JPH07216551A - 回転する表面上の基材に堆積させる装置と方法 - Google Patents
回転する表面上の基材に堆積させる装置と方法Info
- Publication number
- JPH07216551A JPH07216551A JP7000006A JP695A JPH07216551A JP H07216551 A JPH07216551 A JP H07216551A JP 7000006 A JP7000006 A JP 7000006A JP 695 A JP695 A JP 695A JP H07216551 A JPH07216551 A JP H07216551A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fins
- assembly
- mandrel
- translatable
- heat exchange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイヤモンドのＣＶＤ堆積等の高温のプラズ
マビームを用いる堆積装置において、堆積条件の重要な
条件の１つである温度の調節を容易に行うことができる
装置を提供する。 【構成】 基材の加熱した成分を収めるための堆積チャ
ンバー、回転可能なマンドレルアセンブリー、マンドレ
ルアセンブリーから拡がる第１フィンを有するマンドレ
ルの支持材、第１フィンに重なることができる第２フィ
ンを有する並進可能なアセンブリーであって、前記第１
フィンと前記第２フィンの重なりを変えるように並進可
能なアセンブリー、回転可能なマンドレルアセンブリー
を回転させる手段、並進可能なアセンブリーを並進させ
る手段、並進可能なアセンブリーに接続した熱交換手
段、並進可能なアセンブリーの並進を制御する手段を含
んでなる基材への堆積装置である。
マビームを用いる堆積装置において、堆積条件の重要な
条件の１つである温度の調節を容易に行うことができる
装置を提供する。 【構成】 基材の加熱した成分を収めるための堆積チャ
ンバー、回転可能なマンドレルアセンブリー、マンドレ
ルアセンブリーから拡がる第１フィンを有するマンドレ
ルの支持材、第１フィンに重なることができる第２フィ
ンを有する並進可能なアセンブリーであって、前記第１
フィンと前記第２フィンの重なりを変えるように並進可
能なアセンブリー、回転可能なマンドレルアセンブリー
を回転させる手段、並進可能なアセンブリーを並進させ
る手段、並進可能なアセンブリーに接続した熱交換手
段、並進可能なアセンブリーの並進を制御する手段を含
んでなる基材への堆積装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、材料の堆積の間の温度
調節に関係し、より詳しくは、回転する表面上に堆積さ
れながら高い熱エネルギー束を受ける基材の温度調節に
関係する。
調節に関係し、より詳しくは、回転する表面上に堆積さ
れながら高い熱エネルギー束を受ける基材の温度調節に
関係する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
材料の層のような基材に、例えばジェット状のプラズマ
を用いて堆積する技術はかなり以前より知られている。
例えば、米国特許第４４７１００３号と同４４８７１６
２号は、半導体や他の材料の堆積のためにプラズマを利
用するアーグジェットプラズマ堆積装置を開示してい
る。アーク領域にシリコン化合物のような適当な化合物
を注入することによってイオンと電子が生成し、プラズ
マを加速し、集中させる磁場を利用することによって、
ジェット（ビーム）が生成する。最近になって、このタ
イプの装置が合成ダイヤモンドの堆積に使用されてい
る。ダイヤモンドの優れた物理的化学的特性が、ダイヤ
モンドを多くの機械的、熱的、光学的、電子的用途に望
ましいものにし、プラズマジェット堆積によって合成ダ
イヤモンドを堆積することができることは、特にプラズ
マジェット技術がこれら又は他の目的のために改良され
ることができるならば、用途の大きな拡大が予想され
る。炭化水素と水素のプラズマは、電気アークを用いて
得ることができ、得られたプラズマは、集中用と加速用
の磁石を用いて基材の方に集中・加速され、この結果、
多結晶ダイヤモンド皮膜が基材上に堆積する。参考文献
として、例えば米国特許第５２０４１４４号を参照する
ことができ、基材上に合成ダイヤモンドを堆積するため
の或るタイプのプラズマジェット堆積を開示している。
材料の層のような基材に、例えばジェット状のプラズマ
を用いて堆積する技術はかなり以前より知られている。
例えば、米国特許第４４７１００３号と同４４８７１６
２号は、半導体や他の材料の堆積のためにプラズマを利
用するアーグジェットプラズマ堆積装置を開示してい
る。アーク領域にシリコン化合物のような適当な化合物
を注入することによってイオンと電子が生成し、プラズ
マを加速し、集中させる磁場を利用することによって、
ジェット（ビーム）が生成する。最近になって、このタ
イプの装置が合成ダイヤモンドの堆積に使用されてい
る。ダイヤモンドの優れた物理的化学的特性が、ダイヤ
モンドを多くの機械的、熱的、光学的、電子的用途に望
ましいものにし、プラズマジェット堆積によって合成ダ
イヤモンドを堆積することができることは、特にプラズ
マジェット技術がこれら又は他の目的のために改良され
ることができるならば、用途の大きな拡大が予想され
る。炭化水素と水素のプラズマは、電気アークを用いて
得ることができ、得られたプラズマは、集中用と加速用
の磁石を用いて基材の方に集中・加速され、この結果、
多結晶ダイヤモンド皮膜が基材上に堆積する。参考文献
として、例えば米国特許第５２０４１４４号を参照する
ことができ、基材上に合成ダイヤモンドを堆積するため
の或るタイプのプラズマジェット堆積を開示している。
【０００３】各種の商業的用途において、割合に大きい
サイズのダイヤモンド皮膜を有することが望ましい。プ
ラズマジェット堆積法において、特定の瞬間に基材上で
活性な堆積面積の具体的なサイズを制限する種々の因子
がある。例えば、アークジェットプラズマ堆積装置内に
加熱混合ガスを生成するためにアークを使用する場合、
ビームの直径は多くの因子によって制限されることがあ
る。プラズマビームの横断面は一般に実際の用途におい
て制約されるため、その上にダイヤモンド皮膜を堆積さ
せたい面積は、堆積ビームよりも大きいことがある。こ
のことは、堆積プロセスの間に、ビームと標的基材をお
互いの関係において動かすことが望ましいことがあるこ
とを意味する。このことは、堆積の間に基材を回転さ
せ、基材全体の温度の均一性を高め、さらに大きな面積
の基材の有効範囲を得る助けをすることによって達成さ
れた。
サイズのダイヤモンド皮膜を有することが望ましい。プ
ラズマジェット堆積法において、特定の瞬間に基材上で
活性な堆積面積の具体的なサイズを制限する種々の因子
がある。例えば、アークジェットプラズマ堆積装置内に
加熱混合ガスを生成するためにアークを使用する場合、
ビームの直径は多くの因子によって制限されることがあ
る。プラズマビームの横断面は一般に実際の用途におい
て制約されるため、その上にダイヤモンド皮膜を堆積さ
せたい面積は、堆積ビームよりも大きいことがある。こ
のことは、堆積プロセスの間に、ビームと標的基材をお
互いの関係において動かすことが望ましいことがあるこ
とを意味する。このことは、堆積の間に基材を回転さ
せ、基材全体の温度の均一性を高め、さらに大きな面積
の基材の有効範囲を得る助けをすることによって達成さ
れた。
【０００４】高温のプラズマビームは高いエネルギー密
度を有し、適当な運転温度と堆積温度に維持するため、
堆積の間に基材を冷却する必要がある。定置マンドレル
で運転する場合、液体が循環する熱交換器を容易に採用
することができる。しかし、回転するマンドレルに冷却
を行うことは相当に難しい。例えば、回転シールを必要
とする方法と高温の流体は、高価で信頼性に劣る傾向に
ある。また、正確な温度調節が不足することがある。
度を有し、適当な運転温度と堆積温度に維持するため、
堆積の間に基材を冷却する必要がある。定置マンドレル
で運転する場合、液体が循環する熱交換器を容易に採用
することができる。しかし、回転するマンドレルに冷却
を行うことは相当に難しい。例えば、回転シールを必要
とする方法と高温の流体は、高価で信頼性に劣る傾向に
ある。また、正確な温度調節が不足することがある。
【０００５】本発明の目的の１つは、回転するマンドレ
