(57)【要約】【課題】連続的なサファイア成長のためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】１つの実施形態は、基材を成長室内に設置されている坩堝の中へ送給する段階と、坩堝を加熱して基材を溶融させる段階と、溶融した基材中に結晶成長を開始させて結晶構造を作成する段階と、を含んでいる方法の形態を取っている。加えて、方法は、結晶構造を坩堝から離して引き上げる段階と、結晶構造を成長室から外へ送出する段階と、を含んでいる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を成長室内に設置されている坩堝の中へ送給する段階と、
前記坩堝を加熱して前記基材を溶融させる段階と、
前記溶融した基材中に結晶成長を開始させて結晶構造を作成する段階と、
前記結晶構造を前記坩堝から離して引き上げる段階と、
前記結晶構造を前記成長室から外へ送出する段階と、から成る方法。
【請求項２】
前記結晶構造を前記成長室から外へ送出する段階は、
前記成長室の頂部を開口する段階と、
前記結晶構造にローラーを係合させて前記成長室から押し出させる段階と、を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記結晶構造を前記成長室から外へ送出する段階は、前記成長室の頂部に設置されているローラーを駆動する段階を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記結晶構造を引き上げるローラーへのトルクを感知する段階と、
前記感知されたトルクに基づいて、前記結晶が引き上げられ前記成長室から外へ送出される速さを調節する段階と、を更に備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記結晶構造が前記成長室から外へ送出された後に、当該結晶構造を切断する段階を更に備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記切断する段階は、罫書き破断プロセスを備えている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記切断する段階は、レーザー切断プロセスを備えている、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記切断プロセスは、
欠陥を発見するための前記結晶構造の検査と、
前記欠陥のある部分を摘出する段階と、を備えている、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記結晶成長を開始させる段階は、前記成長室内で種結晶を下降させて前記基材に接触させる段階を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記成長室の中へ不活性ガスを供給する段階を更に備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
連続的なサファイア成長のためのシステムにおいて、
縦型成長室と、
前記成長室内に配置されている坩堝であって、ダイセットを備えていて溶融アルミナを保持するように構成されている坩堝と、
前記坩堝を加熱するように構成されているヒーターと、
アルミナを前記坩堝へ連続送給するための送給システムと、
種結晶を前記ダイセットの頂部で溶融アルミナと接触させ、結晶リボンを上方に向けて前記成長室から外へ引き上げる、ように構成されている引き上げシステムと、を備えているシステム。
【請求項１２】
前記成長室は、前記結晶リボンが前記成長室を出てゆけるように開口するコンバーチブル型頂部を備えている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記引き上げシステムは、前記成長室内で動くように構成されている基部を備えており、前記基部は、前記結晶リボンを前記成長室から外へ送出する複数のローラーを備えている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンバーチブル型頂部が開口しているときに前記基部と前記成長室の間にシールを作り出すための１つ又はそれ以上のシール部材を更に備えている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