用CVD涂敷基板的装置与方法制造方法及图纸

技术编号:7167204 阅读:151 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及采用CVD涂敷基板(14)的装置,特别是用金刚石或硅涂敷基板的方法,其中在外壳(10)中设置包括延伸的多个加热导体(2)的加热导体阵列,所述加热导体延伸在第一电极(1)和第二电极(8)之间,其中加热导体(2)通过连接到其一端的拉伸装置而各自保持拉紧。处于改善加热导体(2)的寿命的目的,本发明专利技术提出拉伸装置包括具有拉伸重量(G)的倾斜臂(5),加热导体(2)连接到所述倾斜臂的第一端(E1),而所述倾斜臂的第二端能够基本围绕水平轴(H)旋转地被支撑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及权利要求1的前序部分中限定的装置以及采用该装置的方法。
技术介绍
这样的装置从JP 01072992A已经知晓。加热导体水平地设置在要被涂敷的基板的上方。为了产生适当的拉伸力,加热导体由再定向单元引导并在其一端设置有重量。现有技术所已知的装置的缺点是,在一次或两次涂敷工艺之后加热导体就已经损坏,因此不能再使用。在实际操作中,在每次涂敷工艺之后需要更换加热导体。这需要大量的时间和费用。尽管为了消除上述缺点可以考虑采用直径约为2mm的相对厚的加热导体,但是采用这种相对厚的加热导体也有缺点。与薄的加热导体相比,厚的加热导体产生相对大量的热辐射,该相对大量的热辐射会以不希望的方式影响基板。除此之外,需要明显更大量的电功率来加热较厚的热导线。
技术实现思路
本专利技术的目标是消除现有技术的缺点。具体地,将详细说明一种装置,该装置允许多次涂敷基板而不需更换加热导体。根据本专利技术的进一步的目标,所使用的电功率量应相应地尽可能降低。本专利技术的进一步的目标是详细说明一种方法,该方法能尽可能有效地采用CVD涂敷基板。这些目标通过权利要求1和14的特征来解决。本专利技术的有利实施例来自于权利要求2至13以及15的特征。根据本专利技术的设置,所提供的拉伸单元包括具有拉伸重量的旋转臂,加热导体安装在旋转臂的一端上,并且旋转臂的另一端被基本上安装成围绕水平轴枢轴旋转。结果,这显著地增加了它们的寿命,即使当采用较薄的加热导体时。通过如本专利技术所提供的由旋转臂施加拉伸重量至加热导体,由此产生的拉伸力基本上作用在加热导体的纵向延伸的方向上。在加热或冷却期间因热条件导致的加热导体长度变化通过使旋转臂旋转而得以补偿。 所提出的装置耐用、寿命长且可靠。本专利技术提供的装置保证了加热导体始终保持在紧绷且恰好的状态,特别是彼此正好平行。即使在多个操作周期后,加热导体也不松弛。它们距要涂敷基板的距离在多个涂敷工艺期间也能始终可再现地保持不变。拉伸重量可由旋转臂自身的重量来提供。在特别简单的情况下,旋转臂可以是在拉伸方向上倾斜的一块平板金属。根据本专利技术的有利实施例,拉伸重量至少部分地由自旋转臂延伸的杠杆臂形成。 当适当地设置时,杠杆臂的重量通常就已经足以产生足够的拉伸力。自然地,在杠杆臂上安装附加的重量也是可以的。杠杆臂有利地从旋转臂的第二端延伸。在此情况下,拉伸单元的重心位于旋转臂的第二端附近,并由此位于水平轴附近。这提供了一种简单的方式,通过简单地将拉伸单元设置在适当设计的基座上来实现拉伸单元的稳定设置。旋转臂有利地由导电金属制造。旋转臂的第二端可安装或支撑在第二电极上。有利地,仅仅通过旋转臂来建立加热导体和第二电极之间的电连接。通过所建议的实施例,有利地不再需要加热导体和第二电极之间的单独电连接。根据本专利技术特别简单的实施例,旋转臂的第二端被旋转支撑在提供于第二电极上的支座上。支座可以是台阶、沟、槽或类似物。在该特别简单的实施例中,例如,不再需要提供铰链来连接旋转臂与基座,具体地不再需要提供铰链来连接旋转臂与第二电极。根据进一步的实施例,两个相邻的加热导体由单个导线形成,该单个导线的两端保持在设置于旋转臂上或第一电极上的另外的旋转臂上。导线的两端因此安装在该另外的旋转臂的旋转轴的两侧。这使得能够同时保持该两个相邻的加热导线紧绷。根据进一步的实施例,加热导体由难熔金属制造,优选由W、Ta、M0、I h或其合金制造。所建议的材料一方面适合于制作特别细的导线,另一方面可承受高的热应力。加热导体有利地是直径为5μπι至600μπι的导线,并且优选地直径为100 μ m至 400 μ m0特别是当采用小直径的加热导体时,涂敷基板所需的电功率可以显著地减小。