(57)【要約】【課題】直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備の提供。【解決手段】主にチャンバーを含み、該チャンバー内には少なくとも１個の回転電極、複数のホットフィラメント、回転動力を設置する。積層カバーする対象の基材は該チャンバー内に垂直に設置し、しかも該ホットフィラメントを通して該基材に対して少なくとも片側積層カバー面の積層カバーを行う。該複数のホットフィラメントの少なくとも一端は回転電極上に設置する。ホットフィラメントが温度変化により伸長すると、該回転電極の回転により引き支えられ、該各ホットフィラメントの特定張力の不変は保持され、ホットフィラメントが緩み、該チャンバー内の気流を受け、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材に接触し、該基材を破裂させる事態の発生を避けることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー、少なくとも２個の電極、複数のホットフィラメント、回転動力源を含み、該チャンバーは内容空間、内キャリア面を含み、該内キャリア面上には少なくとも１個の基材を直立状態で設置し、
該少なくとも２個の電極は該内容空間内に設置し、該少なくとも２個の電極は少なくとも１個の回転電極を含み、
該複数のホットフィラメントの両端はそれぞれ該少なくとも２個の電極上に設置し、直立積層カバー覆面を相互に平行に形成し、該各ホットフィラメントはそれぞれ特定の張力を備え、該少なくとも１個の基材との間に特定距離を隔て、
該回転動力源は該少なくとも１個の回転電極を特定方向に回転させ、これにより該ホットフィラメントの特定張力の不変を保持することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項２】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記回転動力源は電動モーター、気圧シリンダー、液圧シリンダーの内から少なくとも１つを採用することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項３】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記CVD設備は少なくとも１個の光学センサーを備え、該光学センサーは特定距離の変化を感知し、感知信号を出力することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項４】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記CVD設備はさらに少なくとも１個のサーモカップルセンサーを含み、該サーモカップルセンサーは該ホットフィラメントの温度変化を感知し、感知信号を出力することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項５】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記CVD設備はさらに少なくとも１個の応力センサーを含み、該応力センサーは該特定張力の変化を感知し、感知信号を出力することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項６】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記ホットフィラメントは複数のホットワイヤを含み、該ホットワイヤは相互に絡まり該ホットフィラメントを形成することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項７】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記複数のホットフィラメントは水平に平行に設置することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【請求項８】
請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記複数のホットフィラメントは直立状態で平行に設置することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種のCVD設備に関する。特に一種の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備に係る。
【背景技術】
【０００２】
ホットフィラメントCVD(Hot Filament CVD、HFCVDと略称)は化学CVDの一種である。ホットフィラメントCVDは覆蓋性が良好で、薄膜の均一度が優良で、純度が高く、大面積の基材に堆積可能であるなどの多くの長所を備えているため、ダイヤモンド薄膜、ポリシリコンなどの材料上に広く応用されて来た。