記引き上げシステムは、前記成長室の前記頂部に設置されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記引き上げシステムは、前記結晶リボンを前記坩堝から上方に向けて前記成長室から外へ引き上げるための複数のローラーを備えている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数のローラーの１つ又はそれ以上はトルクセンサーを備えている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記成長室の外部に、前記結晶リボンの欠陥を検出するように構成されている検査ユニットを更に備えている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記検査システムは、光に基づく検査システムを備えている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
機械的カッター又はレーザーカッターの一方を備える切断機構を更に備えている、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、サファイア成長に、より厳密には連続的なサファイア成長のためのシステム及び方法に、向けられている。
【背景技術】
【０００２】
コランダムは、アルミニウム酸化物の一結晶形態であり、様々な色のものが発見されているが、そのうちルビーとして一般に知られている赤色のコランダム及びパパラチアとして知られているピンクがかったオレンジ色のコランダムを除く全てを総じて普通はサファイアと称している。透き通った形態のコランダムは貴石又は宝石と見なされている。概して、コランダムは並外れて硬く、純粋なコランダムは、９．０モースを有するものと定義されており、よって、他のほぼ全ての鉱物に引っ掻き傷をつけることができる。
【０００３】
理解されるであろうが、コランダムの或る種の特性、中でも硬質性や透明性を含む特性により、コランダムは多種多様な用途で有用とされている。また一方で、特定の用途にとって有益とされるその同じ特性が共通して、サファイアをそれらの用途向けに加工及び調製する場合の費用と難易度のどちらをもつり上げる。よって、コランダムを特定の利用のために調製する費用は、コランダムが貴石であるということに付きまとう費用を通り越して、法外に高い場合が多い。例えば、サファイアの硬度は、従来の加工技法が実施された場合は、材料の切削及び研磨を困難にもし、また時間を食わせもする。また、カッターの様な従来の加工工具には、それをコランダムに対して使用した場合、比較的急速な磨滅が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
連続的なサファイア成長のためのシステム及び方法が開示されている。１つの実施形態は、基材を成長室内に設置されている坩堝の中へ送給する段階と、坩堝を加熱して基材を溶融させる段階と、溶融した基材中に結晶成長を開始させて結晶構造を作成する段階と、を含む方法の形態を取っている。加えて、方法は、結晶構造を坩堝から離して引き上げる段階と、結晶構造を成長室から外へ送出する段階と、を含んでいる。
【０００５】
別の実施形態は、縦型成長室と成長室内に配置されている坩堝とを含む連続的なサファイア成長のためのシステムの形態を取っている。坩堝は、ダイセットを含んでいて、溶融アルミナを保持するように構成されている。システムは、更に、坩堝を加熱するように構成されているヒーターと、アルミナを坩堝の中へ連続的に送給するための送給システムと、を含んでいる。引き上げシステムが提供されており、引き上げシステムは、種結晶をダイセットの頂部で溶融アルミナと接触させ、結晶リボンを上方へ成長室から外へ引き上げる、ように構成されている。
【０００６】
多数の実施形態が開示されているが、当業者には以下の詳細な説明から本発明の更に他の実施形態が自明となろう。認識される様に、実施形態は、様々な態様における修正が何れも実施形態の精神及び範囲を逸脱することなく実施され得る余地がある。従って、図面及び詳細な説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定的と見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一例としての実施形態による、一例としての連続結晶成長システムを示している。