同时,可实现加热导体的高温以维持产生原子氢。显然地,加热导体不必必须设计成导线的形式。也可以将它们设计成带、杆或片的形式。加热导体的截面直径在其整个纵向延伸上不必相同。根据进一步的实施例,保持单元提供在第一电极上以安装加热导体的另一端。有利地,可以是通过夹持来安装加热导体的单元。具体地,保持单元被设计为能够安装加热导体且基本不使加热导体弯曲。根据本专利技术的进一步的实施例,第一电极和/或第二电极由弥散强化的铜材料制造。所建议的弥散强化的铜材料即使在高温下也能保持极其稳定的形状。除此之外,特定形状或中空形状的工件能由这种材料简单且低成本地挤压成型并然后加工得到。有利地,提供冷却第一电极和/或第二电极的冷却单元。为此目的,第一电极和/ 或第二电极例如具有流动冷却流体的中空形状。冷却流体有利地为水。根据进一步的有利实施例,加热导体阵列设计为模块。换言之,第一电极和第二电极例如通过板而相对于彼此永久地连接,并且形成结构单元。这样的结构单元有利地设计为其能够设置在传统CVD涂敷装置的外壳内。根据本专利技术的进一步设置,提供了采用CVD涂敷基板的方法,特别是用金刚石或硅涂敷基板的方法,其中采用本专利技术提供的装置来进行下面的步骤将外壳抽成真空;在该外壳内产生包含氢气和气态碳载体的反应气体气氛;使加热导体从环境温度加热到1500°C至的温度范围并保持1至100小时;将外壳抽成真空;将加热导体冷却到环境温度。在将外壳抽成真空期间,在内部设定范围为约0.1至400mbar的压力。产生反应气体气氛时的压力为1至400mbar,优选为3至20mbar。反应气体气氛有利地包含90至 99. 5wt. %的氢。为了制作金刚石层,例如可采用浓度为0.5至IOwt. %的甲烷作为碳载体。 为了制作硅层,反应气体气氛将包含气态硅载体而不是气态碳载体。反应气体气氛也可选择性地包含氮、氧、磷或含硼气体。加热导体有利地加热到范围为1800°C至2500°C的温度,优选加热到1900°C至 2300°C的温度。特别是在所指定的高温下,避免了石墨自气态相析出到加热导体上。这保证了在加热导体上始终保持原子氢的产生,特别是在气态相中的碳载体浓度很高的情况下。 将加热导体冷却到环境温度有利地在真空下进行,换言之,不是在反应气体气氛下进行。加热导体冷却到环境温度之后外壳通风。然后移除涂敷的基板。由于方法的进一步的实施例特征,参考针对装置已经描述的特征,这些特征可类似地应用于方法。采用本专利技术提供的方法,能够连续进行多达50个涂敷工艺,而不改变加热导体。 有利地,加热导体始终保持紧绷。附图说明现在,将利用示例并根据附图来更详细地描述本专利技术。附图如下图1为第一装置的示意图,图2为第二装置的示意图,图3为如图1和图2的每个所示的拉伸单元的力分布,以及图4为CVD涂敷装置的示意性截面图。具体实施例方式图1示出了第一装置的示意图。在第一电极1上连续地安装沿着行方向的多个加热导体2,该多个加热导体2优选彼此隔着大约相同的距离。加热导体2通过夹在设置于第一电极1上的保持元件3中而被保持。加热导体2通过设置在其端部的拉伸元件4而各自保持紧绷。每个拉伸元件4具有旋转臂5,该旋转臂5能围绕水平轴H旋转。加热导体2 的一端安装在各自拉伸元件4的第一端El上。杠杆臂6自第二端E2沿着远离第一电极1 的方向延伸。旋转臂5与例如通过焊接而与旋转臂5稳固连接的杠杆臂6形成范围优选为 20至60°的尖角。杠杆臂6的重力在旋转臂5上施加倾斜的力矩,迫使旋转臂5在远离第一电极1的方向上运动。这就在加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用CVD涂敷基板(14)的装置,特别是用金刚石或硅涂敷基板的装置,其中在外壳(10)中设置由纵向延伸的多个加热导体(2)构成的加热导体阵列,所述纵向延伸的多个加热导体(2)延伸在第一电极(1)和第二电极(8)之间,其中各所述加热导体(2)通过安装在其一端的拉伸单元而各自保持紧绷,所述装置的特征在于:所述拉伸单元包括具有拉伸重量(G)的旋转臂(5),所述加热导体(2)安装在所述旋转臂(5)的第一端(E1)上,所述旋转臂(5)的第二端(E2)能够基本围绕水平轴(H)旋转地被支撑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:M鲁弗
申请(专利权)人:迪亚康有限责任公司
类型:发明
国别省市:DE

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