(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-04
(54)【発明の名称】マルチゾーンるつぼ装置
(51)【国際特許分類】
H05B 6/24 20060101AFI20221027BHJP
C23C 14/24 20060101ALI20221027BHJP
H05B 6/44 20060101ALI20221027BHJP
【ＦＩ】
H05B6/24
C23C14/24 B
H05B6/44
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022513379
(86)(22)【出願日】2020-08-21
(85)【翻訳文提出日】2022-04-20
(86)【国際出願番号】 GB2020052021
(87)【国際公開番号】W WO2021038208
(87)【国際公開日】2021-03-04
(31)【優先権主張番号】1912493.2
(32)【優先日】2019-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500024469
【氏名又は名称】ダイソン・テクノロジー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100205833
【弁理士】
【氏名又は名称】宮谷 昂佑
(72)【発明者】
【氏名】マイケル エドワード レンダル
【テーマコード（参考）】
3K059
4K029
【Ｆターム（参考）】
3K059AA08
3K059AB15
3K059AC33
3K059AD03
4K029AA09
4K029AA11
4K029AA24
4K029BA06
4K029BA41
4K029BA43
4K029CA01
4K029DA03
4K029DB05
4K029DB19
4K029EA02
4K029EA07
4K029EA09
(57)【要約】
本発明は、るつぼと、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルとを備えるるつぼ装置に関する。１つまたは複数の誘導コイルに電力が印加されると、るつぼの少なくとも第１部分に第１熱ゾーンが生成され、るつぼの少なくとも第２部分に第２熱ゾーンが生成され、第１熱ゾーンの第１熱的特性は、第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
るつぼ装置であって、るつぼと、
前記るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルであって、電力が印加されると、前記るつぼの少なくとも第１部分に第１熱ゾーンが生成され、前記るつぼの少なくとも第２部分に第２熱ゾーンが生成されるような１つまたは複数の誘導コイルと
を備え、
前記第１熱ゾーンの第１熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なる、るつぼ装置。
【請求項2】
前記第１熱ゾーンは、前記るつぼの基部と前記るつぼの前記第２部分との間に位置付けられ、前記第１熱的特性は、前記第１熱ゾーンの第１温度であり、
前記第２熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２温度であり、
前記第２温度は、前記第１温度より高い、請求項１のるつぼ装置。
【請求項3】
前記１つまたは複数の誘導コイルは、前記るつぼの前記第１部分の周りに配置された第１誘導コイルと、
前記るつぼの前記第２部分の周りに配置された第２誘導コイルであって、前記第１誘導コイルに第１電力が印加でき、前記第２誘導コイルに前記第１電力と異なる第２電力が印加できるような第２誘導コイルと
を備える、請求項１または請求項２のるつぼ装置。
【請求項4】
前記第１誘導コイルを冷却するように配置された第１冷却システムと、前記第２誘導コイルを冷却するように配置された第２冷却システムと
を備える、請求項３のるつぼ装置。
【請求項5】
前記第１冷却システムまたは前記第２冷却システムの少なくとも１つは、水冷システムである、請求項４のるつぼ装置。
【請求項6】
前記１つまたは複数の誘導コイルと前記るつぼとの間に配置された絶縁体を備える、請求項１乃至５のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項7】
前記１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置された耐火物を備える、請求項１乃至６のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項8】
前記１つまたは複数の誘導コイルに前記電力を印加すると、前記るつぼ内で少なくとも部分的に物質を加熱するために、前記るつぼの加熱が誘導されるように配置される、請求項１乃至７のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項9】
使用の際、前記第１熱的特性または前記第２熱的特性の少なくとも１つの測定を代表する測定データを受信し、
前記測定データに基づいて前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御する
ように配置された制御システムを備える、請求項１乃至８のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項10】
前記測定データを取得するように配置された温度センサーを備え、前記第１熱的特性は、前記第１熱ゾーンの第１温度であり、前記第２熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２温度である、請求項９のるつぼ装置。
【請求項11】
前記第１熱的特性は、前記第１熱ゾーンの第１温度であり、前記制御システムは、使用の際、前記第１温度が、使用の際、前記るつぼ装置により加熱される物質を融解させるための第１温度閾値を満たす、または超えるように前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御するように配置される、請求項９または請求項１０のるつぼ装置。
【請求項12】
前記第２熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２温度であり、前記制御システムは、使用の際、前記第２温度が、使用の際、前記るつぼ装置により加熱される物質が蒸発するための第２温度閾値を満たす、または超えるように前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御するように配置される、請求項９乃至１１のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項13】
前記るつぼと前記るつぼ装置の基部との間に配置されたチャンバーを備える、請求項１乃至１２のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項14】
前記チャンバーを冷却するように配置された第３冷却システムを備える、請求項１３のるつぼ装置。
【請求項15】
蒸発堆積プロセスで使用するために配置される、請求項１乃至１４のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項16】
エネルギー蓄積装置の製造で使用するために配置される、請求項１乃至１５のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項17】
誘導加熱を経てるつぼの熱的特性を制御する方法であって、前記るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルに電力を印加し、前記るつぼの第１部分に第１熱ゾーンを、前記るつぼの第２部分に第２熱ゾーンを生成する工程を含み、
前記第１熱ゾーンの第１熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なる、方法。
【請求項18】
前記第１熱ゾーンは、前記るつぼの基部と前記るつぼの前記第２部分との間に位置付けられ、前記第１熱的特性は、第１熱ゾーンの第１温度であり、
前記第２熱的特性は、第２熱ゾーンの第２温度であり、
前記第２温度は、前記第１温度より高い、請求項１７の方法。
【請求項19】
前記１つまたは複数の誘導コイルに前記電力を印加する工程は、前記１つまたは複数の誘導コイルの第１誘導コイルに第１電力を印加する工程と、
前記１つまたは複数の誘導コイルの第２誘導コイルに前記第１電力と異なる第２電力を印加する工程と
を含む、請求項１７または請求項１８の方法。
【請求項20】
前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される電流、電圧または周波数の少なくとも１つを制御する工程を含む、請求項１７乃至１９のいずれか一項の方法。
【請求項21】
前記電力を印加する工程は、前記るつぼの前記第１部分において物質の第１部分を融解させ、
前記るつぼの前記第２部分において前記物質の第２部分を蒸発させる、請求項１７乃至２０のいずれか一項の方法。
【請求項22】
前記電力を印加する工程は、前記るつぼ内の物質を誘導加熱させ、前記物質の蒸気を生成し、前記方法は、基板上に前記蒸気を堆積させる工程を含む、請求項１７乃至２１のいずれか一項の方法。
【請求項23】
前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御し、前記基板上に堆積された前記蒸気の密度または前記基板上に前記蒸気を堆積させる速度の少なくとも１つを制御する工程を含む、請求項２２の方法。
【請求項24】
前記電力を印加する工程は、前記るつぼ内の液体に動きを生じさせる、請求項１７乃至２３のいずれか一項の方法。