ル上の基材に堆積させながら、温度を調節する能力を改
良することである。
ル上の基材に堆積させながら、温度を調節する能力を改
良することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、マンドレル上
の基材の堆積の際の、回転するマンドレルの温度調節を
容易にするものであり、１つの例として、ダイヤモンド
の化学蒸着にプラズマを使用し、回転するマンドレルの
上での合成ダイヤモンドの堆積である。基材を堆積する
ための本発明の装置の１つの態様にしたがうと、基材の
加熱した成分を含む堆積チャンバーを提供する。マンド
レルアセンブリーを提供し、支持材の上に装着したマン
ドレルを含む。マンドレルアセンブリーは軸の上で回転
可能であり、そのマンドレルは前記チャンバー内に表面
を有する。マンドレル支持材は、マンドレルのアセンブ
リーの回転軸から外側に拡がる第１フィンを有する。そ
の第１フィンに重なることができる第２フィンを有する
並進可能なアセンブリーを用意し、並進可能なアセンブ
リーは第１と第２のフィンの重なりの程度を変化させる
ように並進可能である。また、回転可能なマンドレルの
アセンブリーを回転させるための手段を提供し、並進可
能なアセンブリーを並進させるための手段を提供する。
熱交換手段を前記並進可能なアセンブリーに接続する。
マンドレルアセンブリーと熱交換手段の間の熱的連絡を
制御するために、並進可能なアセンブリーの並進を制御
する手段を提供する。
の基材の堆積の際の、回転するマンドレルの温度調節を
容易にするものであり、１つの例として、ダイヤモンド
の化学蒸着にプラズマを使用し、回転するマンドレルの
上での合成ダイヤモンドの堆積である。基材を堆積する
ための本発明の装置の１つの態様にしたがうと、基材の
加熱した成分を含む堆積チャンバーを提供する。マンド
レルアセンブリーを提供し、支持材の上に装着したマン
ドレルを含む。マンドレルアセンブリーは軸の上で回転
可能であり、そのマンドレルは前記チャンバー内に表面
を有する。マンドレル支持材は、マンドレルのアセンブ
リーの回転軸から外側に拡がる第１フィンを有する。そ
の第１フィンに重なることができる第２フィンを有する
並進可能なアセンブリーを用意し、並進可能なアセンブ
リーは第１と第２のフィンの重なりの程度を変化させる
ように並進可能である。また、回転可能なマンドレルの
アセンブリーを回転させるための手段を提供し、並進可
能なアセンブリーを並進させるための手段を提供する。
熱交換手段を前記並進可能なアセンブリーに接続する。
マンドレルアセンブリーと熱交換手段の間の熱的連絡を
制御するために、並進可能なアセンブリーの並進を制御
する手段を提供する。
【０００７】本発明の好ましい態様において、マンドレ
ル支持材は、マンドレルアセンブリーの回転軸から外側
に拡がる複数の第１フィンを有し、並進可能なアセンブ
リーは第１フィンの間にさし込む複数の第２フィンを有
し、並進可能なアセンブリーは第１フィンと第２フィン
の間のさし込みの程度を変えるように並進可能である。
この態様において、支持材はほぼ円筒形であり、第１フ
ィンは環状の形状を有する。
ル支持材は、マンドレルアセンブリーの回転軸から外側
に拡がる複数の第１フィンを有し、並進可能なアセンブ
リーは第１フィンの間にさし込む複数の第２フィンを有
し、並進可能なアセンブリーは第１フィンと第２フィン
の間のさし込みの程度を変えるように並進可能である。
この態様において、支持材はほぼ円筒形であり、第１フ
ィンは環状の形状を有する。
【０００８】本発明の方法の１つの態様にしたがうと、
次の過程を含んでなる基材の堆積方法が開示される。即
ち、基材の成分を含有する蒸気を生成し、その蒸気に接
触するマンドレルと、支持材から拡がる複数のラジエー
タフィンを有する支持材を含む回転するマンドレルアセ
ンブリーを提供し、ラジエータフィンの間に複数のレセ
プターフィンをさし込み、マンドレル上での前記基材の
堆積の際に、前記マンドレルを冷却するために前記レセ
プターフィンに熱交換を施す。レセプターフィンの移動
は、ラジエータフィンの間にさし込んだレセプターフィ
ンの範囲を調節し、マンドレルの温度を調節する。開示
の態様において、マンドレルの領域の温度を測定し、そ
の測定した温度にしたがってレセプターフィンを移動さ
せる。
次の過程を含んでなる基材の堆積方法が開示される。即
ち、基材の成分を含有する蒸気を生成し、その蒸気に接
触するマンドレルと、支持材から拡がる複数のラジエー
タフィンを有する支持材を含む回転するマンドレルアセ
ンブリーを提供し、ラジエータフィンの間に複数のレセ
プターフィンをさし込み、マンドレル上での前記基材の
堆積の際に、前記マンドレルを冷却するために前記レセ
プターフィンに熱交換を施す。レセプターフィンの移動
は、ラジエータフィンの間にさし込んだレセプターフィ
ンの範囲を調節し、マンドレルの温度を調節する。開示
の態様において、マンドレルの領域の温度を測定し、そ
の測定した温度にしたがってレセプターフィンを移動さ
せる。
【０００９】次の詳細な説明と添付の図面より、本発明
の特徴と長所が容易に明らかになるであろう。
の特徴と長所が容易に明らかになるであろう。
【００１０】
【実施例及び作用効果】図１に関して、本発明にしたが
った、本発明の方法の態様に実施することができる化学
蒸着（ＣＶＤ）装置の１つの態様を示している。堆積チ
ャンバー１００は、プラズマジェットＣＶＤ堆積装置２
００の下部にあり、１以上の真空ポンプ装置（図示して
いない）で排気する。
った、本発明の方法の態様に実施することができる化学
蒸着（ＣＶＤ）装置の１つの態様を示している。堆積チ
ャンバー１００は、プラズマジェットＣＶＤ堆積装置２
００の下部にあり、１以上の真空ポンプ装置（図示して
いない）で排気する。
【００１１】装置２００は真空ハウジング２１１の中に
収められ、円筒状のホルダー、ロッド状陰極２９２、注
入した流体が陰極の上を通過することが可能なように陰
極の近隣に装着したインジェクター２９５を含むアーク
生成領域を含む。円筒状の陽極は２９１と示している。
例示の態様において、注入する流体は、例えば水素とメ
タンの混合物である。或いは、メタンを下流で供給して
もよい。陽極２９１と陰極２９２は、例えば直流の電源
（図示していない）によって励起する。参照番号２１７
と示した円筒状の磁石は、プラズマの発生を制御する助
けに利用する。１１５と示すノズルは、範囲内にビーム
サイズを調節するために使用することができる。冷却液
を循環することができる随意の冷却コイル２３４を、磁
石の中に位置させることができる。
収められ、円筒状のホルダー、ロッド状陰極２９２、注
入した流体が陰極の上を通過することが可能なように陰
極の近隣に装着したインジェクター２９５を含むアーク
生成領域を含む。円筒状の陽極は２９１と示している。
例示の態様において、注入する流体は、例えば水素とメ
タンの混合物である。或いは、メタンを下流で供給して
もよい。陽極２９１と陰極２９２は、例えば直流の電源
（図示していない）によって励起する。参照番号２１７
と示した円筒状の磁石は、プラズマの発生を制御する助
けに利用する。１１５と示すノズルは、範囲内にビーム
サイズを調節するために使用することができる。冷却液
を循環することができる随意の冷却コイル２３４を、磁
石の中に位置させることができる。
【００１２】運転の例として、水素とメタンの混合物を
インジェクター２９５に供給し、アーク生成領域の前方
でプラズマを形成し、堆積領域の方に加速して集中させ
る。当該技術で知られているように、メタンの炭素が選
択的にダイヤモンドとして堆積しながら、合成多結晶ダ
イヤモンドが前記のプラズマから生成することができ、
生成するグラファイトはガス化を促進する水素と結合し
て散逸する。プラズマジェット堆積装置のより詳しい説
明のためには、参考文献として米国特許第４４７１００
３号、同４４８７１６２号、同５２０４１４４号があ
る。例えば、物理的蒸着装置や他のタイプのＣＶＤプラ
ズマ堆積装置を含む他の適切なタイプの堆積装置も、開
示する本発明の特徴を備えて使用可能であることが理解
されるであろう。
インジェクター２９５に供給し、アーク生成領域の前方
でプラズマを形成し、堆積領域の方に加速して集中させ
る。当該技術で知られているように、メタンの炭素が選
択的にダイヤモンドとして堆積しながら、合成多結晶ダ
イヤモンドが前記のプラズマから生成することができ、
生成するグラファイトはガス化を促進する水素と結合し
て散逸する。プラズマジェット堆積装置のより詳しい説
明のためには、参考文献として米国特許第４４７１００