【０００３】
ホットフィラメントCVDの基本原理は、反応チャンバー内のホットフィラメントを通して、その表面の高温を利用し、ホットフィラメントを通過した反応気体の高温分解、或いは励起解離により、原子は基板上に薄膜を堆積するものである。
【０００４】
実際の製造工程では、その堆積される薄膜の純度、厚み、均一性などの品質パラメーターを制御するため、反応チャンバー内の基材反応温度は最適なプロセス条件内に制御される。
【０００５】
しかし、反応チャンバー内のホットフィラメントの表面温度は２４００℃以上に達することもあり、このような温度変化の状況では、ホットフィラメントは自然に伸長し、しかも反応気流の吹き付けにより揺れ動く可能性がある。左右に揺れ動けば、薄膜堆積の厚みは不均一となり、さらにはホットフィラメントが断裂、基材に接触し、基材が破裂する恐れさえある。
【０００６】
上記問題を解決するため、基材、ホットフィラメントを垂直に設置し、ホットフィラメントが重力により自然に下垂することを相殺するため、基材に接触してしまう公知技術もある。しかし、ホットフィラメント自身の受け止め力が一定でないため、高温後のホットフィラメントの物性変化、チャンバー内気流の干渉などの様々な素因の影響により、依然としてホットフィラメント伸長の制御を完全には達成しておらず、解決が待たれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は下記の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備を提供する。
それは主に直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備を提供し、それはチャンバー、少なくとも２個の電極、複数のホットフィラメント、回転動力源を含み、
該チャンバーは内容空間、内キャリア面を含み、該内キャリア面上にはCVD作業を行う対象の少なくとも１個の基材を垂直に設置し、該各基材は少なくとも片側に積層カバー面を備え、該各基材は多層のホットフィラメントの間に直立状態で設置し、片側の積層カバー面或いは両側の積層カバー面に対して同時に積層カバーを行うことができ、
該少なくとも２個の電極は該チャンバーの内容空間内に設置し、しかも該少なくとも２個の電極は少なくとも１個の回転電極を含み、
該各ホットフィラメントの両端はそれぞれ該少なくとも２個の電極上に設置し、直立積層カバー覆面を相互に平行に形成し、該各ホットフィラメントはそれぞれ特定の張力を備え、該少なくとも１個の基材との間に特定距離を隔て、
該回転動力源は該回転電極上に設置し、該回転電極を特定方向に回転させ、これにより該ホットフィラメントの特定張力の不変を保持する。
【０００８】
これにより該ホットフィラメントが温度変化により伸長すると、該回転電極の回転により引き支えられ、該各ホットフィラメントの特定張力の不変は保持され、ホットフィラメントが緩み、該チャンバー内の気流を受け、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材に接触し、該基材を破裂させる事態の発生を避けることができる。
【０００９】
またそれは該回転動力源は電動モーター、気圧シリンダー、液圧シリンダー、或いは他の同等の効果を備える回転動力源で、本発明はバネ、錘により回転動力源とすることもでき、これによってもホットフィラメントの特定張力の不変を維持可能で、ホットフィラメントが緩み、該チャンバー内の気流を受け、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材に接触し、該基材を破裂させる事態の発生を避けることができる。
【００１０】
さらにそれは制御器を含み、該制御器は該回転動力源の回転動力出力を制御し、温度変化により伸長したホットフィラメントを該回転電極を駆動し引き支える。
【００１１】
加えてそれはさらに少なくとも１個のセンサーを備え、該センサーは該ホットフィラメントと該基材の特定距離の変化を感知し、感知信号を出力し、該少なくとも１個のセンサーは光学センサー、サーモカップルセンサー、或いは他の同等の効果を備える感知装置でる。
【００１２】
またそれは制御器を含み、該制御器は該センサーの感知信号を受信し、該回転動力源を制御し、該センサーの感知信号はまた該回転動力源に直接フィードバックし制御を行い、バネ或いは錘などを採用するホットフィラメント一方向制御ではフィードバック信号の技術がないのに比べ、該ホットフィラメントと該基材はより確実に特定距離を保持可能である。
【００１３】
さらにそれは少なくとも１個の応力センサーを含み、該応力センサーは該ホットフィラメントの特定張力を感知し、感知信号を出力し、該感知信号は制御器に出力可能で、該制御器により回転動力源の制御を行い、また制御器を通さず、直接回転動力源にフィードバックし制御を行うことができる。
【００１４】