【請求項25】
前記第１熱的特性または前記第２熱的特性の少なくとも１つの測定を代表する測定データを受信する工程と、前記測定データに基づいて前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御する工程と
を含む、請求項１７乃至２４のいずれか一項の方法。
【請求項26】
請求項１７乃至２５のいずれか一項の方法により製造されたエネルギー蓄積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物質の誘導加熱のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
るつぼ内に含まれる物質は、誘導加熱を経て加熱されてよく、それにより、電力は、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルに印加される。電力の印加により、物質内または物質を取り囲んでいる導電体内に渦電流が誘導され、次に物質が加熱される。物質を加熱することにより、物質を融解および蒸発させてよい。物質を効率的に蒸発させることが望ましい。
【発明の概要】
【0003】
本発明の第１態様によれば、るつぼと、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルとを備えるるつぼ装置が提供される。１つまたは複数の誘導コイルに電力が印加されると、るつぼの少なくとも第１部分に第１熱ゾーンが生成され、るつぼの少なくとも第２部分に第２熱ゾーンが生成され、第１熱ゾーンの第１熱的特性は、第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なる。異なる熱的特性でるつぼに第１熱ゾーンおよび第２熱ゾーンを生成することにより、るつぼの熱ゾーンを独立的に制御する能力を提供してよい。熱ゾーンを独立的に制御することにより、１つのゾーン、例えば、第２熱ゾーンを、より高温で構成できるようにしてよい。るつぼ装置は、実施例によっては、更なる加熱システム、例えば、電子銃システムを必要とすることなく、るつぼ内の物質を２０００℃を超えて保持できるようにする単純で効率的な手段を提供してよい。そのような構成は、るつぼ内の物質の高圧蒸気流動を生成する効率的な方法を提供しうる。
【0004】
第１熱ゾーンは、るつぼの基部とるつぼの第２部分との間に位置付けられてよい。第１熱的特性は、第１熱ゾーンの第１温度であってよく、第２熱的特性は、第２熱ゾーンの第２温度であってよい。第２温度は、第１温度より高くてよい。第２熱ゾーンの高温の下に第１熱ゾーンの低温を構成することにより、るつぼ内に含まれる物質の吐き出しおよび跳ね上げが最小限に抑えられてよい。これは、第１熱ゾーンの物質が第２熱ゾーンの物質よりゆっくりした速度で加熱されるという事実による。
【0005】
１つまたは複数の誘導コイルは、るつぼの第１部分の周りに配置された第１誘導コイルと、るつぼの第２部分の周りに配置された第２誘導コイルとを備えてよい。第１電力は、第１誘導コイルに印加されてよく、第２電力は、第２誘導コイルに印加されてよい。第１電力は、第２電力と異なってよい。第１および第２誘導コイルに異なる電力を印加することにより、るつぼの第１および第２熱ゾーンが異なる熱的特性、例えば、異なる温度を有することができるようになる。誘導コイルに印加される電力を独立的に制御すること、ひいては熱ゾーンの熱的特性を独立的に制御することにより、るつぼ内の物質の加熱をより大きく制御できるようにしてよい。
【0006】
第１冷却システムは、第１誘導コイルを冷却するように配置されてよい。同様に、第２冷却システムは、第２誘導コイルを冷却するように配置されてよい。誘導コイルを冷却することにより、誘導コイルへの過熱およびダメージを防いでよい。第１冷却システムおよび／または第２冷却システムは、水冷システムであってよい。水冷システムを使用することにより、熱エネルギーを誘導コイルから離して移動させるより効率的な方法が提供されてよい。第１冷却システムおよび第２冷却システムを有することにより、冷却システムを独立的に制御できるようにしてよい。これにより、それら自体が異なる温度でありうる第１および第２誘導コイルに異なる冷却量を適用する能力が提供される。
【0007】
絶縁体は、１つまたは複数の誘導コイルとるつぼとの間に配置されてよく、るつぼからの熱エネルギーの移動を阻止または別の方法により制限してよい。るつぼからの熱エネルギーの移動を制限することにより、るつぼの熱から誘導コイルを保護してよい。絶縁体は、膨張黒鉛絶縁体であってよい。耐火物は、１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置されてよい。同様に、耐火物は、るつぼからの熱エネルギーの移動を制限してよく、それにより、るつぼの熱から誘導コイルを保護する。
【0008】
るつぼ装置は、１つまたは複数の誘導に電力を印加すると、るつぼの加熱が誘導され、それにより、るつぼ内で少なくとも部分的に物質を加熱するように、配置されてよい。るつぼ内の物質を加熱することにより、物質が蒸発でき、物質が基板上に堆積できるようにしてよい。
【0009】
制御システムは、るつぼ装置を使用しているとき、第１熱的特性または第２熱的特性の少なくとも１つの測定を代表する測定データを受信するように配置されてよい。制御システムは、更に、るつぼ装置を使用しているとき、測定データに基づいて１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力を制御するように配置されてよい。第１および／または第２熱的特性の測定データを受信することにより、誘導コイルに印加される電力を制御する効率的な方法が提供されてよい。測定データをフィードバックループの一部として使用して、人手を介す必要なく、自動的に第１および／または第２熱的特性を維持するようにしてよい。
【0010】
第１熱的特性が第１熱ゾーンの第１温度であり、第２熱的特性が第２熱ゾーンの第２温度であるとき、温度センサーは、測定データを取得するように配置されてよい。制御システムは、そのため、第１および／または第２熱ゾーンの温度を制御可能であってよい。第１熱ゾーンの物質の場合、これにより、るつぼ内の物質が所望の速度、例えば、一定の速度で加熱されるように、第１熱の温度を維持する能力が提供されてよい。第２熱ゾーンの物質の場合、これにより、るつぼ内の物質が所望の速度、例えば、一定の速度で蒸発するように、第２熱ゾーンの温度を維持する能力が提供されてよい。
【0011】
第１熱的特性が第１熱ゾーンの第１温度であるとき、制御システムは、るつぼ装置を使用しているとき、第１温度がるつぼ装置により加熱される物質を融解させるための第１温度閾値を満たす、または超えるように、１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力を制御するように配置されてよい。
【0012】
第２熱的特性が第２熱ゾーンの第２温度であるとき、制御システムは、るつぼ装置を使用しているとき、第２温度がるつぼ装置により加熱される物質が蒸発するための第２温度閾値を満たす、または超えるように、１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力を制御するように配置されてよい。
【0013】
チャンバーは、るつぼとるつぼ装置の基部との間に配置されてよい。チャンバーは、万一るつぼが割れた場合には、るつぼ装置に保護を与えてよい。チャンバーを使用して、るつぼから漏れ出る物質を集めてよく、物質が堆積チャンバーへと漏れ出ること、および／またはるつぼ装置の近くの他のコンポーネントが汚れることを防いでよい。
【0014】
第３冷却システムは、チャンバーを冷却するように配置されてよい。第３冷却システムは、るつぼ装置の基部への熱エネルギーの移動を防いでよい、または他の方法で制限してよい。
【0015】
るつぼ装置は、蒸発堆積プロセスで使用するために配置されてよい。るつぼ装置は、基板上に物質を堆積させる効率的な方法を提供してよい。物質を加熱、蒸発、および堆積させるための高温が実現されてよい。さらに、１つまたは複数の誘導コイルへの電力の印加の制御を使用して、第１および第２熱ゾーンの熱的特性、および結果的に、基板上への物質の堆積の特性が制御できる。例えば、第１および第２熱ゾーンの特性を独立的に制御する能力は、基板上への物質の堆積の厚さおよび／または密度、基板上への物質の堆積の速度（例えば、物質の蒸気流動）、堆積の質（例えば、物質の蒸気流動の均一性）などの制御を提供してよい。１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力を調整することにより、基板上に堆積する物質の高圧蒸気流動を作り出す可能性がもたらされてよい。
【0016】
るつぼ装置は、エネルギー蓄積装置の製造で使用するために配置されてよい。エネルギー蓄積装置の製造は、薄いフィルムの代わりに比較的厚い層またはフィルムの堆積を伴ってよい。厚いフィルムを堆積させるためには、本発明のるつぼ装置などの、高度な再現性および制御を有する堆積源が望ましい。
【0017】
本発明の第２態様に従って、誘導加熱を経てるつぼの熱的特性を制御する方法が提供される。本方法は、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルに電力を印加し、るつぼの第１部分に第１熱ゾーンを、るつぼの第２部分に第２熱ゾーンを生成する工程を含み、第１熱ゾーンの第１熱的特性は、第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なる。異なる熱的特性でるつぼに第１熱ゾーンおよび第２熱ゾーンを生成することにより、るつぼの熱ゾーンを独立的に制御する能力が提供されてよい。熱ゾーンを独立的に制御することにより、１つのゾーン、例えば、第２熱ゾーンがより高温で構成できるようにしてよい。るつぼ装置は、実施例によっては、更なる加熱システム、例えば、電子銃システムを必要とすることなく、るつぼ内の物質を２０００℃を超えて保持できるようにする単純で効率的な手段を提供してよい。そのような構成は、るつぼ内の物質の高圧蒸気流動を生成する効率的な方法を提供しうる。
