JP2005537385A - 基板上の温度制御された気相成長のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)基板の第1の側で、前もって選択された物質を気相成長することによって、高熱放射率層を形成する第1のステップ、
(b)基板の第2の側で気相成長することによって、前もって選択された物質の層を形成する第2のステップ。ここで前記第1の側の層は、基板から過剰の熱を放射するように働き、それによって所定の温度を超えた基板の加熱が防止される。
第1の側の層の厚さ、
第2の側の層の厚さ、
第1の側の気相成長レート、および
第2の側の気相成長レート。
(a)気相成長の前に基板が巻かれる第1のスプール。このスプールは、気相成長のために基板を解き放つ。
(b)気相成長に続いて基板を受け取り、基板を巻き取る第2のスプール。
(c)第1のスプールおよび第2のスプールの間の経路に置かれ、基板を導く複数のガイドローラ。
(d)少なくとも2つの前方側、気相成長ステーション、これらは経路に沿って置かれ、基板の前方側に気相成長するために配列される。
(e)少なくとも1つの第2の側、気相成長ステーション、これは少なくとも2つの第1の側の気相成長ステーションの間で経路に沿って置かれ、基板の第2の側で気相成長するために配列される。
(f)前記のコンポーネントを格納し、気相成長を行なうための真空槽。
(a)第1の複数の第1の側の気相成長ステーション、これらは経路に沿って置かれ、第1の側で気相成長するために配列される。および、
(b)第2の複数の第2の側の気相成長ステーション、これらは経路に沿って置かれ、第2の側で気相成長するために配列される。
ここで、ステーションの順序は、第1の側の気相成長ステーションと第2の側の気相成長ステーションとの間で交替し、第1の複数は第2の複数と等しくてよく、および第1の複数は第2の複数よりも1だけ大きくてもよい。
アルミニウム反応性気相成長、
酸化アルミニウム気相成長、
タンタル反応性気相成長、
酸化タンタル気相成長、
チタン反応性気相成長、および
酸化チタン気相成長。
アルミニウム反応性気相成長、
酸化アルミニウム気相成長、
タンタル反応性気相成長、
酸化タンタル気相成長、
チタン反応性気相成長、および
酸化チタン気相成長。
本発明は、添付の定義から、より明瞭に理解されるであろう。
1.高熱放射率物質または層: 基板の放射率よりも大きい放射率を有する物質または層。ここで、物質の用語「高熱放射率」が説明されるとき、高熱放射率は物質の固有の放射率の結果であるか、物質の表面状態の結果であってよいことを理解されたい。物質の放射率は、典型的には、基板、および/または基板の上に蒸着した1または複数の層の所望の特性の低下を防ぐようなものでなければならない。
2.薄層: 既定の基板および既定のプロセスについて、前もって選択された最大許容温度を超えて基板の温度を上昇させない層の厚さ。
第1のスプール12。その上に基板18が気相成長の前に巻かれるが、それは気相成長のために基板18を解き放つためである。
第2のスプール14。これは気相成長に続いて基板18を受け取り、基板18を巻き取る。
複数のガイドローラ16。これは、基板18を導くため、第1のスプール12と第2のスプール14との間の経路15に置かれる。
2つの第1の側の気相成長ステーション22および26。これらは、経路15に沿って置かれ、基板18の第1の側で気化物20の気相成長のために配列される。
第2の側の気相成長ステーション24。これは、第1の側の気相成長ステーション22と26の間で、経路15に沿って置かれ、基板18の第2の側で気化物20を気相成長するために配列される。
真空槽11。これは、前述したコンポーネントを格納し、装置10のプロセスのために真空を提供する。
。なぜなら、層40は基板18および第2の層42から過剰な熱を放射するように働くからである。第3の段階では、層44は基板18の第1の側で層40の上に貼り付けられ、基板の温度は258℃にしか上昇しない。なぜなら、層42は基板18および層44から過剰な熱を放射するように働くからである。
表1
従来技術の気相成長
表2
本発明に従った気相成長
表3
従来技術の気相成長
表4
本発明に従った気相成長
Q放散∝ε18xε28(T18 4−T28 4)
ここで、Q放散は基板18と冷却要素28との間の放射による熱伝達量を表し、ε18およびε28は、それぞれ、基板18および冷却要素28の熱放散率を表し、T18およびT28は、それぞれ、基板18および冷却要素28の絶対温度を表す。有効な熱の放散のために、ε18およびε28は高くなければならず、したがって要素28は黒く塗られ、差分T18 4−T28 4は高くなければならず、したがってT28はできるだけ低くなければならない。冷却要素28で熱を放散する方法は、ε18が比較的低い気相成長ステーション22よりも、ε18が比較的高い気相成長ステーション24が効果的であろう。
Claims (31)
- 気相成長プロセスの間に低熱放射率基板の温度を制御する方法であって、
(a)基板の第1の側で、前もって選択された物質の気相成長によって、高熱放射率層を形成する第1のステップと、
(b)基板の第2の側の気相成長によって、前もって選択された物質の層を形成する第2のステップと、ここで第1の側の層は、基板から過剰の熱を放射するように働き、それによって所定の温度を超える基板の加熱が防止されることと
を具備する方法。 - 前記第1のステップが、更に、基板の第1の側の気相成長によって、高熱放射率物質の薄い層を形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の側の層が、更に、基板から熱を放射することに加えて、第2の側の層から過剰の熱を放射するように働く、請求項1に記載の方法。
- 第2の側の物質が、前もって選択された高熱放射率物質である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2のステップで、前もって選択された物質が同じである、請求項4に記載の方法。