３号、同４４８７１６２号、同５２０４１４４号があ
る。例えば、物理的蒸着装置や他のタイプのＣＶＤプラ
ズマ堆積装置を含む他の適切なタイプの堆積装置も、開
示する本発明の特徴を備えて使用可能であることが理解
されるであろう。
【００１３】この態様の堆積チャンバーは、その中にマ
ンドレル又はプラットホーム１２１を有し、マンドレル
１２１は支持材をも含むマンドレルアセンブリーの一部
であり、コア１２３とフィン１２５を有する（図２参
照）。モーター１２９と連結したシャフト１２７は、マ
ンドレルアセンブリーの回転軸を決める。シャフトは例
えばステンレス鋼で作成することができる。この態様に
おいて、主としてラジエータフィンとして役立つ同軸の
平行な間隔を設けたフィン１２５の積み重ねとコア１２
３は、銅又は割合に熱伝導率の高い他の適当な材料で作
成することができる。フィンは双曲線の根本を有するこ
とができ、輻射率を高めるためにコーティングすること
ができる。１以上、好ましくは数枚（図示するように）
のラジエータフィンを採用することができる。好ましく
は、当該技術で知られるような所望の回転速度に調節で
きるモーター１２９が、コア１２３、フィン１２５、及
びマンドレル１２１を含むマンドレルアセンブリーを回
転し、マンドレルの表面はプラズマビームの堆積に使用
する。ここで、マンドレル上の堆積の意味は、マンドレ
ルに直接堆積すること、及びマンドレルに固定した何ら
かのものの上に堆積することの両方を含むものとする。
必ずしも必要ではないが、一般に、モリブデンのような
基材（図示していない）を、例えばボルト止めによって
マンドレル又はプラットホーム１２１の表面上に装着す
ることができ、基材をマンドレルと一緒に回転させなが
ら合成ダイヤモンドの皮膜を基材上に堆積することがで
きる。当該技術で知られているように、図示してはいな
いが、プラズマビームはダイヤモンドが堆積する面積よ
りもかなり小さいことがある。
ンドレル又はプラットホーム１２１を有し、マンドレル
１２１は支持材をも含むマンドレルアセンブリーの一部
であり、コア１２３とフィン１２５を有する（図２参
照）。モーター１２９と連結したシャフト１２７は、マ
ンドレルアセンブリーの回転軸を決める。シャフトは例
えばステンレス鋼で作成することができる。この態様に
おいて、主としてラジエータフィンとして役立つ同軸の
平行な間隔を設けたフィン１２５の積み重ねとコア１２
３は、銅又は割合に熱伝導率の高い他の適当な材料で作
成することができる。フィンは双曲線の根本を有するこ
とができ、輻射率を高めるためにコーティングすること
ができる。１以上、好ましくは数枚（図示するように）
のラジエータフィンを採用することができる。好ましく
は、当該技術で知られるような所望の回転速度に調節で
きるモーター１２９が、コア１２３、フィン１２５、及
びマンドレル１２１を含むマンドレルアセンブリーを回
転し、マンドレルの表面はプラズマビームの堆積に使用
する。ここで、マンドレル上の堆積の意味は、マンドレ
ルに直接堆積すること、及びマンドレルに固定した何ら
かのものの上に堆積することの両方を含むものとする。
必ずしも必要ではないが、一般に、モリブデンのような
基材（図示していない）を、例えばボルト止めによって
マンドレル又はプラットホーム１２１の表面上に装着す
ることができ、基材をマンドレルと一緒に回転させなが
ら合成ダイヤモンドの皮膜を基材上に堆積することがで
きる。当該技術で知られているように、図示してはいな
いが、プラズマビームはダイヤモンドが堆積する面積よ
りもかなり小さいことがある。
【００１４】例示の態様において、並進可能な２つのア
センブリー１４０と１５０を用意し、各々は少なくとも
１枚、好ましくは数枚のフィンを有し（図にそれぞれ１
４１、１５１と示す）、フィンは間隔を設けて平行であ
り、ラジエータフィン１２５の表面に重なることができ
るそれぞれの表面を有し、即ち、フィン１４１とフィン
１５１は、回転するマンドレルアセンブリーのフィン１
２５を間にさし込むに適する。この態様において、フィ
ン１４１と１５１は例えば銅で作成することができ、レ
セプターフィンであり、並進可能なアセンブリー１４０
と１５０のそれぞれの支持アーム１４２と１５２（同様
に銅で作成することができる）から拡がる。支持アーム
１４２と１５２は熱交換器として役立ち、それぞれ１４
３と１５３に示したようなその装置内を通る熱交換用液
体を有する。この態様において、並進可能なアセンブリ
ー１４０と１５０のそれぞれの支持アーム１４２と１４
３は、支持材１４６と１５６のそれぞれの溝１４４と１
５４（図３参照）に並進可能なように装着され、支持材
は堆積装置２００の下側部分にシールされている。各々
の支持材の底部は、そのそれぞれの溝をスライドするこ
とができ、直線的駆動（図示していない）によって並進
可能であり、それぞれ１４７と１５７で示したサーボ機
構で制御される。また、例示の態様の装置は、プラズマ
ビームからフィンと駆動装置を遮蔽するために使用する
上部ガードプレート１３３（図示していない手段によっ
て別個に冷やすことができる）、及び回転するマンドレ
ルアセンブリーと共に回転することができる下部ガード
プレート１３１を含む。
センブリー１４０と１５０を用意し、各々は少なくとも
１枚、好ましくは数枚のフィンを有し（図にそれぞれ１
４１、１５１と示す）、フィンは間隔を設けて平行であ
り、ラジエータフィン１２５の表面に重なることができ
るそれぞれの表面を有し、即ち、フィン１４１とフィン
１５１は、回転するマンドレルアセンブリーのフィン１
２５を間にさし込むに適する。この態様において、フィ
ン１４１と１５１は例えば銅で作成することができ、レ
セプターフィンであり、並進可能なアセンブリー１４０
と１５０のそれぞれの支持アーム１４２と１５２（同様
に銅で作成することができる）から拡がる。支持アーム
１４２と１５２は熱交換器として役立ち、それぞれ１４
３と１５３に示したようなその装置内を通る熱交換用液
体を有する。この態様において、並進可能なアセンブリ
ー１４０と１５０のそれぞれの支持アーム１４２と１４
３は、支持材１４６と１５６のそれぞれの溝１４４と１
５４（図３参照）に並進可能なように装着され、支持材
は堆積装置２００の下側部分にシールされている。各々
の支持材の底部は、そのそれぞれの溝をスライドするこ
とができ、直線的駆動（図示していない）によって並進
可能であり、それぞれ１４７と１５７で示したサーボ機
構で制御される。また、例示の態様の装置は、プラズマ
ビームからフィンと駆動装置を遮蔽するために使用する
上部ガードプレート１３３（図示していない手段によっ
て別個に冷やすことができる）、及び回転するマンドレ
ルアセンブリーと共に回転することができる下部ガード
プレート１３１を含む。
【００１５】図２は、図１のマンドレルアセンブリーと
並進するアセンブリーを示すが、並進可能なアセンブリ
ーが完全に引かれており（即ち、径方向に最も外側の位
置）、マンドレルアセンブリーのフィン１２５と並進可
能なアセンブリー１４０と１５０との間の熱交換は殆ど
又は全くない。以降でさらに説明するように、並進する
アセンブリーの位置は、間にさし込む程度によって調節
することができ、それによって所望の程度の熱交換を達
成する。
並進するアセンブリーを示すが、並進可能なアセンブリ
ーが完全に引かれており（即ち、径方向に最も外側の位
置）、マンドレルアセンブリーのフィン１２５と並進可
能なアセンブリー１４０と１５０との間の熱交換は殆ど
又は全くない。以降でさらに説明するように、並進する
アセンブリーの位置は、間にさし込む程度によって調節
することができ、それによって所望の程度の熱交換を達
成する。
【００１６】図３は、本発明の態様の並進するアセンブ
リーのフィン１４１とフィン１５１の形状を示し（この
平面図で見ることができる各々のアセンブリーの上部の
フィンのみ）、またこの態様に使用する定置レセプター
アセンブリー１６０と１７０のレセプターフィン１６１
とレセプターフィン１７１の形状を示す。定置レセプタ
ーアセンブリー１６０と１７０は、横断面が並進可能な
対応品１４０と１５０に似ているように見えるであろ
う。これらはそれぞれ数枚の間隔を設けた平行なフィン
をそれぞれの支持アーム１６２と１７２に結合して有
し、上部のフィン１６１と１７１を図３に見ることがで
きる。支持アーム１６２と１７２は熱交換器として役立
ち、それぞれ１６３と１７３に示すその中を通過する熱
交換用液体を有する。この構成において、定置レセプタ
ーフィンはほぼ長方形であるが、回転するマンドレルア