【0018】
１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力は、１つまたは複数の誘導コイルに印加される電流、電圧および／または周波数のいずれかを制御することにより制御されてよい。１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力は、るつぼの第１部分において物質の第１部分を融解させ、るつぼの第２部分において物質の第２部分を蒸発させてよい。電力を印加することにより、るつぼ内の物質を誘導加熱させ、物質の蒸気を生成してよい。さらに、蒸気は、基板上に堆積されてよい。物質の第１部分が融解され、物質の第２部分が蒸発するように電力を印加することにより、物質の吐き出しおよび跳ね上げが最小限に抑えられてよい。これは、物質の第１部分が物質の第２部分よりゆっくりした速度で加熱されるという事実による。
【0019】
１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力を制御することにより、基板上に堆積された蒸気の密度、および／または基板上に蒸気を堆積させる速度を制御する能力が提供されてよい。
【0020】
電力を印加することにより、るつぼの液体に動きを生じさせてよい。るつぼの液体の動きは、液体の撹拌を生じさせ、それにより、熱エネルギーのより均一な分布がもたらされ、るつぼ内の物質にホットスポットまたはコールドスポットがない、またはほとんどない、例えば、熱エネルギーが比較的均質に分布するようにしてよい。
【0021】
本発明の第３態様に従って、本発明の第２態様に従った方法により製造されるエネルギー蓄積装置が提供される。
【0022】
更なる特徴は、添付の図面を参照してなされる、ほんの１例として与えられる、以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】実施例によるるつぼ装置の模式図である。
【図2】更なる実施例によるるつぼ装置において第１熱ゾーンおよび第２熱ゾーンを生成する模式図である。
【図3】更なる実施例によるるつぼ装置において第１熱ゾーンおよび第２熱ゾーンの熱的特性を測定する模式図である。
【図4】更なる実施例によるるつぼ装置の模式図である。
【図5】誘導加熱を経てるつぼの熱的特性を制御する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
実施例による方法およびシステムの詳細は、図面を参照して、以下の説明から明らかになる。本記載においては、説明のため、特定の実施例の多数の具体的詳細が示される。本明細書における「実施例」または類似する言葉への言及は、実施例に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が少なくともその１つの実施例には含まれるが、必ずしも他の実施例には含まれないことを意味する。特定の実施例は、実施例の根底にある概念の説明および理解を簡単にするために省略および／またはやむを得ず単純化された特定の特徴により概略的に記載されていることに更に留意されたい。
【0025】
図１は、るつぼ装置１００の模式図である。本実施例において、るつぼ装置１００は、るつぼ１１０と、るつぼ１１０の周りに配置された１つまたは複数の誘導コイル１３０とを備える。るつぼは、例えば、加熱される物質を含むための器または容器である。るつぼ内の物質は、物質が溶融され、例えば、液体状態に変化するような温度まで加熱されてよい。るつぼは、制限されないが、黒鉛、磁器、陶磁器、アルミナまたは金属などの、耐熱材料から製造されてよい。るつぼの耐熱材料を選択して、るつぼ内の物質を融解させるのに必要な温度に耐えるようにしてよい。るつぼの材料および寸法（例えばサイズおよび／または形状）は、るつぼの使用の要件に基づいて選択できる。
【0026】
るつぼ１１０は、１つまたは複数の誘導コイル１３０を使用してるつぼ１１０内の物質１２０を加熱するために使用されてよい。物質１２０を加熱することにより、物質１２０の熱エネルギーが増加するため、物質の温度が上昇する。物質１２０を加熱することにより、結果的に、１つまたは複数の誘導コイル１３０に電力が印加されてよい。
【0027】
誘導コイルは、複数の巻き数のワイヤを有しうる連続して巻いたワイヤを備えてよい。ワイヤは、導電性物質、例えば銅から製造されても、導電性物質、例えば銅を含んでもよい。そのため、そのようなワイヤは、誘導コイルを通して電流を伝えることができる。複数の巻き数のワイヤは、中心軸の周りに配置された連続的なループまたは円のワイヤとして構成されてよい。実施例によっては、複数の巻き数のワイヤは、半径が次第に大きくなる円の中心軸の周りに配置される。他の実施例において、複数の巻き数のワイヤは、円の中心が直線上にあるような同一の半径を有する円の中心軸の周りに配置される。単一の長さのワイヤが、上述したように、１つの誘導コイルと見なされてよい。電力は、単独の誘導コイルに印加されてよい。例えば、互いに電気的に切断された、２つまたはそれ以上の別々の長さのワイヤが、２つまたはそれ以上の単独の誘導コイルと見なされてよい。電力は、例えば、第１誘導コイルに印加される第１電力および第２誘導コイルに印加される第２電力により、各誘導コイルに独立的に印加されてよい。るつぼ１１０の周りの１つまたは複数の誘導コイル１３０の存在により、誘導加熱を経てるつぼ１１０内の物質１２０を加熱できる。誘導コイルに交流電流（ＡＣ）を流すことにより、渦電流が、誘導コイルに取り囲まれた物質内に誘導されてよい。渦電流は、例えば、交番磁界の存在のため導電体内に誘導される電流の１つまたは複数の閉ループを含んでよい。電流は、誘導コイルを通過し、磁界を生成することができる。誘導コイルを通過する電流を交互に入れ替えることにより、渦電流を作り出す磁界が交互に入れ替えられることになる。
【0028】
渦電流は、物質を加熱する熱エネルギーを生成する。導電性の物質の場合、このプロセスにより、物質が加熱される。そのような導電性物質は、誘導サセプターとして既知であるかもしれない。導電率が低い物質の場合、コイルの内側のるつぼは、導電性の低い物質を含みうる、黒鉛などの、誘導サセプターから製造されてもよいし、そうでなければ誘導サセプターを含んでもよい。よって、るつぼは、誘導的に加熱されてよく、るつぼ内に含まれた物質は、伝導的に加熱されてよい。
【0029】
るつぼ装置１００は、るつぼ１１０内に初めは固体または液体状態である物質１２０を含んでよい。誘導加熱を経てるつぼ１１０内の物質１２０を加熱すると、物質は、融解状態と呼ばれうる液体状態に変化してよい。更に加熱することにより、融解された物質１２０が蒸発し、例えば、融解された物質１２０から蒸発する、蒸気とも呼ばれる気体状態に変化してよい。蒸発した物質は、基板上に堆積され、堆積物の層を作り出してよい。
【0030】
本明細書に記載のシステムおよび方法を文脈に入れるため、物質を基板に堆積させるための、蒸発堆積源としてのるつぼ装置１００の使用を、実施例として提供する。しかしながら、本明細書に記載のシステムおよび方法は、様々な他のプロセスで使用されてもよく、これは実施例にすぎないことに留意されたい。例えば、本明細書に記載のシステムおよび方法は、他の目的のために物質を加熱するために使用されてもよく、必ずしも物質の気化または物質の基板への堆積を伴わなくてもよい。
【0031】
堆積は、物質が基板上に供給されるプロセスである。物質が堆積しうる基板は、例えば、ガラスまたはポリマーであり、硬くても柔らかくてもよく、典型的に平面である。基板に層のスタックを置くことにより、個体電池などのエネルギー蓄積装置が作られてよい。層のスタックは、典型的に、第１電極層と、第２電極層と、第１電極層と第２電極層との間の電解質層とを含む。
【0032】
第１電極層は、正電流コレクター層として機能してよい。そのような実施例において、第１電極層は、（スタックを含むエネルギー蓄積装置のセルの放電中のカソードと一致しうる）正極層を形成してよい。第１電極層は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウムまたはアルカリ金属ポリスルフィド塩などの、安定した化学反応によってリチウムイオンを保存するのに適した物質を含んでよい。
【0033】
代替的な実施例において、第１電極層と基板との間に位置付けられうる別個の正電流コレクター層があってよい。これらの実施例において、別個の正電流コレクター層は、ニッケルはくを含んでよいが、アルミニウム、銅または鋼などの任意の好適な金属、またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）上のアルミニウムなどの金属化プラスチックを含む金属化物質が使用できることが理解される。
【0034】
第２電極層は、負電流コレクター層として機能してよい。第２電極層は、そのような場合、（スタックを含むエネルギー蓄積装置のセルの放電中のアノードと一致しうる）負極層を形成してよい。第２電極層は、リチウム金属、黒鉛、シリコンまたはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を含んでよい。第１電極層に関して、他の実施例において、スタックは、第２電極層上にありうる別個の負電流コレクター層を含んでよく、第２電極層は、負電流コレクター層と基板との間にある。負電流コレクター層が別個の層である実施例において、負電流コレクター層は、ニッケルはくを含んでよい。しかし、負電流コレクター層に、アルミニウム、銅または鋼などの任意の好適な金属、またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）上のアルミニウムなどの金属化プラスチックを含む金属化物質が使用できることが理解される。
