KR100819089B1 - 이동식 플레이팅 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

피복 또는 플레이팅을 위한 임의의 공지되거나 이용가능한 부착 기술을 실제로 사용하여 플레이팅 공정을 수행하기 위한 예시적인 이동식 플레이팅 시스템 및 방법이 제공된다. 이동식 플레이팅 시스템은 이동식 보관 공간에 위치하는 진공 챔버, 외부 진공 펌프 및 외부 진공 펌프의 작동중 일부 또는 모든 작동을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 외부 진공 펌프는 이동식 플레이팅 시스템이 운송중인 경우에 이동식 보관 공간내에 위치하며, 이동식 플레이팅 시스템이 정지 및 작동중인 경우에는 이동식 보관 공간의 외부에 위치한다. 외부 진공 펌프는 스키드 위에 설치될 수 있으며, 작동시, 외부 진공 펌프는 진공 챔버와 접속되어 진공 챔버에 원하는 압력을 형성하는 것을 돕도록 한다. 외부 진공 펌프는 이의 작동으로 인한 진공 챔버 및 이동식 보관 공간내의 기계적 진동을 감소시키고/시키거나, 제거하기 위하여 유연성 배관 부재를 사용하여 진공 챔버와 접속시킨다. 또한, 플레이팅을 위해 이동식 플레이팅 시스템을 원하는 위치에 배치하는 단계, 이동식 플라즈마 플레이팅 시스템의 이동식 보관 공간의 내부 위치로부터 외부 위치로 외부 진공 펌프를 설치하는 단계 및 유연성 배관 부재를 사용하여 이동식 플라즈마 플레이팅 시스템의 이동식 보관 공간내의 진공 챔버에 외부 진공 펌프를 접속시키는 단계를 포함하는 이동식 플레이팅 시스템을 사용하는 예시적인 방법이 제공된다.

이동식 플레이팅 시스템 및 방법, 진공 챔버, 진공 펌프, 제어 모듈

Description

이동식 플레이팅 장치 및 방법{Moble plating apparatus and method}

관련된 특허원

본원은 1999년 10월 26일에 출원된 미국 특허원 제09/427,775호[발명의 명칭: System and Method for Plasma Plating; 공동 발명자: Jerry D. Kidd, Craig D. Harrington 및 Daniel N. Hopkins] 및 2000년 5월 22일에 출원된 미국 특허원 제09/578,166호[발명의 명칭: Configurabfle Vacuum Plating System and Method; 공동 발명자: Jerry D. Kidd, Craig D. Harrington 및 Daniel N. Hopkins]에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로, 물질을 플레이팅 및 피복시키기 위한 이동식 시스템 및 침착(deposition) 기술 분야 및 보다 특히, 이동식 플레이팅 시스템(mobile plating system)과 방법에 관한 것이다.

물질을 플레이팅 및 피복시키고, 공학적 표면을 형성하는 부착 기술에는 다양한 부착 기술들이 포함될 수 있다. 이들 부착 기술에는, 예를 들면, 증착 또는 물리적 증착("PVD"), 화학 증착("CVD"), 스퍼터링법 및 이온 플레이팅법이 포함될 수 있다. 일반적으로, 이들 부착 기술은 (a) 표적 또는 기판 표면을 준비 및 세정하는 단계; (b) 지정된 작동 파라미터에서 진공 또는 원하는 압력 수준을 형성하는 단계 및 (c) 부착을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 부착 기술은 크고 비싸며 복잡한 시스템, 장치 및 기계가 포함된다.

예를 들면, 많은 이러한 부착 기술은 지정된 작동 압력에서 진공을 만들고 유지하기 위해 비싸고 부피가 크며 복잡한 진공 시스템이 필요하다. 이러한 진공 시스템은 일반적으로, 진공 챔버, 러핑(roughing) 및 포어라인(foreline) 진공 펌프로서 사용될 수 있는 기계식 진공 펌프, 2차 진공 펌프(예: 확산 펌프, 저온 펌프 및/또는 터보 분자 펌프) 및 복잡한 압력 게이지(예: 이온 진공 게이지)를 포함할 수 있다. 이들 진공 시스템은 종종 정밀하고 바람직한 작동 압력과 파라미터가 유지되어 이어질 수 있도록 누출이 없어야 하는 복잡한 파이핑 및 배관 형태를 요한다. 이러한 복잡한 파이핑 및 배관은 특히, 진공 펌프의 작동에 의해 유발되는 계면 문제점 및 기계적 진동으로 인해 파이프 또는 파이프가 접하는 이음매에서 결국 누출된다.

확산 펌프와 같은, 진공 펌프중 일부 또는 모두는 또한 진공 펌프의 작동 전 및 작동 도중에 냉각되어 순환되어야 하는 수백 또는 수천 갤론의 물을 종종 사용하는 크고 복잡한 냉각 시스템을 필요로 할 수 있다. 이는 큰 물 저장 탱크 및 큰 저장 탱크에서 물을 냉각시키는 냉각 시스템을 포함하는 크고 부피가 큰 수냉각 시스템을 필요로 할 수 있다.

부착 기술이 이러한 크고 비싸며 복잡한 시스템, 장치 및 기계를 포함하기 때문에, 이러한 시스템은 일반적으로, 소정의 위치에 영구적으로 설치되어야 한다. 큰 부품 또는 성분, 예를 들면, 무게가 수백 또는 수천 파운드의 것인 경우에 또는 부피가 크거나 선적에 위험한 부품 또는 성분들이 부착 기술중 하나를 사용하여 피복되거나 플레이팅되어야 하는 경우에, 이렇게 크거나 부피가 큰 성분에 또는 그 근처에 당해 시스템을 영구적으로 설치하는 것은 단지 임의적인 것이다. 이는 크고 부피가 큰 성분들을 피복시키거나 플레이팅하기 위하여 단지 근거리만을 움직일 수 있도록 한다.

불행하게도, 이는 경비가 많이 드는 선택이기 때문에, 이는 종종 비용이 많이 든다. 큰 지출에는 부지 및 장치의 조달 및 이러한 복잡한 시스템의 설치시 경비 뿐만 아니라, 장치를 유지하고, 이러한 시스템을 성공적으로 작동시키고 유지하는데 필요한 특별한 기술이 있는 사람을 고용 및 사용하는데 드는 경비가 포함된다. 부착 기술 시스템의 고안시 문제점이 또한 존재한다. 이러한 모든 시스템은 특별한 요구 및 설치 환경에 부합되는 주문 디자인 작업을 요한다. 턴키 부착 기술 시스템(Turnkey deposition technology system)은 간단히 존재하지 않는다. 설명한 바와 같이, 부착 기술 시스템의 디자인, 설치, 작동 및 유지는 복잡하고 경비가 많이 들며, 결과적으로, 크고 부피가 큰 성분들은 이러한 부착 기술에 의해 제공되는 상당한 잇점으로부터 상당히 유용할 수 있지만, 부착 기술을 사용하여 크고 부피가 큰 성분들을 피복 또는 플레이팅하는 것이 종종 가능하지 않다.

어떤 경우에, 특정 성분 또는 부품의 가능성은 너무 엄격하여 안전성 및/또 는 재정적 측면에서, 선적 지연 또는 손실 선적의 위험은 얼마나 작은지가 문제가 아니라, 심지어 상당한 잇점을 피복 또는 플레이팅을 통해 얻을 수 있을지라도, 너무 큰 위험을 감수해야 한다. 예를 들면, 핵 전력 플랜트에서 사용되는 반응기 용기 헤드 스터드는 너무 중요하고 독특해서, 플랜트 작동 중지 도중, 예를 들면, 2년 마다 발생되는 핵 전력 플랜트의 연료 재부하 도중 등에 선적 지연 또는 손실 선적의 위험이 너무 크다. 예를 들면, 핵 플랜트가 지연으로 인해 라인이 중단되는 날이면 모두, 수천 또는 심지어 수백만 달러가 손실될 수 있다. 따라서, 특정 성분들 또는 부품은 너무 중요해서, 이들은 이러한 부착 기술을 통해 실현될 수 있는 상당한 모든 잇점에도 불구하고, 부착 기술을 사용하는 플레이팅 또는 피복을 위해 결코 다른 위치로 수송될 수 없다.

발명의 요지

전술한 내용으로부터, 모든 관련된 복잡한 장치 및 시스템을 포함하는 플레이팅 시스템이 사용자의 위치 또는 실제로 임의의 원하는 위치에 편리하게 제공될 수 있도록 하는 이동식 플레이팅 시스템 및 방법에 대한 요구가 존재함을 알 수 있다. 본 발명에 따라, 실질적으로 상기 제시된 단점 및 문제점중 하나 이상을 제거하는 이동식 플레이팅 시스템 및 방법이 제공된다.

본 발명의 한 측면에 따라, 플레이팅 공정을 수행하기 위한 이동식 플레이팅 시스템이 제공된다. 이동식 플레이팅 시스템은 이동식 보관 공간(mobile storage volume)에 위치하는 진공 챔버, 외부 진공 펌프 및 외부 진공 펌프 작동중 일부 또 는 모든 작동을 제어하는 제어 모듈러스를 포함한다. 외부 진공 펌프는 이동식 플레이팅 시스템이 운송중인 경우에 이동식 보관 공간내에 위치하며, 이동식 플레이팅 시스템이 정지 및 작동중인 경우에는 이동식 보관 공간의 외부에 위치한다. 외부 진공 펌프는 스키드 위에 설치될 수 있으며, 작동시, 외부 진공 펌프는 진공 챔버와 접속되어 진공 챔버에 원하는 압력을 형성하는 것을 돕도록 한다. 외부 진공 펌프는 이의 작동으로 인한 진공 챔버 및 이동식 보관 공간내의 기계적 진동을 감소시키고/시키거나, 제거하기 위하여 유연성 배관 부재를 사용하여 진공 챔버와 접속시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 플레이팅을 위해 이동식 플레이팅 시스템을 원하는 위치에 배치하는 단계, 이동식 플라즈마 플레이팅 시스템의 이동식 보관 공간의 내부 위치로부터 외부 위치로 외부 진공 펌프를 설치하는 단계 및 유연성 배관 부재를 사용하여 이동식 플라즈마 플레이팅 시스템의 이동식 보관 공간내의 진공 챔버에 외부 진공 펌프를 접속시키는 단계를 포함하는 이동식 플레이팅 시스템을 사용하는 방법이 제공된다. 본 방법은 또한 기판 및 부착물을 진공 챔버내에 놓고, 외부 진공 펌프를 사용하여 진공 챔버에 원하는 압력을 형성한 다음, 기판을 부착물로 플레이팅하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 피복 및 플레이팅을 위해 복잡한 부착 기술, 시스템, 장치 및 기계를 실제로 임의의 원하는 위치에 배치하는 가능성을 포함하는 많은 기술적 잇점을 제공하며, 이로 인해 이러한 중요한 기술의 가능성을 실질적으로 증가시켰다.

본 발명의 다른 기술적 잇점은 부착 기술을 이용하는 복잡한 시스템을 디자 인, 작동 및 유지하는데 상당한 비용을 발생하지 않으면서, 선적될 수 없거나 용이하게 선적할 수 없는 크고 부피가 큰 성분들 및 부품에 유용한 부착 기술로부터 피복 또는 플레이팅을 수행하는 가능성을 포함한다.

본 발명의 또 다른 기술적 잇점은 핵 전력 플랜트에 사용되는 반응기 용기 헤드 스터드 등의 까다로운 성분들을 피복시키거나 플레이팅하는 가능성을 포함한다. 본 발명은 부착 기술을 고객에게 알려주기 때문에, 가능한 운반상 지연 또는 손실 선적으로 인한 허용되지 않는 위험이 제거된다.

본 발명의 다른 기술적 잇점은 보다 작은 성분들 및 부품이나, 까다롭지 않은 부품들에 대한 운반 비용을 감소시키거나 제거하는 가능성을 포함하며, 부착 기술을 사용하는 복잡한 시스템을 디자인, 작동 및 유지하는 실질적 지출 및 경비의 발생에 대한 필요성을 제거한다. 이는 전반적인 경비를 상당히 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 기술적 잇점은 기계식 러핑 및 포어라인 펌프와 같은 소음이 많은 기계식 진공 펌프를 이동식 챔버의 밖에서 작동시켜, 이동식 플레이팅 시스템의 기계적 진동을 감소시키고, 작동 신뢰도를 증가시키는 가능성을 포함한다.

또 다른 기술적 잇점은 이동식 플레이팅 시스템의 이동식 보관 공간내에 복잡한 냉각 시스템(예: 수냉각 시스템)을 사용하는 가능성을 포함한다.

또 다른 기술적 잇점은 유해한 폐부산물을 생성하거나 남기지 않으면서, 복잡한 부착 기술을 사용하는 가능성을 포함한다.

다른 기술적 잇점은 첨부된 도면, 상세한 설명 및 청구의 범위로부터 당해 분야의 숙련가가 용이하게 알 수 있을 것이다.