センブリーの支持材の円形に合わせるように内側のエッ
ジが曲線であり、並進するレセプターフィンは同様にほ
ぼ長方形である。例示の態様において、定置レセプター
アセンブリーのフィンは、回転するフィンの環の約半分
を覆い（図３の破線で示すように）、並進するフィン
は、完全に引き入れた位置において、回転するフィンの
環状面積の残りの約半分を覆う。レセプターアセンブリ
ーとフィンには多くの変化が可能であることが理解され
るであろうが、並進調節装置には、限定されるものでは
ないが、例えば１、２、３、又はそれ以上の並進するレ
セプターフィンのアセンブリーを使用し、０、１、２、
又はそれ以上の定置レセプターフィンのアセンブリーを
使用することもできる。１つの例として、図４は、定置
レセプターアセンブリーを含まず、回転するマンドレル
アセンブリーの支持材に合うようにその前面に円形の部
分を有するレセプターフィン（上部のフィン４４１と４
５１をそれぞれ見ることができる）を備えた２つの回転
するアセンブリー４４０と４５０を含む配置を示す。同
様に、回転するマンドレルアセンブリーの環状フィンを
破線で示す。例えば、アセンブリーの１つ（４４０又は
４５０）は定置式でもよいことが理解されるであろう。
リーのフィン１４１とフィン１５１の形状を示し（この
平面図で見ることができる各々のアセンブリーの上部の
フィンのみ）、またこの態様に使用する定置レセプター
アセンブリー１６０と１７０のレセプターフィン１６１
とレセプターフィン１７１の形状を示す。定置レセプタ
ーアセンブリー１６０と１７０は、横断面が並進可能な
対応品１４０と１５０に似ているように見えるであろ
う。これらはそれぞれ数枚の間隔を設けた平行なフィン
をそれぞれの支持アーム１６２と１７２に結合して有
し、上部のフィン１６１と１７１を図３に見ることがで
きる。支持アーム１６２と１７２は熱交換器として役立
ち、それぞれ１６３と１７３に示すその中を通過する熱
交換用液体を有する。この構成において、定置レセプタ
ーフィンはほぼ長方形であるが、回転するマンドレルア
センブリーの支持材の円形に合わせるように内側のエッ
ジが曲線であり、並進するレセプターフィンは同様にほ
ぼ長方形である。例示の態様において、定置レセプター
アセンブリーのフィンは、回転するフィンの環の約半分
を覆い（図３の破線で示すように）、並進するフィン
は、完全に引き入れた位置において、回転するフィンの
環状面積の残りの約半分を覆う。レセプターアセンブリ
ーとフィンには多くの変化が可能であることが理解され
るであろうが、並進調節装置には、限定されるものでは
ないが、例えば１、２、３、又はそれ以上の並進するレ
セプターフィンのアセンブリーを使用し、０、１、２、
又はそれ以上の定置レセプターフィンのアセンブリーを
使用することもできる。１つの例として、図４は、定置
レセプターアセンブリーを含まず、回転するマンドレル
アセンブリーの支持材に合うようにその前面に円形の部
分を有するレセプターフィン（上部のフィン４４１と４
５１をそれぞれ見ることができる）を備えた２つの回転
するアセンブリー４４０と４５０を含む配置を示す。同
様に、回転するマンドレルアセンブリーの環状フィンを
破線で示す。例えば、アセンブリーの１つ（４４０又は
４５０）は定置式でもよいことが理解されるであろう。
【００１７】例示の態様において、レセプター手段によ
る重なり合いの程度は、基材の表面温度を監視し、所望
の表面温度に維持するに適切な熱交換を得るための放射
面積を調節するような検討された制御ループによって調
節する。図３の例示の態様において、全熱交換面積の約
４５％をこの仕方で調節することができる。（図４の場
合は全熱交換面積の１００％を調節することができる
が、このことは殆どの用途に必要ないであろう。）系の
関係のエネルギーバランスは次のようになる。
る重なり合いの程度は、基材の表面温度を監視し、所望
の表面温度に維持するに適切な熱交換を得るための放射
面積を調節するような検討された制御ループによって調
節する。図３の例示の態様において、全熱交換面積の約
４５％をこの仕方で調節することができる。（図４の場
合は全熱交換面積の１００％を調節することができる
が、このことは殆どの用途に必要ないであろう。）系の
関係のエネルギーバランスは次のようになる。
【００１８】Ｑin＝Ｅmandrel ＋Ｑout （１） 最初は、マンドレルの温度を上げるために系からのエネ
ルギー放出を制限することができる（例、熱交換を行わ
ない）。マンドレルが所望の温度に達した後、マンドレ
ルの温度を一定に保つため、系から出るエネルギーＱ
out は系に入るエネルギーＱinと同じべきである。実際
の熱交換の状態は、伝熱の勾配と効率のために複雑であ
るが、高温部材の表面から放射されるエネルギーは次式
によって見積もることができる。
ルギー放出を制限することができる（例、熱交換を行わ
ない）。マンドレルが所望の温度に達した後、マンドレ
ルの温度を一定に保つため、系から出るエネルギーＱ
out は系に入るエネルギーＱinと同じべきである。実際
の熱交換の状態は、伝熱の勾配と効率のために複雑であ
るが、高温部材の表面から放射されるエネルギーは次式
によって見積もることができる。
【００１９】 Ｑ＝Ｃ×ｅ×Ａ×（Ｔh 4 − Ｔc 4 ）＋ｋＡ（Ｔh − Ｔc ） （２） ここで、Ｑは放射される熱エネルギー Ａは放射面積 Ｃはステファン−ボルツマン定数 ｅは輻射率 Ｔh はラジエータの絶対温度 Ｔc はレセプターの絶対温度 ｋは熱伝達係数 支持用の熱物体（マンドレル支持材）と放射フィンは、
堆積ターゲットに近い温度になるであろう。レセプター
温度は、冷却用流体の循環によって所望の割合に低い温
度に又はその近くの温度に維持することができ、それに
よって温度差を最大限にする。ラジエータとレセプター
の輻射率と受理性は、暗い艶なしのコーティングによっ
て最適化することができる。エネルギー調節の機会を提
出する残りの因子は面積Ａである。ラジエータとレセプ
ターのフィンの重なりと重なりの解除は効率的に面積を
変化させ、それによってＱout の調節を可能にすること
ができる。マンドレル支持材の中の熱交換は、割合に熱
伝導率が高い、例えば運転温度で溶融することができる
錫をその中に熱交換用液体として提供することによって
向上することができる。また、熱交換用液体は磁気を利
用して攪拌することもできる。
堆積ターゲットに近い温度になるであろう。レセプター
温度は、冷却用流体の循環によって所望の割合に低い温
度に又はその近くの温度に維持することができ、それに
よって温度差を最大限にする。ラジエータとレセプター
の輻射率と受理性は、暗い艶なしのコーティングによっ
て最適化することができる。エネルギー調節の機会を提
出する残りの因子は面積Ａである。ラジエータとレセプ
ターのフィンの重なりと重なりの解除は効率的に面積を
変化させ、それによってＱout の調節を可能にすること
ができる。マンドレル支持材の中の熱交換は、割合に熱
伝導率が高い、例えば運転温度で溶融することができる
錫をその中に熱交換用液体として提供することによって
向上することができる。また、熱交換用液体は磁気を利
用して攪拌することもできる。
【００２０】本発明の特徴にしたがうと、堆積表面の又
はその近くの温度（マンドレルの表面、その上に置いた
基材の表面、又は堆積が進行する層の表面でよい）は、
例えば温度センサー１９２（図２）を使用して検知する
ことができる。センサー１９２は、図２に示すようにし
て配置することができ、又は回転する堆積アセンブリー
の上に配置することもでき、制御回路に電気接続するた
めの例えばスリップリング機構を使用した適当な手段を
用意する。この態様において、センサー１９２を制御回
路に接続して示しており、そのアウトプットは、並進可
能なレセプターアセンブリーの位置を決めるそれぞれの
サーボ機構１４７と１５７を制御することにより、並進
可能なレセプターアセンブリー１４０と１５０の並進を
制御するために使用する。制御回路図の１つの態様を図
５に示す。温度を表示する信号をアナログからデジタル
の変換器５０１に接続し、そのアウトプットはプロセッ
サーサブシステム５５０に接続し、これは例えばＩｎｔ
ｅｌ４８６プロセッサー（５５９）を基礎にした、イン
プット／アウトプットインターフェース５５１、キーボ
ート５５２、モニター５５３、メモリー５５４、及び時
計と時間回路５５８を含む通常使用される機能と周辺機
器を有するパーソナルコンピューターでよい。プロセッ
サーサブシステムによって決まる制御信号は、デジタル
からアナログの変換器５０３に接続し、そのアウトプッ