【0035】
第１および第２電極層は、典型的に導電性である。電流は、そのため、第１および第２電極層を通るイオンまたは電子の流れのため、第１および第２電極層を流れてよい。
【0036】
電解質層は、イオン伝導性であるがリチウムリン酸窒化物（ＬｉＰＯＮ）などの電気絶縁体でもある任意の好適な物質を含んでよい。上述したように、電解質層は、例えば、固体層であり、高速イオン伝導体と呼ばれてよい。固体電解質層は、例えば、正規構造が欠け、自由に動きうるイオンを含む液体電解質の構造と、結晶性固体の構造との間の中間構造を有してよい。結晶物質は、例えば、正規構造を有し、２次元または３次元格子として配置されうる規則正しい原子配置を有する。結晶物質のイオンは、典型的に不動であり、そのため、物質中を自由に動くことができない。
【0037】
スタックは、例えば、基板上に第１電極層を堆積させることにより製造されてよい。電解質層が、続いて、第１電極層上に堆積され、第２電極層が、続いて、電解質層上に堆積される。スタックの少なくとも１つの層は、本明細書に記載のシステムまたは方法を使用して堆積されてよい。
【0038】
るつぼ１１０内に供給された物質１２０は、基板上に堆積される層に応じて選択できる。例えば、第１物質が、初めに、るつぼ１１０内に配置または別の方法で供給されてよい。第１物質は、コバルト酸リチウムなどの導電性物質であってよく、例えば、基板上に堆積され、エネルギー蓄積装置のための第１電極層を形成する。第１物質が基板上に所望の厚さまで堆積されると、るつぼ１１０内の第１物質は、第２物質に置き換えられてよい。第２物質は、イオン伝導性だが、リチウムリン酸窒化物（ＬｉＰＯＮ）などの電気絶縁物質であってよく、例えば、第１電極層上に堆積され、エネルギー蓄積装置のための電解質層を形成する。一旦、第２物質が基板上に所望の厚さまで堆積されると、るつぼ１１０内の第２物質は、第３物質に置き換えられてよい。第３物質も、リチウム金属などの導電性物質であってよく、例えば、電解質層上に堆積され、エネルギー蓄積装置のための第２電極層を形成する。第３物質が基板上に所望の厚さまで堆積されると、堆積された層のスタックに更なる処理が施され、エネルギー蓄積装置が作り出されてよい。
【0039】
典型的に、個体電池などのエネルギー蓄積装置の製造は、（例えば、ナノメートルオーダーの）薄いフィルムの代わりに、（例えば、時にはミクロンと呼ばれるマイクロメーターオーダーの）比較的厚い層またはフィルムの堆積を伴ってよい。この厚さのフィルムを堆積するためには、高度な再現性および制御を有する堆積源が望ましい。
【0040】
図１のるつぼ装置１００を振り返ると、本実施例において、るつぼ１１０は、第１部分１１０ａと第２部分１１０ｂとを備える。１つまたは複数の誘導コイル１３０に電力を印加すると、るつぼ１１０の少なくとも第１部分１１０ａに第１熱ゾーン１４０が生成され、るつぼ１１０の少なくとも第２部分１１０ｂに第２熱ゾーン１５０が生成される。第１熱ゾーン１４０は、第１熱的特性を有してよく、第２熱ゾーン１５０は、第２熱的特性を有してよいが、第１熱的特性が第２熱的特性と異なるようにする。
【0041】
実施例によっては、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０の熱的特性は、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０の温度であってよい。言い換えれば、１つまたは複数の誘導コイル１３０に電力を印加すると、第１熱ゾーン１４０は、第２熱ゾーン１５０の温度と異なる温度を有してよい。他の実施例において、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０の熱的特性は、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０の熱伝導率、熱伝導抵抗または温度勾配の少なくとも１つなどの、温度と異なる熱的特性であってよい。
【0042】
図１において、第１熱ゾーン１４０は、第２熱ゾーン１５０と別れた、異なるものとして示されるが、１つまたは複数の誘導コイル１３０に電力を印加すると、るつぼ１１０において第１および第２熱ゾーン１４０、１５０が別れず、異ならないかもしれないことを理解されたい。第１および第２熱ゾーン１４０、１５０は、図１の破線により示された領域に制限されなくてよい。
【0043】
代わりに、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０は、平均的に、所与の熱的特性を有するるつぼ１１０の一部であると考えられてよい。例えば、第１熱ゾーン１４０内で平均的に、第１熱ゾーン１４０は、第１温度を有してよい。同様に、第２熱ゾーン１５０内で平均的に、第２熱ゾーン１５０は、第２温度を有してよい。第１温度および第２温度は、同一であっても同一でなくてもよい。第１温度および第２温度が同一なとき、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０は、それにもかかわらず、例えば、異なる温度勾配、温度分布または温度プロフィールのため、異なる熱的特性を有してよい。
【0044】
実施例によっては、熱ゾーンは、るつぼの一部に存在してよい。熱ゾーンは、熱ゾーンがるつぼ材料が存在する場所に制限されるように、るつぼの一部の材料内に存在すると見なされてよい。言い換えれば、熱ゾーンは、るつぼ材料の外側に広がらなくてよい。例えば、第１熱ゾーン１４０は、るつぼ１１０の部分１１０ａの材料に制限されると見なされてよい。他の実施例において、熱ゾーンは、るつぼの一部に存在してよく、るつぼ材料の外側に広がってもよい。熱ゾーンは、るつぼの一部の材料内およびるつぼの空洞の一部内に存在すると見なされてよい。言い換えれば、熱ゾーンは、るつぼ材料の外側に広がり、加熱される物質１２０を含むるつぼの空洞を包含してよい。
【0045】
るつぼ１１０の第１部分１１０ａに対応する第１熱ゾーン１４０は、るつぼ１１０の基部１１０ｃとるつぼ１１０の第２部分１１０ｂとの間に位置付けられてよい。るつぼ１１０の基部１１０ｃは、るつぼ１１０の底と呼ばれてよい。第１熱ゾーン１４０は、るつぼ１１０の底部に位置付けられると見なされてよい。るつぼ１１０の第２部分１１０ｂに対応する第２熱ゾーン１５０は、るつぼ１１０の第１部分１１０ａとるつぼ１１０の上端１１０ｄとの間に位置付けられてよい。第２熱ゾーン１５０は、るつぼ１００の最上部に位置付けられると見なされてよい。
【0046】
実施例によっては、るつぼ１１０の第１部分１１０ａおよびるつぼ１１０の第２部分１１０ｂは、第１部分１１０ａおよび第２部分１１０ｂの両方に共通するるつぼ１１０の一部を含んでよい。従って、第１熱ゾーン１４０および第２熱ゾーン１５０は、第１熱ゾーン１４０および第２熱ゾーン１５０の両方に共通するるつぼ１１０の一部を含んでよい。言い換えれば、第１熱ゾーン１４０および第２熱１５０は、るつぼ１１０内で部分的に重なってよい。
【0047】
実施例によっては、るつぼ１１０の第１および第２部分１１０ａ、１１０ｂは、第１および第２熱ゾーン１４０、１５０の生成を可能にする異なる物理的特性を有してよい。るつぼ１００の第１部分１１０ａとるつぼ１１０の第２部分１１０ｂとの間のインターフェースは、インターフェースライン１１０ｅにより図１に示される。るつぼ１１０の第１部分１１０ａは、るつぼ１１０のインターフェースライン１１０ｅを通過するとき、るつぼ１１０の物理的特性が変化するように、るつぼの第２部分１１０ｂと異なる物理的特性を有してよい。
【0048】
１実施例において、るつぼ１１０の第１部分１１０ａは、るつぼ１１０の第２部分１１０ｂと異なる電気抵抗率を有してよい。例えば、第２部分１１０ｂは、第１部分１１０ａより高い電気抵抗率を有してよい。所与の電力が、るつぼ１１０の第１および第２部分１１０ａ、１１０ｂを取り囲むまたは別の方法でるつぼ１１０の第１および第２部分１１０ａ、１１０ｂの周りに配置された単独の誘導コイルに印加されるとき、るつぼ１１０の第２部分１１０ｂは、第２部分１１０ｂの高い電気抵抗率のため、るつぼ１１０の第１部分１１０ａよりも高熱になってよい。これにより、第１熱ゾーン１４０より高温の第２熱ゾーン１５０が作り出されてよい。上述したように、単独の誘導コイルは、１つの誘導コイルと見なされてよい。誘導コイルは、複数の巻き数のワイヤを有しうる連続して巻いたワイヤを備えてよい。
【0049】
他の実施例において、るつぼ装置１００は、るつぼ１１０全体に渡って同一または類似の物理的特性を有するるつぼ１１０を備えてよい。第１熱ゾーン１４０および第２熱ゾーン１５０を生成するため、そのような場合、２つまたはそれ以上の誘導コイル１３０が使用されてよい。第１誘導コイルを使用して、第１熱ゾーン１４０を生成してよく、第２誘導コイルを使用して、第２熱ゾーン１５０を生成してよい。第１電力が第２電力と異なるとき、第１誘導コイルに第１電力を、第２誘導コイルに第２電力を印加すると、第１熱ゾーンは、第２熱ゾーンと異なる熱的性質を有してよい。例えば、第２誘導コイルに第１誘導コイルより高い電力を印加することにより、第１熱ゾーンと比較して第２熱ゾーンに高温が生成されてよい。
【0050】
図２は、るつぼ装置２００において第１熱ゾーン２４０および第２熱ゾーン２５０を生成する模式図である。図１の対応する特徴と類似している図２の特徴には、同一の参照番号が付けられているが、１００ずつ増やされている。対応する記載は、特に明記しない限り、適用されると見なされる。
【0051】