またそのホットフィラメントは少なくとも１本の比較的細いホットワイヤを含み、複数のホットワイヤを採用し、該ホットワイヤは相互に絡まり該ホットフィラメントを形成し、こうして該ホットフィラメントの引っ張り強度、硬性を増強し、断裂しにくくし、またこれによって高温における物理性能を強化し、熱量分布の安定性を増加し、熱安定性を増加し、ホットフィラメントの膨張或いは収縮を減少させる。
【００１５】
さらにその複数本のホットフィラメントは水平に平行に設置し、また直立状態で平行に設置し、或いは他の同等の効果を達成する他の設置方式を採用することもできることを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、チャンバー、少なくとも２個の電極、複数のホットフィラメント、回転動力源を含み、
該チャンバーは内容空間、内キャリア面を含み、該内キャリア面上には少なくとも１個の基材を直立状態で設置し、
該少なくとも２個の電極は該内容空間内に設置し、該少なくとも２個の電極は少なくとも１個の回転電極を含み、
該複数のホットフィラメントの両端はそれぞれ該少なくとも２個の電極上に設置し、直立積層カバー覆面を相互に平行に形成し、該各ホットフィラメントはそれぞれ特定の張力を備え、該少なくとも１個の基材との間に特定距離を隔て、
該回転動力源は該少なくとも１個の回転電極を特定方向に回転させ、これにより該ホットフィラメントの特定張力の不変を保持することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記回転動力源は電動モーター、気圧シリンダー、液圧シリンダーの内から少なくとも１つを採用することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記CVD設備は少なくとも１個の光学センサーを備え、該光学センサーは特定距離の変化を感知し、感知信号を出力することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記CVD設備はさらに少なくとも１個のサーモカップルセンサーを含み、該サーモカップルセンサーは該ホットフィラメントの温度変化を感知し、感知信号を出力することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記CVD設備はさらに少なくとも１個の応力センサーを含み、該応力センサーは該特定張力の変化を感知し、感知信号を出力することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記ホットフィラメントは複数のホットワイヤを含み、該ホットワイヤは相互に絡まり該ホットフィラメントを形成することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記複数のホットフィラメントは水平に平行に設置することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備において、前記複数のホットフィラメントは直立状態で平行に設置することを特徴とする直立積層カバー覆面と動力源によるホットフィラメント制御を備えたCVD設備としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明はホットフィラメントが温度変化により伸長すると、回転電極の回転により引き支えられ、各ホットフィラメントの特定張力の不変は保持され、ホットフィラメントが緩み、チャンバー内の気流を受け、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには基材に接触し、基材を破裂させる事態の発生を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明第一実施例の表示図である図１、図１ホットフィラメントの局部拡大表示図である図５に示すように、本実施例はチャンバー１を備える。該チャンバー１は内容空間１１、内キャリア面１２を含む。該内キャリア面１２上には積層カバー膜作業を行う対象の基材９を直立状態で設置する。該基材９は片側或いは両側に積層カバー面９１を備える。
該内容空間１１内には２個の電極２、２１を直立状態で設置する。本実施例では右側は回転電極２１で、該回転電極２１は回転動力源３上に設置し、該回転動力源３の回転動力を受け、回転する。
図１に示すように、４本のホットフィラメント４の両端はそれぞれ該固定式電極２、該回転電極２１上に設置し、設備の底槽と垂直な積層カバー覆面を相互に平行に形成する。該各ホットフィラメント４はそれぞれ特定の張力を備え、該基材９の側面積層カバー面９１との間に特定距離Ｄ１を隔てる。また図５に示すように、本実施例では、該各ホットフィラメント４は直径が比較的小さい３本のホットワイヤ４０１が一緒に絡まり形成し、これによりホットフィラメント４の引っ張り強度、硬性を増強し、断裂しにくくする。またこれによって高温における物理性能を強化し、熱量分布の安定性を増加し、熱安定性を増加し、ホットフィラメント４の膨張或いは収縮を減少させることができる。