トはサーボ機構１４７と１５７（例、図２）に接続す
る。運転において、検出した温度を表す信号は、アナロ
グからデジタルの変換器５０１に接続し、次いでプロセ
ッサーインターフェース５５１に接続する。予め記憶し
た理想的な温度挙動に基づき（又は運転者が調節）、プ
ロセッサーサブシステムは、プロセッサーインターフェ
ースより、デジタルからアナログの変換器５０３と、次
いで並進可能なアセンブリーに接続する制御信号を計算
する。サーボ機構がデジタル信号によって制御できるタ
イプであれば、デジタルからアナログの変換器５０３は
必要ないであろう。
はその近くの温度（マンドレルの表面、その上に置いた
基材の表面、又は堆積が進行する層の表面でよい）は、
例えば温度センサー１９２（図２）を使用して検知する
ことができる。センサー１９２は、図２に示すようにし
て配置することができ、又は回転する堆積アセンブリー
の上に配置することもでき、制御回路に電気接続するた
めの例えばスリップリング機構を使用した適当な手段を
用意する。この態様において、センサー１９２を制御回
路に接続して示しており、そのアウトプットは、並進可
能なレセプターアセンブリーの位置を決めるそれぞれの
サーボ機構１４７と１５７を制御することにより、並進
可能なレセプターアセンブリー１４０と１５０の並進を
制御するために使用する。制御回路図の１つの態様を図
５に示す。温度を表示する信号をアナログからデジタル
の変換器５０１に接続し、そのアウトプットはプロセッ
サーサブシステム５５０に接続し、これは例えばＩｎｔ
ｅｌ４８６プロセッサー（５５９）を基礎にした、イン
プット／アウトプットインターフェース５５１、キーボ
ート５５２、モニター５５３、メモリー５５４、及び時
計と時間回路５５８を含む通常使用される機能と周辺機
器を有するパーソナルコンピューターでよい。プロセッ
サーサブシステムによって決まる制御信号は、デジタル
からアナログの変換器５０３に接続し、そのアウトプッ
トはサーボ機構１４７と１５７（例、図２）に接続す
る。運転において、検出した温度を表す信号は、アナロ
グからデジタルの変換器５０１に接続し、次いでプロセ
ッサーインターフェース５５１に接続する。予め記憶し
た理想的な温度挙動に基づき（又は運転者が調節）、プ
ロセッサーサブシステムは、プロセッサーインターフェ
ースより、デジタルからアナログの変換器５０３と、次
いで並進可能なアセンブリーに接続する制御信号を計算
する。サーボ機構がデジタル信号によって制御できるタ
イプであれば、デジタルからアナログの変換器５０３は
必要ないであろう。
【００２１】図６に関して、本発明の態様にしたがった
図５のプロセッサーサブシステム５５０を制御するため
のルーチンのフロー図を示す。所望の運転温度範囲
（例、堆積プロセスの所与の段階）のＴmin と Ｔmax
をブロック６１０と示したように読み込む。温度範囲は
運転者が決めることができ、又は予め記憶させることも
できる。また、所望の温度又は温度範囲は堆積プロセス
の過程で変わることがあり、時間又は測定条件の任意の
適当な関数として制御できることが理解されるであろ
う。ブロック６２０は温度センサー１９２（図２）によ
って検出された温度の読みと記憶を表す。温度は連続的
に検出することができ、例えば所望のサンプリング速度
で採取し、ブロック６２０はその時点の温度の読みと記
憶を表す。次いでその時点の温度（Ｔ）が所定の範囲よ
りも低いか（Ｔ＜Ｔmin ）、所定の範囲内にあるか（Ｔ
min ＜Ｔ＜Ｔmax ）、所定の範囲より高いか（Ｔ＞Ｔ
max ）について決定を行う（決定ブロック６３０）。そ
の時点の温度が所定の範囲内にあると、温度制御用の並
進レセプターの調節は行わず、ブロック６２０に再度入
る。その時点の温度が所定の範囲より低いと、ブロック
６５０に入り、このブロックは、並進するレセプターア
センブリーを外側に所定の増加分で動かす操作用の制御
信号の発生を表し、それによって向かい合ったラジエー
タとレセプターのフィンの有効面積を減らし、回転する
マンドレルアセンブリーからの熱交換を減らす。ここ
で、その時点の温度が所定の運転範囲よりも高いと（Ｔ
＞Ｔmax ）ブロック６６０に入り、このブロックは、並
進するレセプターアセンブリーを内側に所定の増加分で
動かす操作用の制御信号の発生を表し、それによって向
かい合ったラジエータとレセプターのフィンの有効面積
を増やし、熱交換を増やす（即ち、この場合は冷却を増
す）。ブロック６５０又は６６０で示した制御信号の発
生を行った後、引き続く運転のためにブロック６２０に
再度入る。検出した温度にしたがって並進するアセンブ
リーを、一緒に又は別々に制御するこの他の種々のルー
チンも使用可能であることが理解されるであろう。
図５のプロセッサーサブシステム５５０を制御するため
のルーチンのフロー図を示す。所望の運転温度範囲
（例、堆積プロセスの所与の段階）のＴmin と Ｔmax
をブロック６１０と示したように読み込む。温度範囲は
運転者が決めることができ、又は予め記憶させることも
できる。また、所望の温度又は温度範囲は堆積プロセス
の過程で変わることがあり、時間又は測定条件の任意の
適当な関数として制御できることが理解されるであろ
う。ブロック６２０は温度センサー１９２（図２）によ
って検出された温度の読みと記憶を表す。温度は連続的
に検出することができ、例えば所望のサンプリング速度
で採取し、ブロック６２０はその時点の温度の読みと記
憶を表す。次いでその時点の温度（Ｔ）が所定の範囲よ
りも低いか（Ｔ＜Ｔmin ）、所定の範囲内にあるか（Ｔ
min ＜Ｔ＜Ｔmax ）、所定の範囲より高いか（Ｔ＞Ｔ
max ）について決定を行う（決定ブロック６３０）。そ
の時点の温度が所定の範囲内にあると、温度制御用の並
進レセプターの調節は行わず、ブロック６２０に再度入
る。その時点の温度が所定の範囲より低いと、ブロック
６５０に入り、このブロックは、並進するレセプターア
センブリーを外側に所定の増加分で動かす操作用の制御
信号の発生を表し、それによって向かい合ったラジエー
タとレセプターのフィンの有効面積を減らし、回転する
マンドレルアセンブリーからの熱交換を減らす。ここ
で、その時点の温度が所定の運転範囲よりも高いと（Ｔ
＞Ｔmax ）ブロック６６０に入り、このブロックは、並
進するレセプターアセンブリーを内側に所定の増加分で
動かす操作用の制御信号の発生を表し、それによって向
かい合ったラジエータとレセプターのフィンの有効面積
を増やし、熱交換を増やす（即ち、この場合は冷却を増
す）。ブロック６５０又は６６０で示した制御信号の発
生を行った後、引き続く運転のためにブロック６２０に
再度入る。検出した温度にしたがって並進するアセンブ
リーを、一緒に又は別々に制御するこの他の種々のルー
チンも使用可能であることが理解されるであろう。
【００２２】図７は、ラジエータのフィン７２５がマン
ドレルからマンドレルの回転軸の方向に延びる本発明の
別な態様を示す。この態様において、レセプターフィン
７５１は軸方向に動く。別な面として、運転は図１の態
様と同様でよい。また、フィンはこれらの中間の任意の
角度で提供することができる。本発明の別な特徴にした
がうと、ラジエータとレセプターのフィンの間のガスの
熱伝導率を変えることによって、フィンの間の熱交換を
改良することができる（レセプターフィンの並進を伴う
又は伴わない）。図１のような装置の運転の間に、一般
に水素ガス（堆積チャンバーの雰囲気の殆どを占める）
がフィンの間のスペースに存在する。水素ガスは割合に
高い熱伝導率を有する。フィンの間の熱伝導率を一時的
に下げるため（前記の式２の１つの項に関係）、フィン
の間の領域に違う熱伝導率を有するガスを導入すること
ができる。例えば、図８において支持アーム（例、図１
の支持アーム１４２）の中を通るチューブ８１０とバル
ブ８０５にアルゴンガス源（ガス源は図示していない）
を接続し、チューブ８１０は、レセプターフィン１４１
の間の領域に出口を有する枝８１１に枝別れする。バル
ブ８０５を開けたとき、同じ温度と圧力では水素ガスよ
り熱伝導率がかなり低いアルゴンガスがフィンの間の領
域に流出し、フィンの間の熱伝導率が下がり、それによ
って熱交換が減る。バルブ８０５を閉めることによって
アルゴンの流れを止めると、熱交換（典型的に冷却の場
合）は減る。低い圧力での運転において、熱伝導率を変
化させるためにフィンの間のガス圧力を変えることもで
きる。
ドレルからマンドレルの回転軸の方向に延びる本発明の
別な態様を示す。この態様において、レセプターフィン