るつぼ装置２００は、第１誘導コイル２３０ａと第２誘導コイル２３０ｂとを備える。第１電源２６０ａは、第１電力、例えば、交流電力を生成するように構成されてよい。第１電力は、１つまたは複数の電気接続２６２ａ、２６４ａを経由して第１誘導コイル２３０ａに印加されてよい。るつぼ２１０の一部の周りに第１誘導コイル２３０ａを配置することにより、るつぼ２１０に第１熱ゾーン２４０が生成される。第２電源２６０ｂは、第２電力、例えば、交流電力を生成するように構成されてよい。第２電力は、１つまたは複数の電気接続２６２ｂ、２６４ｂを経由して第２誘導コイル２３０ｂに印加されてよい。るつぼの一部の周りに第２誘導コイル２３０を配置することにより、るつぼ２１０に第２熱ゾーン２５０が生成される。
【0052】
電源は、パワーサプライと呼ばれてもよい。電源は、例えば、電気負荷、この場合は１つまたは複数の誘導コイルに電力を供給できる電気デバイスまたはシステムである。電源は、典型的に、電源からの電流を所与の電圧、電流および周波数に変換し、誘導コイルに電力を供給するようにする。
【0053】
第１電源２６０ａまたは第２電源２６０ｂなどの電源は、制御システム２６６により制御されてよい。制御システム２６６は、例えば、１つまたは複数の誘導コイル２３０ａ、２３０ｂに印加される電力を制御するように配置される。そのような制御は、（後述される）測定データなどの、制御システム２６６により受信される入力データに基づいてよい。制御システムは、コントローラーと呼ばれてマイクロコントローラーでありうるプロセッサーを備えてよい。プロセッサーは、データおよびコンピュータ読み取り可能命令を処理するための中央処理装置（ＣＰＵ）であってよい。制御システムは、データおよびコンピュータ読み取り可能命令を保存するための記憶装置を備えてもよい。記憶装置は、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリーおよびＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）などの不揮発性メモリー、および／または他の種類の記憶装置またはメモリーの少なくとも１つを備えてよい。記憶装置は、プロセッサーにより比較的迅速にアクセスされうるオンチップメモリーまたはバッファーであってよい。記憶装置は、例えば、少なくとも１つのバスにより、プロセッサーに通信可能に結合され、データが記憶装置とプロセッサーとの間を移動できるようにしてよい。このように、本明細書に記載の実施例に従ってるつぼ装置２１０およびその様々なコンポーネントを制御するためのプロセッサーによる処理のためのコンピュータ読み取り可能命令は、プロセッサーにより実行され、記憶装置に保存されてよい。代替的に、コンピュータ読み取り可能命令のいくつかまたは全ては、ソフトウェアに加えて、またはソフトウェアの代わりに、ハードウェアまたはファームウェアに組み込まれてよい。場合によっては、第１および第２誘導コイル２３０ａ、２３０ｂは、共通電源と呼ばれうるコンセントを使う電源などの、同一の電源から電力を受信するように配置される。そのような場合、第１および第２電源２６０ａ、２６０ｂが省略され、制御システム２６６は、代わりに共通電源から電力を受信し、それぞれ、互いに異なる第１および第２誘導コイル２３０ａ、２３０ｂにより供給される第１および第２電力を制御してよい。なお更なる場合において、第１電源２６０ａにより供給される第１電力を制御するように配置された第１制御システムおよび第２電源２６０ｂにより供給される第２電力を制御するように配置された第２制御システムがあってよく、第１電力は、第２電力と異なるようにする。そのような場合、第１および／または第２制御システムは、制御システム２６６と類似であってよい。
【0054】
電力は、例えば、少なくとも１つの電源を使用して、例えば、交流電力を印加することにより１つまたは複数の誘導コイル２３０ａ、２３０ｂに印加されてよい。電力の制御は、例えば、制御システム２６６を使用して、交流電力の電流、電圧および／または周波数の制御を通じて提供されてよい。実施例によっては、るつぼ装置２００は、既定の電圧および電流で動作してよい。既定の電圧および電流を選択して、るつぼ装置２００が低真空または中真空に取り囲まれるとき、るつぼ装置２００の近くでのプラズマの形成およびるつぼ２１０内の物質２２０の消失を防いでよい。
【0055】
実施例によっては、第１誘導コイル２３０ａに印加される第１電力は、第２誘導コイル２３０ｂに印加される第２電力２６０ｂより高くてよい。より高い電力を印加することにより、より大きな誘導加熱および結果として生じる高温がもたらされる。従って、これらの実施例において、第１誘導コイル２３０ａに対応する第１熱ゾーン２４０は、第２誘導コイル２３０ｂに対応する第２熱ゾーン２５０より高温を有する。
【0056】
他の実施例において、第２誘導コイル２３０ｂに印加される第２電力は、第１誘導コイル２３０ａに印加される第１電力より高くてよい。より高い電力を印加することにより、より大きな誘導加熱および結果として生じる高温がもたらされる。従って、これらの実施例において、第２誘導コイル２３０ｂに対応する第２熱ゾーン２５０は、第２誘導コイル２３０ａに対応する第１熱ゾーン２４０より高温を有する。
【0057】
第１熱ゾーン２４０が低温であって、第２熱ゾーン２５０が高温であるとき、るつぼ２１０内に含まれる物質２２０は、第１熱ゾーン２４０で溶融され、第２熱ゾーン２５０で蒸発してよい。実施例によっては、制御システム２６６は、第１温度がるつぼ２１０内に含まれる物質２３０を融解させるための第１温度閾値を満たす、または超えるように、１つまたは複数の誘導コイル２３０ａ、２３０ｂに印加される電力を制御するように配置されてよい。実施例によっては、制御システム２６６は、第２温度がるつぼ２１０内に含まれる物質２３０が蒸発するための第２温度閾値を満たす、または超えるように、１つまたは複数の誘導コイル２３０ａ、２３０ｂに印加される電力を制御するように配置されてよい。
【0058】
図２に示すように、第１熱ゾーンは、るつぼ２１０内に含まれる物質２２０のいくらかまたは大部分を含んでよい。第２熱ゾーン２５０は、るつぼ２１０内に含まれる物質２２０のいくらかまたは少ない部分を含んでよい。そのようなシナリオにおいて、物質２２０の大部分は、物質２２０を融解状態にする温度で保持されてよく、物質の少ない部分は、物質２２０が蒸発する温度で保持されてよい。
【0059】
低温の第１熱ゾーン２４０を高温の第２熱ゾーン２５０の下に構成することにより、物質が加熱され、蒸発するにつれてのるつぼ２１０内の融解物質２２０の吐き出しおよび跳ね上げが最小限に抑えられてよい。これは、第１熱ゾーン２４０の物質２２０が第２熱ゾーン２５０の物質２２０よりゆっくりした速度で加熱されるという事実による。
【0060】
上述したように、実施例によっては、るつぼ装置２００は、蒸発堆積源として使用されてよい。そのようなシナリオにおいて、るつぼ装置２００は、例えば、２０００度を超える高温で作動し、物質２２０を蒸発および堆積させるようにしてよい。２０００度を超える高温は、るつぼ２１０内で物質を加熱する電子銃システムの使用なしで実現されてよい。本明細書のシステムおよび方法は、そのため、既存のシステムより単純であってよい。
【0061】
そのような実施例において、るつぼ装置２００は、堆積チャンバー内に設置されてよい。堆積チャンバーは、物質がその上に堆積されうる基板を備えてよい。堆積チャンバー内に存在する（空気、窒素、アルゴンおよび／または任意の他の不活性ガスまたは貴ガスなどの）任意の気体が、堆積チャンバーから排出され、真空状態にされた堆積チャンバーにおける真空圧が既定の真空圧に達するようにしてよい。堆積チャンバーを既定の圧力にする真空排気は、真空ポンプシステムを使用して行われてよい。そのような真空ポンプシステムは、スクロールまたは回転ポンプおよび／またはターボポンプを備え、堆積チャンバー内の気体および／または空気を排出してよい。
【0062】
るつぼ装置２００が蒸発堆積源として使用されるとき、１つまたは複数の誘導コイルへの電力の印加の制御を使用して、るつぼの第１および第２熱ゾーン２４０、２５０の熱的特性を制御できる。結果的に、第１および第２熱ゾーン２４０、２５０の特性により、基板上への物質２２０の堆積の特性が判定されてよい。例えば、第１および第２熱ゾーン２４０、２５０の特性を独立的に制御する能力は、基板上への物質２２０の堆積の厚さおよび／または密度、基板上への物質２２０の堆積の速度（例えば、物質の蒸気流動）、堆積の質（例えば、物質の蒸気流動の均一性）などの制御を提供してよい。１つまたは複数の誘導コイルに印加される電力を調整することにより、基板上に堆積する物質の高圧蒸気流動を作り出す可能性がもたらされてよい。
【0063】
実施例によっては、２つまたはそれ以上の熱ゾーン２４０、２５０が存在することにより、熱ゾーン間の１つまたは複数の温度勾配が作り出されてよい。温度勾配を作り出すことにより、るつぼ２１０内の融解物質２２０に動きが生じ、例えば、るつぼ２１０内で融解物質２２０の撹拌が生じてよい。融解物質２２０は、（るつぼ２１０の第１部分に生成される）第１熱ゾーン２４０の領域および（るつぼ２１０の第２部分に生成される）第２熱ゾーン２５０の領域に含まれてよい。第１および第２熱ゾーン２４０、２５０の領域は、第１および／または第２熱ゾーン２４０、２５０のいくらかまたは全てを含んでよい。従って、融解物質２２０の撹拌は、第１熱ゾーン２４０と第２熱ゾーン２５０との間の温度勾配のため、第１熱ゾーン２４０の領域と第２熱ゾーン２５０の領域との間にあってよい。
【0064】
融解物質２２０の撹拌は、熱エネルギーのより均一な分布をもたらし、それにより、例えば、熱エネルギーが比較的均質に分布するように加熱されたとき、るつぼ２１０内に含まれる物質２２０にホットスポットまたはコールドスポットがない、またはほとんどないようにしてよい。物質２２０の誘導加熱により、融解物質２２０の誘導撹拌が生じてもよい。誘導撹拌は、熱エネルギーのより均質な分布をもたらし、それにより、より均質な融解物質２２０を供給してもよい。