본 발명 및 이의 잇점을 보다 완전히 이해하기 위하여, 첨부된 도면 및 상세한 설명과 함께, 하기의 간단한 설명을 참조로 하며, 여기서 참조 번호는 부품들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 양태에 따라, 재료를 플레이팅하는데 사용될 수 있는 플라즈마 플레이팅용 시스템을 설명하는 개략도이고,

도 2는 턴테이블로서 제공되는 플랫폼의 한 양태를 도시한 플라즈마 플레이팅용 시스템의 진공 챔버의 상면도이며,

도 3은 본 발명의 양태에 따라 기판을 플라즈마 플레이팅하기 위하여 필라멘트 주위에 플라즈마를 형성 및 분산하는 것을 나타내는 측면도이고,

도 4는 기저층, 전이층 및 가공층을 포함하는 부착층을 도시한 단면도이며,

도 5는 본 발명의 양태에 따르는 플라즈마 플레이팅법을 설명한 플로우 챠트이고,

도 6은 본 발명의 양태에 따라, 본 발명의 시스템을 사용하는 백스퍼터링 공정을 설명하는 플로우 챠트이며,

도 7은 본 발명의 한 양태에 따르는 이동식 플레이팅 시스템의 상면도이고,

도 8은 이동식 플레이팅 시스템의 진공 챔버에 대한 외부 진공 펌프의 접속 측면도이며,

도 9는 본 발명의 한 양태에 따르는 이동식 플레이팅 시스템을 사용하는 방법을 설명하는 플로우 챠트이다.

본 발명의 예시적인 실시가 아래에 설명되어 있더라도, 본 발명은 현재 공지되어 있거나 존속하든지 임의의 수의 기술을 이용하여 수행할 수 있음을 최초에 이해하여야만 한다. 본 발명은 어떠한 방식으로도 본원에 설명되고 기술된 예시적인 디자인 및 실시를 포함한 예시적인 실시, 도면, 및 아래에 설명된 기술에 한정되지 않아야 한다.

먼저, 플라즈마 플레이팅을 위한 시스템 및 방법을 이동성 플레이팅 시스템 및 방법과 함께 이용할 수 있는 부착 기술의 유형을 도시하는 도 1 내지 6과 관련하여 아래에 상세하게 기술한다. 마지막으로, 이동식 플레이팅 시스템 및 방법의 양태를 도 1 내지 6과 관련하여 이전에 상술된 플라즈마 플레이팅 시스템 유형의 부착 기술을 예로써 실시하는 도 7 내지 9와 관련하여 상세하게 기술한다.

도 1은 본 발명의 양태에 따라서 임의의 다양한 재료를 플레이팅하는데 사용할 수 있는 플라즈마 플레이팅용 시스템(10)을 도시하는 개략도이다. 시스템(10)은 진공 챔버(14)내에서 기판(12)의 플라즈마 플레이팅을 지지하는데 사용되는 다양한 장치를 포함한다. 일단 적합한 작동 파라미터 및 조건이 성취되면, 필라멘트(16) 및 필라멘트(18)내에 제공되는 부착물을 증발시키거나 기화시켜 플라즈마를 형성시킬 수 있다. 플라즈마는 일반적으로는 부착물로부터 양으로 하전된 이온을 함유하여, 기판(12)에 끌어당겨져, 부착층을 형성할 것이다. 플라즈마는 기판(12) 근처를 둘러싸거나 근처에 위치하는 이온의 구름으로서 간주될 수 있다. 플라즈마는 일반적으로는 필라멘트(16) 및 필라멘트(18)로부터 기판(12)의 가장 인접한 표면 근처에 어두운 영역을 발생시켜, 기판(12)에의 양이온의 증가를 제공할 것이다.

필라멘트(16) 및 필라멘트(18)는 기판(12)을 지지하는 플랫폼(20)과 함께 진공 챔버(14)내에 존재한다. 드라이브 어셈블리(22)는 진공 챔버(14)내에서 드라이브 모터(24)와 플랫폼(20)의 주축 사이에 연결된 것으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 양태에 있어서, 플랫폼(20)은 진공 챔버(14)내에서 회전하는 턴테이블로서 제공되어 있다. 드라이브 어셈블리(22)는 드라이브 모터(24)의 회전 운동을 플랫폼(20)의 주축과 연결하여, 플랫폼(20)의 회전을 제공한다. 플랫폼(20)의 주축의 회전은 다양한 지지 베어링, 예를 들면, 베이스 플레이트 베어링(28) 및 플랫폼 베어링(30)을 통해 증진된다.

도시된 바와 같이, 진공 챔버(14)는 베이스 플레이트(32) 상에 존재하거나 실링되어 있다. 진공 챔버(14)는 내부 진공 및 외압, 예를 들면, 기압을 견디는 적합한 기계적 특성을 제공하는 임의의 재료를 실질적으로 사용하여 제공할 수 있다. 예를 들면, 진공 챔버(14)는 금속 챔버 또는 글래스 벨로서 제공할 수 있다. 또 다른 양태에 있어서, 베이스 플레이트(32)는 기판(12)을 지지하는 플랫폼(20)으로서 작용한다. 베이스 플레이트(32)는 진공 챔버(14)의 부품으로서 간주할 수 있다.

베이스 플레이트(32)는 또한 시스템(10)에 기계적 지지체를 제공하는 한편, 진공 챔버(14)내에서 각종 장치를 이의 하부 표면으로부터 이의 상부 표면으로 공급하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 필라멘트(16) 및 필라멘트(18)는 필라멘트 전력 제어 모듈(34)로부터 전력을 제공받는다. 2개의 필라멘트 전력 제어 모듈(34)이 도 1에 도시되어 있더라도, 이들 2개의 모듈은 하나의 모듈로서 제공됨을 주의하여야 한다. 필라멘트(16) 및 필라멘트(18)에 전력을 제공하기 위해, 전기 리드는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(32)를 통해 공급되어야만 한다. 유사하게는, 드라이브 모터(24)는 또한 베이스 플레이트(32)를 통해 관통하거나 급전하여, 드라이브 어셈블리(22)에 기계적 작용을 제공함으로써 플랫폼(20)을 회전시켜야만 한다. 아래에 보다 충분히 기술되어 있는 전기 피드 스루(26)도 또한 페이스 플레이트(32)를 통해 급전하고, 플랫폼(20)과 여러 시그널 발생기 사이에 전도성 통로를 제공한다. 바람직한 양태에 있어서, 전기 피드 스루(26)는 플랫폼(20)의 하부 표면과 접촉하는 정류기로서 제공되어 있으며, 당해 양태에서는, 플랫폼(20)이 턴테이블로서 제공된다. 전기 피드 스루(26)는 정류기로서 제공될 수 있고, 플랫폼(20)의 하부 표면과 접촉하여, 플랫폼(20)이 회전할 경우에라도 전기적 접촉을 유지시킬 수 있는 금속 브러쉬로서 제공될 수 있다.

필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 필라멘트(16) 및 필라멘트(18)에 전류를 제공한다. 한 양태에 있어서, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 특정 기간 동안 필라멘트(16)에 전류를 제공한 다음, 제2 기간 동안 필라멘트(18)에 전류를 제공할 수 있다. 필라멘트를 구성하는 방법에 따라, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 필라멘 트(16) 및 필라멘트(18) 둘 다에 동시에 또는 개별적인 간격 동안 전류를 제공할 수 있다. 이러한 유연성은 기판(12) 상에 상이한 시간에 플라즈마 플레이팅될 1종 이상의 특정 부착물 재료를 허용한다. 필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 바람직하게는 필라멘트에 교류를 제공하나, 전류를 발생시키는 임의의 공지된 방법을 이용하여 전류를 제공할 수 있다. 바람직한 양태에 있어서, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 필라멘트(16)내에 본원에 제공된 부착물을 증발시키거나 기화시키기에 충분한 열을 발생시키기에 충분한 진폭 및 크기로 전류를 제공한다.

필라멘트(16) 또는 필라멘트(18)에서 또는 내에 제공될 부착물의 균등한 가열을 확보하기 위해, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)에 의해 제공되는 전류는 바람직하게는 증량성 단계를 이용하여 제공함으로써, 보다 균등한 열 분포를 진공 챔버(14)내에서 용융되는 부착물내에 발생시킬 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 플랫폼(20)은 턴테이블로서 제공되어, 상기한 바와 같은 기계적 연동을 이용하여 회전한다. 도 1에 도시된 바와 같은 속도 제어 모듈(36)을 제공하여, 플랫폼(20)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 바람직하게는, 플랫폼(20)의 회전은 분당 5회전수 내지 분당 30회전수의 속도로 발생한다. 플라즈마 플레이팅을 위한 플랫폼(20)의 최적 회전 속도는 분당 12회전수 내지 분당 15회전수의 회전 속도로 제공되는 것으로 간주된다. 플랫폼(20)을 회전시키는 이점은 기판(12)을 보다 평활하게 플레이팅하거나 피복시킬 수 있다는 점이다. 이는 다중 기판이 플랫폼(20)의 표면 상에 제공될 경우에 특히 유효하다. 이는 각각의 다중 기판을 플라즈마 플레이팅 공정 동안 진공 챔버(14)내에서 평균적으로 유사하 게 위치시킬 수 있도록 한다.

다른 양태에 있어서, 플랫폼(20)은 실질적으로 임의의 목적하는 각도 또는 경사도로 제공될 수 있다. 예를 들면, 플랫폼(20)은 평면, 수평면, 수직면, 경사면, 곡면, 곡선형면, 나선형면으로서, 또는 진공 챔버의 부품, 예를 들면, 진공 챔버내에 제공된 지지 구조물로서 제공될 수 있다. 이전에 언급한 바와 같이, 플랫폼(20)은 고정되거나 회전할 수 있다. 또 다른 양태에 있어서, 플랫폼(20)은 하나 이상의 기판을 회전시키는데 사용할 수 있는 롤러를 포함한다.

바람직한 양태에 있어서, 플랫폼(20)은 전도 통로를 제공하거나 포함하여, 전기 피드 스루(26)와 기판(12) 사이에 통로를 제공한다. 한 양태에 있어서, 플랫폼(20)을 금속 또는 전도재로서 제공하여, 전도 통로를 전기 피드 스루(26)와 기판(12) 사이의 플랫폼(20) 상의 임의의 위치에 제공한다. 이와 같은 경우에, 절연재(21)를 플랫폼(20)과 플랫폼(20)을 회전시키는 축 상이에 위치시켜, 전기 절연을 제공할 수 있다. 또 다른 양태에 있어서, 플랫폼(20)은 하부 표면 상의 특정 위치에 전기적으로 접속되어 있는 상부 표면 상의 특정 위치에서 전도재를 포함한다. 이와 같이, 기판(12)은 플랫폼(20)의 상부면 상의 적합한 위치에 위치할 수 있는 한편, 전기 피드 스루(26)는 플랫폼(20)의 하부면 상의 적합한 위치에 위치할 수 있다. 이와 같이, 기판(12)은 전기 피드 스루(26)에 전기적으로 접속되어 있다.

전기 피드 스루(26)는 플랫폼(20) 및 기판(12)에 dc 시그널 및 고주파 시그널을 제공한다. 이들 시그널의 각각과 관련된 바람직한 작동 파라미터는 아래에 보다 충분히 기술한다. 바람직하게는, dc 시그널을 음전압에서 dc 전력 공급장치(66)에 의해 발생시키고, 고주파 시그널을 바람직한 전력 수준에서 rf 송신기(64)에 의해 발생시킨다. 다음, 2종의 시그널을 바람직하게는 dc/rf 혼합장치(68)에서 혼합하고, 정상파 반사 전력을 최소화시킴으로써 시그널 평형화를 제공하는 rf 평형화 네트워크(70)를 통해 전기 피드 스루(26)에 제공한다. rf 평형화 네트워크(70)를 바람직하게는 수동 제어를 통해 제어한다.

또 다른 양태에 있어서, 지지 하드웨어, 구조물 및 장치, 예를 들면, 드라이브 모터(24) 및 드라이브 어셈블리(22)를 모두 포함한 플랫폼(20)을 제거한다. 이러한 경우에, 기판(12)을 전기 피드 스루(26)에 전기적으로 접속시킨다.

도 1의 시스템(10)의 나머지 장치 및 부품을 사용하여, 진공 챔버(14)내에서 목적하는 진공 상태를 발생시키고, 유지시키고, 제어한다. 이는 진공 시스템의 사용을 통해 성취한다. 진공 시스템은 러핑 펌프(46) 및 진공 챔버(14)내의 압력을 저하시키기 위해 처음에 사용되는 러핑 밸브(48)를 포함한다. 진공 시스템은 또한 포어라인 펌프(40), 포어라인 밸브(44), 확산 펌프(42) 및 메인 밸브(50)를 포함한다. 포어라인 밸브(44)를 개방하여, 포어라인 펌프(40)의 작동을 개시할 수 있다. 확산 펌프(42)를 적합한 수준으로 가온하거나 가열한 후에, 메인 밸브(50)를 개방하고, 이후 러핑 밸브(48)를 폐쇄함으로써 러핑 펌프(46)를 차단한다. 이는 확산 펌프(42)가 진공 챔버(14)내의 압력을 바람직한 수준 이하로 추가로 감소시키도록 한다.