【図２】図１の連続成長システムの坩堝を上から見た図であり、アルミナの連続給送のための注入口を示している。
【図３】結晶リボンが成長室を出てゆくところの連続成長システムをズームインした図を示している。
【図４】力対リボンの長さを示すプロットである。
【図５】或る代わりの一例としての実施形態による一体型引き上げシステムを示している。
【図６】連続結晶成長システムのための切断システム及び試験システムを示している。
【図７】欠陥を有する結晶リボン部分を示している。
【図８】連続的なサファイア成長のための方法を示す一例としてのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
概して、全てのサファイア成長法は、本質的に、バッチ式である。それぞれの成長サイクルの開始時、最小でも、精密に配向させた種結晶を成長室内に配置し、溶融アルミナと接触させて結晶成長を伝播させる。多くの場合、毎回新たな成長サイクルの前に、成長炉は冷却され、坩堝にはアルミナが補給される。
【０００９】
本連続成長技法は、初期シーディング動作以外の全てを排除すること及び坩堝を冷却し再加熱する必要を排除することによって、バッチ式の方法に付きまとう中断時間を回避するよう支援する。中断時間は磨滅した構成要素を取り替える場合にしか起こらなくなる（概して幾度もの成長サイクルを経た後まで起こらないものとなる）から、設備の動作可能時間は大きく増加することになろう。更なるエネルギー費用は、従来型のバッチ式加工技法の冷却サイクルと加熱サイクルを排除及び／又は削減することによって低く抑えられよう。
【００１０】
本連続成長法は、ＥＦＧ（edge-defined film fed growth）プロセスに基づいている。このプロセスでは、サファイアの「リボン」は、凝固する結晶の形状を定義するダイセットを通して引き上げられることによって成長する。このプロセスは、結晶の成長を通して坩堝が空になるか又は成長したリボンの長さが成長室の許容し得る最大値に達することによるかのどちらかの理由から、典型的にはバッチ式プロセスである。
【００１１】
プロセスを連続式プロセスへ変換するには、アルミナを連続的に坩堝の中へ送給し、成長室をサファイアリボンが通過できるよう開くように構成すればよい。これは幾つか新たな課題を持ち込む。具体的には、成長室は、典型的に、成長中は不活性ガスで満たされる。開口した頂部が、当該ガスを逃げるがままにさせる。加えて、熱は室の頂部から逃げてゆく傾向があり、そのため効率が下がる。また、サファイアリボンは、通常、種結晶を保持するアクチュエータを介して引き上げられており、これには上方への引き上げを際限なく継続する能力はない。
【００１２】
これらの問題の解決を図るために、幾つかの機構を実装することができる。第１に、精密なローラーのセットを炉の頂部付近に導入して、アクチュエータによる初期引き上げ後の連続サファイアリボンの引き上げを引き継がせることができよう。第２に、ローラーより向こうでは、シール機構がリボン周り及びリボン間のギャップを閉じて熱及びガスの損失を最小限に抑えることができよう。加えて、炉を背高にすることにより、熱損失の影響を高温帯域及び結晶化点から有意に切り離すことができ、影響は最小限に抑えられよう。これは、更に、リボンに、室内で顕著な熱誘発性応力を引き起こすことなくゆっくりと冷えてゆくのに十分な時間を許容することであろう。第３に、シールからのゆっくりしたガスの漏れは、不活性ガスの連続投入によって補償することができよう。更に、シールをローラーより上に配置させることにより、シールによる如何なる摩擦効果もローラーによって成長点から切り離されるので、それらの効果が最小限に抑えられる。
【００１３】
図１を見ると、連続サファイア成長システム１００が示されている。成長システム１００は、概して、ＥＦＧプロセスに従ってサファイアを成長させるように構築されている。しかしながら、この例としての実施形態の態様は、連続的又はほぼ連続的なサファイア成長を実現するべく他のサファイア成長プロセスで実装されてもよいものと理解されたい。
【００１４】