【0065】
図３は、るつぼ装置３００の第１熱ゾーン３４０および第２熱ゾーン３５０の熱的特性を測定する模式図である。図１の対応する特徴と類似している図３の特徴には、同一の参照番号が付けられているが、２００ずつ増やされている。対応する記載は、特に明記しない限り、適用されると見なされる。
【0066】
１つまたは複数の温度センサーが、るつぼ３１０に結合され、るつぼ３１０の熱的特性を測定するようにしてよい。第１温度センサー３７０ａは、結合機構３７２ａを経由してるつぼ３１０の第１熱ゾーン３４０に結合されてよい。同様に、第２温度センサー３７０ｂは、結合機構３７２ｂを経由してるつぼ３１０の第２熱ゾーン３５０に結合されてよい。温度センサー３７０ａ、３７０ｂは、熱ゾーン３４０、３５０の少なくとも１つについて温度などの熱的特性を測定可能であってよい。
【0067】
結合機構３７２ａ、３７２ｂは、温度センサーを熱ゾーン３４０、３５０に物理的に接続または結合させてよい。実施例によっては、温度センサー３７０ａ、３７０ｂは、図３に示すように、所与の熱ゾーン３４０、３５０内でるつぼ自体の温度を測定する。例えば、温度センサー３７０ａ、３７０ｂは、例えば、るつぼの外側またはるつぼの材料内でるつぼ自体に物理的に接続されてよい。他の実施例において、温度センサーは、所与の熱ゾーン内のるつぼの空洞の温度、例えば、るつぼ内に含まれる物質の温度を測定する。例えば、温度センサーは、るつぼの空洞またはるつぼ内に含まれる物質に物理的に接続されてよい。
【0068】
温度センサー３７０ａ、３７０ｂは、熱電対、サーミスターまたはサーモスタットなどの、物体の温度を測定する任意のそのようなデバイスであってよい。温度センサー３７０ａ、３７０ｂは、それぞれ、第１または第２熱的特性の少なくとも１つの測定を代表する測定データを取得するように配置されてよい。実施例によっては、第１熱的特性は、第１熱ゾーンの第１温度であり、第２熱的特性は、第２熱ゾーンの第２温度である。
【0069】
実施例によっては、サーモスタットの場合など、第１および／または第２熱ゾーン３４０、３５０の温度または別の熱的特性の測定を使用して、誘導コイルに印加される電力を制御、または部分的に制御してよい。誘導コイルに印加される電力は、図２の制御システム２６６などの、制御システムにより制御されてよい。制御システムは、温度センサー３７０ａ、３７０ｂにより取得された測定データを含みうる受信された入力データに基づいて電力を制御するように配置されてよい。
【0070】
例えば、第１および／または第２誘導コイル３３０ａ、３３０ｂに印加される電力は、第１および／または第２熱ゾーン３４０、３５０用の温度センサー３７０ａ、３７０ｂによる温度測定に少なくとも部分的に基づいているフィードバックループにより制御されてよい。結果的に、第１および／または第２熱ゾーン３４０、３５０の温度は、人手を介す必要なく、自動的に維持できる。従って、第２熱ゾーン３５０において、物質３２０のほぼ一定の蒸気流動、または既存のシステムより少ない蒸気流動変化を伴う物質３２０の蒸気流動が実現されてよい。言い換えれば、物質３２０の気化は、ほぼ一定の速度で生じる。物質の蒸気流動は、蒸気流動がほぼ一定のとき、ほぼ一定であると見なされてよい。例えば、物質の蒸気流動は、測定許容範囲内で、または蒸気流動のプラスまたはマイナス１、５または１０パーセント内の蒸気流動変化を伴い、ほぼ一定であってよい。
【0071】
誘導コイルに印加される電力は、図２の制御システム２６６などの、制御システムにより制御されてよい。例えば、第１熱ゾーン３４０の第１温度がるつぼ装置３００により加熱される物質を融解させるための第１温度閾値未満であることを表す入力データに応じて、制御システムは、第１誘導コイル３３０ａに印加される第１電力を制御し、第１熱ゾーン３４０内の温度が第１温度閾値を満たす、または超えるまで、第１熱ゾーン３４０内の温度を上昇させてよい。同様に、第２熱ゾーン３５０の第２温度が物質が蒸発するための第２温度閾値未満であることを表す入力データに応じて、制御システムは、第２誘導コイル３３０ｂに印加される第２電力を制御し、第２熱ゾーン３５０内の温度が第２温度閾値を満たす、または超えるまで、第２熱ゾーン３５０内の温度を上昇させてよい。反対に、制御システムは、第１および／または第２温度が（例えば、所望の使用には高すぎるるつぼ３００から蒸発した物質の流動に対応する）更なる第１および／または第２温度閾値を満たす、または超えると判定された場合、第１および／または第２電力を減少させるように同様に配置されてよい。実施例によっては、膨張黒鉛絶縁体などの絶縁体３８０は、るつぼ３１０の周り、およびるつぼ３１０と１つまたは複数の誘導コイル３３０ａ、３３０ｂとの間に配置されてよい。絶縁体３８０は、例えば、熱エネルギーの移動を阻止または他の方法で制限できる耐熱材料である。例えば、絶縁体３８０は、るつぼ３１０から誘導コイル３３０ａ、３３０ｂへの熱エネルギーの移動を阻止してよい。誘導コイル３３０ａ、３３０ｂとるつぼ３１０との間に絶縁体３８０を配置することにより、絶縁体３８０は、るつぼ３１０からの熱から誘導コイル３３０ａ、３３０ｂを保護してよい。
【0072】
図４は、るつぼ装置４００の模式図である。図１の対応する特徴と類似している図４の特徴には、同一の参照番号が付けられているが、３００ずつ増やされている。対応する記載は、特に明記しない限り、適用されると見なされる。
【0073】
るつぼ装置４００は、上述したように、誘導加熱を経て加熱される物質４２０を含むためのるつぼ４１０と、るつぼ４１０の周りに配置される１つまたは複数の誘導コイル（この場合は、第１および第２誘導コイル４３０ａ、４３０ｂ）とを備えてよい。るつぼ４１０と第１および第２誘導コイル４３０ａ、４３０ｂとの間に、絶縁体４８０が存在し、電力が印加されるとるつぼ４１０内に生成される熱から第１および第２誘導コイル４３０ａ、４３０ｂを保護するようにしてよい。
【0074】
実施例によっては、少なくとも１つの誘導コイルは、冷却システムにより冷却されてよい。第１冷却システムは、第１誘導コイル４３０ａを冷却するように配置されてよい。第２冷却システムは、第２誘導コイル４３０ｂを冷却するように配置されてよい。第１冷却システムおよび第２冷却システムは、それぞれ、第１誘導コイル４３０ａおよび第２誘導コイル４３０ｂに異なる冷却量を適用してよい。
【0075】
実施例によっては、冷却システムの少なくとも１つは、水冷システムである。例えば、少なくとも１つの誘導コイルは、水冷システムによる水冷式であってよい。例えば、第１誘導コイル４３０ａは、第１水冷システムによる水冷式であってよく、この場合、（これは実施例にすぎないが）第１および第２エレメント４３２ａおよび４３４ａを備える。第１および第２エレメント４３２ａおよび４３４ａは、水を流すことができるチューブ、パイプまたは他のそのような中空の容器を備えてよい。第１および第２エレメント４３２ａおよび４３４ａは、熱エネルギーが第１誘導コイル４３０ａから第１および第２エレメント４３２ａおよび４３４ａおよび内部の水まで流れるように、第１誘導コイル４３０ａと熱的接触してよい。図４において、第１エレメント４３２ａは、第１誘導コイル４３０ａの下縁と平行に伸び、第２エレメント４３４ａは、第１誘導コイル４３０ａの上縁と平行に伸びるが、これは、実施例にすぎない。第１誘導コイル４３０ａの周りを、第１および第２エレメント４３２ａおよび４３４ａを通って流れる水は、第１誘導コイル４３０ａとの熱的接触することにより温まり、熱エネルギーの少なくともいくらかを第１誘導コイルから離して移動させてよい。従って、水は、熱伝達媒体として使用される。第１および第２エレメント４３２ａおよび４３４ａは、銅、金属または他のそのような熱伝導材料から製造されてよい。熱エネルギーを第１誘導コイル４３０ａから離して移動させることにより、第１誘導コイル４３０ａが冷却される。水冷システム４３２ａ、４３４ａ内の水は、第１エレメント４３２ａを通り、続いて第２エレメント４３４ａを通り、第１誘導コイル４３０ａを冷却するようにしてよい。
【0076】
同様に、第２誘導コイル４３０ｂは、第２水冷システムによる水冷式であってよく、本実施例において、（これは実施例にすぎないが）第３および第４エレメント４３２ｂおよび４３４ｂを備える。第３および第４エレメント４３２ｂ、４３４ｂは、上述した第１および第２エレメント４３２ａ、４３４ａと類似していてよいが、第１誘導コイル４３０ａではなく第２誘導コイル４３０ｂを冷却するように配置される。
【0077】
第１水冷システム４３２ａ、４３４ａおよび第２水冷システム４３２ｂ、４３４ｂは、互いに独立していてもよいし、共に連結されてもよい。１実施例において、第１水冷システム４３２ａ、４３４ａおよび第２水冷システム４３２ｂ、４３４ｂが独立しているとき、１つの水冷システムで使用される水は、他のシステム、例えば、並行して動作するシステムで使用される水とは分離している。別の実施例において、第１水冷システム４３２ａ、４３４ａおよび第２水冷システム４３２ｂ、４３４ｂが共に連結されているとき、水は、１つの水冷システムから別の、例えば、順番に動作するシステムに再循環される。
【0078】
水の熱伝達媒体としての使用との関連で水冷システムが説明されたが、他の冷却剤が使用されてもよいことに留意されたい。例えば、油、脱イオン水または好適な有機化合物、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコールまたはプロピレングリコールの溶液などの、高熱容量を有する他の液体が、水冷システムで使用されてよい。
【0079】