７５１は軸方向に動く。別な面として、運転は図１の態
様と同様でよい。また、フィンはこれらの中間の任意の
角度で提供することができる。本発明の別な特徴にした
がうと、ラジエータとレセプターのフィンの間のガスの
熱伝導率を変えることによって、フィンの間の熱交換を
改良することができる（レセプターフィンの並進を伴う
又は伴わない）。図１のような装置の運転の間に、一般
に水素ガス（堆積チャンバーの雰囲気の殆どを占める）
がフィンの間のスペースに存在する。水素ガスは割合に
高い熱伝導率を有する。フィンの間の熱伝導率を一時的
に下げるため（前記の式２の１つの項に関係）、フィン
の間の領域に違う熱伝導率を有するガスを導入すること
ができる。例えば、図８において支持アーム（例、図１
の支持アーム１４２）の中を通るチューブ８１０とバル
ブ８０５にアルゴンガス源（ガス源は図示していない）
を接続し、チューブ８１０は、レセプターフィン１４１
の間の領域に出口を有する枝８１１に枝別れする。バル
ブ８０５を開けたとき、同じ温度と圧力では水素ガスよ
り熱伝導率がかなり低いアルゴンガスがフィンの間の領
域に流出し、フィンの間の熱伝導率が下がり、それによ
って熱交換が減る。バルブ８０５を閉めることによって
アルゴンの流れを止めると、熱交換（典型的に冷却の場
合）は減る。低い圧力での運転において、熱伝導率を変
化させるためにフィンの間のガス圧力を変えることもで
きる。
【００２３】本発明を特定の態様について説明してきた
が、当業者であれば本発明の思想と範囲の中で変化を加
えることは可能であろう。例えば、マンドレルはプラズ
マビームの軸について或る角度にあることができ、この
態様は本発明の原理を用いて行うことができる。また、
殆どの場合は冷却作用が一般的であろうが、本発明の方
法を制御した加熱に使用することも可能である。
が、当業者であれば本発明の思想と範囲の中で変化を加
えることは可能であろう。例えば、マンドレルはプラズ
マビームの軸について或る角度にあることができ、この
態様は本発明の原理を用いて行うことができる。また、
殆どの場合は冷却作用が一般的であろうが、本発明の方
法を制御した加熱に使用することも可能である。
【図１】部分的に図取りした状態の、本発明の方法の実
施に使用することができる本発明による装置の略図であ
る。
施に使用することができる本発明による装置の略図であ
る。
【図２】マンドレルの冷却を最小限にするために引いた
レセプターフィンを備えた図１の装置の一部である。
レセプターフィンを備えた図１の装置の一部である。
【図３】図１の態様のマンドレルアセンブリーと並進可
能なアセンブリーの平面図である。
能なアセンブリーの平面図である。
【図４】本発明の別な態様にしたがったレセプターフィ
ンの別な構造を示す。
ンの別な構造を示す。
【図５】本発明の態様にしたがって使用することができ
る制御回路図の構成図である。
る制御回路図の構成図である。
【図６】本発明の態様にしたがって、図５の回路図のプ
ロセッサーをプログラムするためのルーチンの流れ図で
ある。
ロセッサーをプログラムするためのルーチンの流れ図で
ある。
【図７】本発明の別な態様にしたがったインターリービ
ングフィンの横断面図である。
ングフィンの横断面図である。
【図８】ラジエーターとレセプターフィンの間に注入す
るガスを示し、本発明の別な特徴を示す。
るガスを示し、本発明の別な特徴を示す。
１００…堆積チャンバー １２１…マンドレル １２５…ラジエータフィン １５０…レセプターアセンブリー ２００…プラズマジェットＣＶＤ堆積装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マシュー シンプソン アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01776，サドバリー，ブラックスミス ド ライブ 15
Claims (23)
- 【請求項１】 次の構成成分を含んでなる基材への堆積
装置： ・前記基材の加熱した成分を収めるための堆積チャンバ
ー、 ・支持材の上に装着したマンドレルを含むマンドレルア
センブリーであって、前記マンドレルアセンブリーは軸
の上で回転可能であり、前記マンドレルは前記チャンバ
ー内に表面を有するマンドレルアセンブリー、 ・前記マンドレルアセンブリーから拡がる第１フィンを
有する前記マンドレルの支持材、 ・前記第１フィンに重なることができる第２フィンを有
する並進可能なアセンブリーであって、前記第１フィン
と前記第２フィンの重なりを変えるように並進可能なア
センブリー、 ・前記回転可能なマンドレルアセンブリーを回転させる
手段、 ・前記並進可能なアセンブリーを並進させる手段、 ・前記並進可能なアセンブリーに接続した熱交換手段、 ・前記マンドレルアセンブリーと前記熱交換手段の間の
熱的連絡を制御するための前記並進可能なアセンブリー
の並進を制御する手段。 - 【請求項２】 前記マンドレル支持材は、前記マンドレ
ルアセンブリーから拡がる複数の第１フィンを有し、前
記並進可能なアセンブリーは、前記第１フィンの間にさ
し込む複数の第２フィンを有し、前記並進可能なアセン
ブリーは、第１フィンと第２フィンのさし込み度合いを
変えるために並進可能である請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記複数の第１フィンは間隔を設けた平
行なフィンであり、前記複数の第２フィンは間隔を設け
た平行なフィンである請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記マンドレルの支持材はほぼ円筒状で
あり、前記第１フィンは環状の形状を有する請求項３に
記載の装置。 - 【請求項５】 前記第１フィンは、前記マンドレルアセ
ンブリーの回転軸から外側に拡がる請求項４に記載の装
置。 - 【請求項６】 前記第１フィンの間にさし込む複数の別
なフィンを有する別の並進可能なアセンブリー、別の並
進可能なアセンブリーを並進させる手段、別の並進可能
なアセンブリーに接続した熱交換手段をさらに含む請求
項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記第１フィンの間にさし込む複数の別
なフィンを有する定置アセンブリー、前記定置アセンブ
リーに対して並進させる手段、前記定置アセンブリーに
接続した熱交換手段をさらに含む請求項５に記載の装
置。 - 【請求項８】 前記第１フィンの間にさし込む複数の別
なフィンを有する定置アセンブリー、前記定置アセンブ
リーに対して並進させる手段、前記定置アセンブリーに
接続した熱交換手段をさらに含む請求項６に記載の装
置。 - 【請求項９】 前記第１フィンは、前記マンドレルから
前記軸の方向に拡がる請求項３に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記熱交換手段は、前記並進可能なア
センブリーと熱交換用流体を連絡する手段を含む請求項
１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記熱交換手段は、前記並進可能なア
センブリーと熱交換用流体を連絡する手段を含む請求項
３に記載の装置。 - 【請求項１２】 次の構成成分を含んでなるダイヤモン
ド皮膜の堆積装置： ・炭素含有ガスと水素のプラズマを収めるための堆積チ
ャンバー、 ・支持材の上に装着したマンドレルを含むマンドレルア
センブリーであって、前記マンドレルアセンブリーは軸
の上で回転可能であり、前記マンドレルは前記チャンバ
ー内に表面を有するマンドレルアセンブリー、 ・前記マンドレルアセンブリーの回転軸から外側に延び
る、間隔を設けた平行な複数のラジエータフィンを有す
る前記マンドレルの支持材、 ・前記ラジエータフィンの間にさし込むことができる、
間隔を設けた平行な複数のレセプターフィンを有する並
進可能なアセンブリーであって、前記レセプターフィン
と前記ラジエータフィンとのさし込みの度合いを変える
ように並進可能なアセンブリー、 ・前記回転可能なマンドレルアセンブリーを回転させる
手段、 ・前記並進可能なアセンブリーを並進させる手段、 ・前記並進可能なアセンブリーに接続した熱交換手段、 ・前記マンドレルアセンブリーと前記熱交換手段の間の
熱的連絡を制御するための前記並進可能なアセンブリー
の並進を制御する手段。 - 【請求項１３】 前記マンドレルの支持材はほぼ円筒状
であり、前記第１フィンは環状の形状を有する請求項１
２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記ラジエータフィンの間にさし込む