다음, 아르곤과 같은 기체(60)를 진공 챔버(14)내에 바람직한 속도로 유입하 여, 진공 챔버(14)내의 압력을 바람직한 압력으로 또는 압력의 범위내로 상승시킬 수 있다. 기체 제어 밸브는 베이스 플레이트(32)를 통한 진공 챔버(14)내로의 기체(60)의 유입 속도를 제어한다.

일단 작동 파라미터 및 조건이 달성되면, 본 발명의 교시에 따르는 도 5 및 6과 관련하여 아래에 보다 충분히 기술할 수 있는 바와 같이, 플라즈마 플레이팅은 시스템(10)내에서 발생한다. 기판(12)은 진공 챔버(14)내에서의 플라스마의 형성을 통해 기저층, 전이층 및 가공층과 같은 하나 이상의 층을 포함할 수 있는 부착층으로 플레이팅된 플라즈마일 수 있다. 플라즈마는 바람직하게는 진공 챔버(14)내로 유입된 기체(60)로부터 양으로 하전된 이온과 함께 증발되거나 기화된 부착물로부터 양으로 하전된 부착물 이온을 포함한다. 아르곤 이온과 같은 기체 이온의 플라즈마내에서 및 궁극적으로는 부착물 층의 일부로서의 존재는 부착물 층의 특성을 손상하는 것으로 간주된다. 기체의 진공 챔버(14)내로의 유입은 또한 플라스마를 본 발명의 교시에 따라 발생시킬 수 있도록 진공 챔버(14)내에서의 바람직한 압력을 제어하는데 유용하다. 또 다른 양태에 있어서, 플라즈마 플레이팅 공정은 진공 챔버(14)내의 압력이 진공 시스템을 통해 발생되어 충분하게 유지되도록 기체 비함유 환경내에서 달성한다.

진공 챔버(14)내에서의 플라즈마의 발생은 필라멘트(16) 및 필라멘트(18)와 같은 필라멘트내에서의 부착물의 가열 및 dc 시그널 및 고주파 시그널의 목적하는 전압 및 전력 수준 각각에서의 적용으로부터의 열이온 효과와 같은 다양한 원인 요인의 결과인 것으로 간주된다.

시스템(10)의 진공 시스템은 임의의 다양한 진공 시스템, 예를 들면, 확산 펌프, 포어라인 펌프, 러핑 펌프, 저온 펌프, 터보 펌프, 및 본 발명의 교시에 따라 진공 챔버(14)내에서 압력을 달성하도록 작동가능하거나 능력이 있는 임의의 다른 펌프를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 진공 시스템은 러핑 펌프(46) 및 확산 펌프(42)를 포함할 수 있으며, 이는 포어라인 펌프(40)와 함께 사용한다. 러핑 펌프(46)는 러핑 밸브(48)를 통해 진공 챔버(14)에 연결되어 있다. 러핑 밸브(48)를 개방한 경우에, 러핑 펌프(46)를 사용하여, 처음에 진공 챔버(14)내의 압력을 감소시킬 수 있다. 일단 바람직한 보다 낮은 압력이 진공 챔버(14)내에 달성되면, 러핑 밸브(48)를 폐쇄한다. 러핑 펌프(46)는 홀을 통해 진공 챔버(14)에 또는 베이스 플레이트(32)를 통해 개구부에 연결된다. 러핑 펌프(46)는 바람직하게는 기계적 펌프로서 제공될 것이다. 도 1에 도시된 바와 같은 시스템(10)의 진공 시스템의 바람직한 양태에 있어서, 당해 양태에서의 진공 시스템은 또한 포어라인 밸브(44)를 통해 확산 펌프(42)에 연결되어 있는 포어라인 펌프(40)를 포함한다. 포어라인 펌프(40)는 진공 챔버(14)내의 압력을 러핑 펌프(46)의 사용을 통해 발생되는 것보다 매우 낮은 수준으로 감소시키기 위해 확산 펌프(42)와 연합하여 사용되는 기계적 펌프로서 제공할 수 있다.

러핑 펌프(46)가 진공 챔버(14)내의 압력을 감소시킨 후에, 가열장치를 사용하고, 냉각수 또는 확산 펌프(42)를 냉각시키는 특정의 다른 물질의 사용을 필요로 할 수 있는 확산 펌프(42)를 메인 밸브(50) 위 및 플랫폼(20) 아래의 점괘선에 의 해 도 1에 나타낸 바와 같이 메인 밸브(50)를 통해 및 다수의 홀을 통해 진공 챔버(14)에 또는 베이스 플레이트(32)를 통한 개구부에 연결한다. 일단 확산 펌프(42)를 가열하여, 작동 준비가 되면, 메인 밸브(50)를 개방하여, 진공 챔버(14)내의 압력을 포어라인 펌프(44)와 연합한 확산 펌프(42)의 작용을 통해 추가로 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 진공 챔버(14)내의 압력은 4 milliTorr 이하로 감소시킬 수 있다. 백스퍼터링 공정 동안, 진공 챔버(14)내의 압력을 100 milliTorr 이하로부터 20 milliTorr에 이르는 수준으로 저하시킬 수 있다. 바람직하게는, 백스퍼터링 공정 동안, 진공 챔버 (14)내의 압력은 50milliTorr 이하로부터 30milliTorr에 이르는 수준일 수 있다. 플라즈마 플레이팅 공정 동안 시스템(10)의 정상 작동 동안에 진공 챔버(14)내의 압력을 4 milliTorr 이하로부터 0.1 milliTorr의 값에 이르는 수준으로 저하시킬 수 있다. 바람직하게는, 진공 시스템을 플라즈마 플레이팅 공정 동안 사용하여, 진공 챔버(14)내의 압력을 1.5 milliTorr 이하로부터 0.5 milliTorr에 이르는 수준으로 감소시킬 수 있다.

도 2는 턴테이블(20)로서 제공된 플랫폼의 한 양태를 도시하는 플라즈마 플레이팅용 시스템의 진공 챔버의 상면도이다. 턴테이블(20)은 턴테이블(20)의 표면 상에 대칭적으로 위치한 기판(12a, 12b, 12c 및 12d)과 함께 도시되어 있다. 턴테이블(20)은 시계바늘 방향 또는 반시계바늘 방향으로 회전할 수 있다. 기판(12a-12d)은 실질적으로 임의의 입수가능한 재료일 수 있으며, 원형, 원통형 부품으로서 기판의 각각의 상면도는 원형을 나타내는 것으로 도 2에 도시되어 있다.

필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 필라멘트(94 및 96)의 제1 세트 및 필라멘트(90 및 92)의 제2 세트에 전기적으로 접속되어 있다. 전기 접속은 도 2에 충분히 도시되어 있지 않더라도, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 필라멘트(94 및 96)의 제1 세트 및 필라멘트(90 및 92)의 제2 세트에 전류를 공급할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이와 같이, 부착층은 기저층 및 가공층과 같은 2개의 기판과 함께 제공될 수 있다. 기저층은 바람직하게는 필라멘트(94 및 96)의 제1 세트내에 제공된 부착물을 통해 처음 피복시킬 수 있는 한편, 가공층은 필라멘트(90 및 92)의 제2 세트에 제공된 부착물을 사용하여 기판(12a-12d)의 기저층 상에 부착시킬 수 있다.

도 2에서의 기판의 배열은 턴테이블(20)의 중심에 보다 근접한 안쪽으로 접한 표면 및 턴테이블(20)의 외부 가장자리에 보다 근접한 바깥쪽으로 접한 표면을 포함하는 기판의 어레이로서 기술될 수 있다. 예를 들면, 기판(12a-12d)의 어레이의 안쪽으로 접한 표면은 필라멘트(92) 및 필라멘트(96)에 근접하여 회전할 때 경과 중 상이한 시간에서 이들 필라멘트에 제공될 수 있다. 유사하게는, 바깥쪽으로 접한 표면은 필라멘트(92) 및 필라멘트(96)에 근접하여 회전할 때 이들 필라멘트에 제공될 수 있다.

이전에 언급한 바와 같이, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)은 전류를 실질적으로 임의의 형태, 예를 들면, 직류 또는 교류로 제공할 수 있지만, 바람직하게는 전류를 교류로서 제공한다.

작동시, 턴테이블(20)은, 예를 들면, 시계 방향으로 회전하여, 기판(12b)이 필라멘트의 근처에서 또는 이를 통해 통과한 후에, 필라멘트의 근처에서 또는 이를 통해 통과할 수 있는 다음 기판은 기판(12c) 등이다. 한 예에 있어서, 필라멘트(94 및 96)의 제1 세트는 부착물, 예를 들면, 니켈(또는 티탄)로 로딩시키고, 필라멘트의 제2 세트는 부착물, 예를 들면, 금속 합금 은/팔라듐으로 로딩시킨다. 이러한 예는 2개의 샷 피복 또는 2개의 부착층을 설명한다.

본원에 기술된 바와 같이 모든 작동 파라미터를 진공 챔버내에서 달성한 후에, 니켈을 증발시키거나 기화시켜, 진공 챔버내에서 아르곤 기체와 같은 기체를 사용하여 플라즈마를 형성시킬 수 있도록, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)을 필라멘트(94 및 96)의 제1 세트에 교류를 가압하거나 제공할 수 있다. 플라즈마내에서 양으로 하전된 니켈 이온 및 양으로 하전된 아르곤 이온은 음전위에 존재하는 기판(12a-d)에 끌어당겨질 것이다. 일반적으로는, 기판이 회전할 때 필라멘트(90 및 92)의 제1 세트에 보다 근접할수록, 보다 다량의 재료가 증착될 것이다. 턴테이블은 회전하기 때문에, 균일하거나 보다 평활한 층이 다양한 기판에 피복될 것이다.

제1 플라즈마를 기판(12a-d)의 어레이 상에 플레이팅하여, 기판 상에 부착물 층의 기저층을 형성시킨 후에, 필라멘트 전력 제어 모듈(34)을 가압하여, 충분한 양의 전류를 필라멘트(90 및 92)의 제2 세트에 제공한다. 유사하게는, 플라즈마를 아르곤 이온과 은/팔라듐 이온 사이에 형성시킨 다음, 가공층을 회전시킬 기판에 형성시킨다.

기저층을 피복시키는 경우에 제1 샷 동안, 기판(12a-d)의 바깥쪽으로 접한 표면을 처음에 필라멘트(94)내에 위치하는 니켈 부착물을 통해 주로 피복시킨다. 유사하게는, 기판의 안쪽으로 접한 표면을 처음에 필라멘트(96)내에 위치하는 니켈 부착물을 통해 피복시킨다. 동일한 관계가 은/팔라듐이 기판 상에 플라즈마 플레이팅되어 부착물 층을 형성하는 제2 샷에 유효하다.

도 3은 본 발명의 양태에 따라 기판(12)을 플라즈마 플레이팅하기 위한 필라멘트(100) 근처의 플라스마의 형성 및 분산을 도시하는 측면도이다. 필라멘트(100)는 와이어 바스켓, 예를 들면, 텅스텐 와이어 바스켓으로서 제공되고, 필라멘트(100)내에 위치하거나 필라멘트(100)에 의해 기계적으로 지지되어 있는 부착물(102)과 함께 도시되어 있다. 필라멘트 전력 제어 모듈(34)이 필라멘트(100)에 충분한 전류를 제공할 때, 부착물(102)은 용융되거나 기화되고, 플라즈마(104)가 형성된다. 물론, 본 발명의 모든 작동 파라미터는 플라즈마 플레이팅이 발생할 수 있는 플라즈마 상태를 달성하기 위해 제공되어야 한다.

음전위에서 제공되는 기판(12)은 플라즈마(104)의 양이온을 끌어당겨, 부착층을 형성시킨다. 도시된 바와 같이, 플라즈마(104)의 부착 패턴은 플라즈마(104)의 대부분의 양이온이 필라멘트(104) 및 부착물(102)에 인접하거나 가장 근접한 면에 끌어당겨지도록 한다. 특정 기판(12)의 상부 표면에 접촉하는 플라즈마(104)에 의해 도시된 바와 같은 특정의 랩 어라운드가 발생한다. 유사하게는, 플라즈마(104)의 소정의 양이온은 플랫폼 또는 턴테이블에 끌어당겨질 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 부착물로부터의 대부분의 이온이 부착층의 형성에서 사용됨을 보장함으로써 부착층의 생성에 유효한 용액을 제공한다.

도 4는 기저층(110), 전이층(112) 및 가공층(114)을 포함하는 기판(12)의 부 착층을 도시하는 단면도이다. 최초에 부착층을 형성하는 각종 층의 두께는 기판(112)의 크기에 대해 현저하게 비례하지 못하나, 부착층의 각종 하부층 또는 층의 상대적 두께는 본 발명의 한 양태에 따라 서로 비례한다.

