[发明专利]涂敷－玻璃基片的方法和设备

说明书

                  发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种涂敷一基片，特别是一玻璃基片，的方法和设备。更具体说，本发明涉及一种用以生产车辆或建筑门窗所用涂层玻璃的连续化学气相沉积(CVD)工艺，及生产该涂层玻璃的设备。

2.相关技术概述

在涂敷基片的领域中化学气相沉积工艺是众所周知的。通过将一气态反应物混合体束流导向基片的表面以使反应物混合体将所需涂层沉积在基片表面上，而涂敷基片。在此工艺中所采用的涂料反应物的物理形式可以是液体、气化物，分散在气体混合物中的液体或固体，悬浮颗粒，或者分散在气体混合物中的气化或雾状涂料反应物。

与CVD工艺相关的问题之一涉及沿基片的宽度产生一均匀厚度的涂层。在某些情况中，例如将一反射性金属氧化涂层涂到一玻璃板上，涂层厚度必须均匀这一要求特别重要，因为涂层厚度的很小变化就会导致玻璃板有不均匀的颜色。例如，金属氧化涂层上百万分之一英寸的变化可在玻璃上产生一种不美的外观。

一般说，为了产生具有恒定厚度的涂层，必须将气态反应物混合体均匀地涂在整个玻璃板上。业已提出了用来以均匀方式将气态反应物混合体涂在一玻璃板上的各种装置。例如，美国专利No.4,504,526公开了一种设备，它包括一组系列设置的，单独的通道，这些通道相互连接一入口和一位于玻璃板附近的出口。每个单独的通道包括一个横截面积与相邻通道的横截面积不同的部分，使得流体流经通道的速度改变。

在美国专利NO.4,535,000中，Gordon描述了一种用以将一金属氮化物薄膜涂在一玻璃基片上的化学气相沉积工艺。Gordon建议采用多个涂敷装置作为获得一均匀涂层的手段，这是因为一个涂敷装置的不均匀性通常比不过其它涂敷装置的不均匀性，并且往往会抵消来自不同涂敷装置的厚度误差。

正如Sopko等在美国专利No.3,580,679中所教导的，一个气化物集气管使一气态混合体沿基片分配，该集气管包括一组在它们的出口端相互隔开的气化物通道，但这些气化物通道在它们的入口处汇集在一共同通道中。为提高气化物沉积的均匀性，建议每个通道包括至少两个相对的曲面，这样流经通道的气化物就至少两次改变方向。此外，Sopko注意到可在通道内设置导流板，以进一步干扰气化物流束并沿气化物集气管的长度分配气化物。

尽管以前提出的各种装置，其中一些例子列举如上，仍然存在关于用化学气相沉积工艺将厚度均匀的涂层涂到基片上的问题。产生这种不均匀性的原因是不定的，但可能包括排气平衡，待涂基片上的温度差，受热时涂敷设备中的尺寸变化，进入区域雷诺数的变化及随之总流量的变化，以及涂敷装置中积垢的积累等问题。无论是什么原因，最有利的是提供一种方法和设备，用以在化学气相沉积工艺中消除涂到基片上的涂层厚度的任何均匀性欠佳问题。

                  本发明概述

本发明涉及一种用化学气相沉积工艺将一涂层涂到一基片上的设备。该设备包括一个气体分配器，它带有一个位于待涂基片附近的出口，用以将一气态反应物混合体导向基片的表面。气态反应物混合体包括一种或多种反应物和一惰性载气。设置有一组相通且沿分配器长度隔开的下降管，用以将气态反应物混合体供给到分配器。该设备包括用以测定沿宽度涂到基片上的涂层的厚度均匀性的装置。最后，还设有一个将一种或多种反应物或一惰性气体供给到一个或多个下降管的装置，以改变流经该下降管的气态反应物混合体中一种或多种反应物的浓度，即在横跨基片的涂料气体分配中产生故意的不均匀性，以提供所需的均匀涂层。在该下降管附近的涂层的沉积速率因此被改变，以改善沉积涂层的厚度均匀性。

本发明还涉及一种将厚度大致均匀的涂层涂到一基片的表面上的方法。借助于一组相通且沿分配器长度隔开的下降管，将包括一种或多种反物及一惰性载气的气态反应物混合体供给到一气体分配器。通过将气态反应物混合体从分配器上邻近基片表面的出口导向基片表面，而在基片上形成一涂层。然后，测定在沿基片宽度的各种位置涂到基片上的涂层的厚度均匀性，并将一种或多种反应物或一惰性气体供给到一个或多个个别的下降管，以改变流经该下降管的气态反应物混合体中一种或多种反应物的浓度。这样就改变了在该下降管附近涂层的沉积速率，以改善沉积涂层的厚度均匀性。此外将足够数量的一惰性气体引入一下降管将使得该下降管内静态压力增加，从而增加了流到其余下降管的气态反应物混合体的总流量。

所以，本发明提供了一种较为简单且便宜的装置，用以修正在CVD工艺中所得的涂层厚度的变化。此外，不论均匀性欠佳的原始原因如何，都可获得一更为均匀的涂层。