複数の別なレセプターフィンを有する別の並進可能なア
センブリー、別の並進可能なアセンブリーを並進させる
手段、別の並進可能なアセンブリーに接続した熱交換手
段をさらに含む請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記ラジエータフィンの間にさし込む
複数の別なレセプターフィンを有する別の並進可能なア
センブリー、別の並進可能なアセンブリーを並進させる
手段、別の並進可能なアセンブリーに接続した熱交換手
段をさらに含む請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記ラジエータフィンの間にさし込む
複数の別なレセプターフィンを有する定置アセンブリ
ー、前記定置アセンブリーに対して並進させる手段、前
記定置アセンブリーに接続した熱交換手段をさらに含む
請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記熱交換手段は、前記並進可能なア
センブリーと熱交換用流体を連絡する手段を含む請求項
１２に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記マンドレルの領域の温度を測定す
る手段、及び測定した温度にしたがって前記並進させる
手段を制御する手段をさらに含む請求項１に記載の装
置。 - 【請求項１９】 次の過程を含んでなる基材の堆積方
法： ・前記基材の成分を含有する蒸気を生成し、 ・前記蒸気に接触するマンドレルと、支持材から拡がる
複数のラジエータフィンを有する支持材を含む回転する
マンドレルアセンブリーを提供し、 ・前記ラジエータフィンの間に複数のレセプターフィン
をさし込み、 ・前記マンドレル上での前記基材の堆積の際に、前記マ
ンドレルを冷却するために前記レセプターフィンに熱交
換を施す。 - 【請求項２０】 前記マンドレルの温度を調節するた
め、前記ラジエータフィンの間にさし込んだ前記レセプ
ターフィンの度合いを調節するように、前記レセプター
フィンを移動させることをさらに含む請求項１９に記載
の方法。 - 【請求項２１】 前記マンドレルの領域の温度を測定
し、測定した温度にしたがって前記レセプターフィンの
移動を制御することをさらに含む請求項２０に記載の方
法。 - 【請求項２２】 さし込んだフィンの間にガスを注入
し、ラジエータフィンとレセプターフィンの間の熱伝導
を調節することをさらに含む請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２３】 さし込んだフィンの間にガスを注入
し、ラジエータフィンとレセプターフィンの間の熱伝導
を調節することをさらに含む請求項２０に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US175586 | 1993-12-30 | ||
| US08/175,586 US5486380A (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Apparatus and method for depositing a substance on a rotating surface |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07216551A true JPH07216551A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3160487B2 JP3160487B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=22640816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00000695A Expired - Fee Related JP3160487B2 (ja) | 1993-12-30 | 1995-01-04 | 回転する表面上の基材に堆積させる装置と方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5486380A (ja) |
| EP (1) | EP0661387B1 (ja) |
| JP (1) | JP3160487B2 (ja) |
| CA (1) | CA2138096C (ja) |
| DE (1) | DE69428507T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5551983A (en) * | 1994-11-01 | 1996-09-03 | Celestech, Inc. | Method and apparatus for depositing a substance with temperature control |
| US5911937A (en) * | 1995-04-19 | 1999-06-15 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Desiccant entrained polymer |
| US6130263A (en) * | 1995-04-19 | 2000-10-10 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Desiccant entrained polymer |
| US5679159A (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-21 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Spinning substrate holder for cutting tool inserts for improved arc-jet diamond deposition |
| US5762715A (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-09 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Segmented substrate for improved ARC-JET diamond deposition |
| US5773104A (en) * | 1996-11-13 | 1998-06-30 | Plasma Processes, Inc. | High temperature and highly corrosive resistant sample containment cartridge |
| DE19718518C2 (de) * | 1997-05-02 | 1999-11-04 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Diamant auf einem Substrat und Verwendung |
| DE19718516C1 (de) * | 1997-05-02 | 1998-08-20 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Abscheidung von Diamant auf einem Substrat |
| DE19952465C1 (de) * | 1999-10-29 | 2001-03-01 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung einer haftfesten, diamantähnlichen Kohlenstoffschicht auf einer Substratoberfläche |
| US6417625B1 (en) | 2000-08-04 | 2002-07-09 | General Atomics | Apparatus and method for forming a high pressure plasma discharge column |
| US20080029613A1 (en) * | 2002-09-26 | 2008-02-07 | William Friedlich | Adjustable baseboard and molding system |