るつぼ４１０の下に位置付けられたチャンバー４９０は、万一るつぼ４１０が割れた場合に、るつぼ装置４００に保護を与えるために設置されてよい。チャンバー４９０を使用して、例えば、るつぼ４１０が割れた場合、るつぼ４１０から漏れ出る物質４２０を集めてよい。るつぼ４１０から漏れる物質４２０を集めることにより、物質４２０が堆積チャンバーへと漏れ出ること、および／またはるつぼ装置４００の近くの他のコンポーネントが汚れることを防いでよい。
【0080】
加えて、チャンバー４９０は、るつぼ装置４００の基部４１０ｃへの熱エネルギーの移動を防ぐために水冷式であってよい。第３水冷システム４９２ａ～４９２ｄは、るつぼ装置４００の基部４１０ｃを冷却するために存在してよい。水冷システム４９２ａ～４９２ｄ用の水は、第１エレメント４９２ａにおいて水冷システムに入り、第２エレメント４９２ｂを通って、第３エレメント４９２ｃを通って、第４エレメント４９２ｄにおいて水冷システムから出てよい。第１水冷システム４３２ａ、４３４ａおよび第２水冷システム４３２ｂ、４３４ｂとの関連で説明したように、第１、第２、第３および第４エレメント４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃおよび４９２ｄは、水または別の冷却剤を流すことができる連続チューブ、パイプまたは他のそのような中空の容器を備えてよい。
【0081】
実施例によっては、誘導コイル４３０ａ、４３０ｂは、耐火物４９４の中に入れられてよい。耐火物４９４は、例えば、１つまたは複数の誘導コイル４３０ａ、４３０ｂの周りに少なくとも部分的に配置されてよい。第１水冷システム４３２ａ、４３４ａおよび第２水冷システム４３２ｂ、４３４ｂは、耐火物４９４内に格納されてもよい。耐火物４９４は、例えば、熱エネルギーの移動を阻止または他の方法で制限できる耐熱材料である。例えば、耐火物４９４は、るつぼ３１０から誘導コイル３３０ａ、３３０ｂへの熱エネルギーの移動を阻止してよい。耐火物４９４内に誘導コイル３３０ａ、３３０ｂを入れることにより、耐火物４９４は、るつぼ３１０からの熱からのダメージから誘導コイル３３０ａ、３３０ｂを保護してよい。
【0082】
実施例によっては、るつぼ装置４００のサイズおよび／または形状は、基板のサイズおよび／または形状と一致するように構成されてよい。例えば、るつぼ装置は、特定の寸法に製造または選択され、基板の寸法と一致するようにしてよい。言い換えれば、所与の基板に対して、適切なるつぼが選択されてよい。るつぼ装置４００のサイズおよび／または形状を基板の外形と一致させることにより、基板上へのるつぼ４１０内の物質４２０の堆積を最適化する効率的な方法が提供されてよい。例えば、るつぼ内の物質４２０は、基板に堆積物を含まない部分がないように、基板の全体に堆積されてよい。
【0083】
実施例によっては、るつぼ装置４００のサイズおよび／または形状は、基板を含む堆積チャンバーと一致するように構成されてよい。例えば、るつぼ装置は、特定の寸法に製造または選択され、堆積チャンバーの寸法と一致するようにしてよい。言い換えれば、所与の堆積チャンバーのため、適切なるつぼが選択されてよい。るつぼ装置４００のサイズおよび／または形状を堆積チャンバーに一致させることにより、堆積チャンバー内の基板上へのるつぼ４１０内の物質４２０の堆積を最適化する効率的な方法が提供されてもよい。るつぼ装置４００は、堆積チャンバーの形状および／または寸法と一致する特定の形状および／または寸法に基づいて選択されてよい。そのような選択により、基板上の物質の堆積のサイズを増加させる効率的な方法が提供されてよい。
【0084】
実施例によっては、るつぼ装置４００は、堆積チャンバー内に設置される。蒸発物質４２０を供給するるつぼ４１０の第１および第２熱ゾーンのため、堆積チャンバーは、蒸発物質を供給する電子銃システムを備える同等の装置より高い真空圧（すなわち低真空）で維持されてよい。そのようなシナリオにおいて、堆積チャンバーを高圧力で維持することにより、堆積チャンバー内の空気または気体を排出するのにかかる時間が削減されてよく、より効率的なプロセスが作り出される。
【0085】
堆積チャンバーを高圧力で維持することにより、堆積プロセス中に反応性堆積を実施する能力が提供されてよい。反応性堆積において、堆積チャンバーに注入されうる堆積チャンバー内の気体は、るつぼ装置４００からの蒸発物質４２０と化学的に反応しうる１つまたは複数の化学元素および／または分子を含んでよい。結果的に、蒸発物質４２０および元素および／または分子が化学的に反応し、１つまたは複数の産物が生じてよい。産物は、続いて、堆積プロセスの一環として使用されてよい。例えば、産物は、基板上に堆積されてよい。
【0086】
実施例によっては、るつぼ装置４００は、連続供給システムを備えてよく、それにより、物質がるつぼ４１０に連続的に、または他よりも頻繁に供給され、るつぼ４１０内の物質４２０の量が減少しない、または特定の閾値より上に留まるようにする。るつぼ装置４００内に連続供給システムを備えることにより、るつぼ装置４００のスイッチを切る必要をなくし、るつぼ４１０内に物質４２０を補充できるようにしてよい。そのようなシナリオにより、るつぼ装置のダウンタイム量が削減され、より効率的なシステムが提供されてよい。
【0087】
図５は、誘導加熱を経てるつぼの熱的特性を制御する方法５００を示すフローチャートである。本方法は、上述したシステムを使用して実施されてよい。
【0088】
フローチャート５００のブロック５１０において、電力は、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルに印加される。
【0089】
フローチャート５００のブロック５２０において、るつぼの第１部分に第１熱ゾーンが生成され、るつぼの第２部分に第２熱ゾーンが生成され、第１熱ゾーンの第１熱的特性は、第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なる。
【0090】
そのような方法により、例えば、基板上の物質の蒸発堆積のために、例えば、るつぼ内の物質の加熱が可能になる。そのような方法により、第１および第２熱的特性が適切に制御され、希望通りにるつぼ内の物質の状態が制御されてよい。物質は、そのため、他よりも安定的な方法で堆積されてよい。さらに、そのような方法により、物質は、他よりも動作の中断が少なく、他よりも効率的に堆積されてよい。例えば、フィードバックループを使用して、第１および第２熱的特性を適切に制御し、例えば、希望通りに物質を加熱してよい。このように、本方法は、例えば、他よりも複雑さを軽減して、物質を基板上に正確で、再現性のある厚さで堆積できる。
【0091】
上記の実施例は、例示の実施例として理解されるものである。更なる実施例が想定される。
【0092】
任意の１実施例との関連で説明された任意の特徴は、単独または説明された他の特徴と組み合わせて使用されてよいこと、および任意の他の実施例の１つまたは複数の特徴と組み合わせて、または任意の他の実施例の任意の組み合わせで使用されてもよいことを理解されたい。さらに、上述されていない均等物および変形例が、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく採用されてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2022-04-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
るつぼ装置であって、るつぼと、
前記るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルであって、電力が印加されると、前記るつぼの少なくとも第１部分に第１熱ゾーンが生成され、前記るつぼの少なくとも第２部分に第２熱ゾーンが生成されるような１つまたは複数の誘導コイルと、
前記１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置された耐火物と
を備え、
前記第１熱ゾーンの第１熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なり、
使用の際、前記電力を印加することにより、前記るつぼ内の液体に動きを生じさせる、るつぼ装置。
【請求項2】
前記第１熱ゾーンは、前記るつぼの基部と前記るつぼの前記第２部分との間に位置付けられ、前記第１熱的特性は、前記第１熱ゾーンの第１温度であり、
前記第２熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２温度であり、
前記第２温度は、前記第１温度より高い、請求項１のるつぼ装置。
【請求項3】
前記１つまたは複数の誘導コイルは、前記るつぼの前記第１部分の周りに配置された第１誘導コイルと、
前記るつぼの前記第２部分の周りに配置された第２誘導コイルであって、前記第１誘導コイルに第１電力が印加でき、前記第２誘導コイルに前記第１電力と異なる第２電力が印加できるような第２誘導コイルと
を備える、請求項１または請求項２のるつぼ装置。
【請求項4】
前記第１誘導コイルを冷却するように配置された第１冷却システムと、前記第２誘導コイルを冷却するように配置された第２冷却システムと
を備える、請求項３のるつぼ装置。
【請求項5】
前記第１冷却システムまたは前記第２冷却システムの少なくとも１つは、水冷システムである、請求項４のるつぼ装置。
【請求項6】
前記１つまたは複数の誘導コイルと前記るつぼとの間に配置された絶縁体を備える、請求項１乃至５のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項7】
前記１つまたは複数の誘導コイルに前記電力を印加すると、前記るつぼ内で少なくとも部分的に物質を加熱するために、前記るつぼの加熱が誘導されるように配置される、請求項１乃至６のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項8】