連続サファイア成長システム１００は、サファイア成長を促す構成部品を収納している成長室１０２を含んでいる。室１０２は、坩堝１０４、ダイセット１０６、ヒーター１０８、及び絶縁体１１０、を収納している。坩堝１０４は、溶融アルミナを保持するように構成されている。坩堝１０４は、アルミナが溶融した状態のままであるようにアルミナの融点より上の温度までヒーター１０８によって加熱されることになる。ヒーター１０８は、概して、何れの適した形態を取っていてもよく、１つの実施形態では、１つ又はそれ以上の電気ヒーターの形態を取っている。幾つかの実施形態では、坩堝１０４及び／又は成長室１０２の温度を、ヒーター１０８が温度をアルミナの融点より上まで上昇させる前の第１の温度レベルまで効率的に持ってゆくのを支援するために、予加熱システム（図示せず）が実装されていてもよい。
【００１５】
概して、ダイセット１０６は、平行な板１１２のセットを複数含んでいる。平行板１１２のそれぞれのセットは、溶融アルミナを毛細管作用を通して上方に引き出すスリット１１４を形成している。平行板１１２のそれぞれのセットは、板１１２の頂部に設置されているダイ先端１１６を含んでいる。ダイ先端１１６は、平行板１１２のスリット１１４を引き上げられてきた溶融アルミナから形成させる結晶の形状を確定する。
【００１６】
ダイ先端１１６から結晶を引き上げるように構成されている引き上げシステム１２０が提供されている。幾つかの実施形態では、引き上げシステム１２０は、成長室１０２内を動くように構成されていてもよいとされるのに対し、他の実施形態では、引き上げシステムは成長室の頂部に又は頂部付近に固定されている。更に他の実施形態では、引き上げシステムは、成長室内の坩堝１０４より上の何処かの点に配置されていてもよい。更なる実施形態では、引き上げシステム又は引き上げシステムの諸部分は、成長室１０２の外部に配置されていてもよい。
【００１７】
図１では、引き上げシステム１２０は、成長室１２０内を縦方向に動くように構成されている。引き上げシステム１２２には支持部材１２２が連結されていて、引き上げシステムを縦方向に動かすように構成されている。引き上げシステム１２０は、ダイセットのダイ先端に各々対応する複数の引き上げ機構を含んでいてもよい。それぞれの引き上げ機構は、当初は種結晶を支持している。引き上げシステム１２０を下降させて種結晶をダイ先端で溶融アルミナと接触させ、結晶成長を伝播させてゆく。ひとたび結晶成長が開始されると、引き上げシステム１２０は坩堝から離して引かれ、結晶リボン１２４がダイセットから上方へ引き上げられる。
【００１８】
結晶リボン１２４が上方へ引き上げられてゆくと、坩堝内の溶融アルミナは使い果たされる。溶融アルミナは、アルミナを結晶が成長する速度に対応する速度で坩堝１０４の中へ送給することによって補充される。矢印１３０は、坩堝１０４内へのアルミナの送給を示している。アルミナは、概して、坩堝の中へ固体の形態で送給されていてもよい。理解される様に、固体アルミナを溶融アルミナの中へ送給することには、溶融アルミナへの軽い冷却効果があろう。１つの実施形態では、アルミナは、坩堝の外周周りに等距離に位置する複数の箇所で坩堝１０４の中へ送給される。その結果、冷却効果は均等に配分される。図２は、坩堝１０４を上から見た図であり、アルミナを坩堝の外周周りに均等に配分させるための注入点１３２を示している。他の実施形態では、より多くの又はより少ない注入口１３２が設けられていてもよい。加えて、幾つかの実施形態では、注入口１３２は、坩堝１０４の周囲周り以外の位置に設置されていてもよい。例えば、１つ又はそれ以上の注入口は、坩堝１０４の周囲からより内方及び／又は中心付近に設置されていてもよい。
【００１９】
図１へ戻って、システム１００は、システム１００の様々な動作を制御するように構成されている制御装置１５６を含んでいてもよい。例えば、制御装置１５６は、引き上げシステム１２０の速さ、アルミナが坩堝１０４の中へ送給される速度、並びに坩堝及び／又は成長室１０２の温度、を制御していてもよい。加えて、制御装置１５６は、成長室１０２を満たす不活性ガスの供給を制御していてもよい。概して、成長室はアルゴンの様な不活性ガスが充填される。幾つかの不活性ガスは、目下のプロセスを通じて失われてゆくであろうから、成長室１０２内の適正条件を維持するために不活性ガスの供給が提供されることになる。