일반적으로는, 본 발명의 교시에 따라 기판 상의 전체 부착층의 두께는 일반적으로 500 내지 20,000Å의 범위인 것으로 간주된다. 바람직한 양태에 있어서, 부착층의 전체 두께는 3,000 내지 10,000Å 범위인 것으로 간주된다. 본 발명은 기저층(110), 전이층(112) 및 가공층(114) 모두를 포함하여, 부착층 두께의 탁월한 재생성 및 제어성을 제공한다. 본 발명은 약 500Å의 정밀도로 제어가능한 층 두께를 제공할 수 있는 것으로 간주된다. 또한, 본 발명을 하나 또는 임의의 다중 하부층을 사용하여 부착층을 형성시키는데 사용할 수 있음을 언급하여야만 한다.

부착층의 두께는 통상적으로는 플라즈마 플레이팅된 기판의 의도되는 용도의 특성에 따라 결정된다. 이는 다수의 기타 변수 및 인자 중에서도 작동 환경의 온도, 압력 및 습도와 같은 변수를 포함할 수 있다. 각각의 층에 대한 바람직한 금속 또는 부착물 유형의 선택은 또한 플라즈마 플레이팅된 기판의 의도되는 용도의 특성에 고도로 의존적이다.

예를 들면, 본 발명은 부품의 마손 또는 교합 또는 상호걸림을 방지하거나 실질적으로 감소시킨다. 마손은 2개의 표면, 예를 들면, 줄진 표면을 함께 로딩시키는 경우에 종종 발생하는 교합된 부품의 포획을 포함한다. 마손은 부품이 파열되고 파쇄되도록 하여, 심각한 손상을 유발할 수 있다. 플라즈마 플레이팅을 이용하여, 하나 이상이 접촉 표면을 플레이팅함으로서 마손을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 다양한 부착물을 사용하여, 이러한 유리한 효과를 달성할 수 있다. 그러나, 마손은 바람직하게는 니켈 또는 티탄의 기저층 및 은/팔라듐 금속 합금의 가공층을 하나 이상의 접촉 표면 상에 증착시키는 플라즈마 플레이팅 공정을 통해 감소되는 것으로 간주된다. 고온, 예를 들면, 650℉ 이상의 온도의 적용의 경우에, 마손은 바람직하게는 니켈 또는 티탄 기저층 및 금의 가공층을 증착시키는 플라즈마 플레이팅 공정을 통해 감소되는 것으로 간주된다.

크롬이 마손을 감소시키는데 충분히 작용하지 않는다는 실험을 통해, 이는 크롬을 기저층, 전이층 또는 가공층으로서 증착시키는 경우를 포함함을 밝혀내었다. 크롬은 플라즈마 플레이팅 공정 동안 제어하기가 보다 어려운 부착물일 수 있는 것으로 간주된다.

플라즈마 플레이팅을 또한 비핵 적용시 밸브 부품, 예를 들면, 밸브 스템을 플레이팅할 수 있고, 바람직하게는 티탄 기저층, 금 전이층 및 인듐 가공층을 사용하여 플라즈마 플레이팅한다. 핵 적용시, 예를 들면, 핵 분말 플랜트 적용시, 인듐은 너무 강한 방사성 동위원소 흡수제로 간주되기 때문에 바람직한 플라즈마 플레이팅 부착물이 아니다. 대신에, 핵 적용시 밸브 스템은 바람직하게는 니켈 기저층 및 은/팔라듐 금속 합금 가공층을 사용하여 플라즈마 플레이팅한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 가공층(14)은 통상적으로는 대응하는 전이층(112) 및 기저층(110)보다 실질적으로 보다 두꺼운 두께로 제공된다. 또한, 기판(12)의 상부의 피복물은 기판(12)의 중심부 또는 중앙부에서 또는 근처에서 얇은 것으로 나타남을 주의하여야 한다. 이러한 효과는 필라멘트를 플라즈마 플레이팅 공정 동 안 위치시키는 방법으로 인한 것이다. 예를 들면, 필라멘트를 도 2-3에 도시된 바와 유사하게 위치시키는 경우에, 기판(12)의 중앙부 또는 중심부는 일반적으로는 부착층의 측면보다 얇은 전체적인 프로파일을 가질 것이다.

두께의 다양한 범위가 본원에서 논의되었더라도, 본 발명은 임의의 최대 부착층 두께에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 층착물 층의 두께, 특히 가공층(114)의 두께는 통상적으로 플라즈마 플레이팅된 기판(12)이 유입될 것인 작동 환경에 따라 실질적으로 임의의 바람직한 두께로 제공할 수 있다. 기저층(110) 및 전이층(112) 및 가공층(114) 아래의 임의의 다른 층은 바람직하게는 가공층(114)의 대응하는 두께보다 실질적으로 작은 두께로 제공될 것이다. 예를 들면, 기저층(110) 및 전이층(112)은 500 내지 750Å 범위의 두께로 제공될 수 있는 한편, 가공층(114)은, 예를 들면, 18,000Å과 같은 실질적으로 임의의 두께로 제공될 수 있다.

도 5는 본 발명의 양태에 따르는 플라즈마 플레이팅법의 플로우 챠트이다. 본 방법 (500)은 블록 (502)에서 시작하여 블록 (504)로 진행된다. 블록 (504)에서는, 플라즈마 플레이팅되는 물질 또는 기판을 공정을 위해 준비한다. 이는 외부 물질, 오염물 및 오일을 제거하기 위하여 기판의 세정을 포함할 수 있다. 스틸 스트럭쳐스 페인팅 카운실(Steel Structures Painting Council; SSPC)에 의해 정의된 것과 같은 공지된 다양한 세정법이 사용될 수 있다. 예를 들면, SSPC-5 표준은 기판이 백색 금속 상태로 세정되도록 하기 위해 사용될 수 있다. 유사하게, SSPC-10 표준이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 기판은 외부 물질 또는 오염물이 더욱 제 거될 수 있도록 연마 발파(예: 비이드 발파)를 수행한다. 산화층이 기판의 표면에 존재할 수 있음을 주시해야 한다. 본 발명은 우수한 접착 및 기계적 특성을 가지면서, 부착층이 심지어 산화층의 존재하에서도 기판 표면 위에 플라즈마 플레이팅될 수 있도록 한다.

방법 (500)은 이어서 블록 (506)으로 진행되며, 여기에서 플라즈마 플레이팅 시스템의 필수조건이 형성된다. 플라즈마 플레이팅 시스템의 설치에 따라, 이는 다양한 사양을 포함할 수 있다. 확산 펌프가 진공 시스템의 일부로서 사용되는 경우에, 냉각수의 유용성과 같은 사양이 형성되어야 한다. 유사하게, 다양한 장치, 밸브 및 플라즈마 플레이팅 시스템과 관련된 기계장치를 작동시키기 위한 윤활유 및 공기의 적절한 유용성이 형성되어야 한다. 기체(예: 아르곤 기체)의 적절한 공급이 또한 블록 (510)으로 진행되기 전에 이 시점에서 입증되고 체크되어야 한다.

블록 (510)에서, 확산 펌프가 진공 시스템의 일부로서 사용된다고 가정할 때, 확산 펌프를 작동시키기 위해 준비한다. 이는 포어라인 밸브의 개방 및 확산 펌프와 함께 사용되는 포어라인 진공 펌프의 개시를 포함할 수 있다. 포어라인 진공이 이루어지면, 확산 펌프의 가열기에 전압을 가한다. 이는 확산 펌프를 작동하게 한다.

방법 (500)은 이어서 블록 (512)로 진행시키고, 이때 진공 챔버를 설치한다. 이는 진공 챔버내에 기판을 설치하는 것과 같이 수많은 공정을 포함한다. 이는 통상 기판을 진공 챔버내에 위치한 플랫폼 또는 턴테이블의 특정 위치에 설치 또는 배치함으로써 성취된다. 진공 챔버의 내부 용적에 접근하기 전에, 진공 챔버 실링 을 부수고, 유리종 또는 외부 부재를 바람직하게는 이의 기저 판으로부터 들어올린다. 기판이 플랫폼에 설치되면, 필라멘트를 기판의 위치에 대해 설치할 수 있다.

필라멘트의 설치는 수많은 기술을 포함하며, 필라멘트에 제공되는 부착물의 양 및 형태와, 기판 뿐만 아니라 다른 필라멘트에 대한 거리와 같은 변수를 포함할 수 있다. 일반적으로, 필라멘트는 필라멘트의 중심선으로부터 또는 부착물로부터 기판의 가장 가까운 지점까지 측정하는 경우에, 기판으로부터 0.1 내지 6 inch의 범위이내인 거리에 위치한다. 그러나, 바람직하게는, 필라멘트 또는 부착물과 기판 사이의 거리는 부착물이 부착층의 기저층 또는 전이층으로서 작용하는 경우에 2.75 내지 3.25 inch의 범위이다. 유사하게, 부착물이 기판 위에 부착되는 부착층의 가공층으로 작용하는 경우에, 필라멘트 또는 부착물과 기판 사이의 거리는 바람직하게는 2 내지 2.5 inch의 거리로 제공된다.

다수의 부착물 또는 다수의 발파를 플라즈마 플레이팅 공정에서 수행하는 경우에, 제2 부착물을 유지하는 것에 대한 제1 부착물을 유지하는 필라멘트 위치 및 서로와 기판에 대한 필라멘트의 각 위치를 고려해야 한다. 일반적으로, 부착층의 기저층, 전이층 또는 가공층으로서 작용하는 부착물을 포함하는, 제1 필라멘트로부터 제2 필라멘트의 거리는 어디든지 0.1 내지 6 inch여야 한다.

기저층으로 작용하는 부착물을 포함하는 필라멘트 간의 간격은 일반적으로 0.1 내지 6 inch로 제공된다. 바람직하게는, 이 거리는 3 내지 4 inch이다. 전술한 필라멘트 간격의 정보는 필라멘트에 제공되는 부착물이 부착층에서 전이층으로 작용하는 경우에 또한 적용된다. 유사하게, 부착층의 가공층으로 작용하는 부착물 을 포함하는 필라멘트 간의 간격은 일반적으로 0.1 내지 6 inch, 바람직하게는 2.5 내지 3 inch여야 한다.

블록 (512)의 챔버 설치는 또한 플라즈마 플레이팅되는 플랫폼 위의 기판의 배열을 고려해야 할 필요가 있을 수 있다. 예를 들면, 기판 배열의 내부로 향하는 표면에 부착 도포를 제공하기 위한 분산 패턴을 제공하도록 필라멘트가 진공 챔버에 설치될 수 있으며, 이는 외부로 향하는 표면 배열에 도포를 제공하기 위하여 진공 챔버에 설치되는 필라멘트에 비하여, 어디든지 20 내지 80 중량% 적은 부착물을 필요로 할 수 있다. 내부 및 외부에 대한 기준은 플랫폼 또는 턴테이블을 기준으로 하며, 플랫폼 또는 턴테이블 중심에 보다 근접한 표면을 내부적이라 칭한다. 이는 플라즈마 플레이팅법의 효율이 기판 배열의 외부로 향하는 표면보다 기판 배열의 내부로 향하는 표면에 대해 크기 때문이며, 이는 일반적으로 플라즈마의 포지티브 이온을 끄는 힘에 기인한다. 이는 또한 내부로 향하는 표면 및 외부로 향하는 표면 위의 부착층의 두께가 보다 균일해야 한다. 이러한 경우에, 부착물의 중량 또는 무게는 바람직하게는 필라멘트 위치 사이에서 변해야 한다. 일반적으로, 두 위치간의 무게 또는 중량차는 20 내지 80% 차일 수 있다. 바람직하게는, 내부로 향하는 표면을 도포하는 필라멘트의 부착물은 외부로 향하는 표면을 도포하는 필라멘트의 부착물보다 40 내지 50% 적은 무게 또는 중량으로 사용한다. 필라멘트에 놓이는 부착물의 양은 부착층 및 이의 하부층의 원하는 두께에 상응한다. 이는 도 3과 관련하여 보다 상세히 논의되었고, 보다 상세히 기술된다.

필라멘트의 형태는 플라즈마 생성 도중 이의 부착물의 용융 또는 증발을 통 해 성취되는 분산 패턴에 영향을 준다. 다양한 필라멘트 형태, 모양 및 형상이 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들면, 필라멘트는 텅스텐 바스킷, 보트, 코일, 도가니, 광선 건, 전자 비임 건, 열 건(heat gun) 또는, 진공 챔버내에 제공되는 지지체 구조와 같은 다른 구조로서 제공될 수 있다. 필라멘트는 일반적으로 필라멘트를 통해 전류를 적용시켜 가열한다. 그러나, 필라멘트내의 부착물을 가열하는 방법 또는 수단이 본 발명에 사용될 수 있다.