使用の際、前記第１熱的特性または前記第２熱的特性の少なくとも１つの測定を代表する測定データを受信し、
前記測定データに基づいて前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御する
ように配置された制御システムを備える、請求項１乃至７のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項9】
前記測定データを取得するように配置された温度センサーを備え、前記第１熱的特性は、前記第１熱ゾーンの第１温度であり、前記第２熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２温度である、請求項８のるつぼ装置。
【請求項10】
前記第１熱的特性は、前記第１熱ゾーンの第１温度であり、前記制御システムは、使用の際、前記第１温度が、使用の際、前記るつぼ装置により加熱される物質を融解させるための第１温度閾値を満たす、または超えるように前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御するように配置される、請求項８または請求項９のるつぼ装置。
【請求項11】
前記第２熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２温度であり、前記制御システムは、使用の際、前記第２温度が、使用の際、前記るつぼ装置により加熱される物質が蒸発するための第２温度閾値を満たす、または超えるように前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御するように配置される、請求項８乃至１０のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項12】
前記るつぼと前記るつぼ装置の基部との間に配置されたチャンバーを備える、請求項１乃至１１のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項13】
前記チャンバーを冷却するように配置された第３冷却システムを備える、請求項１２のるつぼ装置。
【請求項14】
蒸発堆積プロセスで使用するために配置される、請求項１乃至１３のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項15】
エネルギー蓄積装置の製造で使用するために配置される、請求項１乃至１４のいずれか一項のるつぼ装置。
【請求項16】
誘導加熱を経てるつぼの熱的特性を制御する方法であって、１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置された耐火物を提供する工程と、
前記るつぼの周りに配置された前記１つまたは複数の誘導コイルに電力を印加し、前記るつぼの第１部分に第１熱ゾーンを、前記るつぼの第２部分に第２熱ゾーンを生成する工程と
を含み、
前記第１熱ゾーンの第１熱的特性は、前記第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なり、
前記電力を印加する工程は、前記るつぼ内の液体に動きを生じさせる、方法。
【請求項17】
前記第１熱ゾーンは、前記るつぼの基部と前記るつぼの前記第２部分との間に位置付けられ、前記第１熱的特性は、第１熱ゾーンの第１温度であり、
前記第２熱的特性は、第２熱ゾーンの第２温度であり、
前記第２温度は、前記第１温度より高い、請求項１６の方法。
【請求項18】
前記１つまたは複数の誘導コイルに前記電力を印加する工程は、前記１つまたは複数の誘導コイルの第１誘導コイルに第１電力を印加する工程と、
前記１つまたは複数の誘導コイルの第２誘導コイルに前記第１電力と異なる第２電力を印加する工程と
を含む、請求項１６または請求項１７の方法。
【請求項19】
前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される電流、電圧または周波数の少なくとも１つを制御する工程を含む、請求項１６乃至１８のいずれか一項の方法。
【請求項20】
前記電力を印加する工程は、前記るつぼの前記第１部分において物質の第１部分を融解させ、
前記るつぼの前記第２部分において前記物質の第２部分を蒸発させる、請求項１６乃至１９のいずれか一項の方法。
【請求項21】
前記電力を印加する工程は、前記るつぼ内の物質を誘導加熱させ、前記物質の蒸気を生成し、前記方法は、基板上に前記蒸気を堆積させる工程を含む、請求項１６乃至２０のいずれか一項の方法。
【請求項22】
前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御し、前記基板上に堆積された前記蒸気の密度または前記基板上に前記蒸気を堆積させる速度の少なくとも１つを制御する工程を含む、請求項２１の方法。
【請求項23】
前記第１熱的特性または前記第２熱的特性の少なくとも１つの測定を代表する測定データを受信する工程と、前記測定データに基づいて前記１つまたは複数の誘導コイルに印加される前記電力を制御する工程と
を含む、請求項１６乃至２２のいずれか一項の方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0003】
本発明の第１態様によれば、るつぼと、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルと、１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置された耐火物とを備えるるつぼ装置が提供される。１つまたは複数の誘導コイルに電力が印加されると、るつぼの少なくとも第１部分に第１熱ゾーンが生成され、るつぼの少なくとも第２部分に第２熱ゾーンが生成され、第１熱ゾーンの第１熱的特性は、第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なり、電力を印加することにより、るつぼ内の液体に動きを生じさせる。異なる熱的特性でるつぼに第１熱ゾーンおよび第２熱ゾーンを生成することにより、るつぼの熱ゾーンを独立的に制御する能力を提供してよい。熱ゾーンを独立的に制御することにより、１つのゾーン、例えば、第２熱ゾーンを、より高温で構成できるようにしてよい。るつぼ装置は、実施例によっては、更なる加熱システム、例えば、電子銃システムを必要とすることなく、るつぼ内の物質を２０００℃を超えて保持できるようにする単純で効率的な手段を提供してよい。そのような構成は、るつぼ内の物質の高圧蒸気流動を生成する効率的な方法を提供しうる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
絶縁体は、１つまたは複数の誘導コイルとるつぼとの間に配置されてよく、るつぼからの熱エネルギーの移動を阻止または別の方法により制限してよい。るつぼからの熱エネルギーの移動を制限することにより、るつぼの熱から誘導コイルを保護してよい。絶縁体は、膨張黒鉛絶縁体であってよい。耐火物は、１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置される。同様に、耐火物は、るつぼからの熱エネルギーの移動を制限してよく、それにより、るつぼの熱から誘導コイルを保護する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
本発明の第２態様に従って、誘導加熱を経てるつぼの熱的特性を制御する方法が提供される。本方法は、１つまたは複数の誘導コイルの周りに少なくとも部分的に配置された耐火物を提供する工程と、るつぼの周りに配置された１つまたは複数の誘導コイルに電力を印加し、るつぼの第１部分に第１熱ゾーンを、るつぼの第２部分に第２熱ゾーンを生成する工程とを含み、第１熱ゾーンの第１熱的特性は、第２熱ゾーンの第２熱的特性と異なり、電力を印加する工程は、るつぼ内の液体に動きを生じさせる。異なる熱的特性でるつぼに第１熱ゾーンおよび第２熱ゾーンを生成することにより、るつぼの熱ゾーンを独立的に制御する能力が提供されてよい。熱ゾーンを独立的に制御することにより、１つのゾーン、例えば、第２熱ゾーンがより高温で構成できるようにしてよい。るつぼ装置は、実施例によっては、更なる加熱システム、例えば、電子銃システムを必要とすることなく、るつぼ内の物質を２０００℃を超えて保持できるようにする単純で効率的な手段を提供してよい。そのような構成は、るつぼ内の物質の高圧蒸気流動を生成する効率的な方法を提供しうる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0020】
電力を印加することにより、るつぼの液体に動きを生じさせる。るつぼの液体の動きは、液体の撹拌を生じさせ、それにより、熱エネルギーのより均一な分布がもたらされ、るつぼ内の物質にホットスポットまたはコールドスポットがない、またはほとんどない、例えば、熱エネルギーが比較的均質に分布するようにしてよい。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0081】
実施例によっては、誘導コイル４３０ａ、４３０ｂは、耐火物４９４の中に入れられてよい。耐火物４９４は、１つまたは複数の誘導コイル４３０ａ、４３０ｂの周りに少なくとも部分的に配置される。第１水冷システム４３２ａ、４３４ａおよび第２水冷システム４３２ｂ、４３４ｂは、耐火物４９４内に格納されてもよい。耐火物４９４は、例えば、熱エネルギーの移動を阻止または他の方法で制限できる耐熱材料である。例えば、耐火物４９４は、るつぼ３１０から誘導コイル３３０ａ、３３０ｂへの熱エネルギーの移動を阻止してよい。耐火物４９４内に誘導コイル３３０ａ、３３０ｂを入れることにより、耐火物４９４は、るつぼ３１０からの熱からのダメージから誘導コイル３３０ａ、３３０ｂを保護してよい。
【国際調査報告】