概して、制御装置１５６は、制御装置にシステム１００の１つ又はそれ以上の動作を所望動作パラメータのセットに従って自律的に制御させる、入力及び出力を有するメモリへ連結されたプロセッサ、を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、制御装置１５６は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、又は他のその様なコンピューティングデバイスの形態を取っていてもよい。その様な実施形態では、制御装置１５６は、ユーザーが動作パラメータを修正するのを支援するべく入力を行えるように構成されていてもよい。また、制御装置は、システム１００の動作を記録し、報告をユーザーへ提供していてもよい。他の実施形態では、制御装置１５６は、特定用途向け集積回路又はシステムオンチップ型デバイスの形態を取っていてもよい。
【００２０】
図３を参照すると、引き上げシステム１２０は、成長室１０２の頂部に到達したところが示されている。図示の実施形態では、成長室１０２は、結晶リボン１２４が通過できるようにするために開口するように構成されているコンバーチブル型頂部１４０を有していてもよい。図示されている様に、コンバーチブル型頂部１４０は、結晶リボン１２４が通過できるよう開口する蝶番式の扉１４２の形態を取っていてもよい。他の実施形態では、コンバーチブル型頂部１４０は、他の形態を取ることもできよう。例えば、コンバーチブル型頂部１４０は、頂部１４０を開口する１つ又はそれ以上の他の滑動部材を含んでいてもよい。概して、結晶リボン１２４が通過できるようにするために頂部１４０を開口するのに適した何れの機構が実装されていてもよい。
【００２１】
引き上げシステム１２０と成長室の頂部１４０の間に熱シール及び／又はガスシールを提供するのを支援するように、１つ又はそれ以上の絶縁性の特徴１４４又はシールが設けられていてもよい。絶縁性の特徴１４４は、引き上げシステム１２０か又は成長室１０２の頂部１４０の内面のどちらかへ固着されているガスケットの形態を取っていてもよい。とはいえ、絶縁性の特徴１４４は、他の適した形態を取っていてもよい。加えて、絶縁性の特徴又はシールは、結晶リボンが出てゆく間にガス及び／又は熱が成長室１０２から逃げるのを防止するのを支援するように結晶リボン１２４に隣接して設けられていてもよい。
【００２２】
幾つかの実施形態では、引き上げシステム１２０は、引き上げシステムが成長室１０２の頂部１４０に到達した後に、リボンを動かすために、結晶リボン１２４それぞれにつきローラー１５０のセットを１つ又はそれ以上含んでいてもよい。ローラー１５０は、当初に種結晶を支持しているリード１５２に係合するように構成されていてもよい。ローラー１５０は、従って、種結晶を下降させて溶融アルミナに接触させるのを支援するように構成されていてもよい。加えて、ローラー１５０は、一旦、引き上げシステム１２０が成長室１０２の頂部１４０に到達したら、結晶リボン１２４を坩堝１０４から引き上げ、それらを成長室から押し出す、ように動作していてもよい。代わりに、ローラー１５０は、引き上げシステム１２０が成長室１０２の頂部１４０に到達した後にサファイアリボン１２４に係合するように構成されていてもよい。つまり、ローラー１５０は、引き上げシステム１２０が成長室１０２の頂部１４０に到達するまではリード１５２及び／又はリボン１２４と接触状態にはないわけである。その様になっている場合、ローラー１５０は、静止位置から係合位置へ関節運動させられることになる。関節運動は、何れの適した技法を通して実現されてもよい。また、リード１５２及びリボン１２４は異なった寸法を有するものであることから、ローラー１５０はそれぞれのサイズへ動く及び／又は適合するように構成されていてもよい。例えば、ローラー１５０はばね押し式であってもよい。
【００２３】
ローラー１５０は、調整可能なモーター（図示せず）によって駆動されていてもよい。加えて、ローラー１５０は、ローラーへのトルク及び／又はリボン１２４へ加えられている力の量を感知するように構成されているトルクセンサー１５４を含んでいてもよい。概して、リボン１２４を引き上げる力について比較的一定した力の量を維持して破断を回避させるように支援するのが望ましい。加えて、一定した力は、リボンの所望厚さ及び／又は所望の成長速度を維持してリボンに欠陥が生じることを低減又は排除するよう支援する上でも役立つ。そういうものとして、ローラー１５０の各セットは、欠陥のある成長をもたらしかねない力及び／又は摂動を感知するように構成されている１つ又はそれ以上のセンサー１５４を含んでいてもよい。センサー１５４は、図１の制御装置１５６と連絡していてもよい。制御装置１５６は、ひいては、ローラー１５０の動作（例えば速さ）を制御していてもよい。