【００１９】
別に本実施例では、該回転動力源３は電動モーターを採用し回転動力を出力する。当然、異なる設計或いは他の需要に応じて、気圧シリンダー、液圧シリンダー、或いは他の同等効果の回転動力装置を採用することができる。
また該回転電極２１上には応力センサー９９４を設置し、該センサー９９４は該回転電極２１上に設置する各ホットフィラメント４の特定張力を感知し、感知信号を外部の制御器１０１に出力し、演算を行うことができる。該制御器１０１により演算を行った後、該回転動力源３が出力する回転動力を制御し、該回転電極２１に特定方向への回転を促し、該各ホットフィラメント４の特定張力を一定の値に維持する。
こうして、該ホットフィラメント４は温度の変化により伸長した時、該回転電極２１の回転により引き支えられ、該各ホットフィラメント４の張力は維持され、下垂現象は発生しない。さらに該各ホットフィラメント４と該基材９の側面積層カバー面９１の特定距離Ｄ１を維持し、該ホットフィラメント４が緩み、該チャンバー１内に気流が起こり、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材９に接触し、該基材９を破裂させる事態の発生を避けることができる。
【００２０】
本発明第二実施例の表示図である図２に示すように、本実施例のホットフィラメント４１は第一実施例と同一で、チャンバー１０内の内キャリア面１２１において平行であり、該チャンバー１０内には内容空間１１１を備える。しかし、本実施例の回転電極２１１が組み合わせる方向は、第一実施例とは異なる。
図２に示すように、本実施例と第一最適実施例の差異は、本実施例の回転電極２１１は３個で、しかも該内キャリア面１２１において平行に設置し、その相対する側の固定式の電極２０も３個である点である。しかも本実施例が一緒に設置するホットフィラメント４１は三層かつ相互に平行を呈する。本実施例では該各回転電極２１１上に６本のホットフィラメント４１を設置し、該基材９の両側積層カバー面９１１は該三層、かつ各層がそれぞれ備える６本のホットフィラメント４１間に位置する。こうして図２に示す左側の基材９は同時に両側積層カバー面９１１の積層カバー作業を行うことができる。図２に示す右側の基材９は２枚の基材９が重なり合っているため、各自が単一側の積層カバー面９１１の積層カバー作業を行う。
【００２１】
本実施例において、該回転動力源３０１は電動モーターを採用し、外部の制御器１０２に接続し制御を行う。該制御器１０２は内部に保存する函式演算処理を通して、該回転動力源３０１が出力する回転動力を制御し、これにより該回転電力２１１は特定方向に向かった回転を行う。こうして該各ホットフィラメント４１の特定張力を一定値に保持するため、本実施例は該ホットフィラメント４１が温度変化により伸長する時、該回転電極２１１により回転し引っ張られ、該各ホットフィラメント４１の張力を維持する。よって、下垂現象が起きる恐れはなく、該各ホットフィラメント４１と該基材９の側面積層カバー面９１１の特定距離Ｄ２は維持され、該ホットフィラメント４１がゆるみ、該チャンバー１内に気流が起こり、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材９に接触し、該基材９を破裂させる事態の発生を避けることができる。すなわち、第一実施例が提示する各種効果と性能を達成可能で、しかも本実施例では一回に多数枚の機材９の積層カバー作業を行うことができる。
【００２２】
本発明第三実施例の表示図である図３、図３ホットフィラメントの局部拡大表示図である図６に示すように、本実施例はチャンバー５を備え、該チャンバー５は内容空間５１、内キャリア面５２を含む。該内キャリア面５２上には積層カバー膜作業を行う対象の基材６を直立状態で設置する。該基材６は片側或いは両側に積層カバー面６１を備える。
該内容空間５１内には２個の電極７、７１を直立状態で設置する。本実施例では上側は回転電極７１で、該回転電極７１一端は回転動力源９９１上に設置し、該回転動力源９９１の回転動力を受け回転する。該回転動力源９９１は外部の制御器９９２に接続する。本実施例の回転動力源９９１は電動モーターを採用し回転動力を出力するが、設計の差異或いは他の需要に応じて、気圧シリンダー、液圧シリンダー、或いは他の同等効果の回転動力出力装置を採用することもできる。
【００２３】
図３に示すように、６本のホットフィラメント８両端はそれぞれ固定式電極７及び回転電極７１上に設置し、設備の底槽と垂直な積層カバー覆面を相互に平行に形成する。該各ホットフィラメント８は該回転電極７１により下方へと延伸し、該基材６の側面積層カバー面６１との間に特定距離Ｄ３を隔て、該各ホットフィラメント８はそれぞれ特定張力を備える。また図６に示すように、該各ホットフィラメント８は直径が比較的小さい２本のホットワイヤ８０１が一緒に絡まり形成し、これによりホットフィラメント４の引っ張り強度、硬性を増強し、断裂しにくくする。またこれによって高温における物理性能を強化し、熱量分布の安定性を増加し、熱安定性を増加し、ホットフィラメント８の膨張或いは収縮を減少させることができる。