진공 챔버의 설치는 또한 하나 이상의 필라멘트에 부착물을 가하는 단계를 포함한다. 본 발명은 실제로 플라즈마가 형성되도록 하는 본 발명의 조건 및 파라미터하에 증발될 수 있는 물질의 사용을 시도하였다. 예를 들면, 부착물에는 금속 합금, 금, 티탄, 크롬, 니켈, 은, 주석, 인듐, 납, 구리, 팔라듐, 은/팔라듐 및 다양한 다른 것들과 같은 금속이 실제로 포함될 수 있다. 유사하게, 부착물은 탄소, 비금속, 세라믹, 금속 카바이드, 금속 나이트레이트와 같은 다른 물질 및 다양한 다른 물질을 포함할 수 있다. 부착물은 일반적으로 펠릿, 과립, 입자, 분말, 와이어, 리본 또는 스트립 형태로 제공된다. 필라멘트가 적절히 배치되어 적하되면, 진공 챔버를 폐쇄하고 실링할 수 있다. 이는 진공 챔버의 벨 부분을 이의 기저판으로 실링시키는 단계를 포함할 수 있다.

방법 (500)은 이어서 블록 (514)로 진행되며, 여기서 진공 챔버내에 진공 상태를 형성할 준비를 한다. 도 1에 제시된 시스템 (10)과 같은 한 양태에서, 러핑 펌프는 진공 챔버를 배기시키기 시작하고, 진공 챔버내의 압력을 부가의 펌프가 진공 챔버내의 압력을 다시 감소시킬 수 있도록 하기에 충분한 수준으로 낮추도록 한 다. 한 양태로, 러핑 진공 펌프는 개시될 수 있는 기계식 펌프이고, 러핑 밸브는 이어서 진공 챔버에 대한 접근을 제공하도록 개방될 수 있다. 러핑 진공 펌프가 이의 원하는 기능을 성취하고 진공 챔버의 압력을 이의 원하거나 지정된 수준으로 감소시키면, 러핑 밸브를 닫는다. 이때, 방법 (500)은 블록 (516)으로 이동한다.

블록 (516)에서, 진공 챔버내의 압력은 다시 다른 진공 펌프를 사용하여 감소시킨다. 예를 들면, 한 양태로, 확산 펌프/포어라인 펌프가 진공 챔버내의 압력을 다시 감소시키는데 사용된다. 도 1에 제시된 바와 같은 본 발명의 양태에 있어서, 이는 주요 밸브를 개방하고, 기계식 포어라인 펌프에 의해 지지되는 확산 펌프가 진공 챔버내의 압력을 다시 채우거나 감소시킬 수 있도록 함으로써 성취된다.

일반적으로, 진공 챔버의 압력은 4 milliTorr 이하의 수준으로 감소시킨다. 바람직하게는, 진공 챔버의 압력은 1.5 milliTorr 이하의 수준으로 감소시킨다. 방법 (500)의 블록 (518)과 관련하여 하기에 기술되는 백스퍼터링 공정(backsputtering)을 수행하는 경우에, 진공 챔버의 압력은 100 milliTorr 미만의 수준으로, 바람직하게는 20 내지 100 milliTorr의 범위로 감소시킨다. 바람직한 양태로, 역 스퍼터링을 수행하는 경우에, 진공 챔버의 압력을 50 milliTorr 미만의 수순으로, 일반적으로는 20 내지 50 milliTorr의 수준으로 감소시킨다.

이어서, 블록 (518)로 진행시켜, 백스퍼터링 공정을 수행하여 기판을 다시 세정하고 준비할 수 있다. 그러나, 이러한 공정은 지정된 것이 아님을 알아야 한다. 백스퍼터링 공정은 도 6과 관련하여 하기에서 보다 상세히 기술한다. 백스퍼터링 공정은 진공 챔버의 플랫폼 또는 턴테이블의 회전을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 턴테이블은 일반적으로 분당 5 내지 30회전의 속도로 회전한다. 바람직하게는, 턴테이블은 분당 12 내지 15회전의 속도로 회전한다. 또한 바람직하게는 부착층으로서 사용되는 턴테이블의 작동이 본 발명의 교시에 따르는 기판 위에서 형성된다.

방법 (500)은 이어서 블록 (520)으로 진행시키고, 이때 작동 진공을 형성한다. 블록 (514) 및 (516)과 관련하여 이미 논의된 바와 같이, 진공 상태가 이미 진공 챔버내에 형성될 지라도, 작동 진공은 진공 챔버의 압력이 일반적으로 0.1 내지 4 milliTorr의 수준으로 상승되는 유량으로 진공 챔버로 기체를 도입시켜 형성할 수 있다. 바람직하게는, 기체의 도입을 사용하여 진공 챔버의 압력을 0.5 내지 1.5 milliTorr의 수준으로 상승시킨다. 이는 플라즈마내에 부착물 이온 충돌이 없도록 보장하며, 이는 부착물 효율을 증가시키고, 기판에 깨끗하고 부착력이 높은 부착층을 제공한다. 진공 챔버로 도입되는 기체는 다양한 기체일 수 있지만, 바람직하게는 아르곤, 크세논, 라돈, 헬륨, 네온, 크립톤, 산소, 질소 및, 다양한 다른 기체와 같은 불활성 기체, 0족 기체, 반응성 기체 또는 기체로서 제공된다. 기체는 비연소성 기체가 바람직하다. 본 발명은 기체의 도입을 필요로 하는 것이 아니라, 기체의 부재하에 수행될 수 있음을 주지해야 한다.

블록 (522)에서, 시스템의 다양한 작동 파라미터 및 값이 형성된다. 이는 일반적으로 턴테이블의 회전, 경우에 따라서는, dc 시그널의 적용 및 고주파 시그널의 적용을 포함한다. 플랫폼이 턴테이블 또는 일부 다른 회전 장치를 포함한다고 가정하면, 턴테이블 회전은 바람직하게는 이때 일어난다. 이는 물론, 턴테이블 의 회전이 이미 개시된 것이 아니고, 임의의 역 스퍼터링이 차단(518)되었다고 가정할 수 있다. 턴테이블의 회전이 일어나면, dc 시그널 및 rf 시그널을 기판에 적용시킬 수 있다. 기판에 대한 dc 시그널의 적용은 일반적으로 1 내지 5,000 V의 전압 진폭으로 제공된다. 전압의 극성은 바람직하게는 네가티브이지만, 기판에 대한 dc 시그널의 적용은 네가티브 500 V 내지 네가티브 750 V의 전압 수준으로 제공된다.

기판에 대한 고주파 시그널의 적용은 일반적으로 1 내지 50 W인 전력 수준으로 제공된다. 바람직하게는, 고주파 시그널의 전력 수준은 10 W에서 또는 5 내지 15 W로 한정되는 범위에서 제공된다. 고주파 시그널의 주파수는 일반적으로 ㎑ 범위 또는 ㎒ 범위의 공업적으로 명시된 주파수 값으로 제공된다. 바람직하게는, 주파수 시그널은 13.56 ㎑의 주파수로 제공된다. 용어 고주파가 기판에 대한 고주파 시그널의 생성 및 적용을 기술하는데 사용되지만, 용어 고주파는 플랫폼략 10 ㎑ 내지 100,000 ㎒의 주파수를 갖는 시그널의 통상 이해되는 정의로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 용어 고주파는 또한 진공 챔버에서 플라즈마의 생성 또는 여기와 함께 작동되거나, 이를 도울 수 있는 주파수 성분을 갖는 시그널을 포함한다.

블록 (522)는 또한 바람직하게는 혼합 시그널을 생성하기 위하여 혼합기 전기 회로 상세도를 사용하는 dc 시그널 및 고주파 시그널의 혼합을 포함한다. 이는 단지 한 시그널을 기판에 적용시킬 수 있다. 이는 일반적으로 진공 챔버의 기저판을 통해 연장되어 판의 전도성 부분과 접하고, 결국 기판 또는 기판들과 전기적으로 커플링되는 전기 공급을 사용하여 성취한다. 블록 (522)는 또한 고주파 평 형 네트워크의 사용을 통한 혼합 시그널의 평형을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 혼합 시그널은 정상파 반사 전력을 최소화하여 평형화시킨다. 이는 바람직하게는 수동 조절로 조절한다.

혼합기 전기 회로 상세도로부터 알 수 있는 바와 같이, 안테나 또는 출력의 출력 또는 부하 특성이 변화하면, 전기적 시그널 또는 파가 출력 부하로부터 혼합기 또는 공급기로 다시 반사되는 경우에 문제점이 야기될 수 있다. 이들 문제점은 고주파 트랜스미터에 대한 손상 및 성공적인 플라즈마 플레이팅법을 성취하기에 충분한 플라즈마의 형성을 보장하는 기판 및 진공 챔버로의 전력 전달의 감소를 포함할 수 있다.

이러한 문제점은 한 양태로 반사파의 존재에 부합되거나 이를 감소시키는 이의 저항, 인덕턴스(inductance) 및 전기 용량을 포함한, 이의 임피던스를 조절할 수 있는 고주파 평형 네트워크를 포함함으로써 감소시키거나 해결할 수 있다. 출력 부하 또는 안테나의 임피던스 및 전기적 특성은 플라즈마의 존재 및/또는 부재 및, 판 위의 기판 또는 기판들의 형태와 특성 등의 것에 의해 영향을 받는다. 플라즈마 플레이팅 공정 도중 이러한 변화로 인해, 고주파 평형 네트워크는 정상파 반사 전력을 최소화하거나, 환언하면, 고주파 트랜스미터로의 정재파 비 귀환을 방지하거나 감소시키기 위해 공정 도중 조절될 필요가 있을 수 있다. 바람직하게는, 이들 조절은 플라즈마 플레이팅 공정 도중 작동자에 의해 수동으로 수행한다. 다른 양태로, 고주파 평형 네트워크는 자동적으로 조절한다. 그러나, 자동 조절은 출력 부하의 변화를 보충하거나 거의 탐지하지 않도록 주의해야 한다.

방법 (500)은 이어서 블록 (524)로 진행되며, 이때 부착물 또는 부착물들은 용융되거나 증발되어 플라즈마가 생성될 수 있도록 한다. 본 발명에 의해 제공되는 상태에서 플라즈마의 생성으로 플라즈마 플레이팅을 통해 기판 표면 위에 부착층이 형성된다. 부착층은 평균 10 내지 90 eV의 중간 에너지 수준에서 형성되리라 여겨진다.

부착물은 일반적으로 부착물 주위의 필라멘트를 통해 전류를 제공함으로써 증발되거나 증기화된다. 바람직한 양태로, 부착물은 서서히 또는 점진적으로 가열되어 부착물에서 보다 균일한 열 분포가 성취된다. 이는 또한 플라즈마의 형성을 개선시킨다. 전류는 교호 전류로서 또는 부착물을 용융시키는 필라멘트에서 열을 생성하기에 충분한 다른 전류로서 제공될 수 있다. 다른 양태로, 부착물은 부착물과 화학적으로 접촉되는 시약의 도입을 통해 가열할 수 있다. 또 다른 양태로, 부착물은 전자기 또는 마이크로 파 에너지의 사용을 통해 가열할 수 있다.

진공 챔버의 상태는 플라즈마의 형성을 위해 조정된다. 플라즈마는 일반적으로 기체 이온(예: 아르곤 이온) 및 부착물 이온(예: 금, 니켈 또는 팔라듐 이온)을 포함한다. 기체 이온 및 부착물 이온은 일반적으로 하나 이상의 전자의 부재로 인하여 양이온으로 제공된다. 플라즈마의 생성은 고주파 시그널의 도입을 통해, 부착물의 가열로 인한 열이온성 현상으로 인해 도움이 되리라 여겨진다. 일부 경우에, 음전하 이온을 포함하는 플라즈마가 생성될 수 있다.

음전위가 dc 시그널이 플라즈마의 양이온을 끌어당기기 때문에 기판에서 형성된다. 또한, 이는 주로 부착물 이온을 포함하며, 방법 (500)에서 초기에 도입된 기체로부터 생성된 기체 이온(예: 아르곤 기체 이온)을 포함할 수 있다. 기체 이온(예: 아르곤 이온)의 포함으로 부착층의 물질 또는 기계적 특성이 저하되리라고는 여겨지지 않는다.

일부 선행 기술 분야의 문헌은 기판 또는 그 근처에 자석의 도입은 이들이 부착층을 형성하기 위하여 기판으로 당겨지는 플라즈마 이온의 경로에 영향을 주는데 바람직하다고 제안하고 있음을 주지해야 한다. 이제, 실험적 증거로 자석의 도입이 실제로 바람직하지 못하며, 원치않는 효과를 생성한다고 제시하고 있다. 자석의 존재는 불균일한 부착 두께를 유도할 수 있고, 공정의 조절성, 반복성 및 신뢰성을 방해하거나, 상당히 지연시킬 수 있다.

