Method and apparatus for plasma processing

Details Method and apparatus for plasma processing Method and apparatus for plasma processing

C - Chemistry, Metallurgy

21

D

C21D 1/38 (2006.01) C04B 35/64 (2006.01)

Patent

CA 2207273

A plasma heating apparatus (20) for heating a workpiece (26) includes a chamber (22) of sufficient size to receive a workpiece (26) therein and a source of a reduced gas pressure within the chamber (22) of from about 0.01 to about 100 millitorr. The plasma heating apparatus (20) further includes a plasma source (40) of an enveloping plasma. Optionally, a workpiece voltage may be applied between the workpiece (26) and the wall (24) of the chamber (22), a source (34) of a reactive gas can be provided to backfill the chamber (22), and radiant heaters (25) can be provided to independently heat portions of the workpiece (26). In operation, the plasma source (40) produces a plasma that surrounds and heats the workpiece (26). The plasma and the heating of the workpiece (26) are tailored to achieve controllably uniform or nonuniform heat treatment and/or surface treatment of the workpiece (26). The apparatus (20) can be used to heat treat the workpiece (26) in vacuum, or a reactive gas such as a gaseous source of nitrogen, carbon, or boron can be backfilled into the chamber (22) to alter the surface chemistry of the workpiece (26).

Cette invention concerne un dispositif de chauffage au plasma (20) qui permet de chauffer une pièce à travailler (26). Ledit dispositif comporte une chambre (22) de taille suffisante pour y loger la pièce à travailler (26) ainsi qu'une source conçue pour créer à l'intérieur de la chambre (22) une pression gazeuse réduite comprise approximativement entre 0,01 et 100 millitorr. Le dispositif de chauffage au plasma (20) comporte également une source de plasma (40) conçue pour envelopper de plasma la pièce à travailler. Eventuellement, on peut appliquer une tension de polarisation entre la pièce à travailler (26) et la paroi (24) de la chambre (22), on peut utiliser une source (34) de gaz réactif pour remplir la chambre (22) et des éléments de chauffage rayonnants (25) pour chauffer, indépendamment, diverses parties de la pièce à travailler (26). En cours de fonctionnement, la source de plasma (40) produit un plasma qui enveloppe et chauffe la pièce à travailler (26). Le plasma et le chauffage de la pièce à travailler (26) sont spécialement conçus pour parvenir, par régulation, à un traitement chauffant uniforme ou non uniforme et/ou à un traitement de surface de la pièce à travailler (26). Ce dispositif (20) peut servir à traiter par la chaleur la pièce à travailler (26) sous vide, ou bien il peut permettre le remplissage de la chambre (22) avec un gaz réactif tel qu'une source gazeuse d'azote, de carbone ou de bore dans le but de modifier les propriétés chimiques de surface de la pièce à travailler (26).

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