【００２４】
ローラー１５０は、リボン１２４の一貫した成長速度又は均一断面を維持するべく努めるように調整される。図４は、力を縦軸に長さを横軸に取った力対長さ曲線１６０を示している。曲線１６０は、単に例示であり、よって長さと力の値は任意である。示されている様に、曲線１６０は概ね直線を辿っている。曲線１６０は、実際に、直線からの微小な逸脱を示しており、そのことは、温度によって左右される固化速度に影響を受けて、過大な力又は過小な力のどちらかがリボン１２４に掛かっていたことを指し示している。この様に力の曲線１６０は直線からの逸脱を指し示していることから、ローラー１５０の速さを増加させるか又は減少させるかして、所望量の力が加えられるようにすればよい。概して、リボン１２４を引き上げるのに要する力は、リボンの長さが増すと増加する。しかしながら、一旦、リボン１２４の長さが閾値レベルに達すると（例えば、リボンが成長室１０２から脱出する長さに達し、他の機構によって支えられ及び／又は切断されると）、曲線は示されている様に平らになる。
【００２５】
破断を生じさせかねない一例としての力の摂動が１６２で示されている。その様な摂動は、概して、ローラー１５０を個別に微調整して一定した即ち直線状の曲線を維持させることを通して回避されることであろう。坩堝１０４は、例えばアルミナの送給に起因して、温度に多少の変動を来し、一部のリボン１２４が他のものより成長が速かったり又は遅かったりすることがあるものと予想される。よって、ローラー１５０のセットを個別に制御することで、個々のリボンの成長速度における柔軟性を提供して、破断事象及び／又は欠陥のある結晶成長が起こらないように支援する。
【００２６】
図５は、或る代わりの実施形態による引き上げシステム１７０を示している。引き上げシステム１７０は、成長室１０２と一体化されている。引き上げシステム１７０は、ローラー１５０を用いてリード１５２を下降させ、溶融アルミナ１５２に接触させて結晶成長を伝播させる、ように構成されている。ローラー１５０は、次いで、結晶リボン１２４を坩堝１０４から離し成長室１０２から出すように上方へ引っ張り始める。先に説明されている実施形態同様、センサー１５４は、リボン１２４へ加えられる力を感知するように提供されており、ローラー１５０は、リボンの破断及び／又は欠陥のある成長パターンを回避するのを支援するべく所望のレベルの力を加えるように制御されることになる。
【００２７】
一体化された引き上げシステム１７０は、以上に論じられているコンバーチブル型頂部に付きまとう熱損失及びガス損失の量を低減するのが好都合である。加えて、それは引き上げ速度に対する精密な制御を提供することができ、というのも、成長プロセス全体を通してローラー１５０のそれぞれのセットが個別に制御されるからである。よって、単一の力フィードバック及び制御を有するより一般的な引き上げシステムに比べて、起こり得る欠陥及び／又は破損の事象はより少なくなろう。
【００２８】
リボンが引き上げられる際にそれらを安定させ位置を合わせるのを支援するために、ローラー１５０のセットが複数設けられていてもよい。幾つかの実施形態では、ローラー１５０のセット１つが引き上げシステムの一部として含まれており、第２の（又はそれ以上の）セットが成長室１０２及び引き上げシステムの外部に設けられていてもよい。例えば、図６に示されている様に、ローラー１８０のセットが成長室１０２の外部に設けられていてもよい。ローラー１８０は、それら自身のモーターを有していてもよいが、ローラー１５０の速さと大凡同じ速さで駆動されるものである。ローラー１８０は、それら自身のセンサーを含んでいてもよく、幾つかの実施形態では、ローラー１５０と同じ力の曲線に従って制御されていてもよい。他の実施形態では、ローラー１８０は、駆動されるのではなく、リボン１２４がローラーの間を転がされてゆくことで回転するだけであってもよい。
【００２９】