| CN103418295B (zh) * | 2007-06-21 | 2015-11-18 | 简.探针公司 | 用于混合检测腔室的内容物的仪器和方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3845739A (en) * | 1972-04-17 | 1974-11-05 | Xerox Corp | System for vapor deposition of thin films |
| US4487162A (en) * | 1980-11-25 | 1984-12-11 | Cann Gordon L | Magnetoplasmadynamic apparatus for the separation and deposition of materials |
| US4471003A (en) * | 1980-11-25 | 1984-09-11 | Cann Gordon L | Magnetoplasmadynamic apparatus and process for the separation and deposition of materials |
| JPS5914634A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-25 | Seiko Epson Corp | 基板加熱装置 |
| US5108779A (en) * | 1988-05-26 | 1992-04-28 | General Electric Company | Diamond crystal growth process |
| JPH0687463B2 (ja) * | 1989-08-24 | 1994-11-02 | 株式会社東芝 | 半導体気相成長装置 |
| US5204145A (en) * | 1991-03-04 | 1993-04-20 | General Electric Company | Apparatus for producing diamonds by chemical vapor deposition and articles produced therefrom |
| US5204144A (en) * | 1991-05-10 | 1993-04-20 | Celestech, Inc. | Method for plasma deposition on apertured substrates |
| US5226383A (en) * | 1992-03-12 | 1993-07-13 | Bell Communications Research, Inc. | Gas foil rotating substrate holder |
| US5318801A (en) * | 1993-05-18 | 1994-06-07 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Substrate temperature control apparatus and technique for CVD reactors |
-
1993
- 1993-12-30 US US08/175,586 patent/US5486380A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-14 CA CA002138096A patent/CA2138096C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-20 DE DE69428507T patent/DE69428507T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-20 EP EP94203694A patent/EP0661387B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-01-04 JP JP00000695A patent/JP3160487B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-05-11 US US08/471,308 patent/US5529633A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5529633A (en) | 1996-06-25 |
| DE69428507D1 (de) | 2001-11-08 |
| CA2138096C (en) | 1998-12-22 |
| US5486380A (en) | 1996-01-23 |
| DE69428507T2 (de) | 2002-05-16 |
| JP3160487B2 (ja) | 2001-04-25 |
| CA2138096A1 (en) | 1995-07-01 |
| EP0661387B1 (en) | 2001-10-04 |
| EP0661387A2 (en) | 1995-07-05 |
| EP0661387A3 (en) | 1996-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8354623B2 (en) | Treatment apparatus, treatment method, and storage medium | |
| CN101563751B (zh) | 低温离子植入技术 | |
| US5683759A (en) | Method for depositing a substance with temperature control | |
| JP4256482B2 (ja) | 高温の静電チャックから下側の低温体に伝熱するための装置及び方法 | |
| JP4505169B2 (ja) | 多重領域抵抗ヒータ | |
| TW495827B (en) | A cylindrical carriage sputtering system | |
| JPH07216551A (ja) | 回転する表面上の基材に堆積させる装置と方法 | |
| EP0747505B1 (en) | Method for depositing a substance with temperature control | |
| US3437734A (en) | Apparatus and method for effecting the restructuring of materials | |
| KR100748372B1 (ko) | 반도체 기판의 열 제어 방법 및 장치 | |
| US20120156396A1 (en) | Cvd reactor | |
| US20090184109A1 (en) | Processing apparatus and process method | |
| EP0562035A1 (en) | Minimization of particle generation in cvd reactors and methods | |
| TWI600787B (zh) | 用於遞送製程氣體至基板的方法及設備 | |
| KR100344054B1 (ko) | 반도체재료를균일하게처리하기위한방법및장치 | |
| TWI772851B (zh) | 載台與基板溫度控制方法 | |
| JPH08325739A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR20020076237A (ko) | 소형 배치 노 | |
| JP3617860B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
| JP3559641B2 (ja) | 真空容器内の加熱方法及び加熱機構 | |
| JPS59215485A (ja) | プレ−ナマグネトロン型スパツタ装置 | |
| KR102667399B1 (ko) | 극저온 냉각식 회전가능 정전 척 | |
| JPH05163097A (ja) | ダイヤモンド気相合成法 | |
| Kaneko et al. | An improved Q-machine source with a rotating cathode system | |
| JPS62199769A (ja) | 真空蒸着装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |