(57)【要約】  液体化学物質中の有効成分を化学蒸着システムへ配送するために使用される閉鎖化学物質導入システムは、規定用量の液体化学物質を含む、頑健且つ水分の無いカートリッジを含む。カートリッジは、カートリッジを受容するように特別に構成される取付けスロットに配置される。システムを開始する際に、第１の線形機械的アクチュエータは、スロット内にカートリッジを固定的に保持する一方、第２の線形機械的アクチュエータに取り付けられる抽出ランスは、底部からカートリッジに孔を開け、液体化学物質を抽出し且つそれを気化室へ配送する。気化室は、液体化学物質を気化し且つ有効成分を含むその蒸気を化学蒸着システムに配送する。化学蒸着システムは、処理室、コンベア、室内に分離した処理隔室を提供するための圧縮クリーンエアシステム、水分システム、化学物質蒸気システム、及び有害な副生物を中性化するための中性化システムを含むことができる。
2016524648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上への化学蒸着プロセスのための化学物質導入システムであって、
前記化学蒸着プロセスのために規定用量の液体化学物質を含むシール済カートリッジと、
前記シール済カートリッジを受容するように構成される取付けスロットと、
前記システムを開始する際に前記シール済カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するために垂直方向へ移動可能な上部線形機械的アクチュエータと、
垂直方向へ移動可能な下部線形機械的アクチュエータに取り付けられ、前記システムを開始する際に前記シール済カートリッジに孔を開け且つ前記液体化学物質を引き出すために前記下部機械的アクチュエータが上昇させる抽出ランスと、
前記液体化学物質を収集するための化学物質収集ブロックと、
前記化学物質収集ブロックから受容された前記液体化学物質を気化して蒸気中の有効成分を化学蒸着システムの処理室に搬送するように構成される気化隔室と、を備える化学物質導入システム。
【請求項２】
更に、窒素供給部と圧縮エア供給部とを備える請求項１に記載の化学物質導入システム。
【請求項３】
更に、リテーナクリップを備える請求項１に記載の上部機械的アクチュエータ。
【請求項４】
更に、前記化学物質導入システムと前記化学蒸着システムとの同時操作を可能とするプログラマブル論理コントローラを備える請求項１に記載の化学物質導入システム。
【請求項５】
更に、透明な封じ込めカバーと窒素供給部とを備える請求項１に記載の上部線形機械的アクチュエータ。
【請求項６】
前記上部線形機械的アクチュエータと前記下部線形機械的アクチュエータとは、手作業で操作されるものである請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
更に、
バイアルと、
前記バイアルの開口をシールする隔膜と、
前記隔膜を前記バイアルに固定的に締結するキャップと、
壁に厚さがあり、前記バイアルを包む中空室を備えるシェルと、を備える請求項１に記載のシール済カートリッジ。
【請求項８】
前記シェルはシリンダである請求項６に記載のシール済カートリッジ。
【請求項９】
更に、中空ルーメン、垂直溝、及び周囲溝を備える請求項１に記載の抽出ランス。
【請求項１０】
前記抽出ランスは、化学物質抽出中に、蒸気放出を防止するためにうね状スリーブ内で移動可能である請求項１に記載の抽出ランス。
【請求項１１】
窒素が化学物質抽出中に前記中空ルーメンを通って提供される請求項９に記載の抽出ランス。
【請求項１２】
基板上への化学蒸着プロセスのための化学物質導入システムであって、
前記化学蒸着プロセスのために規定用量の液体化学物質を含むシール済カートリッジと、
前記シール済カートリッジを受容するように構成される取付けスロットと、
前記システムを開始する際に蒸気放出を防止し且つ前記シール済カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するために垂直方向へ移動可能な上部線形機械的アクチュエータに取り付けられる透明な封じ込めカバーと、
垂直方向へ移動可能な下部線形機械的アクチュエータに取り付けられ、前記システムを開始する際に、前記シール済カートリッジに孔を開け且つ前記液体化学物質を引き出すために前記下部機械的アクチュエータが上昇させる抽出ランスと、
前記液体化学物質を収集するための化学物質収集ブロックと、
前記化学物質収集ブロックから受容された前記液体化学物質を気化して蒸気中の有効成分を化学蒸着システムの処理室へ搬送するように構成される気化隔室と、を備える化学物質導入システム。
【請求項１３】
前記上部線形機械的アクチュエータと前記下部線形機械的アクチュエータとは、手作業で操作可能なものである請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
更に、窒素供給部と圧縮空気供給部とを備える請求項１２に記載の化学物質導入システム。
【請求項１５】
更に、前記化学物質導入システムと前記化学蒸着システムとの同時操作を可能とするプログラマブル論理コントローラを備える請求項１２に記載の化学物質導入システム。
【請求項１６】
更に、中空ルーメン、垂直溝、及び周囲溝を備える請求項１２に記載の抽出ランス。
【請求項１７】
前記抽出ランスは、化学物質抽出中に、蒸気放出を防止するためにうね状スリーブ内で移動可能である請求項１２に記載の抽出ランス。
【請求項１８】
化学蒸着プロセスのための規定用量の空気感受性化学物質を含むシール済カートリッジであって、
窒素ブランケットで洗い流されるバイアルと、
前記バイアルの開口をシールする隔膜と、
前記隔膜を前記バイアルに固定的に締結するキャップと、
壁厚と前記バイアルを包囲する中空室を有するシェルと、を備えるシール済カートリッジ。
【請求項１９】
前記シェルは、化学物質導入システムのそれに整合する取付けスロットによって受容されることができる形状を有する請求項１８に記載のシール済カートリッジ。
【請求項２０】
前記シェルは、更に、輸送及び取り扱いキャップの内部のねじ切り部と整合する外部のねじ切り底部を有する請求項１８に記載のシール済カートリッジ。
【請求項２１】
有機及び無機基板上に保護フィルムを生成するための化学蒸着システムであって、
化学蒸着処理室と、
前記処理室の内側で移動可能なコンベアと、
前記処理室の内側に分離する処理隔室を提供する圧縮クリーンエアシステムと、
化学蒸着に先立って基板の表面上に水分を堆積する水蒸気システムと、
前記基板の前記表面上に有効成分を堆積するための化学物質蒸気システムと、
後処理搬送空気を周囲に放出することに先立って未反応有効成分と酸の副生物とを中性化するための化学物質蒸気中性化システムと、を備える化学蒸着システム。
【請求項２２】
更に、
中心クリーンエア源と、
前記クリーンエア源に接続される主エアダクトと、
前記コンベアの上方で且つ前記コンベアの長手に沿って配置され、前記主エアダクトに接続される複数のエアカーテンを備える請求項２１に記載の圧縮クリーンエアシステム。
【請求項２３】
更に、前記コンベアの上方で且つ前記コンベアの長手に沿って配置される複数の水蒸気入口を備える請求項２１に記載の水蒸気システム。
【請求項２４】
更に、前記コンベアの上方で且つ前記コンベアの長手に沿って配置される複数の化学物質蒸気入口を備える請求項２１に記載の化学物質蒸気システム。
【請求項２５】
更に、
未反応の有効成分と酸の副生物とを蒸気ダクトへ抜き出すための前記コンベアの下方の複数の真空チャネルと、
中性化剤を含有する溶剤リザーバと、
前記蒸気ダクトに配置される複数の中性化溶剤入口と、
前記蒸気を放出することに先立って前記蒸気ダクトの内側の有害蒸気を中性化するために、前記溶剤リザーバから前記中性化剤を引き出し且つ前記中性化剤を前記複数の溶剤入口へ配送するための溶剤ポンプと、を備える請求項２１に記載の化学物質蒸気中性化システム。
【請求項２６】
更に、粒子フィルタと、酸吸収又は中性化媒体が充填される一連のトレイと、を備える請求項２１に記載の化学物質蒸気中性化システム。
【請求項２７】
閉鎖化学蒸着システムにおいて空気感受性液体化学物質を基板に自動的に導入する方法であって、
化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップと、
閉鎖抽出機構を提供して前記カートリッジから前記液体化学物質を抽出するステップと、
前記抽出された液体化学物質中の有効成分を気化し且つ前記化学蒸着システムの処理室へ配送するステップと、を備える方法。
【請求項２８】
請求項２７における化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップであって、更に、
所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップと、
不活性ガスブランケット下で前記規定用量の前記液体化学物質を前記バイアルに分配するステップと、
前記バイアルをバリアとキャップでシールするステップと、
前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップと、を備えるステップ。
【請求項２９】
請求項２８における所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するであって、更に、所定の時間に従って窒素ガスで前記バイアルを洗い流すステップを備えるステップ。
【請求項３０】
請求項２８における所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップであって、更に、所定の時間に従って真空圧を前記バイアルに印加し且つ前記バイアルを窒素ガスで充填するステップを備えるステップ。
【請求項３１】
請求項２８に係る前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップであって、更に、自動化化学物質導入システムの取付けスロットに嵌合するように構成される形状を有する前記保護シェルを提供するステップを備えるステップ。
【請求項３２】
請求項２７における閉鎖抽出機構を提供して前記カートリッジから前記液体化学物質を抽出するステップであって、更に、
取付けスロットに整合する前記カートリッジを受容するように構成される化学物質導入システムに当該取付けスロットを提供するステップと、
垂直方向へ移動可能で前記取付けスロットの上方に位置するカートリッジ固定機構を提供して、液体化学物質の抽出中に、前記カートリッジを固定するステップと、
垂直方向へ移動可能で前記取付けスロットの下方に位置する下部線形機械的アクチュエータに取り付けられた抽出ランスを提供して、前記カートリッジから液体化学物質を抽出するステップと、
化学物質収集ブロックを提供して前記抽出された液体化学物質を収集するステップと、を備えるステップ。
【請求項３３】
請求項３２のカートリッジ固定機構を提供するステップであって、更に、リテーナクリップを前記カートリッジ固定機構に取り付けるステップを備えるステップ。
【請求項３４】
請求項３２のカートリッジ固定機構を提供するステップであって、更に、透明な封じ込めカバーと窒素供給部とを前記カートリッジ固定機構に取り付けるステップを備えるステップ。
【請求項３５】
請求項３２の前記抽出された液体化学物質中の有効成分を前記化学蒸着システムの処理室へ配送するステップであって、更に、
気化室を提供して前記化学物質収集ブロックから前記液体化学物質を受容するステップと、
所定の時間に従って圧縮エアを前記液体化学物質上に引き出して前記液体化学物質を気化するステップと、
更なる圧縮エア圧を前記気化室へ印加することによって出口を介して蒸気状態の有効成分を前記処理室へ配送するステップと、を備えるステップ。
【請求項３６】
閉鎖化学蒸着システムにおいて空気感受性液体化学物質を基板に自動的に導入する方法であって、
化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップと、
前記カートリッジを受容するように構成される取付けスロットを提供するステップと、
前記システムを開始する際に、前記カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するステップと、
閉鎖環境において前記カートリッジから液体化学物質を抽出するステップと、
前記液体化学物質中の有効成分を化学蒸着システムの処理室に配送するステップと、を備える方法。
【請求項３７】
請求項３６の化学蒸着システムのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップであって、更に、
所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップと、
不活性ガスブランケット下で前記規定用量の前記液体化学物質を前記バイアルに分配するステップと、
前記バイアルをバリアとキャップでシールするステップと、
前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップと、を備えるステップ。
【請求項３８】
請求項３６の前記システムを開始する際に前記カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するステップであって、更に、
前記システムを開始する際と前記抽出プロセス中とに、垂直方向に移動可能なカートリッジ固定機構を提供して前記カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するステップを備えるステップ。
【請求項３９】
請求項３６の閉鎖環境における前記カートリッジから液体化学物質を抽出するステップであって、更に、
垂直方向へ移動可能な下部線形機械的アクチュエータに取り付けられる抽出ランスを提供するステップであって、前記下部機械的アクチュエータは、前記システムを開始する際に前記カートリッジに孔を開け且つ前記液体化学物質を引き出すように上昇し、且つ前記抽出ランスは、窒素圧を前記カートリッジ内に供給するステップと、
化学物質収集ブロックを提供して前記液体化学物質を収集するステップと、を備えるステップ。
【請求項４０】
請求項３６の前記液体化学物質に含まれる有効成分を化学蒸着システムの処理室に配送するステップであって、更に、
前記カートリッジから抽出された前記液体化学物質を蒸気状態に気化し且つ前記蒸気中の有効成分を化学蒸着システムの処理室に搬送するように構成される気化隔室を提供するステップを備えるステップ。
【請求項４１】
化学蒸着システムにおいて使用されるために空気感受性液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを準備する方法であって、
所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップと、
不活性ガスブランケット下で規定用量の前記液体化学物質を前記バイアルに分配するステップと、
前記バイアルを再シール隔膜とキャップとでシールするステップと、
前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップと、を備える方法。
【請求項４２】
請求項４１の所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップであって、更に、所定の時間に従って前記バイアルを窒素ガスで洗い流すステップを備えるステップ。
【請求項４３】
請求項４１における所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップであって、更に、所定の時間に従って真空圧を前記バイアルに印加し且つ前記バイアルを窒素ガスで充填するステップを備えるステップ。
【請求項４４】
請求項４１の前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップであって、更に、前記バイアルに固定的に嵌合する中空室と自動化化学物質導入システムの取付けスロットに嵌合するように構成される外部形状とを有する前記保護シェルを提供するステップを備えるステップ。
【請求項４５】
化学蒸着によって有機及び無機基板上に保護フィルムコーティングを生成する方法であって、
コンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供するステップと、
水分と有効化学成分との間の相互汚染を防止するために前記圧縮クリーンエアシステムを使用して前記処理室内で前記水分処理システムと前記化学蒸着システムとを分離するステップと、
基板が一連の水分処理と化学物質蒸気処理とを受けることができるように前記基板をコンベア上に配置するステップと、
搬送空気を放出して周囲へ開放することに先立って、未反応化学成分と化学的副生物とを前記蒸気中性化システムに抜き出すことによって前記未反応化学成分と前記化学的副生物とを中性化するステップと、を備える方法。
【請求項４６】
請求項４５におけるコンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供するステップであって、更に、
複数の水蒸気入口を含む前記水分処理システムを前記コンベアの上方で且つ前記コンベアに沿って配置するステップを備えるステップ。
【請求項４７】
請求項４５におけるコンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供するステップであって、更に、
複数の化学物質蒸気入口を含む前記化学蒸着システムを前記コンベアの上方で且つ前記コンベアに沿って配置するステップを備えるステップ。
【請求項４８】
請求項４５における水分と有効化学成分との間の相互汚染を防止するために前記圧縮クリーンエアシステムを使用して前記処理室内で前記水分処理室と前記化学蒸着システムを分離するステップであって、更に、
中心クリーンエア源を提供するステップと、
前記クリーンエア源に接続される主エアダクトを提供するステップと、
前記主エアダクトに接続される複数のエアカーテンを設け、一つのエアカーテンを使用して水分処理隔室と化学物質蒸気隔室とを分離するために前記コンベアの上方で且つ前記コンベアの長手に沿って配置するステップと、を備えるステップ。
【請求項４９】
請求項４５における搬送空気を放出して周囲へ開放することに先立って、未反応化学成分と化学的副生物を前記蒸気中性化システムに抜き出すことによって前記未反応化学成分と前記化学的副生物を中性化するステップであって、更に、
前記コンベアの下方に複数の真空チャネルを提供して前記未反応有効成分と副生物とを蒸気ダクトに抜き出すステップと、
中性化剤を含む溶剤リザーバを提供するステップと、
前記蒸気ダクトに複数の中性化剤入口を提供するステップと、
溶剤ポンプを提供して、前記溶剤リザーバから前記中性化剤を引き出し且つ前記中性化剤を前記複数の溶剤入口へ配送して、前記蒸気を放出することに先立って、前記蒸気ダクト内の有害蒸気を中性化するステップと、を備えるステップ。
【請求項５０】
請求項４５における搬送空気を放出して周囲へ開放することに先立って、未反応化学成分と化学的副生物を前記蒸気中性化システムに抜き出すことによって前記未反応化学成分と前記化学的副生物を中性化するステップであって、更に、粒子フィルタと、酸吸収又は中性化媒体で充填された一連のトレイと、を提供するステップを備えるステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１３年４月２４日に出願され且つ「Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｄｏｓｉｎｇ  Ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国仮特許出願シリアル番号第６１／８１５，６４９号に関し、それからの優先権を主張し、且つそれに十分に述べられているように、それは参照によって本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して、自動化された化学蒸着システムの処理室へ有効化学成分を導入して化学蒸着によって有機及び無機基板上に保護フィルム及びコーティングを生成するためのデバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
飲料容器、食物容器、サングラスレンズ、自動車のウインドウシールド及びウインドウのような多くのガラスベースの消費者製品には、引っ掻き傷、汚れ及び鈍器による衝撃に起因する破壊に対してガードするために保護コーティングが必要とされる。ガラス、シリカベースのガラス、及び更には金属酸化物ベースの鋼のような基板に保護フィルム及びコーティングを生成するための様々な技術は、従来の技術において公知となっている。これらの公知技術の幾つかは、手による有効化学成分のマニュアル塗布及び化学蒸着プロセスによる自動化塗布を含んでいる。
【０００４】
基板への有効成分のマニュアル塗布は、典型的には、手によって又は手持ち機械を使用して、その基板の表面に化学溶液をスプレーすることによって行われる。マニュアル塗布は、有効なコーティングを生成できるが、そのような塗布は、遅く、労働集約的であり、安全性に懸念があり、且つ大量の塗布のためには規模が不十分である。更に、それらの有効成分が、一般的に、それらの純粋な形態で基板に付着される時に有効なコーティングを提供しないので、フィルム又はコーティングの基板への生成において使用される有効成分は、しばしば、塗布プロセスにおいて助けとなるために高い揮発性と可燃性のある有機溶媒を必要とする。手によるマニュアル塗布中に、化学溶液は、こぼれたり、基板の表面へオーバースプレーされたり、作業表面及び床を損傷したり、且つ危険な作業環境を作り出す可能性がある。例えば、有効成分と共に使用される有機溶剤は、周りのエア中に気化してマニュアル塗布を実行している技術者に対して健康に危害を及ぼす可能性がある。これらの危険のために、マニュアル塗布を実行している技術者は、蒸気中での呼吸を回避するために個人的保護器具を装着することが必要である。更に、マニュアル塗布中によくある化学物質のこぼれは、周囲へ大量の有害な化学物質を放出すること、器具及び在庫品を損傷すること、作業場所での火災及び滑って転倒することのリスクを増加する。
【０００５】
化学溶液のマニュアル塗布に関連する有害な溶剤蒸気を放出する事の問題を処理するために、従来の技術の内の幾つかの技術は、抽出ブースの内側でマニュアル塗布を完全に実行することによって溶剤蒸気を閉じ込める蒸気抽出システムを使用している。しかしながら、抽出ブースの内側でマニュアル塗布を実行することは、規模を縮小し、技術者のための個人的保護器具の必要性を増加し、且つ抽出システムで実施される安全性対策が失敗すると、技術者に対する個人的危害のリスクを大きく増加することになる。
【０００６】
上述の問題点の幾つかは、従来の技術において公知の自動化化学蒸着プロセスによって克服できる。化学蒸着プロセスは、有効成分を基板へ塗布することに含まれる人間の労力を大きく減少し、そして、労働コストと技術者及び環境への危険のリスクを減少する。しかしながら、従来の技術で公知の多くの化学蒸着プロセスは、真空室の内側での真空下で有効成分を基板に塗布することを必要とする。真空室は、典型的には、真空室の内側で化学蒸着プロセスを使用して被覆が行うことができる基板の最大の物理的サイズに対して一定の制限があるので、化学蒸気を抜き出すのが遅くなり、且つ容量が制限される。このように、マニュアル労働コストと有害な蒸気を放出する事のリスクが減少するが、真空室のサイズ制限によって、規模の問題が解決されず、実際には、生産能力が劇的に減少する。
【０００７】
更に、フィルムを基板上に生成するための他の公知の化学蒸着技術は、真空室を使用することなく大気圧で化学蒸着を実行することを教示しており、それは、規模、労働コスト及び蒸気放出の問題に対処している。そのような技術は、典型的には、蒸着プロセス全体にわたって大気圧に保たれる部屋サイズの塗布室で実行される。これらの部屋サイズの室は、最小の所要労働力で有効成分の大量塗布を可能とする利点を提供する。そのような室のオペレータは、大量の大きな基板をその室に装填でき、比較的に短い時間で、全ての露出された表面へのフィルムコーティングを有効成分で塗布できる。典型的には、そのような操作は、１時間未満で完了されることができる。しかしながら、このタイプの室のオペレータは、正しい有効成分の正確な量を注意深く測定し、室の操作中に、それらの成分を化学物質導入システム内へ手で注入し、且つそのプロセス中に非常に限られた時に幾つかのステップを実行することが求められる。そうする時に、オペレータは、これらの有効成分がしばしば可燃性であり且つガラスボトルに格納されているので、有毒蒸気中での呼吸を回避し且つ化学物質のこぼれに対して保護するために個人的な保護器具を装着しなければならない。有効成分の有毒性と組み合わされるガラスボトルの脆弱性は、ボトルが落下された時及び内容物が漏れた時に、顕著な危険性を呈することになる。加えて、このような化学蒸着プロセスで使用される有効成分は、典型的には、エア感受性がある。このように、オペレータは、大気暴露に起因する有効成分の分解率を減少するために、ボトルを開放する時に、窒素のような不活性ガスブランケットを用いなければならない。このタイプの室の大部分の使用者は、窒素ブランケットを実行するための必要な備品を有していない。更に、窒素ブランケットが使用される時でさえ、そのような室を操作する時に、何らかの大気暴露は不可避である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で記述される発明を具体化する本化学物質導入システムは、上記で論じられた従来の技術において遭遇する問題点を解決する。例えば、本化学物質導入システムは、大規模な化学蒸着プロセスを可能とするために並列で又は直列で複数のシステムを使用することを許容する。更に、本化学物質導入システムは、プロセス中に有害な蒸気の露出を排除し、有効成分を含む従来のガラスストックボトルを落下して破壊することからの化学物質のこぼれのリスクを排除し、有害な化学物質蒸気の周囲への放出を排除し、且つ化学物質の誤った用量や誤ったタイプの使用からの人的ミスに起因する処理のプロセスの失敗を減少することによって、化学蒸着を実行することの安全性を向上する。加えて、本明細書で記述される本化学物質導入システムは、そのプロセスの連続的監視又は適切な時に幾つかのステップを実行することの必要性が最早求められないので、オペレータの生産性を顕著に向上する。
【０００９】
他の一態様では、本明細書で記述される発明を具体化する連続搬送化学蒸着システムは、有害な蒸気のゼロエミッションで、任意のガラスのような製品の完全な自動化大規模フィルムコーティングを容易にする。好適な実施形態では、本明細書で記述される化学蒸着システムは、中断の無いインライン生産を可能とするために２４時間の間連続的に操作されてもよい。更に、搬送化学蒸着の好適な実施形態は、各特定の製品が必要とするように幅及び／又は長さを調節する、従って、任意の製造要請を満足するために独自の適合性及び柔軟性を提供することによって、任意のタイプの生産ラインへ容易に変更及び適合してもよい。
【００１０】
以下に更に詳細に記述されるように、本システムの好適な実施形態は、ガラス容器、飲料容器（例えば、ワインボトル、ビールボトル、ソーダボトル等）、食物容器、サングラスレンズ、自動車のウインドウシールド及びウインドウ、又は任意のタイプの消費者製品のような、基板の特定の処理のためのニーズに適する正確な用量の有効成分を含む種々のカートリッジサイズと形状を利用する。
【００１１】
本化学蒸着システムの市販用途の一例は、スパークリングワインボトルのラべリング（ラベル付）である。スパークリングワインボトルは、その固有の性質に起因して、伝統的に、ある低温下にある生産ラインで充填される。引き続いて、その温度は、各ボトルへのラべリングを可能とするために上昇されなければならない。大規模生産において、その温度は、生産ラインにあるボトルは水のプールに浸漬され、それらのラベルがガラスボトルに適切に付着することができるまである期間の間水を加熱することによって上昇される。小規模生産では、ボトルは、生産ラインから除去され、加熱された水に浸漬され、数日の間環境温度に残されてクールダウンされ、次に、ラべリングのためにその生産ラインに戻されなければならない。この労働力のいるプロセスは、生産を低下し、ボトルの破壊の確率を高め、且つ大きな作業スペースを必要とする。
【００１２】
本化学蒸着の本実施形態は、ボトルが大量の水プールに浸漬されることを必要とせず、ボトルに貼着されるべきラベルが乾燥していることを可能とする特別の成分でスパークリグワインボトルが被覆されることを可能とする。このように、本システムは、エネルギー、労働力及びコストを節約することを助け且つ水の使用を減少する。
【００１３】
本化学蒸着システムの市販用途の他の例は、制限はしないが、（赤ワインボトル上のような）液だれ防止コーティング、引っ掻き及び衝撃抵抗コーティング及び（キャンペーンボトルの内側コーティングのような）飲料ボトルの内側表面上へのコーティングの塗布を含むことができる。
【００１４】
本発明は、完全に閉鎖された自動化学蒸着システムにおける完全にシールされ且つ水気の無いカートリッジに含まれる正確な用量の有効化学成分を基板に導入するためのデバイス及び方法を提供する。更に、本発明は、また、搬送タイプのシステムにおける化学蒸着の連続的適用によって有機及び無機の基板に保護フィルム及びコーティングを生成するデバイス及び方法を提供する。
【００１５】
一態様では、基板をフィルム層で被覆するための化学蒸着プロセスのための自動化液体化学物質導入システムが提供される。この化学物質導入システムは、カートリッジ挿入アセンブリ、液体化学物質抽出アセンブリ、及び気化アセンブリを備えることができる。プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）は、化学物質導入システム及び化学蒸着システムを同時に制御するために使用される。
【００１６】
化学蒸着のために正確な量の有効成分を含む特別に設計されたカートリッジが提供される。このカートリッジは、望ましい液体化学物質を含む水分の無いバイアル、そのバイアルの開口をシールするための再シール隔膜、この再シール隔膜を締結するためのバイアルキャップ、及び厚いカートリッジシェルを備えることができ、このカートリッジシェルは、本シェルの内側にバイアルを固定して配置するための中空室を有する。異なるタイプの化学物質が、特定の化学蒸着プロセスにおいて使用されてもよく、特定の化学物質のための指定の形状を有する様々なカートリッジシェルが、カートリッジの内容物を区別し且つ人的ミスを排除するのを助けるために使用されてもよい。カートリッジは、有効成分の供給者によって準備されることが好ましい。このように、カートリッジは、化学蒸着システムのオペレータが正しい有効成分の量を手で測定し、それらの有効成分を手で化学物質導入システムに注入し、且つ指定の時間に幾つかのステップを実行する必要をなくす。
【００１７】
カートリッジ挿入アセンブリは、化学物質導入システムの一番上のコンポーネントを形成することが好ましい。好適な一実施形態によれば、カートリッジ挿入アセンブリは、適合する形状を有するカートリッジの底部を受容するように特別に設計される取付けスロットを有するカートリッジトレイを備える。カートリッジトレイの上に、垂直方向へ移動可能な上部線形機械的アクチュエータが設けられる。好適な実施形態において、この上部線形機械的アクチュエータは、更に、有効成分の抽出中にカートリッジを所定位置に固定的に保持するために使用されるリテーナクリップを備えることができる。代替の実施形態では、上部線形機械的アクチュエータは、更に、透明な封じ込めカバーを備えることができる。この透明な封じ込めカバーが含まれる一実施形態では、窒素ラインのような不活性ガスラインは、システムが稼働中に環境湿度を中に入れないために不活性ガスをカートリッジ挿入アセンブリに供給する。各実施形態では、上部線形機械的アクチュエータは、ＰＬＣによって自動的に操作されてもよいし或いは手でマニュアル的に操作されてもよい。
【００１８】
他の一態様では、カートリッジトレイは、複数の化学物質が同時に使用されることができるように、複数の取付けスロット、複数の透明な封じ込めカバー及び複数の不活性ガスラインを備えていてもよい。液体化学物質抽出アセンブリは、化学物質導入システムの中間のコンポーネントを形成することが好ましく、且つカートリッジ挿入アセンブリの下方に配置される。液体化学物質抽出アセンブリは、垂直方向に移動可能な下部線形機械的アクチュエータ、この下部線形機械的アクチュエータに取り付けられる抽出ランス、この抽出ランスを被覆するうね状スリーブ、及び抽出された液体化学物質を収集するための化学物質収集ブロックを備えることが好ましい。下部機械的アクチュエータは、ＰＬＣによって自動的に操作されてもよいし或いは手でマニュアル的に操作されてもよい。うね状スリーブは、化学成分の抽出中に有効成分から有害蒸気が逃げないこと及び環境湿度が入らないことを確実にするための封じ込め保護を提供する。代替の一実施形態では、うね状スリーブを被覆するベローが追加の蒸気封じ込め層として設けられてもよい。一態様では、第２の不活性ガスラインが不活性ガス圧を使用してのカートリッジからの液体化学物質の完全な抽出を助けるために抽出ランスに接続される。更に他の一実施形態では、複数の液体化学物質抽出アセンブリが、複数のカートリッジの同時抽出を可能とするために設けられてもよい。
【００１９】
気化アセンブリは、化学物質導入システムの最下位部分を形成することが好ましく、且つ液体化学物質抽出アセンブリの下方に配置される。この気化アセンブリは、気化室、抽出された化学物質を化学物質抽出アセンブリから気化室へ配送する化学物質収集ブロックに接続された化学物質液体入口、圧縮エア供給部及び有効化学物質蒸気を気化室から化学蒸着システムの処理室へ配送する化学物質蒸気出口を備えることができる。一態様では、複数の気化アセンブリが、複数の個別の又は組み合わされた液体化学物質の隔離と気化及び得られた蒸気の処理室への配送を可能とするために設けられることができる。
【００２０】
好適な一実施形態によれば、自動化液体化学物質導入システムの操作は、カートリッジを取付けスロットに配置することによって始まり、そこでは、カートリッジの再シール隔膜の側が下に向いている。取付けスロットが、適合する形状を有するカートリッジを受容することができるに過ぎない指定の形状を有するように設計されるので、この構成は、カートリッジが取付けスロットに適切に配置され且つ正しいタイプの有効成分が使用されていることを確実にする。処理されるべき基板は、化学蒸着システムの処理室内に配置される。
【００２１】
カートリッジが取付けスロットに固定して配置されると、オペレータは、ＰＬＣの自動化プログラムを開始して化学物質導入システムと化学蒸着システムの両方を起動する。一実施形態では、湿度計が、有効成分で基板を処理する前に環境湿度を最初に測定するために化学蒸着システムの処理室の外側に設けられる。湿度計から湿度データを受けると、次に、ＰＬＣは、所定の公式に基づいて処理室へ湿度を導入するために適切なランタイムを計算する。引き続いて、次に、ＰＬＣは、所定のランタイムに従って、加湿器に結合して水分を化学蒸着システムの処理室へ注入する。加湿プロセスが完了すると、次に、ＰＬＣは、処理室から周囲エアを抜き出し可能な限り多くの浮遊する水分を除去し、化学処理のために基板上の水分のみを残す。
【００２２】
化学蒸着システムの開始と同時に、ＰＬＣは、化学物質導入システムのプログラムを開始する。上部線形機械的アクチュエータは、化学物質抽出プロセスの準備でリテーナクリップが取付けスロットにカートリッジを固定的に押さえつけることができるように下方へ移動することを開始する。透明な封じ込めカバーが設けられる一実施形態では、この透明な封じ込めカバーは、カートリッジを取付けスロットに固定し、化学的蒸気放出と外側の水分侵入を防止するためにカートリッジを完全に包む。その実施形態では、カートリッジが透明な封じ込めカバーによって完全に包まれた後に、窒素ガスが、所定の時間に従って供給されて水分を追い出し且つ気密シールを確保する。
【００２３】
加えて、好適な一実施形態では、圧力センサ検出器が漏れを検出してＰＬＣへ報告する。漏れが報告されると、ＰＬＣは、その問題が解決されるまで、そのプロセスを中断する。
【００２４】
機械的アクチュエータによって又はマニュアルセッティングによって、取付けスロットへのカートリッジの保持が完了すると、漏れ検出プロセスは、漏れが無いことを突き止め、有効成分を気化室へ搬送するチュービングシステムは、抽出ランスから流れる窒素で洗い流される。窒素の洗い流しが完了すると、次に、化学物質導入システムは、処理室の加湿プロセスが完了されるまで待つ。
【００２５】
処理室の加湿プロセスが完了すると、次に、ＰＬＣは、抽出ランスがカートリッジの再シール隔膜を貫通するまで、取付けられた抽出ランスを上昇するために下部線形機械的アクチュエータを上方へ移動することを開始する。抽出ランスは、ランスの長手に沿って延在する垂直溝、中空中心ルーメン、及び少なくとも一つの周囲溝を備える。抽出ランスは、二つの周囲溝を備えることができることが好ましい。ランスの垂直溝は、液体化学物質が化学物質収集ブロックに向かって下方へ排出されることを可能とする。周囲溝は、貫通点で再シール隔膜を捉え、且つ下部機械的アクチュエータが２乃至３ミリメートル反転すると、それは、液体化学物質のより良好な収集のために漏斗を形成するために再シール隔膜を僅かに下方へ引っ張る。窒素が、バイアルの内側に圧力を生成するために中空中心ルーメンを介してカートリッジ内へ供給され、且つ更に、完全な抽出のために垂直溝を介して液体化学物質を下方へ駆動する。
【００２６】
化学物質抽出ブロックは、化学物質液体入口を介して抽出された液体化学物質を気化室へ向ける。液体化学物質が気化室の内側に収集されると、圧縮エアが、化学蒸着のために、有効成分の液体状体を気化し且つその蒸気状態を処理室へ搬送するために供給される。処理室に入ると、正確な用量の有効成分を含む蒸気が基板の表面上の水分と反応してその基板の表面にフィルムコーティングを生成する。そのようなフィルムコーティングプロセスの一例は、米国特許第６，２４５，３８７号明細書に記述されており、その明細書は、参照により本願に組み込まれる。好適な実施形態によれば、化学蒸着プロセスは、周囲温度及び周囲圧力下で実行される。
【００２７】
化学蒸着システムの一実施形態では、処理室内のエアは、特別に設計されたファン及びチュービングシステムを使用して所定の期間に従って循環されて理想的な量の乱気流を確保する。この乱気流は、基板への蒸着を最適化することを意図している。化学蒸着プロセスの終わりに、残留する化学物質蒸気及び浮遊する副生物は、そのエアをフィルタ処理し且つ浮遊する酸を中性化するエアスクラバーを介して抜かれる。
【００２８】
他の一実施形態では、化学蒸着システムは、完全埋め込み式管状／円筒状処理室の内側に搬送アセンブリラインタイプのシステムを含むことができる。円筒状処理室は、コンベアベルト、処理室の内部を個別の処理隔室に分割するための複数のエアカーテン、水蒸気システム、化学物質蒸気システム、未反応有効成分と酸性の副生物を抜き出すための真空システム、及び搬送エアが周囲に放出される前に、未反応有効成分と酸性の副生物を抜き出し且つ中性化するために真空システムに接続された中性化システムを備えることができることが好ましい。水蒸気システムは、更に、コンベアベルトの上方に且つその長手に沿って配置された複数の水蒸気入口を備えることができる。同様に、化学物質蒸気システムは、更に、コンベアベルトの上方に且つその長手に沿って配置された複数の化学物質蒸気入口を備えることができる。複数の水蒸気入口及び複数の化学物質入口は、望ましいコーティングプロセスに従って、交互に構成されることが好ましい。真空システムは、更に、コンベアベルトの下方に且つその長手に沿って配置された複数の真空チャネルを備えることができる。中性化システムは、中性化溶剤リザーバ、コンベアベルトの下方に配置された蒸気ダクト、蒸気ダクト内部の複数の中性化溶剤入口、及び中性化溶剤を溶剤リザーバから複数の溶剤入口へ引き込むポンプを備えることができる。或いは、中性化システムは、粒子フィルタと酸吸収又は中性化媒体が充填された一連のトレイを更に備えるエアスクラバーを備えることができる。
【００２９】
上で述べたように、円筒状処理室の内部は、水分と化学物質蒸気の相互汚染を防止するために複数のエアカーテンによって複数の隔室に分割される。好適な一実施形態では、第１の隔室は、第１の対のエアカーテン間に配置される第１の水蒸気入口を備えることができ、第２の隔室は、それに続く一対のエアカーテン間に配置される第１の化学物質蒸気入口を備えることができ、第３の隔室は、第３の対のエアカーテン間に配置される第２の水蒸気入口を備えることができ、第４の隔室は、更に第４の対のエアカーテン間に配置される第２の化学物質蒸気入口を備えることができ、且つ第５の隔室は、最後の対のエアカーテン間に配置される圧縮エアノズルを備えることができる。
【００３０】
好適な実施形態に従って、処理されるべき基板は、コンベアベルト上に配置され、一連の水及び化学物質蒸気処理のために円筒状処理室内へ移動される。基板が第１の隔室に入ると、第１の水蒸気入口は、基板が処理室のその隔室を通って搬送されると、その基板上に水分を堆積する。次に、基板は、基板の表面上に水分のみを残してエアカーテンを通過するように搬送される。この第１の隔室の出口の真空チャネルは、縁部の水蒸気を除去して、確実にプロセスの次の隔室に何も入らないようにする。引き続いて、基板は、第１の有効成分の化学蒸着処理のために第２の隔室に入る。
【００３１】
第２の隔室では、第１の化学物質蒸気の入口は、基板が処理室のその第２の隔室を介して搬送されると、基板上に第１の有効化学成分の蒸気を堆積する。基板の表面上の水分は、化学物質蒸気と反応して基板の表面上にフィルムコーティングを形成する。第１の化学蒸着が完了すると、第２の真空チャネルは、未反応化学物質成分と酸の副生物をコンベアベルトの下方の蒸気ダクトへ抜き出し確実に何も処理室の次の隔壁へ通過しないようにする。
【００３２】
第３の隔室に基板が入ると、第２の水蒸気入口は、第２の有効化学成分の第２の処理の準備に、処理室の第３の隔室を通って基板が搬送されると、基板の表面上に水分を堆積する。第１の水分処理と同様に、基板がこの隔室を出ると、基板は、第３のエアカーテンを通って搬送され、基板の表面上に水分のみを残し、第３の真空チャネルは、浮遊する水分を蒸気ダクトに抜き出し、確実に水蒸気が次の隔室に入らないようにする。次に、基板は、第２の有効成分の化学蒸着処理のために第４の隔室に入る。
【００３３】
第４の隔室では、第２の化学成分蒸気入口は、基板が第４の隔室を通って搬送されると、基板の表面上に第２の有効成分の蒸気を堆積する。基板の表面上の水分は、その化学物質蒸気と反応して基板の表面上に第２のフィルムコーティングを形成する。この隔室の出口で、第４の真空チャネルは、縁部の未反応の化学物質成分と酸性の副生物をコンベアベルトの下方の蒸気ダクトに抜き出し、基板は、第５のエアカーテンを通過して第５の隔室内へと続く。
【００３４】
第５の隔室において、圧縮エアノズルは、基板が第５の隔室を通って搬送されると、高圧圧縮エアを基板上に印加して過剰な化学物質を基板の表面から除去する。加えて、第５の真空チャネルは、未反応の化学物質成分と酸性の副生物を更に抜き出すために設けられることができる。そのプロセスが完了した後、次に、処理された基板は、化学蒸着室を出る。
【００３５】
搬送化学蒸着システムは、規定用量のためにカートリッジシステムと共に、或いは、有効成分の連続的な塗布のために、カートリッジシステムから独立して使用されることができることが理解されるべきである。また、搬送化学蒸着システムは、三つ以上のタイプの有効成分を使用でき、且つそれ自体は、複数の加湿隔室と複数の化学物質蒸気処理隔室を備えることができることが理解されるべきである。最後に、この好適な実施形態に係る化学蒸着プロセスは、周囲温度と周囲圧力下で実行されることが理解されるべきである。
【００３６】
他の一態様において、閉鎖化学蒸着システムにおいてエア感受性液体化学物質を基板へ自動的に導入する方法が提供される。この方法は、化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップと、閉鎖抽出機構を提供して前記カートリッジから前記液体化学物質を抽出するステップと、前記化学蒸着プロセスの処理室に前記抽出された液体化学物質内の有効成分を配送するステップを備える。
【００３７】
化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供する前記ステップは、更に、所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップと、不活性ガスブランケット下で前記規定用量の前記液体化学物質を前記バイアル内へ分配するステップと、前記バイアルを再シール隔壁とキャップでシールするステップと、前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップを備える。
【００３８】
前記カートリッジから前記液体化学物質を抽出するための閉鎖抽出機構を提供する前記ステップは、更に、取付けスロットに適合する前記カートリッジを受容するように構成される前記取付けスロットを提供するステップと、垂直方向へ移動可能な上部線形機械的アクチュエータを前記取付けスロット上方に提供して液体化学物質抽出中に前記カートリッジを固定するステップと、垂直方向へ移動可能な下部線形機械的アクチュエータに取り付けられた抽出ランスを前記取付けスロットの下方に提供して前記カートリッジから液体化学物質を抽出するステップと、化学物質収集ブロックを提供して前記抽出された液体化学物質を収集するステップを備えることができる。
【００３９】
前記抽出された液体化学物質中の有効成分を前記化学蒸着システムの処理室へ配送するステップは、更に、気化室を提供して前記化学物質収集ブロックから前記液体化学物質を受容するステップと、所定の時間に従って圧縮エアを前記液体化学物質上に引き出す前記液体化学物質を蒸発させるステップと、更なる圧縮エア圧を前記気化室に印加することによって蒸気状態の有効成分を前記処理室へ出口を介して配送するステップを備えることができる。
【００４０】
他の一態様では、閉鎖化学蒸着システムにおいてエア感受性液体化学物質を基板に自動的に導入する方法は、化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップと、前記カートリッジを受容するように構成される取付けスロットを提供するステップと、前記システムを開始する際に、前記カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するステップと、閉鎖環境において前記カートリッジから液体化学物質を抽出するステップと、前記液体化学物質中に含まれる有効成分を化学蒸着システムの処理室内へ配送するステップを備える。
【００４１】
化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供する前記ステップは、所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップと、不活性ガスブランケット下で前記規定用量の前記液体化学物質を前記バイアルに分配するステップと、前記バイアルを再シール隔膜とキャップでシールするステップと、前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップを備えることができる。
【００４２】
前記カートリッジを受容するように構成される取付けスロットを提供する前記ステップは、更に、前記カートリッジの底部に整合する形状を有する取付けスロットを提供するステップを更に備えることができる。
【００４３】
前記システムを開始する際に、前記カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持する前記ステップは、前記システムを開始する際に、垂直方向へ移動可能な上部線形機械的アクチュエータを提供して前記カートリッジを前記取付けスロットに固定的に保持するステップを備えることができる。一実施形態では、このステップは、更に、前記上部線形機械的アクチュエータに取り付けられるリテーナクリップを提供するステップを備える。代替の一実施形態では、このステップは、更に、前記カートリッジを完全に包む、前記上部線形機械的アクチュエータに取り付けられる透明な封じ込めカバーを提供するステップを備える。更に、このステップは、ＰＬＣを使用して自動的に又は手によるマニュアル操作で実行されることができる。閉鎖環境で前記液体化学物質を前記カートリッジから抽出する前記ステップは、垂直方向へ移動可能な下部線形機械的アクチュエータに取り付けられる抽出ランスを提供するステップであり、そこでは、前記下部線形機械的アクチュエータは、前記システムが開始されると、前記カートリッジに孔をあけて前記液体化学物質を引き出すために前記ランスを上昇させ、且つ前記抽出ランスは、窒素圧力を前記カートリッジ内に供給するステップを備え、及び化学物質抽出ブロックを提供して前記液体化学物質を収集するステップを備える。
【００４４】
前記液体化学物質中に含まれる有効成分を化学蒸着システムの処理室に配送する前記ステップは、前記カートリッジから前記液体化学物質を蒸気状態に気化し前記蒸気中の有効成分を化学蒸着システムの処理室へ搬送するように構成される気化隔室を提供するステップを備える。
【００４５】
更に他の一態様では、化学蒸着システムにおいて使用されるためにエア感受性液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを準備する方法が提供される。この方法は、所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップと、不活性ガスブランケット下で前記規定用量の液体化学物質を前記バイアルに分配するステップと、前記バイアルを再シール隔膜とキャップでシールするステップと、前記バイアルを保護シェルの内側に配置するステップを備えることができる。
【００４６】
所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去する前記ステップは、更に、所定の時間に従って前記バイアルを窒素ガスで洗い流すステップを備えることができる。代替の一実施形態では、所定の時間に従ってバイアルから周囲水分を除去する前記ステップは、更に、所定の時間に従って真空圧を前記バイアルに印加するステップと前記バイアルを窒素ガスで充填するステップを備えることができる。
【００４７】
前記バイアルを保護シェルの内側に配置する前記ステップは、更に、自動化化学物質導入システムの取付けスロットに嵌合するように構成される形状を有する保護シェルを提供するステップを備えることができる。
【００４８】
更に他の一態様において、化学蒸着によって保護フィルムコーティングを有機及び無機基板上に生成する方法が提供される。この方法は、コンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供するステップと、水分と有効化学成分との相互汚染を防止するために前記圧縮クリーンエアシステムを使用して前記処理室内で水分処理システムと化学蒸着システムとを分離するステップと、基板に一連の水分処理と化学物質蒸気処理を受けさせるようにコンベア上に基板を配置するステップと、前記搬送エアを放出して空気に開放することに先立って、未反応の化学成分と化学的副生物を前記蒸気中性化システムに抜き出すことによって前記未反応の化学成分と前記化学的副生物を中性化するステップを備えることができる。
【００４９】
コンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供する前記ステップは、更に、前記水分処理システムを前記コンベアの上方で且つそれに沿って配置するステップを備えることができ、そこでは、前記水分処理システムは、複数の水蒸気入口を含む。このステップは、また、前記化学蒸着システムを前記コンベアの上方で且つそれに沿って配置するステップを備えることができ、そこでは、前記化学蒸着システムは、複数の化学蒸気入口を含む。
【００５０】
水分と有効化学成分との相互汚染を防止するために前記圧縮クリーンエアシステムを使用して前記処理室内で水分処理システムと化学蒸着システムとを分離する前記ステップは、更に、中央クリーンエア源を提供するステップと、前記クリーンエア源に接続される主エアダクトを提供するステップと、前記主エアダクトに接続され、エアカーテンを使用して水分処理隔室と化学蒸気隔室を分離するために前記コンベアの上方で且つその長手に沿って配置される複数のエアカーテンを提供するステップを備えることができる。
【００５１】
前記搬送エアを放出して空気に開放することに先立って、前記蒸気中性化システムに抜き出すことによって未反応の化学成分と化学的副生物を中性化する前記ステップは、更に、前記未反応の有効成分と副生物を蒸気ダクトに抜き出すために前記コンベアの下方の各隔室の縁部に複数の真空チャネルを提供するステップと、中性化剤を含む溶剤リザーバを提供するステップと、前記蒸気ダクトに複数の中性化溶剤入口を提供するステップと、前記蒸気を放出することに先立って、前記蒸気ダクトの内側で有害蒸気を中性化するために前記溶剤リザーバから前記中性化剤を引き出して且つ前記中性化剤を前記複数の溶剤入口へ配送する溶剤ポンプを提供するステップを備えることができる。或いは、このステップは、粒子フィルタと酸の吸収及び中性化媒体が充填された一連のトレイを更に備えるエアスクラバーを備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】閉鎖されたドアを有する自動化化学物質導入システムの好適な実施形態の正面図である。
【図２】開放されたドアを有する自動化化学物質導入システムの好適な実施形態の正面図である。
【図３】化学物質導入システムのカートリッジの好適な実施形態の斜視図である。
【図４Ａ】化学物質導入システムのカートリッジの第２の好適な実施形態の斜視図である。
【図４Ｂ】化学物質導入システムのカートリッジの第２の好適な実施形態の斜視図である。
【図５】化学物質導入システムのカートリッジ挿入アセンブリと液体抽出アセンブリの好適な実施形態の正面図である。
【図６Ａ】化学物質導入システムのカートリッジ挿入アセンブリと液体抽出アセンブリの好適な実施形態の斜視図である。
【図６Ｂ】化学物質導入システムのカートリッジ挿入アセンブリと液体抽出アセンブリの代替の実施形態の斜視図である。
【図７】カートリッジ挿入アセンブリのカートリッジトレイの好適な実施形態の斜視図である。
【図８】カートリッジ挿入アセンブリのカートリッジトレイの第２の好適な実施形態の斜視図である。
【図９】化学物質導入システムの窒素ラインと圧縮エアラインの好適な実施形態の正面図である。
【図１０】液体抽出アセンブリの抽出ランスの好適な実施形態の斜視クローズアップ図である。
【図１１】液体抽出アセンブリの化学物質収集ブロックの好適な実施形態の斜視図である。
【図１２】化学物質導入システムの蒸気化アセンブリの好適な実施形態の正面図である。
【図１３Ａ】化学物質導入システムが開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリの好適な実施形態の正面図である。
【図１３Ｂ】化学物質導入システムが開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリの好適な実施形態の正面図である。
【図１４Ａ】化学物質導入システムが開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリの好適な実施形態の斜視図である。
【図１４Ｂ】化学物質導入システムが開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリの好適な実施形態の斜視図である。
【図１４Ｃ】化学物質導入システムが開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリの代替の実施形態の斜視図である。
【図１４Ｄ】化学物質導入システムが開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリの代替の実施形態の斜視図である。
【図１５Ａ】化学物質導入システムが開始される前後の抽出アセンブリの好適な実施形態の斜視図である。
【図１５Ｂ】化学物質導入システムが開始される前後の抽出アセンブリの好適な実施形態の斜視図である。
【図１６】化学物質導入システムの代替の実施形態の斜視図である。
【図１７】搬送化学蒸着システムの好適な実施形態の側面図である。
【図１８】搬送化学蒸着システムの好適な実施形態の斜視図である。
【図１９】閉鎖化学蒸着システムにおいてエア感受性液体化学物質を基板に導入する好適な方法の図である。
【図２０】化学蒸着システムにおける使用のためにエア感受性液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを準備する好適な方法の図である。
【図２１】閉鎖化学蒸着システムにおいてエア感受性液体化学物質を基板に自動的に導入する他の好適な方法の図である。
【図２２】化学蒸着によって保護フィルムコーティングを有機及び無機基板に生成する好適な方法の図である。
【００５３】
本発明及びその種々の実施形態は、ここで、図示された実施形態が記述される以下の詳細な説明に目を向けることによってより良好に理解されることができる。図示の実施形態は、例として述べられ且つ最後に定義される特許請求の範囲のように本発明を制限するものではないことが明白に理解されるべきである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明及びその種々の実施形態は、ここで、図示された実施形態が記述される以下の詳細な説明に目を向けることによってより良好に理解されることができる。図示の実施形態は、例として述べられ且つ最後に定義される特許請求の範囲のように本発明を制限するものではないことが明白に理解されるべきである。
【００５５】
図１において、自動化液体化学物質導入システム、即ち、単純に、化学物質導入システムの好適な実施形態が参照番号１０によって指定される。ここでは、化学物質導入システム１０の外側正面図が示される。図１に描かれるように、化学物質導入システム１０は、二つの隔室、即ち、制御パネル隔室１２と液体化学物質配送隔室１４を備えることが好ましい。制御パネル隔室１２は、電気制御部、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、及び化学物質導入システム１０と化学蒸着システム（図示されず）の動作を同時に制御する種々の電気及びコンピュータ配線を収容する。液体化学物質配送隔室１４は、シール済カートリッジ４０（後の図に図示）の内側に含まれる液体化学物質の抽出、液体化学物質の気化、及び基板の蒸着処理のために有効成分を含有する蒸気を化学蒸着システムへの配送を実行する自動化機構を収容する。
【００５６】
制御パネル隔室１２は、制御パネル隔室ドア１６によって包囲される。制御パネル隔室ドア１６は、更に、オペレータが、望ましいプログラムを設定する又は温度、不活性ガス圧、ランタイム等の、化学物質導入システム１０と化学蒸着システムの動作の特定の変数を制御することができるように、タッチスクリーンＰＬＣ制御モジュール１８を外部に備える。
【００５７】
図１及び図２に示されるように、液体化学物質配送隔室１４は、頂部カートリッジ隔室２０と底部液体化学物質気化隔室、即ち、単純に、気化隔室２２を備えることが好ましい。カートリッジ隔室２０は、カートリッジ隔室ドア２４によって包囲され、且つ気化隔室２２は、気化隔室ドア２６によって包囲される。カートリッジ隔室ドア２４は、オペレータが全体の液体化学物質配送隔室１４を開放することを必要とせず及び有害な蒸気放出のリスクを生じることなくカートリッジ４０を容易に交換できることを可能とする。一実施形態では、カートリッジ隔室ドア２４は、オペレータがカートリッジ隔室２０の内部を見ることができるように透明なガラスを備えることができる。
【００５８】
図２は、好適な実施形態による液体化学物質配送隔室１４の内部の概略概観を示す。図示のように、カートリッジ隔室２０は、一般的に、カートリッジ挿入アセンブリ２８、不活性ガス（窒素のような）ゲージ弁３０及び圧縮エアゲージ弁３１を収容する。好適な一実施形態によれば、カートリッジ隔室２０は、異なる液体化学物質を含む複数のカートリッジ４０が同じ操作中に使用されることができるように複数のカートリッジ挿入アセンブリ２８を収容してもよい。制限するものではなく単に例として、図２は、第２のカートリッジ挿入アセンブリ２８−２を示しており、そこでは、同様の構造の構成要素が「−２」が続く同じ参照番号によって指定される。カートリッジ挿入アセンブリ２８は、化学物質導入システム１０の最上部のコンポーネントを形成することが好ましい。三つ以上の挿入アセンブリ２８が本システム１０において使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００５９】
気化隔室２２は、一般的に、抽出アセンブリ３２と気化アセンブリ３４を収容する。ここで示されるように、抽出アセンブリ３２は、カートリッジ挿入アセンブリ２８の下方で且つ気化アセンブリ３４の上方に配置される化学物質導入システム１０の中間コンポーネントを形成することが好ましい。好適な一実施形態によれば、気化隔室２２は、種々の液体化学物質が同じ操作で使用されることができるように複数の抽出アセンブリ３２と複数の気化アセンブリ３４を収容できる。制限するものではなく単に例として、図２は、第２の抽出アセンブリ３２−２と第２の気化アセンブリ３４−２を示しており、そこでは、同様の構成の要素が「−２」が後に続く同じ参照番号によって指定されている。図２に示されるように、第１のカートリッジ挿入アセンブリ２８は、第１の抽出アセンブリ３２と第１の気化アセンブリ３４に接続され、且つ第２のカートリッジ挿入アセンブリ２８−２は、第２の抽出アセンブリ３２−２と第２の気化アセンブリ３４−２に接続されることなどが理解されるべきであり、それは、以下で更に詳細に説明される。三つ以上の抽出アセンブリ３２と三つ以上の気化アセンブリ３４が本システムにおいて使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００６０】
図３は、化学物質導入システム１０と共に使用されるように特別に設計されるカートリッジ４０の好適な一実施形態を描く。ここで示されるように、カートリッジ４０は、液体化学物質４１を含むカートリッジバイアル４２、再シール隔膜又は単純にバリアと呼ばれる他の許容できるバリア４４、バイアルキャップ４６、及びシェル４８を備える。この実施形態では、シェル４８は、円筒形状を有するように描かれている。シェル４８は、更に、中空室５０と壁厚５２を備える。好適な一実施形態では、カートリッジ４０は、バイアル４２を中空室５０の内側に配置することによって組み立てられる。代替の一実施形態では、シェルの底部カバーは、中空室５０からバイアル４２が抜け出ることを防止し、且つ、バリア４４への穴あけのための近接を可能とするように設けられることができる。バイアル４２とシェル４８は、任意の適切な有機及び無機材料から作られることができるが、バイアル４２は、ガラスから作られることが好ましく、且つシェル４８は、発泡ポリプロピレンや他の適切な化学的に不活性のポリマーのような硬く耐久性のある成形ポリマーから作られることが好ましい。
【００６１】
カートリッジ４０は、化学蒸着処理のために規定用量の指定の液体化学物質を含む。カートリッジ４０は、有効成分の供給者によって準備されて化学蒸着システムのオペレータが正しい有効成分の量をマニュアル的に測定してその有効成分を化学蒸着システムに手で注入する必要性を排除する。
【００６２】
有効成分の周囲湿度へのエア感受性に起因して、エアと水分をバイアル４２から排除するためにカートリッジ４０の特別の準備が必要である。好適な実施形態によれば、カートリッジ４０は、最初に、バイアルを不活性ガスで全体的に洗い流してエアと周囲の水蒸気をバイアル４２の内部から排除する。任意の不活性ガスが使用されることができるが、窒素が好ましい。制限するものではなく例として、バイアル４２は、最初に隔膜でシールされ、窒素ラインがバイアル４２内に導入され、且つバイアル４２から周囲エアと水分が逃げることができるように出口が設けられる。次に、窒素供給は、バイアル４２の内側の周囲エアが不活性窒素ガスで完全に排除されるまである時間実施することが可能とされる。或いは、他の実施形態では、バイアル４２は、シールされることができ且つ真空圧がバイアル４２の内部から周囲エアと水分を排除するためにある時間印加されることができる。引き続いて、バイアル４２の内部が水分から完全に「乾燥」された後、バイアル４２の内部を完全に充填するために、窒素がバイアル４２に導入される。
【００６３】
バイアル４２の内部が窒素で充満し且つ周囲エアがなくなった後、次に、液体化学物質が規定用量に従って正確に測定されて窒素のブランケット下でバイアル４２に分配される。窒素下での液体化学物質の分配が完了すると、バイアル４２は、バリア４４でシールされ、次に、バイアルキャップ４６が締着される。制限するものではなく例として、バイアルキャップ４６は、ねじが切られた又はスナップオン金属又は硬質プラスチックを備えることができる。上で論じられたように、次に、シール済バイアル４２は、シェル４８の内側にぴったり合うバイアルに嵌合するように設計される中空室５０の内側に配置される。
【００６４】
他の一実施形態によれば、カートリッジシェル４８は、更に、中空室５０の開口の近くにねじ切り部５１を備えていてもよい。ネジが切られた外側部５１と整合するネジが切られた内側部を有する輸送及び取り扱いキャップ５３は、カートリッジ４０の輸送及び移送中にバイアル４２のための追加の保護として設けられる。
【００６５】
カートリッジ４０の特別な構造は、従来の技術で遭遇する有害な蒸気の放出、危険な化学物質の漏れ、及び周囲水分に起因する有効成分の急速な悪化に対する頑健な保護を提供する。例えば、中空室５０と壁厚５２は、発泡ポリプロピレンフォームや任意の他の適切な材料のような柔らかいにもかかわらず頑健で、耐久性があり且つ漏れ防止材料よりなり得る。事前のテストに従って、シェル４８の硬い外表面と壁厚５２の組合せは、バイアル４２を壊すことや化学物質内容物が漏れることなくカートリッジ４０が少なくとも６フィートの保護なしでの落下に耐えることができる。従って、好適な実施形態に係るカートリッジ４０の構造は、基板の蒸着プロセス中のオペレータの安全を増し、最大の保護器具の必要性を減少し、且つ蒸着プロセスにおいて基板コーティングのための液体化学物質の準備、輸送及び取り扱いのより安全で、より容易で且つよりコスト効率が良い方法を提供する。
【００６６】
異なるタイプの化学物質が特定の化学蒸着プロセスにおいて使用されることができるので、特定の化学物質のための特定の形状を有する種々のカートリッジシェル４８は、カートリッジの内容物を区別するのを助けるために使用されることができる。図４Ａと図４Ｂは、カートリッジ４０ｂの他の一つの好適な実施形態を描いており、そこでは、同様の構造の構成要素は、小文字「ｂ」が後に続く同じ参照番号によって指定される。図４Ａは、下を向いているカートリッジ４０ｂを描いており、且つ図４Ｂは、上を向いているカートリッジ４０ｂを描いている。この実施形態では、カートリッジ４０ｂは、液体化学物質４１ｂを含むバイアル４２ｂとカートリッジシェル４８ｂを備える。バイアル４２ｂは、バリア４４ｂを備えることができる。ここで示されるように、この第２の好適な実施形態では、シェル４８ｂは、円筒形状の代わりに、矩形状を有することが好ましい。しかしながら、カートリッジ４０は、任意の幾何学形状のものであり得ることが理解されるべきである。
【００６７】
図５乃至図１０は、好適な一実施形態に係るカートリッジ挿入アセンブリ２８と抽出アセンブリ３２をより詳細に描いている。図６Ａに示されるように、カートリッジ挿入アセンブリ２８は、取付けスロット３６を有するカートリッジトレイ５６と上部線形機械的アクチュエータトラック６２に沿って垂直方向へ移動可能な、取付けスロット３６の上方に配置される上部線形機械的アクチュエータ６０を備えることができる。好適な一実施形態によれば、上部機械的アクチュエータ６０は、更に、リテーナクリップ５７を備えることができる。取付けスロット３６は、カートリッジシェル４０の整合する底部を受容するように設計される形状を有する。取付けスロット３６は、更に、化学物質導入システム１０の操作中にカートリッジ４０が取付けスロット３６に配置される時に、追加のシールを提供するために取付けスロットОリングを備えることができることが好ましい。
【００６８】
代替の一実施形態では、封じ込めカバー５８は、蒸気放出及び水分侵入に対して追加の保護のために上部線形機械的アクチュエータ６０に取り付けられることができる。図６Ｂに示されるように、封じ込めカバー５８は、円筒形であってもよい。封じ込めカバー５８が設けられる実施形態では、カートリッジトレイ５６は、更に、封じ込めカバー５８の底部と整合する形状を有する封じ込めカバースロット６８を備えていてもよい。化学物質蒸気汚染と周囲水分に対するシーリングを最適化するために、封じ込めカバースロット６８は、スロットОリングが設けられてもよい。図７に描かれるように、封じ込めカバー５８が設けられる実施形態では、取付けスロット３６と封じ込めカバースロット６８は、カートリッジ４０と円筒形汚染カバー５８の円筒形の第１の好適な実施形態と整合する同心円として描かれている。しかしながら、取付けスロット３６と封じ込めカバースロット６８は、使用されるべきカートリッジ４０と封じ込めカバー５８の特定の形状に整合する共通センターを有する任意の形状（同心の正方形、同心の矩形等）のものであり得る。例えば、上述のようなカートリッジ４０ｂの第２の好適な実施形態が使用されている場合、次に、取付けスロット３６ｂと封じ込めカバースロット６８ｂが同心の正方形であることができる。
【００６９】
一実施形態では、上部線形機械的アクチュエータ６０は、ＰＬＣによって自動的に操作されることができる。代替の一実施形態では、上部線形機械的アクチュエータ６０は、手でマニュアル的に操作されてもよい。
【００７０】
更に、図８に示されるように、少なくとも二つのタイプの化学物質が蒸着プロセスにおいて使用され且つそれらの化学物質が少なくとも二つのタイプのカートリッジ４０に含まれる一実施形態では、カートリッジトレイ５６は、種々の形状の複数の取付けスロット３６と複数の封じ込めカバースロット６８を備えることができる。制限するものではなく例として、図８は、円筒形のカートリッジトレイ４０が円形の取付けスロット３６に取り付けられることと矩形のカートリッジ４０ｂが第２の取付けスロット３６−２に取り付けられることを描いている。カートリッジ４０の特定の形状が、整合する取付けスロット３６によって受容されることができるに過ぎない、特定のタイプの化学物質のための特定のタイプのカートリッジ４０の使用は、オペレータが一つのタイプの液体化学物質を他のタイプの液体化学物質から区別するのを助け、従って、人的ミスを減少する。
【００７１】
図９において、窒素を全体の化学物質導入システム１０に供給する主窒素ライン６４と圧縮エアを気化アセンブリ３４に供給する主圧縮エアライン６６は、カートリッジ挿入アセンブリ２８の上方に設けられる。好適な一実施形態では、主窒素ライン６４の流れは、窒素ゲージ弁３０によって調整される。窒素ゲージ弁３０は、窒素圧を制御し且つ更に窒素供給を複数のカートリッジ挿入アセンブリ２８と複数の抽出アセンブリ３２に分割する。同様に、主圧縮エアライン６６は、圧縮エアゲージ弁３１によって調整され、圧縮エア圧を制御し且つ圧縮エアの供給を複数の気化アセンブリ３４に分割する。図９は、また、複数の化学物質蒸気出口１０２を描いており、これらの出口は、以下で詳細に論じられるように、有効成分を含む化学物質蒸気を化学蒸着システムの処理室へ配送する。
【００７２】
図５乃至図７及び図１０乃至図１１を参照すると、抽出アセンブリ３２は、下部線形機械的アクチュエータトラック７８に沿って垂直方向へ移動可能な下部線形機械的アクチュエータ８０、下部線形機械的アクチュエータ８０に取り付けられる抽出ランス７２、抽出ランス７２を覆ううね状スリーブ７４及び抽出された液体化学物質を収集するための化学物質収集ブロック８８を備えることが好ましい。一実施形態によれば、下部線形機械的アクチュエータ８０は、ＰＬＣによって自動的に操作されることができる。他の一実施形態では、下部線形機械的アクチュエータ８０は、手でマニュアル的に操作されてもよい。抽出ランス７２は、うね状スリーブ７４内で垂直に移動可能である。うね状スリーブ７４は、抽出プロセス中に有効成分からの有害な蒸気が逃げないことを確実にするための封じ込め保護を提供する。代替の一実施形態では、ベロー７６は、うね状スリーブ７４を覆い且つ蒸気封じ込めの他の層を追加するために更に設けられてもよい。
【００７３】
図１０に示されるように、抽出ランス７２は、更に、中心ルーメン８２、垂直溝８４、及び少なくとも一つの周囲溝８６を備えることが好ましい。中心ルーメン８２は、抽出プロセス中に窒素がバイアル４２内に供給されることを可能とする。垂直溝８４は、抽出された液体が下方に下方の化学物質収集ブロック８８内へ排出することを可能とする。周囲溝８６は、抽出中に貫通点でバリア４４を捕獲する。操作中に、下部機械的アクチュエータは、バリア４４の初期の穴あけ後に下方に向かって２乃至３ミリメートル逆転する。その結果、周囲溝８６は、バリア４４を僅かに下方へ引っ張りカートリッジ４０において化学物質の最適な収集のための漏斗形状を形成する。一実施形態では、抽出ランス７２は、二つの周囲溝８６を備えていてもよい。
【００７４】
図１１は、好適な実施形態に係る化学物質収集ブロック８８を描いている。化学物質収集ブロック８８は、更に、液体収集室９０、窒素ライン９２及び抽出された化学物質を気化アセンブリ３４に向ける液体入口９４を備える。窒素ライン９２は、窒素圧をバイアル４２に供給して液体抽出を助ける。液体収集室９０は、カートリッジ４０から抽出された液体化学物質の完全な収集を確実にするために逆円錐形状を有するのが好ましい。
【００７５】
図１２は、気化アセンブリ３４の好適な実施形態を描いている。ここで、気化アセンブリ３４は、更に、気化室９６、圧縮エア供給部１００、有効化学物質蒸気を気化室９６から化学蒸着システムの処理室へ配送する化学物質蒸気出口１０２、気化室９６へ行く圧縮エア圧の流れを調整するための圧縮エア弁１０４、及び気化室９６から処理室への化学物質蒸気の流れを調整するための蒸気圧弁１０６を備える。抽出された液体化学物質は、収集室９０から液体入口９４を介して気化室９６へ配送される。一態様では、複数の気化アセンブリ３４が、同時に複数の液体化学物質の気化と得られる蒸気の処理室への配送を可能とするために設けられることができる。制限するものではないが、例として、図１２は、第２の気化アセンブリ３４−２を描いており、そこでは、類似の構造の要素は、「−２」が続く同じ参照番号によって指定される。
【００７６】
化学物質導入システム１０の種々のコンポーネントをより詳細に記述したが、化学物質導入システム１０の操作の好適な原理が、ここで、以下の記述と図１３乃至図１５を参照することによって更に理解されることができる。図１３Ａと図１３Ｂは、化学物質導入システム１０が開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリ２８の正面図である。図１４Ａ乃至図１４Ｄは、化学物質導入システム１０が開始される前後のカートリッジ挿入アセンブリ２８の斜視図を示す。図１５Ａと図１５Ｂは、化学物質導入システム１０が開始される前後の抽出アセンブリ３２の斜視図を示す。
【００７７】
化学物質導入システム１０の開始に先立って、カートリッジ４０が、バリア４４を下向きにして、液体化学物質配送隔室１４の内側の整合する取付けスロット３６に挿入される。カートリッジ４０が、取付けスロット３６に適切に挿入された後、次に、オペレータは、カートリッジ隔室ドア２４を閉鎖し、タッチスクリーン制御モジュール１８を使用することによって、化学物質導入システム１０と化学蒸着システムの両方を開始する。ＰＬＣは、オペレータに事前に設定された自動化プログラム又はステージランタイムのような特定のパラメータを制御することによってマニュアルプログラムに従ってシステムを稼働する等のオプションを提供する。
【００７８】
化学蒸着プロセスは、有効成分と反応してフィルムコーティングを形成するために基板の表面が有効量の水分を含むことを必要とする。それ故に、好適な実施形態に従って、化学蒸着システムと化学物質導入システム１０は、同時に開始される。最初に、被覆されるべき基板は化学蒸着システムの処理室内に配置される。基板を有効成分で処理する前に周囲湿度を測定するために湿度計が設けられることができる。湿度計から湿度データを受け取ると、次に、ＰＬＣは、所定の公式に基づいて湿度を処理室に導入するために適切なランタイムを計算する。引き続いて、次に、ＰＬＣは、所定のランタイムに従って、水分を処理室に注入するために加湿器に結合する。加湿ステージが完了すると、次に、ＰＬＣは、可能な限り多くの浮遊する水分を除去するために処理室から周囲エアを抜き、更なる化学物質処理のために基板上の水分のみを残す。
【００７９】
化学蒸着システムの開始と同時に、ＰＬＣは、化学物質導入システム１０でプログラムを開始する。図１４Ａと図１４Ｂに示されるように、上部線形機械的アクチュエータ６０は、化学物質抽出プロセス中にリテーナクリップ５７が取付けスロット３６内に押し下げて固定的に保持することを可能とするために上部線形機械的アクチュエータトラック６２に沿って下方へ移動することを開始する。透明な封じ込めカバー５８が設けられる実施形態では、図１４Ｃと図１４Ｄに描かれているように、透明な封じ込めカバー５８は、化学物質抽出プロセス中に取付けスロット３６内にカートリッジ４０を押し下げて固定的に保持し、且つ入ってくる水分と有害な化学物質蒸気の放出に対して気密シールを提供する。
【００８０】
好適な一実施形態によれば、カートリッジ挿入アセンブリ２８は、更に、エア漏れを検出するための圧力センサを含むことができる。圧力センサが漏れを検出すると、圧力センサはその漏れを制御システムに報告する。漏れがそのシステムの動作境界外である場合、ＰＬＣは、上部線形機械的アクチュエータ６０を僅かに引き戻し、次に、カートリッジ４０を再着座しようとしてアクチュエータ６０を再び下方へ移動する。圧力センサは、何らかの漏れを決定するために再び使用されることができる。何も見つけられない場合、そのプロセスは進行する。もし何かあれば、そのプロセスは停止し、エラーコードがタッチスクリーン制御モジュール１８上に指示される。更に、透明な封じ込めカバー５８を利用する実施形態では、窒素が、更に水分を引き出し且つ気密シールを確実にするために所定の時間に従って透明な封じ込めカバー５８内に供給される。このステップが完了すると、化学物質導入システム１０は、化学蒸着システムの処理室内の加湿処理が完了するまで待機する。
【００８１】
処理室内の加湿プロセスが完了すると、化学物質導入システム１０は、ここでカートリッジ４０から液体化学物質の抽出を実行する準備ができている。湿度計の読取及び所定の公式によって決定される適切な時間の間加湿を実行した後、次に、ＰＬＣは、下部線形機械的アクチュエータトラック７８に沿って上方に移動し且つ取り付けられた抽出ランス７２がカートリッジ４０の再シール隔膜４４を貫通するまでそれを上昇するように下部線形機械的アクチュエータ８０を開始する。抽出ランス７２が再シール隔膜４４を完全に貫通すると、不活性ガス、好ましくは、窒素が抽出ランス７２の中心ルーメン８２を介して供給される。重力と窒素圧の組合せによって、バイアル４２内の液体化学物質が押圧されて垂直溝８４を介して収集ブロック８８の内側の収集室９０内へ排出される。この抽出プロセス中に、うね状スリーブ７４は、液体化学物質とその蒸気の放出を防止するために封じ込めシステムを提供する。代替の一実施形態では、ベロー７６が、うね状スリーブ７４を覆うために設けられることができる。上述のように且つ図１０に示されるように、抽出ランス７２の周囲溝８６は、バリア４４の貫通点を捕獲し、そのバリア４４を僅かに引き下げて液体化学物質の完全な収集を確実にするために漏斗を形成する。
【００８２】
化学物質収集ブロック８８は、液体出口９４を介して抽出された化学物質とその蒸気を気化室９６へ向ける。液体化学物質が気化室９６内に収集されると、圧縮エアが、液体を気化し且つ化学蒸着システムの処理室に蒸気を搬送するように化学物質を横切るように引き出される。気化室９６の中に行く圧縮エアの流れは、圧縮エア弁１０４と圧縮エアゲージ弁３１によって調整される。気化室９６から化学蒸着システムの処理室内へ行っている化学物質蒸気の流れは、蒸気圧弁１０６によって制御される。
【００８３】
図１６は、カートリッジ挿入アセンブリ２８と抽出アセンブリ３２を必要としない基板上への化学蒸着プロセスのための化学物質導入システム１０ｄの代替の一実施形態を描いている。この代替えの実施形態では、化学蒸着プロセスのための規定用量の有効成分を含むシール済カートリッジ４０ｄは、水分の無いバイアル４２ｄ、バイアル４２ｄの開口をシールするための低透過内側キャップ４６ｄ、カートリッジシェル４８ｄ及びカートリッジシェル４８ｄの開口をシールするための外側キャップ５３ｄを備えることができる。一実施形態では、内側キャップ４６ｄと外側キャップ５３ｄはねじ切りされてもよい。必要な有効成分はバイアル４２ｄ内に分配され、バイアル４２ｄは引き続いてカートリッジシェル４８ｄの内側に配置される。カートリッジ４０ｄは、その内部には周囲水分が無いことを確実にするために上述の好適な実施形態に従って準備されることができる。
【００８４】
この実施形態では、気化室９６ｄ、気化室キャップ２６ｄ、圧縮エア供給部１００ｄ及び化学物質蒸気出口１０２ｄを備える気化アセンブリ３４ｄが設けられる。一実施形態では、気化室９６ｄは円筒状であってもよく、そこでは、その開口の外部が気密シールのために気化室キャップ２６ｄの内側ネジと整合するようにネジが切られる。しかしながら、任意の幾何学形状が気化室９６ｄのために使用可能なことが理解されるべきである。
【００８５】
化学物質導入システム１０ｄは、外側キャップ５３ｄと内側キャップ４６ｄをカートリッジ４０ｄから除去して液体化学物質を露出し、気化室キャップ２６ｄを除去し、且つカートリッジ４０ｄを気化室９６に配置することによって開始される。引き続いて、開口したカートリッジ４０ｄを含む気化室９６ｄは、気化室キャップ２６によって再シールされる。次に、圧縮エアが、圧縮エア供給ライン１００ｄを介して気化室９６ｄ内へ供給されて液体化学物質を気化し且つ出口１０２ｄを介して有効成分を含む蒸気を化学蒸着システムの処理室内へ搬送する。
【００８６】
化学物質導入システム１０、或いは化学物質導入システム１０ｄから、化学物質蒸気が化学蒸着システムの処理室に入る。好適な一実施形態に従って、処理室に入ると、蒸気内の有効成分は、基板の表面の水分又は基板内の元素（ガラス内のシリカ、鋼内の金属酸化物又は基板に事前に塗布された二酸化ケイ素）と反応して基板上にフィルムコーティングを生成する。一実施形態では、処理室内のエアは、理想的な量のエアの乱流を確保して蒸着プロセスを最適化するために特別に設計されたファンとチュービングシステムを使用して所定の時間に従って循環される。蒸着プロセスが完了した後、残留化学物質蒸気と浮遊する副生物とがエアをフィルタ処理し且つ浮遊する酸を中性化するエアスクラバーを介して抜き出される。一実施形態では、エアスクラバーは、粒子フィルタと酸吸収又は中性化媒体が充填された一連のトレイを備える。エアスクラバーから生じる出力は、害の無い元素を含むｐＨが中性のエアである。
【００８７】
図１７と図１８は、参照番号２００によって指定され、完全に充足された室の内側に搬送アセンブリラインタイプのシステムを含む化学蒸着システムの一実施形態の正面図、側面図及び斜視図を描いている。搬送ラインは、制限されないが、コンベアベルト、バスケット、キャリア又は任意の適切なインライン処理機構を含むことができる。化学蒸着システム２００は、上述の化学物質導入システム１０と共に、或いはそれから独立して使用されてもよい。化学物質導入システム１０と共に化学蒸着システム２００を使用する実施形態では、所定の継続時間の単一のランに対してカートリッジ４０に含まれる規定用量の有効成分が使用される。他方、化学物質導入システム１０と共に化学蒸着システム２００を使用しない実施形態では、有効成分は手で導入される。各実施形態に係る化学蒸着プロセスは、周囲温度と周囲圧力下で連続的に実施されることが理解される。
【００８８】
図１７と図１８に示されるように、化学蒸着システム２００は、コンベアベルト２３４、処理室２１０、圧縮クリーンエアシステム２０８、水蒸気システム２１８、化学物質蒸気システム２２０、未反応有効成分と酸の副生物を抜き出すための真空システム２２２、及び真空システム２２２に接続されて搬送エアが周囲に放出される前に酸の副生物を受領して中性化するための中性化システム２２４を備えることが好ましい。一実施形態では、処理室２１０は円筒形でもよい。
【００８９】
圧縮クリーンエアシステム２０８は、更に、中心エア源２１４、主エアダクト２１２及び複数のエアカーテン２１６を備えることができ、そこでは、同様の構造の構成要素は、「−２」、「−３」「−４」等の連続ナンバリングが続く同じ参照番号によって指定される。
【００９０】
水蒸気システム２１８は、更に、複数の水蒸気入口２２６を備えることができ、そこでは、同様の構造の構成要素は、「−２」、「−３」「−４」等の連続ナンバリングが続く同じ参照番号によって指定される。水蒸気システム２１８は、処理室２１０の内側にコンベアベルト２３４の上方で且つそれに沿って配置されることが好ましい。
【００９１】
同様に、化学物質蒸気システム２２０は、更に、処理室２１０の内側にコンベアベルト２３４の上方で且つその長手に沿って配置される複数の化学物質蒸気入口２２８を備えることができ、そこでは、同様の構造の構成要素は、「−２」、「−３」「−４」等の連続ナンバリングが続く同じ参照番号によって指定される。複数の水蒸気入口２２６と複数の化学物質蒸気入口２２８は、以下で更に詳細に論じられる、望ましいコーティングプロセスに従って、複数のエアカーテン２１６によって分離される交互の形態で構成されることができる。
【００９２】
真空システム２２２は、更に、複数の真空チャネル２４６を備えることができ、そこでは、同様の構造の構成要素は、「−２」、「−３」「−４」等の連続ナンバリングが続く同じ参照番号によって指定される。好適な一実施形態では、真空チャネル２４６は、コンベアベルト２３４の下方で且つその長手に沿って配置され、更に、中性化システム２２４に接続される。中性化システム２２４は、中性化溶剤リザーバ２４０、複数の真空チャネル２４６に接続される蒸気ダクト２８０、蒸気ダクト２８０の内側の複数の溶剤入口２４８、及び溶剤リザーバ２４０から中性化溶剤を引き出してそれを複数の塩基性溶剤入口２４８に配送するリザーバポンプ２４２を備えることができる。代替の一実施形態では、中性化システム２２４は、粒子フィルタと酸吸収及び中性化媒体（図には描かれず）を含む一連のトレイを更に備えるエアスクラバーを備えることができる。
【００９３】
図１７と図１８に示されるように、円筒状処理室２１０の内部は、水分と化学物質蒸気入口との相互汚染を防止するために、コンベアベルト２３４の上方に且つそれに沿って配置される複数のクリーンエアカーテン２１６によって複数の隔室に分割される。好適な一実施形態に従って、圧縮クリーンエアは、中心エア源２１４から供給されて主エアダクト２１２を介して複数のエアカーテン２１６に分配される。各エアカーテン２１６は、処理室２１０内で一つのエリアから他の一つのエリアへ蒸気が移動することを防止するバリアを形成する。描かれているように、第１の隔室２５０は、第１のエアカーテン２１６と第２のエアカーテン２１６−２との間に配置される第１の水蒸気入口２２６を備えることができ、第２の隔室２６０は、第２のエアカーテン２１６−２と第３のエアカーテン２１６−３との間に配置される第１の化学物質蒸気入口２２８を備えることができ、第３の隔室２７０は、第３のエアカーテン２１６−３と第４のエアカーテン２１６−４との間に配置される第２の水蒸気入口２２６−２を備えることができ、第４の隔室２８０は、第４のエアカーテン２１６−４と第５のエアカーテン２１６−５との間に配置される第２の化学物質蒸気入口２２８−２を備えることができ、且つ第５の隔室２９０は、第５のエアカーテン２１６−５と第６のエアカーテン２１６−６との間に配置される圧縮エアノズル２３２を備えることができる。
【００９４】
搬送化学蒸着システム２００の種々のコンポーネントをより詳細に記述したが、閉鎖化学蒸着システムにおいて基板上にフィルムコーティングを生成するための好適な方法が、ここで提供される。要約すれば、好適な一実施形態によれば、処理されるべき基板は、コンベア２３４上に配置され、処理室２１０の内側で一連の水及び化学蒸着処理に沿って移動される。処理室２１０は、複数の隔室を備える。第１の隔室では、処理される基板は、最初に水分で処理される。引き続いて、基板は、他の一つの隔室へ移動され続け、そこでは、有効成分の蒸気が基板に塗布される。複数の有効成分が使用される場合、基板は、複数の水分隔室と複数の化学物質蒸気隔室を通過するように移動されることができる。化学蒸着プロセスが完了し、基板が望ましいフィルムコーティングで覆われると、基板は、処理室２１０を出る。その間、搬送エア中の未反応化学物質と酸性副生物は、好適な実施形態に従って、周囲に放出される前に、中性化される。
【００９５】
図１７と図１８は、閉鎖化学蒸着システムにおける基板上にフィルムコーティングを生成するための好適な方法を描いている。好適な実施形態によれば、処理される基板１２０は、コンベア２３４上に配置され、一対の機械的アーム２３６と２３８によって固定的に保持され、一連の水及び化学物質蒸気処理のために円筒形処理室２１０内に移動される。図１７及び図１８において、そのような基板の一例が飲料ボトルとして描かれている。基板１２０が第１の隔室２５０に入ると、第１の水蒸気入口２２６は、ボトル１２０が第１の隔室２５０を通過して搬送されると、ボトル１２０の表面上に水分を堆積する。水分堆積が完了した後、第１の真空チャネル２４６は、第１の隔室２５０の縁部にある浮遊する水分を蒸気ダクト２８０内に抜き出し、基板１２０の表面上の水分のみを残す。引き続いて、基板１２０は、エアカーテン２１６−２を通過し、第１の有効成分の第１の化学蒸着処理のために第２の隔室２６０に入る。
【００９６】
第２の隔室２６０に入ると、第１の化学物質蒸気入口２２８は、所定の時間帯に従って第１の有効化学成分の蒸気を基板１２０上に堆積する。基板１２０の表面上の水分は、化学物質蒸気と反応して基板１２０の表面上にフィルムコーティングを形成する。基板１２０が第２の隔室２６０を通って搬送されると、第１の化学物質蒸気堆積が完了し、第２の隔室２６０の縁部にある第２の真空チャネル２４６−２が未反応化学成分と酸の副生物をコンベアベルト２３４の下方の蒸気ダクト２８０に抜き出す。次に、基板１２０は、第３のエアカーテン２１６−３を通過して搬送される。
【００９７】
基板１２０が第３の隔室２７０に入り、そこでは、第２の水蒸気入口２２６−２が、第２の有効化学成分の第２の処理の準備のために、所定の時間帯に従って基板の表面上に水分を堆積する。第１の水分処理と同様に、第３の隔室２７０の縁部で、第３の真空チャネル２４６−３は、浮遊する水分を蒸気ダクト２８０に抜き出し、基板１２０の表面上の水分のみを残す。次に、基板１２０は、第４のエアカーテン２１６−４を通過し、第２の有効成分の第２の化学蒸着処理のために第４の隔室２８０に入る。
【００９８】
第４の隔室２８０において、第２の化学物質蒸気入口２２８−２は、基板１２０が第４の隔室２８０を通って搬送されると、第２の有効成分の蒸気を基板１２０の表面上に堆積する。基板１２０の表面上の水分は、化学物質蒸気と反応して基板１２０の表面上に第２のフィルムコーティングを形成する。基板１２０が第４の隔室２８０を通過して搬送されると、第２の化学物質蒸気堆積が完了し、隔室２８０の縁部の第４の真空チャネル２４６−４が未反応化学成分と酸の副生物をコンベアベルトの下方の蒸気ダクト２８０に抜き出す。基板１２０が第５のエアカーテン２１６−５を通過し、続いて第５の隔室２９０に入る。
【００９９】
第５の隔室２９０に入ると、圧縮エアノズル２３２が高圧エアを基板１２０に印加し、基板１２０が隔室２８０を通過して搬送されて余分な化学物質を基板の表面から除去すると、真空チャネル２４８−９を介して副生物を蒸気ダクト２８０内へ抜き出す。このプロセスが完了すると、次に、処理された基板１２０は、最後のエアカーテン２１６−６を通過して円筒形化学蒸着室を出る。
【０１００】
化学蒸着システム２００は、三つ以上のタイプの有効成分を使用してもよく、それ自体は、複数の加湿隔室と複数の化学蒸気処理隔室を備えられることが理解されるべきである。
【０１０１】
システム２００に係る化学蒸着プロセスから生じる未反応の化学物質と酸の副生物は、搬送エアが周囲に開放するために放出されることに先立って、中性化システム２２４において中性化される。一実施形態では、塩基性溶液のような中性化剤が溶剤リザーバ２４０に蓄えられる。化学蒸着プロセス中に、未反応化学物質と酸の副生物が複数の真空チャネル２４６を介してコンベアベルト２３４の下方の蒸気ダクト２８０に入る。次に、リザーバポンプ２４２は、溶剤リザーバ２４０から塩基性溶液を引き出し、塩基性溶液を複数の溶剤入口２４８を介して蒸気ダクト２８０に配送して蒸気ダクト２８０の内側で酸の副生物と未反応化学物質を中性化する。蒸気が完全に中性化された後、無害の蒸気がダクト開口２７４を介してエアに開放するように放出される。
【０１０２】
他の一実施形態では、未反応化学物質と酸の副生物は、エアをろ過し且つ浮遊する酸を中性化するエアスクラバーを通過させられる。一態様では、エアスクラバーは、粒子フィルタと酸吸収又は中性化媒体が充填された一連のトレイを備える。エアスクラバーから生じる出力は、有害な元素を含まないｐＨ中性エアである。
【０１０３】
図１９は、閉鎖化学蒸着システムにおいてエア感受性液体化学物質を基板に導入するための好適な方法３００を描いている。この方法３００は、化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを提供するステップ３１０と、カートリッジから液体化学物質を抽出するための閉鎖抽出機構を提供するステップ３２０と、抽出された液体化学物質中の有効成分を気化し且つ化学蒸着システムの処理室に配送するステップ３３０を備えることができる。
【０１０４】
化学蒸着プロセスのために規定用量指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジと提供するステップ３１０は、更に、所定の時間に従って周囲水分をバイアルから除去するステップと、規定用量の液体化学物質を不活性ガスブランケット下でバイアルに分配するステップと、バイアルをバリアとキャップでシールするステップと、バイアルを保護シェルの内側に配置するステップを備えることができる。
【０１０５】
好適な一実施形態では、所定の時間に従って周囲水分をバイアルから除去するステップは、ある時間帯の間バイアルを窒素で洗い流しバイアルから周囲エアを窒素で移動するステップを備えることができる。或いは、このステップは、ある時間帯の間真空圧をバイアルに印加し、引き続いてバイアルを窒素ガスで洗い流すことによって実行されてもよい。
【０１０６】
規定用量の液体化学物質を不活性ガスブランケット下でバイアルに分配するステップは、バイアルの内部を窒素洗浄下に維持するステップと、化学蒸着において使用されるべき液体化学物質の正確な量を測定するステップと、測定された用量の液体化学物質を窒素洗浄下でバイアル内に分配するステップを備えることができる。
【０１０７】
バイアルを保護シェルの内側に配置するステップは、更に、バイアルに固定的に嵌合する中空室と自動化化学物質導入システムの取付けスロットに嵌合するように構成される外部形状を有する保護シェルを提供するステップを備えることができる。一実施形態では、保護シェルは、円筒状外部形状を含むことができる。好適な一実施形態では、保護シェルは、矩形の外部形状を含むことができる。保護シェルは、述べられた実施形態には制限されず、特定の取付けスロットと整合する任意の幾何学形状を使用することができることが理解されるべきである。代替の一実施形態では、中空室の開口近くのシェルの外部は、輸送及び取り扱い中に内部ネジを有する整合キャップが追加の保護となることを可能とするようにネジが切られてもよい。
【０１０８】
カートリッジから液体化学物質を抽出するための閉鎖抽出機構を提供するステップ３２０は、更に、取付けスロットと整合する特定の形状を有するカートリッジを受容するように構成される、化学導入システムに取り付けスロットを提供するステップと、液体化学物質抽出中にカートリッジを固定するために垂直方向へ移動可能な、取付けスロットの上方に位置するカートリッジ固定機構を提供するステップと、液体化学物質をカートリッジから抽出するために垂直方向へ移動可能で、取付けスロットの下方に位置する下部線形機械的アクチュエータに取り付けられる抽出ランスを提供するステップと、抽出された液体化学物質を収集するために化学物質収集ブロックを提供するステップを備えることができる。他の一実施形態では、うね状スリーブが、抽出ランスを包囲するために設けられてもよい。更に代替の一実施形態では、ベローがうね状スリーブを囲むために設けられてもよい。
【０１０９】
カートリッジ固定機構は、リテーナクリップを備えることができることが好ましい。代替の一実施形態では、カートリッジ固定機構は、透明な封じ込めカバーを備えることができる。更に、カートリッジ固定機構は、ＰＬＣによって自動的に操作されてもよいし或いは手作業でマニュアル的に操作されてもよい。好適な方法によれば、ステップ３２０は、更に、化学物質導入システムの整合する取付けスロットにカートリッジを下方に向けて配置するステップを備える。システムが起動されると、カートリッジ固定機構は、液体化学物質抽出の準備のためにカートリッジを固定するように構成される。カートリッジ固定機構がカートリッジを完全に包むために透明な封じ込めカバーを備える実施形態では、窒素供給部は、カートリッジが包まれると、水分の封じ込めカバーの内部をパージするために提供される。
【０１１０】
ステップ３２０は、更に、抽出ランスを上昇し且つ抽出ランスでカートリッジに孔をあけるために上方へ移動するように下部線形機械的アクチュエータを起動するステップを備える。窒素圧が抽出ランスを介してカートリッジ内に印加されて液体化学物質がランスを下り排出するのを助けて液体化学物質が化学物質収集ブロックに収集される。
【０１１１】
抽出された液体化学物質中の有効成分を気化し且つ化学蒸着システムの処理室に配送するステップ３３０は、更に、化学物質収集ブロックから液体化学物質を受容するための気化室を提供するステップと、液体化学物質を気化するために所定の時間帯の間に従って液体化学物質上に圧縮エアを引き出すステップと、気化室に更なる圧縮エア圧を印加することによって出口を介して蒸気状態の有効成分を処理室へ配送するステップを備えることができる。
【０１１２】
図２０は、化学蒸着システムにおいて使用のためにエア感受性液体化学物質を含む水分の無いカートリッジを準備する好適な方法４００を描いている。この方法４００は、所定の時間帯に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップ４１０、不活性ガスブランケット下で規定用量の液体化学物質を分配するステップ４２０、バイアルをバリア及びキャップでシールするステップ４３０、及びバイアルを保護シェルの内側に配置するステップ４４０を備えることができる。
【０１１３】
所定の時間帯に従ってバイアルから周囲水分を除去するステップ４１０は、更に、バイアルの内部から周囲エアを窒素で移動させるためにある時間帯の間バイアルを窒素ガスで洗い流すステップを備えることができる。或いは、このステップは、ある時間帯の間真空圧をバイアルに印加し、引き続きバイアルを窒素ガスで洗い流すことによって実行されてもよい。
【０１１４】
不活性ガスブランケット下で規定用量の液体化学物質を分配するステップ４２０は、更に、窒素洗浄下にバイアルの内部を維持するステップと、化学蒸着で使用されるべき正確な量の液体化学物質を測定するステップと、測定された用量の液体化学物質を窒素洗浄下でバイアル中に分配するステップを備えることができる。
【０１１５】
バイアルを保護シェルの内側に配置するステップ４４０は、更に、バイアルを固定的に嵌合する中空室と自動化化学物質導入システムの取付けスロットに嵌合するように構成される外形を有する保護シェルを提供するステップを備えることができる。好適な一実施形態では、保護シェルは円筒形の外部形状を含むことができる。他の好適な一実施形態では、保護シェルは矩形の外部形状を含んでいてもよい。保護シェルは、述べられた実施形態に制限はされず、特定の取付けスロットに整合する任意の幾何学形状を使用できることが理解されるべきである。代替の一実施形態では、中空室の開口の近くのシェルの外部は、輸送及び取り扱い中に内部ネジを有する整合するキャップが追加の保護となることを可能とするようにネジが切られてもよい。
【０１１６】
図２１は、閉鎖化学蒸着システムにおいてエア感受性液体化学物質を基板に自動的に導入する他の一つの好適な方法５００を描いている。この方法５００は、化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジと提供するステップ５１０と、カートリッジを受容するように構成される取付けスロットを提供するステップ５２０と、システムを開始する際に、カートリッジを取付けスロットに固定的に保持するステップ５３０と、閉鎖環境においてカートリッジから液体化学物質を抽出するステップ５４０と、液体化学物質中に含まれる有効成分を化学蒸着システムの処理室に配送するステップ５５０を備えることができる。
【０１１７】
化学蒸着プロセスのために規定用量の指定の液体化学物質を含む水分の無いカートリッジと提供するステップ５１０は、更に、所定の時間に従ってバイアルから周囲エアを除去するステップと、不活性ガスブランケット下で規定用量の液体化学物質をバイアルに分配するステップと、バイアルをバリア及びキャップでシールするステップと、バイアルを保護シェルの内側に配置するステップを備えることができる。
【０１１８】
カートトリッジを受容するように構成される取付けスロットを提供するステップ５２０は、更に、カートリッジの底部と整合する形状を有する取付けスロットを提供するステップを備えることができる。更に他の一実施形態では、ステップ５２０は、更に、複数の取付けスロットを提供するステップを備えることができる。
【０１１９】
システムの開始時にカートリッジを取付けスロットに固定的に保持するステップ５３０は、更に、システムの開始時及び抽出プロセス中にカートリッジを取付けスロットに固定的に保持するために垂直方向へ移動可能なカートリッジ固定機構を提供するステップを備えることができる。一実施形態では、カートリッジ固定機構は、リテーナクリップを備えることができる。代替の好適な一実施形態では、透明な封じ込めカバーが設けられてもよい。そのような実施形態では、窒素のような不活性ガスが、水分をパージするために透明な封じ込めカバーに導入されることができる。
【０１２０】
ステップ５３０は、手作業でマニュアル的に実行されてもよいし或いはＰＬＣを使用して自動的に操作されてもよい。
【０１２１】
閉鎖環境においてカートリッジから液体化学物質を抽出するステップ５４０は、更に、垂直方向に移動可能な下部線形機械的アクチュエータに取り付けられる抽出ランスを提供するステップを備えることができ、この下部線形機械的アクチュエータは、システムが開始する際に、ランスを上昇させてカートリッジに孔を開けて液体化学物質を引き出し、且つ抽出ランスは窒素圧をカートリッジに供給する。下部線形機械的アクチュエータは、手作業でマニュアル的に移動されてもよいし或いはＰＬＣによって自動的移動されてもよい。加えて、ステップ５３０は、更に、液体化学物質を収集するために化学物質収集ブロックを提供するステップを備えることができる。好適な一実施形態では、ステップ５３０は、更に、うね状スリーブシステムの内側に抽出ランスを包むステップを備えることができる。代替の一実施形態では、ベローがうね状スリーブシステムを被覆するために設けられてもよい。
【０１２２】
液体化学物質中に含まれる有効成分を化学蒸着システムの処理室に配送するステップ５５０は、カートリッジから抽出された液体化学物質を蒸気状態に気化し蒸気中の有効成分を化学蒸着システムの処理室に搬送するように構成される気化隔室を提供するステップを備えることができる。
【０１２３】
図２２は、化学蒸着によって有機及び無機基板上に保護フィルムコーティングを生成する好適な方法６００を描いている。この方法６００は、コンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供するステップ６１０と、水分と有効化学物質成分との間の相互汚染を防止するために、圧縮クリーンエアシステムを使用して処理室内で水分処理システムと化学蒸着システムを分離するステップ６２０と、基板が一連の水分処理と化学物質蒸気処理を受けることができるように基板をコンベア上に配置するステップ６３０と、搬送エアを放出して周囲に開放する前に、未反応の化学成分と化学的副生物を蒸気中性化システムに抜き出すことによって未反応の化学成分と化学的副生物を中性化するステップ６４０を備えることができる。
【０１２４】
コンベア、水分処理システム、化学蒸着システム、圧縮クリーンエアシステム及び蒸気中性化システムを備える搬送処理室を提供するステップ６１０は、更に、コンベアの上方で且つそれに沿って水分処理システムを配置するステップを備えることができ、そこでは、水分処理システムは、複数の水蒸気入口を含む。加えて、ステップ６１０は、また、コンベアの上方で且つそれに沿って化学蒸着システムを配置するステップを備えることができ、そこでは、化学蒸着システムは、複数の化学物質蒸気入口を含む。
【０１２５】
水分と有効化学物質成分との間の相互汚染を防止するために、圧縮クリーンエアシステムを使用して処理室内で水分処理システムと化学蒸着システムを分離するステップ６２０は、更に、中心クリーンエア源を提供するステップと、クリーンエア源に接続される主エアダクトを提供するステップと、エアカーテンを使用して水分処理隔室と化学物質蒸気隔室を分離するために、主エアダクトに接続され且つコンベアの上方で且つその長手に沿って配置される複数のエアカーテンを提供するステップを備えることができる。
【０１２６】
搬送エアを放出して周囲に開放する前に、未反応の化学成分と化学的副生物を蒸気中性化システムに抜き出すことによって未反応の化学成分と化学的副生物を中性化するステップ６４０は、更に、未反応有効成分と副生物を蒸気ダクトに抜き出すためにコンベアの下方に複数の真空チャネルを提供するステップと、中性化剤を含む溶剤リザーバを提供するステップと、蒸気ダクトに複数の中性化溶剤入口を提供するステップと、蒸気を放出する前に蒸気ダクトの内側の有害蒸気を中性化するために、溶剤リザーバから中性化剤を引き出して中性化剤を複数の溶剤入口に配送する溶剤ポンプを提供するステップを備えることができる。或いは、ステップ６４０は、粒子フィルタと酸吸収又は中性化媒体が充填された一連のトレイを更に備えるエアスクラバーを提供するステップを備えてもよい。
【０１２７】
多くの代替及び変更が本発明の精神と範囲から逸脱することなく当業者によってなされることができる。従って、描かれた実施形態は、例として述べられたに過ぎず且つそれらは以下の請求項によって定義されるように発明を制限するものであると取られるべきではないことが理解されなければならない。例えば、一請求項の構成要素は、特定の組合せで以下に記述されるという事実にもかかわらず、その発明は、開示された複数の構成要素の内のそれ未満、それを越える又はそれらとは異なる他の組合せを含むことが明確に理解されなければならない。
【０１２８】
本発明及び種々の実施形態を記述する本明細書の用語は、それらの一般的に定義されているものの意味のみならず、本明細書における特別な定義によって、それらの用語が表す単一種の包括的な構造、材料又は動作を含むことが理解されるべきである。
【０１２９】
従って、以下の請求項の用語や構成要素の定義は、文字通りに述べられる構成要素の組合せを含むのみではないように本明細書で定義される。従って、この意味で、二つ以上の構成要素の等価な置き換えが一つの請求項における構成要素の内のいずれか一つに対してなされることができ、又は単一の構成要素が一つの請求項における二つ以上の構成要素と置換されてもよいことが考えられる。複数の構成要素が特定の組合せで働くように記述され且つそれ自体は最初に請求されているが、請求された組合せから一つ以上の構成要素がある場合にはその組合せから削除されることができ且つ請求された組合せが部分組合せ又は部分組合せの変形例に向けられることができることが明白に理解されるべきである。
【０１３０】
当業者によって見られる、現在既知の、又は将来考案される請求された主題からの実質的ではない変化は、特許請求の範囲内に等しく入るものとして明白に考えられる。従って、当業者にとって現在又は将来既知となる明確な置換は、定義された構成要素の範囲内に入ると定義される。
【０１３１】
このように、請求項は、特別に描かれたもの、概念的に等価のもの、明白に置換されたもの、及びまた本発明の本質的なアイデアを組み込むものを含むと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ−１４Ｂ】
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【図１４Ｃ−１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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