力，可以控制膜厚。由以上說明的實施例可知，根據本發明，在從聚合物氣相沉積為薄膜中，節拍時間與現有方法相比，可以縮短至幾分之一。另外，根據本發明，雖然節拍時間縮短，但是與現有方法相比，氣相沉積原料的利用效率并沒有變差。而且位于聚合室內的被沉積物表面的膜厚的偏差(variations)也沒有變化。即，通過使用本發明，可以顯著縮短節拍時間，同時可以制造與現有方法同等以上品質的薄膜。另外，根據本發明，不需要特地改造現有方式的氣相沉積裝置的聚合室、真空泵等，通過在汽化部和分解部之間安裝開關閥即可經濟地實現。權利要求1.化學氣相沉積裝置，其特征在于，包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；和使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合，并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，使填充到所述填充部的氣相沉積原料汽化，通過打開所述開關閥將所述汽化的氣相沉積原料供應到所述分解爐，形成所述涂膜。2.權利要求1所述的化學氣相沉積裝置，其特征在于，具備捕集裝置，捕集在所述汽化部中汽化的氣相沉積原料的汽化性雜質。3.權利要求1所述的化學氣相沉積裝置，其特征在于，所述填充部具有填充所述氣相沉積原料的多個容器，所述開關閥分別設置在所述多個容器上。4.化學氣相沉積裝置，其特征在于，包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；和使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，使填充到所述填充部的氣相沉積原料汽化，用所述開關閥來控制所述汽化的氣相沉積原料向所述分解爐中的供應，從而控制所述涂膜的膜厚。5.權利要求4所述的化學氣相沉積裝置，其特征在于，基于所述開關岡的開關時間和所述聚合部內的壓力，來控制所述涂膜的厚度。6.權利要求4所述的化學氣相沉積裝置，其特征在于，所述聚合部具有用來測定所述涂膜厚度的膜厚測定裝置。7.化學氣相沉積方法，其特征在于，該方法采用化學氣相沉積裝置，所述裝置包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，所述方法具有向所述填充部中填充氣相沉積原料，使所述氣相沉積原料汽化的汽化工序；用所述分解爐分解所述汽化工序中汽化的氣相沉積原料的分解工序；和在所述聚合部中使所述分解工序中分解的氣相沉積原料聚合，并在所述被沉積物的表面上形成涂膜的聚合工序，通過打開所述開關閥將所述汽化的氣相沉積原料供應到所述分解爐，形成所述涂膜。8.權利要求7所述的化學氣相沉積方法，其特征在于，在所述汽化工序中，將在所述填充部汽化的氣相沉積原料的汽化性雜質排出。9.權利要求7所述的化學氣相沉積方法，其特征在于，所述氣相沉積原料為(2,2)-對環芳烷衍生物。10.權利要求9所述的化學氣相沉積方法，其特征在于，所述(2,2)-對環芳烷衍生物為二氯-(2，2)-對環芳烷或四氯-(2，2)-對環芳烷。11.權利要求IO所述的化學氣相沉積方法，其特征在于，將所述填充部內加熱到160。C~200。C。12.權利要求7所述的化學氣相沉積方法，其特征在于，將所述解爐中r'、、、；'、，5、、、13.化學氣相沉積方法，其特征在于，該方法采用化學氣相沉積裝置，所述裝置包括填充氣相沉積原料的填充部；分解所述氣相沉積原料的分解爐；連結所述填充部和所述分解爐的開關閥；使所述分解爐中分解的氣相沉積原料聚合并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部，所述方法具有向所述填充部中填充氣相沉積原料，使所述氣相沉積原料汽化的汽化工序；用所述分解爐分解所述汽化工序中汽化的氣相沉積原料的分解工序；和在所述聚合部中使所述分解工序中分解的氣相沉積原料聚合，并在所述被沉積物的表面上形成涂膜的聚合工序，用所述開關閥來控制所述汽化的氣相沉積原料向所述分解爐中的供應，從而控制所述涂膜的膜厚。14.權利要求13所述的化學氣相沉積方法，其特征在于，在所述聚合工序中，基于所述開關閥的開關時間和所述聚合部內的壓力，來控制所述涂膜的厚度。全文摘要一種化學氣相沉積裝置，包括填充氣相沉積原料的填充部(10)；分解氣相沉積原料的分解爐(2)；連結填充部(10)和分解爐(2)的開關閥(4)；使分解爐(2)中分解的氣相沉積原料聚合，并在被沉積物的表面上形成涂膜的聚合部(3)，其中，使填充到填充部(10)的氣相沉積原料汽化，通過打開開關閥(4)將所述汽化的氣相沉積原料供應到分解爐(3)，形成涂膜。文檔編號C23C16/44GK101511903SQ20068005585公開日2009年8月19日申請日期2006年7月28日優先權日2006年7月28日發明者上武一孝,井上崇,望月勵申請人:第三化成株式會社;吉世科有限公司