부착층이 다수의 하부층을 포함하도록 고안되면 언제나, 다수의 발파가 블록 (524)에서 수행되어야 한다. 이는 기저층 부착물이 이들의 필라멘트 가열을 통해 용융되는 경우에, 전이층 부착물(또는 적용되는 후속층의 부착물)이 이들의 필라멘트에 열의 도입에 의해 가열되고 용융됨을 의미하는 것이다. 이 방법에서, 특정수의 하부층이 부착층에 부가될 수 있다. 성공적인 부착물 하부층이 형성되기 전에, 앞의 층은 완전히 또는 거의 완전히 형성된다. 따라서, 방법 (500)은 진공이 파괴되면 진공 챔버의 진공을 다시 형성해야할 필요없이, 다수의 하부층을 통해 부착층이 생성될 수 있도록 하는 상당한 잇점을 제공한다. 이는 전반적인 플라즈마 플레이팅 시간 및 경비를 상당히 절감할 수 있다.

방법 (500)은 이어서 블록 (526)으로 진행되며, 이때 공정 또는 시스템을 정지시킨다. 도 1에 제시된 시스템의 양태에서, 주요 밸브를 폐쇄시키고, 진공 챔버 에 대한 통기 밸브를 개방하여 진공 챔버내의 압력을 평형화시킨다. 이어서, 진공 챔버를 개방하고, 기판 사양을 즉시 제거할 수 있다. 이는 방법 (500)이 플라즈마 플레이팅 공정 도중 기판에 과도한 열을 생성하지 않기 때문이다. 이는 기판 및 부착층의 물질 또는 기계적 구조가 과도한 온도에 의해 역영향을 받지 않기 때문에 상당한 잇점을 제공한다. 이어서, 플라즈마 플레이팅된 기판은 필요에 따라 사용될 수 있다. 기판의 온도는 일반적으로 125 ℉ 이하이므로, 기판은 일반적으로 열적 보호없이 즉시 취급할 수 있다.

방법 (500)은 폐 부산물을 생성하지 않는 부가의 잇점을 제공하며, 환경적으로 안전하다. 또한, 방법 (500)은 금 및 은과 같은 값이 비싸고 귀한 금속이 효율적으로 사용되어 소모되지 않는 부착물을 효율적으로 사용하는 효율적 공정이다. 또한, 본 발명은 고에너지 부착 기술을 사용하지 않는다는 사실로 인하여, 금속학적 또는 기계적 역효과가 기판에 없다. 이는 본 발명의 부착층이 기판내에 깊히 포함되지 않고, 우수한 접착력, 기계적 및 물질 특성이 부착층에 의해 여전히 나타난다는 사실로 인해 실제로 여겨진다. 기판을 블록 (528)에서 제거한 후에, 방법 (500)은 블록 (530)에서 종결한다.

도 6은 본 발명의 양태에 따르는, 본 발명의 시스템 및 방법을 사용하는 역 스퍼터링 방법 (600)의 플로우 챠트이다. 이미 언급한 바와 같이, 백스퍼터링 공정은 부착층이 플라즈마 플레이팅을 통해 기판 위에 형성되기 전에 기판을 다시 세정하는데 사용될 수 있다. 백스퍼터링 공정은 일반적으로 오염물 및 외부 물질을 제거한다. 이로 인해 보다 깨끗한 기판이 형성되고, 이는 보다 강하고 보다 균일 한 부착층을 생성하게 된다. 방법 (600)은 블록 (602)에서 시작하여 블록 (604)로 진행되며, 여기에서 기체가 진공 챔버내의 원하는 압력을 유지하거나 생성하는 속도로 진공 챔버에 도입된다. 이는 도 5와 관련하여 블록 (520)에서 이미 기술한 것과 유사하다. 일반적으로, 진공 챔버의 압력은 100 milliTorr 이하의 수준, 예를 들면, 20 내지 100 milliTorr의 범위여야 한다. 바람직하게는, 압력은 30 내지 50 milliTorr 이하의 수준으로 제공된다.

방법 (600)은 이어서 블록 (606)으로 진행되며, 이때 플랫폼 또는 턴테이블의 회전이 경우에 따라 일어난다. 이미 언급한 바와 같이, 턴테이블의 회전은 분당 5 내지 30회전의 속도로 제공될 수 있지만, 바람직하게는 분당 12 내지 15회전의 속도로 제공된다.

이어서, 블록 (608)로 진행되어, dc 시그널이 생성되고 기판에 적용된다. dc 시그널은 일반적으로 1 내지 4,000 V의 진폭으로 제공된다. 바람직하게는, dc 시그널은 네가티브 100 V 내지 네가티브 250 V이 전압으로 제공된다.

블록 (608)은 또한 기판에 적용되는 고주파 시그널의 생성을 포함한다. 고주파 시그널은 일반적으로 1 내지 50 W의 전력 수준으로 제공된다. 바람직하게는, 고주파 시그널은 10 W에서 또는 5 내지 15 W의 전력 수준에서 제공된다. dc 시그널 및 고주파 시그널은 바람직하게는 혼합되어 평형화되고, 혼합 시그널로서 기판에 적용된다. 결과적으로, 플라즈마는 블록 (604)에 도입되는 기체로부터 형성된다. 이 기체는 일반적으로 아르곤과 같은 불활성 기체 또는 0족 기체가다. 플라즈마의 형성은 기체로부터 생성된 양이온을 포함한다. 플라즈마의 이들 양이온은 기판에 당겨져 가속화되고, 이는 바람직하게는 네가티브 전위로 제공된다. 이는 기판으로부터 오염물이 세척되거나 제거되도록 한다. 오염물 또는 외부 물질이 기판으로부터 제거되면, 이들은 진공 펌프(예: 확산 펌프)의 작동을 통해 진공 챔버로부터 흡인한다.

블록 (610)으로 진행시키고, 역 스퍼터링 공정을 일반적으로 30초 내지 1분인 시간 동안 계속 수행한다. 기판의 상태 및 세정도에 따라, 역 스퍼터링 공정을 보다 길게 또는 짧은 시간 동안 계속 수행할 수 있다. 일반적으로, 역 스퍼터링 공정에 의해 생성되는 전기 용량 방전이 실질적으로 완결되거나 상당히 감소될 때 까지 역 스퍼터링 공정을 계속할 수 있다. 이는 실제로 기판으로부터 생성된 오염물로부터의 전기 용량 방전과 일치하는 스파크 또는 광 파열의 관찰을 통해 모니터할 수 있다. 이는 마이크로아아크(microarcing)로 칭할 수 있다.

역 스퍼터링 공정 도중, dc 시그널을 조절해야 한다. 이는 통상 전력 공급의 수동 조절을 통해 성취한다. 바람직하게는, dc 시그널의 전압은 전력 공급의 과부하없이 전압이 최대가 될 수 있도록 하는 수준으로 제공된다. 역 스퍼터링 공정이 계속되면, dc 전력 공급의 전류는 역 스퍼터링 공정 도중 발생되는 플라즈마의 변화로 인해 변한다. 이로 인해 역 스퍼터링 공정 도중 dc 시그널의 전압 수준을 조절해야만 한다.

방법 (600)은 이어서 블록 (612)로 진행되며, 이때 dc 시그널 및 고주파 시그널이 제거되고, 기체는 중단된다. 이어서, 방법 (600)은 블록 (614)로 진행되어, 여기서 공정을 종결한다.

도 7은 본 발명의 한 양태에 따르는 이동식 플레이팅 시스템(700)의 상면도이다. 이동식 플레이팅 시스템(700)은 이동식 보관 공간(702)를 사용하여 제공한다. 바람직한 양태로, 이동식 보관 공간(702)는 통상 사용되는 밀폐되거나 반밀폐된 트레일러이며, 디젤 트럭[예: "세미(semi)" 또는 "18 휠러(18 wheeler)"]에 의해 견인된다. 그러나, 본 발명의 이동식 보관 공간(702)는 실제로 임의의 유용한 이동식 보관 공간, 화물 상자, 트레일러 등, 예를 들면, 화물 상자, SEA/LAND 화물 상자, 트럭-트레일러 또는 트랙터-트레일러의 내부 보관 용기, 반-트레일러, 화물용 밴, 냉동 밴, 화물용 트레일러, 냉동차, 플랫폼 트레일러, 덤프 트레일러, 트랙터-트레일러 또는 밀폐형 덱 트레일러를 사용하여 제공될 수 있다. 이동식 보관 공간(702)의 바람직한 양태가 밀폐형 또는 반밀폐형 용기의 것이지만, 본 발명은 이렇게 제한되고, 다른 양태에서, 개방형 또는 반개방형 트레일러 또는 화물 상자로 제공될 수 있다.

이동식 플레이팅 시스템(700)은 이동식 보관 공간(702) 외부에 위치한 외부 진공 펌프(704)를 갖는 것으로 도시되고 있다. 이는 이동식 플레이팅 시스템(700)이 정지 및 작동중인 상태를 나타낸다. 이동식 플레이팅 시스템(700)이 운송중이거나, 작동 형태가 아닌 경우에, 외부 진공 펌프(704)는 이동식 보관 공간(702)내에 보관될 수 있다. 예를 들면, 액세스 도어(706)가 외부 진공 펌프(704) 근처에 제시되어 있으며, 바람직한 양태로, 외부 진공 펌프(704)는 액세스 도어(706)를 이용하여 이동식 보관 공간(702)내에 보관할 수 있다. 그 다음에, 외부 진공 펌프(704)는 운송 도중 이동식 보관 공간(702)에 보관된다. 본 발명은 액세스 도 어, 예를 들면, 액세스 도어 (706) 또는 액세스 도어 (754)의 임의의 위치 또는 존재로 제한되지 않고, 이는 또한 이동식 보관 공간(702)에 액세스를 제공한다. 바람직한 양태로, 외부 진공 펌프(704)는 스키드에 설치된 기계식 러핑 펌프(708) 및 기계식 포어라인 펌프(710)를 포함한다. 이 방법으로, 외부 진공 펌프(704)는 액세스 도어(706)를 통해 이동식 보관 공간(702)로, 및 이로부터 편리하고 신속히 움직일 수 있다. 예를 들면, 외부 진공 펌프(704)는 포크리프트를 사용하여 이동식 보관 공간(702)로 및 이로부터 움직일 수 있다.

이동식 보관 장치(702)의 외부에 있는 외부 진공 펌프(704)의 배치 및 작동은 플레이팅 공정 도중 이동식 보관 공간(702)내에 제공된 장치 및 시스템에서 발생될 수 있는 내부 진동, 소음 및 누출을 감소시키거나 제거하는 중요한 기술적 잇점을 제공한다. 이들 유형의 진동 및 기계적 응력은 전반적인 플레이팅 공정에 상당히 유해할 수 있다. 일반적으로, 외부 진공 펌프(704)는 이동식 보관 공간(702)내에 위치한 진공 챔버(712)내에 원하는 압력을 형성하는 것을 돕기 위해 제공됨으로써, 바람직한 플레이팅 공정이 바람직하고 신뢰할 수 있는 작동 파라미터하에 일어날 수 있도록 한다. 바람직한 양태로, 러핑 펌프(708)는 가요성 파이핑 부재(714)를 통해 또는 이를 사용하여 진공 챔버(712)와 결합된다. 유사하게, 포어라인 펌프(710)는 가요성 파이핑 부재(714)를 사용하여, 도 7에 도시된 양태에 있어서는, 확산 펌프로서 제공되고 있는 내부 진공 펌프(716)를 통해 진공 챔버(712)에 결합되거나 이와 결합될 수 있다. 가요성 배관(714)은 또한 이동식 보관 공간(702) 외부에 위치하는 외부 진공 펌프(704) 이외에, 다른 장치, 기계 및 시스템 상의 외부 진공 펌프(704)에 의해 유도되는 기계적 진동, 응력 및 소음을 제거하거나, 감소시키거나, 분리시키는 것을 돕는다. 또한, 가요성 배관 부재(714)는 이러한 가요성 배관 부재의 움직임을 허용함으로써, 이동식 플레이팅 시스템(700)의 완전한 정지를 필요로 하는, 파이프가 기계적으로 무리가 가거나, 피로해지거나 잠재적으로 균열 또는 파쇄되는 것을 방지할 수 있다. 외부 진공 펌프(704)와 진공 챔버(712)(및 내부 진공 펌프(716))간의 경계면의 한 양태는 도 8과 관련하여 하기의 기술에서 보다 상세히 설명한다.

진행시키기 전에, 본 발명의 이동식 플레이팅 시스템(700)은 어떠한 방법으로든 특별한 유형의 플레이팅 공정, 시스템 또는 부착 기술로 제한되지 않음을 강조해야 한다. 도 1 내지 6과 관련하여 상기 상세히 기술한 바와 같이, 플라즈마 플레이팅 시스템 또는 공정은 이동식 플레이팅 시스템(700)을 사용하여 제공될 수 있다. 본 발명은 진공 챔버 및 진공 펌프를 사용하는 임의로 공지되거나 유용한 플레이팅 공정을 실제로 이용할 수 있다. 예를 들면, 제한없이, 이동식 플레이팅 시스템(700)은 하기의 플레이팅 공정중 임의로 사용할 수 있다: 증착, 물리적 증착, 화학적 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅법 및 이온 주입법. 필수적으로, 도 7에 기술되는 이동식 플레이팅 시스템(700)은 도 1과 관련하여 상기 기술한 플라즈마 플레이팅 시스템(10)의 제공을 반영한다.