- 更に、基板の第1の側に形成された層の上の気相成長によって、前もって選択された物質の更なる層を形成する第3のステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 更に、基板の第1の側の上に形成された層の上の気相成長によって、前もって選択された物質の更なる層を形成する第1の側のステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 更に、所望の厚さの層が第1の側に形成されるまで、前記第1の側のステップを反復することを含む、請求項7に記載の方法。
- 更に、基板の第2の側の上に形成された層の上の気相成長によって、前もって選択された物質の更なる層を形成する第2の側のステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 更に、所望の厚さの層が第2の側に形成されるまで、前記第2の側のステップを反復することを含む、請求項9に記載の方法。
- 更に、第1の側の層の厚さ、
第2の側の層の厚さ、
第1の側の気相成長レート、および
第2の側の気相成長レート
の少なくとも1つを変化させるステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 更に、基板から冷却要素への熱放射によって基板を冷却することを含む、請求項1に記載の方法。
- 更に、気相成長用のフリースパン装置の上で基板を移動することを含む、請求項1に記載の方法。
- 更に、基板の速度を変化させて基板の温度を制御することを含む、請求項13に記載の方法。
- 更に、フリースパン装置の冷却要素への伝導によって基板を冷却することを含む、請求項13に記載の方法。
- 更に、気相成長用の静止装置の上に基板を支持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 更に、静止装置の冷却要素への伝導によって基板を冷却することを含む、請求項16に記載の方法。
- 気相成長が反応性気相成長を含む、請求項1に記載の方法。
- 多段フリースパン気相成長装置であって、
(a)気相成長の前に基板が巻かれる第1のスプールであって、気相成長のために基板を解き放つスプールと、
(b)気相成長に続いて基板を受け取り、基板を巻き取る第2のスプールと、
(c)前記第1のスプールと前記第2のスプールとの間の経路に置かれ、基板を導く複数のガイドローラと、
(d)前記経路に沿って置かれ、基板の第1の側の気相成長のために配列された少なくとも2つの第1の側の気相成長ステーションと、
(e)前記少なくとも2つの第1の側の気相成長ステーションの間で前記経路に沿って置かれ、基板の第2の側の気相成長のために配列された少なくとも1つの第2の側の気相成長ステーションと、
(f)気相成長のために前記のコンポーネントを格納する真空槽と
を含む装置。 - 更に、(a)前記経路に沿って置かれ、前記第1の側の気相成長のために配列された第1の複数の第1の側の気相成長ステーションと、
(b)前記経路に沿って置かれ、前記第2の側の気相成長のために配列された第2の複数の第2の側の気相成長ステーションと、
ステーションの順序が、前記第1の側の気相成長ステーションと前記第2の側の気相成長ステーションとの間で交替し、前記第1の複数が前記第2の複数と等しくてよく、前記第1の複数が前記第2の複数よりも1つだけ大きくてよいことと
を具備する、請求項19に記載の装置。 - 更に、制御された冷却レートの冷却要素を含み、該冷却要素は、任意の前記気相成長ステーションで、前記気相成長ステーションとは反対の基板側に基板と非常に接近して置かれ、気相成長の間に2つのボデーの間の放射によって基板を冷却する、請求項19に記載の装置。
- 前記冷却要素が複数の冷却要素を含み、各々の冷却要素が、任意の前記気相成長ステーションで、前記気相成長ステーションとは反対の基板側に基板と非常に接近して置かれる、請求項21に記載の装置。
- 更に、制御された冷却レートの少なくとも1つの冷却要素を含み、該冷却要素は、任意の前記スプールの中に置かれ、伝導によって基板を冷却して気相成長の間に基板の温度を低減する、請求項19に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの冷却要素が2つの冷却要素を含み、各々の冷却要素が前記スプールの1つの中に置かれる、請求項23に記載の装置。
- 更に、制御された冷却レートの少なくとも1つの冷却要素を含み、該冷却要素は、伝導によって基板を冷却するため前記ガイドローラの少なくとも1つの中に置かれ、気相成長の間に基板の温度を低減する、請求項19に記載の装置。
- 少なくとも1つの冷却要素が複数の冷却要素を含み、各々の冷却要素が前記ガイドローラの1つの中に置かれる、請求項25に記載の装置。
- 基板がフォイルである、請求項19に記載の装置。
- 基板が金属フォイルである、請求項27に記載の装置。
- 基板がアルミニウムフォイルである、請求項28に記載の装置。
- 前記少なくとも2つの第1の側の気相成長ステーションが、
アルミニウム反応性気相成長、
酸化アルミニウム気相成長、
タンタル反応性気相成長、
酸化タンタル気相成長、
チタン反応性気相成長、および
酸化チタン気相成長
のいずれかのために配列される、請求項19に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの第2の側の気相成長ステーションが、
アルミニウム反応性気相成長、
酸化アルミニウム気相成長、
タンタル反応性気相成長、
酸化タンタル気相成長、
チタン反応性気相成長、および
酸化チタン気相成長
のいずれかのために配列される、請求項19に記載の装置。
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