ローラー１８０は、結晶リボン１２４の成長を切断プロセスから切り離すのを支援するものである。切断システムは、概して、リボン１２４が動いてゆく際にそれらを切断するように構成されているレーザーカッター１８４の形態を取っている。そういうものとして、カッター１８４は、直線切りを実現するために結晶リボンと共に動くように構成されていてもよいし、又は代わりに、単純にリボンの動きに対して横方向に動き、リボンの斜め切りを実現するようになっていてもよい。他の実施形態では、カッター１８４は、リボンの表面に引っ掻き傷を入れ、次いで圧力又は熱勾配を加えて、引っ掻き傷に沿ってリボンの破砕を生じさせる、という罫書き破断技法に従って動作する機械的な装置の形態を取っていてもよい。切断プロセスでは、リボン１２４は、例えば電子デバイスで使用するためのサファイア部品片のサイズ及び形状に少なくとも近似している個々の部品片へ切断されることになる。
【００３０】
幾つかの実施形態では、リボンを切断する前に、欠陥についてリボン１２４を走査するべく視認試験システム１８２が提供されていてもよい。視認試験システム１８２は、概して、或る一定の波長範囲内の光又は電磁エネルギーをリボン１２４に向けて方向決めし、反射される光のパターン又はリボンを通過する光のパターンのどちらかに基づいて欠陥を検出する、光に基づくシステムの形態を取っていてもよい。幾つかの実施形態では、視認試験システムは、赤外線センサー又は紫外線センサーの形態を取っていてもよい。更に他の実施形態では、光に基づくセンサー以外のセンサーが実装されていてもよい。
【００３１】
図７は、リボン上に個々の部品片パターン１９０を有するリボン１２４を示している。概して、リボン１２４の最も中央の部品片は使用に適している。とはいえ、場合に依っては、この領域に気泡１９２又は他の欠陥が発見されることもあろう。視認試験システム１８２を用いれば、その様な欠陥１９２は発見され、リボン１２４はその様な欠陥が部品片へ一体化されることのないように切断されることになる。具体的には、欠陥の部品片への一体化を回避するべく点線に沿って切り目が入れられる。こうして、視認試験システム１８２は、成長したサファイアの効率的な利用を実現し、成長した結晶の廃棄物を低減する、ように支援する。
【００３２】
図８は、一例としての実施形態による連続的なサファイア成長のための一例としての方法２００を示すフローチャートである。概して、方法は、アルミナを坩堝の中へ装入する段階（ブロック２０２）、そして坩堝を加熱する段階（ブロック２０４）、から開始される。坩堝は、アルミナの融点を越えて加熱される。種結晶を下降させてゆきダイ先端へ触れさせて溶融アルミナの結晶化を開始させる（ブロック２０６）。ひとたび結晶伝播が始まったら、種結晶を縦方向に引き出す（ブロック２０８）。坩堝は、坩堝内へのアルミナの連続送給を通して連続的に補充される（ブロック２１０）。加えて、アルゴンの様な不活性ガスが、プロセス全体を通して室から逃げてゆくガスを補充するために室の中へ送給される。次いで、切断プロセスで、リボンを成長室の頂部より上で有限長さへ切り整える（ブロック２１８）。
【００３３】
以上の論考は、特定の実施形態を提示しているが、当業者には、実施形態の精神及び範囲から逸脱することのなく、形態及び詳細事項に変更がなされ得ることが認識されるであろう。従って、ここに記載されている特定の実施形態は、一例であり、その範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【符号の説明】
【００３４】
１００  連続サファイア成長システム
１０２  成長室
１０４  坩堝
１０６  ダイセット
１０８  ヒーター
１１０  絶縁体
１１２  平行な板
１１４  スリット
１１６  ダイ先端
１２０  引き上げシステム
１２２  支持部材
１２４  結晶リボン
１３０  アルミナの送給を示す矢印
１３２  注入点、注入口
１４０  コンバーチブル型頂部
１４２  蝶番式の扉
１５０  ローラー
１５２  リード
１５４  トルクセンサー
１７０  引き上げシステム
１８０  ローラー
１８２  視認試験システム
１８４  レーザーカッター
１９０  部品片パターン
１９２  気泡（欠陥）
【図１】
2014070016.tif 000003
【図２】
2014070016.tif 000004
【図３】
2014070016.tif 000005
【図４】
2014070016.tif 000006
【図５】
2014070016.tif 000007
【図６】
2014070016.tif 000008
【図７】
2014070016.tif 000009
【図８】
2014070016.tif 000010
【外国語明細書】
2014070016000001.pdf