이동식 보관 공간(702)는 변압기(718)를 통해 전기적으로 전원에 연결될 수 있다. 그 다음에, 변압기(718)는 이동식 플레이팅 시스템(700)의 다양한 장치 및 시스템에 의해 요구되는 적절하거나, 바람직하거나, 필요한 전압 및 전력을 제공할 수 있다. 한 양태로, 도 7에 도시되지는 않았지만, 전기 버스(electrical bus)가 이동식 보관 공간(702)의 천장 근처에 제공되어, 전원이 이동식 보관 공간(702)를 통해 편리하게 이용되지만, 안전성의 위험이 없는 방식으로 배치된다. 에어 컨디셔너(720)가 도 7에 또한 도시되어 있다. 에어 컨디셔너(720)는 이동식 보관 공간(702)내에 적절하고 안락한 작업 환경을 제공하며, 냉각을 필요로 하는 임의의 장치를 냉각시키는 것을 돕는 역할을 한다.

급냉기(722), 물 탱크(724) 및 급냉되거나 냉각된 물이 급냉기(722)로부터 확산 펌프로서 제공되는 것으로 나타난 내부 진공 펌프(716)로 제공될 수 있도록 하는 적절한 위생 설비 또는 결합을 포함하는 냉각 시스템이 이동식 보관 공간(702)내에 제시되어 있으며, 이때 열은 냉각수 및 내부 진공 펌프(716) 사이에서 교환된 다음, 물은 다시 물 탱크(724)로 제공되어, 여기에서 이후에 냉각을 위해 급냉기(722)로 제공될 수 있다. 이는 도 1의 시스템(10)에 제시되어 있지 않지만, 도 1의 확산 펌프(42)와 유사한 내부 진공 펌프(716)는 진공 챔버(712)내의 작동 압력이 특별한 플레이팅 공정에 의해 요구되는 것과 같이 생성되고 유지되도록 적절히 작동하는 냉각 시스템을 필요로 한다. 급냉기(722)는 냉각 단위에 의해 생성되는 뜨거운 배기 공기가 도관(726)을 통해 이동식 보관 공간(702)의 내부로부터 통기될 수 있도록 하는 냉각 단위를 사용하여 제공될 수 있다.

본 발명의 이동식 플레이팅 시스템(700)은 또한 매우 크고 부피가 크며 무거운 성분을 비교적 용이하게 취급할 수 있도록 하는 중요한 잇점을 제공한다. 피복되거나 플레이팅될 기판, 부품 또는 성분은 도 7에 제시된 바와 같이, 주요 액세스 도어(728 및 730)가 개방되는 경우에 배치되고 생성되는, 이동식 보관 공간(702)의 주요 진입 지점에서 공급된다. 기판이 특히 무겁거나 방해가 되는 경우에, 트롤리/호이스트 어셈블리(732)가 주요 진입 지점 또는 개방구 근처에 제공된다. 제시된 양태에 있어서, 트롤리/호이스트(732)는 이동식 보관 공간(702)의 천장 근처에 설치된 프레임 구조를 포함한다. 트롤리/호이스트(732)의 프레임 구조는 이동 가능하고, 모터(734)를 통해 전력이 공급된다. 모터(734)는 트롤리/호이스트(732)가 휠, 예를 들면, 예시된 바와 같은 휠(736)을 사용하여 이동식 보관 공간(702)의 천장 또는 상부 부분 근처에 위치한 레일링 위에 또는 이를 따라 이동식 보관 공간(702)의 주요 개구부로 또는 이로부터 로울링되거나 미끄러질 수 있도록 한다. 바람직한 양태로, 이동식 플레이팅 시스템(700)은 힌지에 의해 설치되어 레일링 연장부(738)는 트롤리/호이스트(732)가 이동식 보관 공간(702)의 외부로 연장되도록 상기 언급한 레일링을 연장하기 위하여 배치될 수 있도록 하는 레일링 연장부(738) 및 (740)(이는 또한 "트롤리-윙스"로 칭할 수 있음)를 포함한다.

양쪽 화살표로 제시된 바와 같이, 트롤리/호이스트(732)는 이동식 보관 공간(702)의 내부 및 외부로 움직일 수 있다. 트롤리/호이스트(732)가 이동식 보관 공간(702)의 밖으로 움직이는 경우에, 레일링 연장부(738) 및 (740)은 트롤리/호이스트(732)의 여러 휠(예: 휠(736))이 돌거나 감길 수 있는 레일을 제공한다.

작동시, 부피가 크거나 방해가 되는 부분이 이동식 보관 공간(702)의 주요 개방구 또는 진입 지점의 외부에 제공된다. 그 다음에, 트롤리/호이스트(732)는 모터(734)를 사용하여 움직여서, 트롤리/호이스트(732)의 호이스트(도 7에 구체적으로 제시되지 않음)가 부피가 큰 기판 위에 또는 그 근처에 위치하도록 한다. 이미 설명한 바와 같이, 로울링 연장부(738) 및 (740)이 이동식 플레이팅 시스템(700)의 이동식 보관 공간(702)의 밖에 제공됨으로써 트롤리/호이스트(732)를 지지하는데 사용된다. 이어서, 바람직하게는, 전기 또는 모터 호이스트로서 제공되는 호이스트를 낮추고, 기판을 적절한 수준으로 상승시킨다. 그 다음에, 트롤리/호이스트(732)를 기판이 원하는 위치에 제공될 때 까지 이동식 보관 공간(702)의 주요 개방구내에 배치한다.

기판의 원하는 위치는 바람직하게는, 일반적으로 움직일 수 있는 카트 또는 플랫폼(742) 위에 제공된다. 이어서, 기판은 트롤리/호이스트(732)의 호이스트를 사용하여 기판을 낮춤으로써 움직일 수 있는 카트 또는 플랫폼(742) 위에 배치한다. 도 7에 제시된 바와 같은 바람직한 양태에 있어서, 움직일 수 있는 카트 또는 플랫폼(742)은 트랙(744) 위에 제공될 수 있다. 이는 기판이 트랙(744) 위의 움직일 수 있는 카트 또는 플랫폼(742)을 사용하여 진공 챔버(712)로 움직일 수 있도록 한다. 테이블 또는 플랫폼은 움직일 수 있는 카트 또는 플랫폼(742)의 상부에 배치될 수 있으며, 바람직하게는, 기판이 이 표면에 남도록 제공된다. 그 다음에, 이러한 테이블 또는 플랫폼과 기판은 진공 챔버(712)내에 배치되어, 한 양태로, 이의 표면 위에 기판이 있는 테이블 또는 플랫폼이 진공 챔버(712)의 측면에 제공된 레일링을 따라 진공 챔버(712)로 미끄러질 수 있도록 한다. 진공 챔버(712)는 도 7의 양태에서, 트랙(744)에 가장 가까운 큰 도어 개방구를 갖는 큰 금속 용기로서 예시되어 있다. 진공 챔버(712)는 임의의 다양한 공지되어 있거나 유용한 형태 및 재료로 제공될 수 있다.

이제, 부피가 크거나 불편한 기판(또는 이러한 물질을 위한 임의의 다른 기판)을 진공 챔버(712)내에 제공하고, 플레이팅 공정을 원하는 바와 같이 수행할 수 있다. 예를 들면, 플레이팅 공정은 도 5와 관련하여 상기 논의한 바와 같은, 플라즈마 플레이팅 방법을 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 적절한 작동 파라미터는 도 1과 관련하여 이미 기술한 장치의 모든 것을 사용하여 정립한다. 일반적으로, 제어 모듈(746)이 다양한 진공 펌프, 밸브 및 다른 관련 장치, 예를 들면, 플레이팅 공정을 수행하고 모니터하는데 필요한 관련 장치(748)의 모두 또는 일부를 제어하는데 사용된다. 관련 장치(748)는 한 양태로, 도 1에 제시된 것과 유사한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 관련 장치(748)는 도 1의 dc 전력 공급장치(66)과 유사한, 기판에 원하는 전압을 생성하도록 작동할 수 있는 dc 전력 공급장치, 도 1의 rf 송신기(64)와 유사한, 기판에 원하는 전력 수준으로 rf 시그널을 생성하도록 작동할 수 있는 rf 송신기 및 진공 챔버(712)내의 필라멘트에 원하는 수준으로 전류를 생성하도록 작동할 수 있는 필라멘트 전력 제어 모듈을 포함할 수 있다. 제어 모듈(746)은 또한 진공 챔버로의 기체(예: 아르곤 기체(750)) 도입을 위한 제어를 제공할 수 있다. 제어 모듈(746)은 또한 기판이 존재하는 플랫폼 위에서 턴테이블 또는 롤러를 회전시키는 역학적 에너지와 같이 진공 챔버(712)내에 역학적 에너지를 제공하는데 사용되는 모터(752)를 제어할 수 있다. 이는 도 1의 드라이브 모터(24)와 유사하다.

또 다른 양태에 있어서, 이동식 플레이팅 시스템(700)은 이동식 보관 공간(702)내에 비이드 발파 캐비넷을 포함할 수 있다. 도 7에 제시되지 않은 비이드 발파 캐비넷은 플레이팅을 위해 기판을 진공 챔버(712)로 도입시키기 전에 기판을 세정하는데 사용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 한 양태에 따르는, 이동식 플레이팅 시스템(700)의 진공 챔버(712)에 대한 외부 진공 펌프(704)의 연결에 대한 측면도이다. 외부 진공 펌프(704)는 러핑 펌프(708) 및 포어라인 펌프(710)를 포함한다. 러핑 펌프(708) 및 포어라인 펌프(710)는 모두 펌프 및 모터와 함께 제시되고 있으며, 스키드(780) 위에 설치되어 있다. 바람직한 양태로, 스키드(780)는 포크리프트를 사용하여 들어올리도록 작동할 수 있다.

러핑 펌프(708)는 러핑 분리 밸브(782) 및 이동식 보관 공간(702)내에서 이동식 보관 공간(702)의 절단 박스(786)를 통해 또는 이로 연장되는 유연성 배관 부재(784)를 포함하는 배관을 통해 진공 챔버(712)에 연결된다. 이동식 보관 공간(702)내에서, 러핑 펌프(708) 및 진공 챔버(712) 사이의 연결은 또한 진공 챔버(712)로 직접 연결되기 전에 유연성 배관 부재(788) 및 러핑 밸브(790)를 포함한다.

외부 진공 펌프(704)의 포어라인 펌프(710)가 내부 진공 펌프(716)의 확산 펌프에 이어, 진공 챔버(712)에 연결되는 것은 러핑 펌프(708)에 대해 기술한 것과 아주 유사한 다양한 배관 부재를 포함한다. 이러한 접속 또는 연결은 확산 펌프(716)와 직접 접속되기 전에, 이동식 보관 공간(702)내로 연장되도록 절단 박 스(786)와 연결되는 배관에 접속되는 유연성 배관 부재(702), 유연성 배관 부재(794) 및 포어라인 밸브(796)를 포함한다. 그 다음에, 확산 펌프(716)는 메인 밸브(798)를 통해 진공 챔버(712)와 접속된다.

바로 기술한 두 통로간의 접속을 제공하는 크로스-연결 밸브(800)가 도시되어 있다. 크로스-연결 밸브(800)는 통상 밀폐되어 있지만, 기계식 포어라인 펌프(710) 또는 기계식 러핑 펌프(708)가 파손되거나 보수를 요하는 경우에는, 크로스-연결 밸브(800)는 진공 챔버(712)내에 원하는 진공을 형성하기 위해 상기 기술된 펌프들중 단지 하나만을 사용할 수 있도록 한다. 이는 상당한 유연성을 제공하며, 전반적인 작동 신뢰성을 개선시킨다.

도 9는 본 발명의 한 양태에 따르는 이동식 플레이팅 시스템(700)을 사용하는 방법 (900)을 설명한 플로우 챠트이다. 방법 (900)은 블록 (902)에서 시작하여, 블록 (904)로 진행된다. 블록 (904)에서, 이동식 플레이팅 시스템은 원하는 위치에 위치하거나 배치된다. 예를 들면, 이동식 플레이팅 시스템이 핵 전력 플랜트에서 사용되는 경우에, 이동식 플레이팅 시스템은 핵 전력 플랜트에 또는 그 근처에 배치되어, 피복하거나 플레이팅할 필요가 있는 임의의 중요한 부품 또는 성분을 선적시 선적 손실 또는 지연의 위험없이 편리하고 용이하게 운송될 수 있도록 한다. 블록 (906)에서는, 외부 진공 펌프가 이동식 플레이팅 시스템의 내부로부터 또는 이동식 보관 공간로부터 제거되어, 이동식 보관 공간 외부로 위치하거나 배치된다. 이는 플레이팅 공정을 방해할 수 있는 기계적 소음 및 진동의 거대한 근원지를 제거하는 상당하고 중요한 잇점을 제공한다.