【００２４】
また２個のセンサー９９は該内容空間５１内に設置し、該基材６の側面積層カバー面６１から該各ホットフィラメント８までの特定距離Ｄ３の状態変化を感知し、感知信号を外部の制御器９９２に出力し、演算を行うことができる。本実施例のセンサー９９は光学センサーを採用するが、赤外線センサー、該ホットフィラメント８の張力変化を直接感知することができる張力センサーを設置し、或いは同等の効果の感知装置を設置することもできる。
本実施例では該センサー９９の感知信号は外部の制御器９９２に伝送され、該制御器９９２が保存するデータを通して内部函式演算を行い、該回転動力源９９１の回転動力出力を制御する。これにより該回転電極７１は特定方向に向かって回転を行い、該各ホットフィラメント８の特定張力の不変を維持する。
こうして、該チャンバー５内のホットフィラメント８が積層カバー作業の化学返納により生じる温度変化により伸長した時にも、該回転電極７１の回転により引き支えられ、該各ホットフィラメント８の特定張力は不変で、該各ホットフィラメント８と該基材６の側面積層カバー面６１の特定距離Ｄ３を維持し、該チャンバー５内に気流が起こり、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材６に接触し、該基材６を破裂させる事態の発生を避けることができる。
【００２５】
本発明第四実施例の表示図である図４に示すように、本実施例の構造は第三実施例とおおよそ同様である。但し、本実施例は同時に数枚の基材６０を積層カバーすることができる。
図４に示すように、本実施例は３個の回転電極７０１と３個の固定式電極７０が一緒に構成する２個の積層カバー覆区間を備える。２枚の基材６はそれぞれ該２個の積層カバー覆区間内に立てて設置される。しかも各回転電極７０１上にはそれぞれ６本のホットワイヤ８１を設置し、下方へと延伸する。該ホットワイヤ８１の反対端は固定式の電極７０上に固設する。
この他、図４に示すように、該各回転電極７０１の一端は回転動力源９９５上に設置し、該回転動力源９９５の回転動力を受け自由に回転する。本実施例の回転動力源９９５は電動モーターを採用する。
３組のセンサー９９０は該各ホットワイヤ８１の温度変化を感知し、感知信号を出力することができる。本実施例中では、該センサー９９０はサーモカップルセンサーを採用し、該センサー９９０の感知信号は外部性漁期９９３に出力され、該制御器９９３が保存するデータを通して内部函式演算を行う。こうして該回転動力源９９５の作動を制御し回転動力を出力し、該回転電極７０１に特定方向への回転を行わせ、該各ホットワイヤ８１の特定張力の不変を保持する。
本実施例は第三実施例のように、該各ホットワイヤ８１と該基材６０の側積層カバー面６０１の特定距離Ｄ４を維持可能で、該ホットワイヤ８１が緩み、チャンバー内の気流に吹かれ、左右に揺れることで積層カバー効果に影響を及ぼし、さらには該基材６０に接触し、該基材６０を破裂させる事態の発生を避けることができる。さらに、同時に数枚の基材６０に対して積層カバー作業を行うことができ、作業時間を大幅に縮小可能で、作業効率を大きく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明第一実施例の表示図である。
【図２】本発明第二実施例の表示図である。
【図３】本発明第三実施例の表示図である。
【図４】本発明第四実施例の表示図である。
【図５】図１ホットフィラメントの局部拡大表示図である。
【図６】図３ホットフィラメントの局部拡大表示図である。
【符号の説明】
【００２７】
１、１０、５  チャンバー
１０１、１０２、９９２、９９３  制御器
１１、５１  内容空間
１２、１２１、５２  内キャリア面
２、２０、７、７０  電極
２１、２１１、７０１、７１  回転電極
４、４１、８、８１  ホットフィラメント
３、３０１、９９１、９９５  回転動力源
４０１、８０１  ホットワイヤ
６１、９１、９１１  側面積層カバー面
６、６０、９  基材
９９、９９０、９９４  センサー
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４  特定距離
【図１】
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【図２】
2008038244.tif 000004
【図３】
2008038244.tif 000005
【図４】
2008038244.tif 000006
【図５】
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【図６】
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