방법 (900)은 이어서, 블록 (908)로 진행되며, 이때 외부 진공 펌프는 유연성 배관 부재를 사용하여 진공 챔버로 연결한다. 앞서 상기 논의한 바와 같이, 이는 또한 외부 진공 펌프를 분리하고, 기계적 응력, 균열 및 누출로 인한 잠재적인 고장 또는 파손을 제거한다. 블록 (910)으로 진행시켜, 반응기 용기 헤드 스터드와 같은 기판을 부착물과 함께 진공 챔버내로 배치시킬 수 있다. 도 7과 관련하여 논의한 바와 같이, 기판이 크고 부피가 큰 성분인 경우에, 본 발명은 이러한 기판이 이동식 플레이팅 시스템의 이동식 보관 공간의 외부로 연장될 수 있는 트롤러/호이스트를 사용하여 편리하게 취급될 수 있도록 하는 상당한 잇점을 제공한다. 그 다음에, 기판은 플랫폼 또는 테이블 위에 원하는 바와 같이 정밀하게 배치한 다음, 진공 챔버내로 슬라이딩하거나 배치할 수 있다.

방법 (900)은 이어서 블록 (912)로 진행되며, 이때 플레이팅 공정이 시작된다. 이는 일반적으로 진공 챔버내에 원하는 압력 또는 압력들을 형성하고, 진공 챔버내에서 원하는 작동 파라미터를 형성하는 과정을 포함한다. 마지막으로, 방법 (900)은 블록 (914)로 진행시켜, 여기서 기판을 임의의 공지되거나 유용한 플레이팅법 또는 부착 기술(예: 증착, 플라즈마 플레이팅법, 물리적 증착, 화학적 증착, 이온 플레이팅법, 스퍼터링 및 이온 주입법)을 실제로 사용하여 부착물로 플레이팅한다. 마지막으로, 방법 (900)은 블록 (916)에서 종결된다.

따라서, 본 발명에 따라, 상기 기술한 하나 이상의 잇점을 만족하는 이동식 플레이팅 시스템 및 방법을 제공함을 알 수 있다. 바람직한 양태를 상세히 기술하였지만, 다양한 변화, 대체 및 변환이 심지어 상기 제시된 잇점중 모두, 하나 또는 일부가 존재하지 않더라도, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 원에서 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들면, 진공 챔버 및 외부 진공 펌프는 하나 이상의 유연성 배관 부재 또는 이음매를 사용하여 연결할 수 있고, 내부 진공 펌프, 예를 들면, 확산 진공 펌프, 저온 펌프 및/또는 터보 분자 펌프를 통해 연결할 수 있다. 본 발명은 임의의 다양한 재료 및 형태를 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들면, 다양한 진공 펌프 시스템, 장치 및 기술이 본 발명에 사용될 수 있다. 이들은 본 발명에 의해 시도되고 보호되는 이동식 플레이팅 시스템 및 방법의 다른 배열 또는 형태의 예중 단지 소수이다.

개별적 또는 별개의 바람직한 양태로 기술되고 제시된 다양한 성분, 장치, 물질, 부재 및 방법이 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다른 부재 및 방법과 함께 조합되거나 통합될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 펌프는 진공 챔버내에 지정된 압력 또는 진공 상태를 제공하거나 유지하는 것을 돕기 위해 연결되거나 통합될 수 있다. 다른 변화, 대체 및 변환의 예는 당해 분야의 숙련가가 용이하게 알 수 있으며, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어남이 없이 수행될 수 있다.

Claims (34)

1. 이동식 보관 공간(mobile storage volume);

   이동식 보관 공간에 배치되고 하나 이상의 반응기 용기 헤드 스터드를 포함하기에 충분히 대형인 내부 공간을 갖는 진공 챔버;

   이동식 플레이팅 장치가 운송중인 경우에 이동식 보관 공간내에 배치되고 이동식 플레이팅 장치가 정지 및 작동중인 경우에는 이동식 보관 공간을 외부에서 작동하도록 작동할 수 있으며, 이동식 플레이팅 장치가 정지 및 작동중인 경우에 진공 챔버내에 원하는 압력을 형성하는 것을 돕기 위해 유연성 배관 부재를 통해 진공 챔버와 결합되도록 작동할 수 있는 외부 진공 펌프;

   진공 챔버내에 원하는 압력을 생성하는 것을 돕기 위해 진공 챔버에 결합되도록 작동할 수 있는 내부 진공 펌프;

   외부 진공 펌프를 제어하도록 작동할 수 있는 제어 모듈;

   진공 챔버내에 배치되어 플레이팅될 기판을 지지하도록 작동할 수 있는 플랫폼;

   플랫폼과 관련하여 진공 챔버내에 부착물을 유지하도록 작동할 수 있는 필라멘트; 및

   기판에 원하는 전압을 생성하도록 작동할 수 있는 dc 전력 공급장치, 기판에 원하는 전력 수준으로 rf 시그널을 생성하도록 작동할 수 있는 rf 송신기와 필라멘트에 원하는 수준의 전류를 생성하도록 작동할 수 있는 필라멘트 전력 제어 모듈을 포함하는 관련 장치를 포함하는, 플레이팅 공정을 수행하기 위한 이동식 플레이팅 장치.
2. 제1항에 있어서, 이동식 보관 공간이 트레일러인 이동식 플레이팅 장치.
3. 제1항에 있어서, 이동식 보관 공간이 화물 상자인 이동식 플레이팅 장치.
4. 제3항에 있어서, 화물 상자가 SEA/LAND 화물 상자인 이동식 플레이팅 장치.
5. 제1항에 있어서, 이동식 보관 공간이 트럭의 화물 공간인 이동식 플레이팅 장치.
6. 제1항에 있어서, 외부 진공 펌프가 스키드 위에 설치되는 이동식 플레이팅 장치.
7. 제1항에 있어서, 외부 진공 펌프가 기계식 펌프인 이동식 플레이팅 장치.
8. 제1항에 있어서, 외부 진공 펌프가 러핑 펌프 및 포어라인 펌프를 포함하는 이동식 플레이팅 장치.
9. 제8항에 있어서, 러핑 펌프는 제1 유연성 배관 부재를 사용하여 진공 챔버와 연결되는 기계식 펌프이고, 포어라인 펌프는 제2 유연성 배관 부재를 통해 진공 챔버와 연결되는 기계식 펌프인 이동식 플레이팅 장치.
10. 제8항에 있어서, 러핑 펌프 및 포어라인 펌프가 스키드 위에 설치되는 이동식 플레이팅 장치.
11. 제1항에 있어서, 제어 모듈이 내부 진공 펌프를 제어하도록 작동할 수 있는 이동식 플레이팅 장치.
12. 제1항에 있어서, 외부 진공 펌프가 러핑 펌프 및 포어라인 펌프를 포함하며, 이때 러핑 펌프는 제1 유연성 배관 부재를 사용하여 진공 챔버와 연결되고, 포어라인 펌프는 제2 유연성 배관 부재 및 내부 진공 펌프를 통해 진공 챔버와 연결되는 이동식 플레이팅 장치.
13. 제1항에 있어서, 내부 진공 펌프가 확산 펌프인 이동식 플레이팅 장치.
14. 제1항에 있어서, 내부 진공 펌프를 냉각시키도록 작동할 수 있는 냉각 장치를 추가로 포함하는 이동식 플레이팅 장치.
15. 제1항에 있어서, 냉각 장치가 냉각을 위해 급냉된 물을 생성하고 급냉된 물을 내부 진공 펌프로 공급하도록 작동할 수 있는 급냉기 및 내부 진공 펌프로부터 온수를 받아 저장하고 이 물을 급냉기로 공급하도록 작동할 수 있는 물 탱크를 포함하는 수냉각 장치인 이동식 플레이팅 장치.
16. 제1항에 있어서, 제어 모듈이 dc 전력 공급장치, rf 송신기 및 필라멘트 전력 제어 모듈을 제어하도록 작동할 수 있는 이동식 플레이팅 장치.
17. 제16항에 있어서, 플랫폼은 턴테이블이고, 턴테이블의 회전을 제어하도록 작동할수있는 모터를 추가로 포함하며, 이때 제어 모듈은 모터를 제어하도록 작동할 수 있는 이동식 플레이팅 장치.
18. 제17항에 있어서, 플랫폼을 지지하고, 진공 챔버로 및 이로부터 플랫폼을 운반하도록 작동하는 움직일 수 있는 카트를 추가로 포함하는 이동식 플레이팅 장치.
19. 제18항에 있어서, 움직일 수 있는 카트가 트랙 위에서 작동하는 이동식 플레이팅 장치.
20. 제17항에 있어서, 플레이팅 전에 기판을 세정하도록 작동하는 비이드 발파 캐비넷을 추가로 포함하는 이동식 플레이팅 장치.
21. 제1항에 있어서, 진공 챔버내에 위치하여, 플레이팅될 기판을 지지하도록 작동하는 플랫폼 및 기판을 플랫폼으로 들어올리고 운반하도록 작동할 수 있는 트롤리/호이스트를 추가로 포함하는 이동식 플레이팅 장치.
22. 제21항에 있어서, 이동식 보관 공간내의 플랫폼으로 기판을 들어올려 운반하기 위하여 트롤리/호이스트가 이동식 보관 공간의 밖으로 움직일 수 있도록 작동할 수 있는 레일링 연장부를 추가로 포함하는 이동식 플레이팅 장치.
23. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 플라즈마 플레이팅법인 이동식 플레이팅 장치.
24. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 증착(vacuum deposition)을 사용하는 이동식 플레이팅 장치.
25. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 물리적 증착인 이동식 플레이팅 장치.
26. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 화학적 증착인 이동식 플레이팅 장치.
27. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 스퍼터링법을 사용하는 이동식 플레이팅 장치.
28. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 이온 플레이팅법을 사용하는 이동식 플레이팅 장치.
29. 제1항에 있어서, 플레이팅 공정이 이온 주입법을 사용하는 이동식 플레이팅 장치.
30. 이동식 보관 공간;

    이동식 보관 공간에 배치되고 하나 이상의 반응기 용기 헤드 스터드를 포함하기에 충분히 대형인 내부 공간을 갖는 진공 챔버;

    이동식 플레이팅 공간이 운송중인 경우에 이동식 보관 공간내에 배치되고 이동식 플레이팅 장치가 작동중인 경우에는 이동식 보관 공간의 외부에서 작동할 수 있으며, 이동식 플레이팅 장치가 정지 및 작동중인 경우에 진공 챔버내에 원하는 압력을 형성하는 것을 돕기 위해 유연성 배관 부재를 통해 진공 챔버와 결합되도록 작동할 수 있는 외부 진공 펌프;

    진공 챔버에 원하는 압력을 형성하는 것을 돕기 위해 진공 챔버와 결합되도록 작동할 수 있는 내부 진공 펌프;

    내부 진공 펌프를 냉각시키도록 작동할 수 있는 냉각 장치;

    진공 챔버내에 배치되고 플레이팅할 기판을 지지하도록 작동할 수 있는 플랫폼;

    플랫폼과 관련하여 진공 챔버내에 부착물을 유지하도록 작동할 수 있는 필라멘트;

    기판에 원하는 전압을 생성하도록 작동할 수 있는 dc 전력 공급장치, 기판에 원하는 전력 수준으로 rf 시그널을 생성하도록 작동할 수 있는 rf 송신기와 필라멘트에 원하는 수준의 전류를 생성하도록 작동할 수 있는 필라멘트 전력 제어 모듈을 포함하는 관련 장치; 및

    외부 진공 펌프, 내부 진공 펌프, dc 전력 공급장치, rf 송신기 및 필라멘트 전력 제어 모듈을 제어하도록 작동할 수 있는 제어 회로를 포함하는, 플레이팅 공정을 수행하기 위한 이동식 플레이팅 장치.
31. 플레이팅을 위해 이동식 플레이팅 장치를 원하는 위치에 배치하는 단계;

    이동식 플라즈마 플레이팅 장치의 이동식 보관 공간의 내부 위치로부터 외부 위치로 외부 진공 펌프를 설치하는 단계 및

    유연성 배관 부재를 사용하여 이동식 플라즈마 플레이팅 장치의 이동식 보관 공간내의 진공 챔버에 외부 진공 펌프를 접속시키는 단계를 포함하는, 이동식 플레이팅 장치를 사용하는 방법.
32. 제31항에 있어서,

    기판 및 부착물을 진공 챔버에 놓는 단계;

    외부 진공 펌프를 사용하여 진공 챔버에 원하는 압력을 형성하는 단계 및

    기판을 부착물로 플레이팅하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
33. 제30항에 있어서, 제어 회로가 하나의 조절 모듈에 통합되는 이동식 플레이팅 장치.
34. 제30항에 있어서, 제어 회로가 다수의 조절 모듈을 포함하는 이동식 플레이팅 장치.

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