CN101903969A - 线性电子源和使用线性电子源的蒸发器以及电子源的应用 - Google Patents

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Abstract

所公开的是一给腹板或箔充电的方法。该方法包含由至少一滚轮引导具有10μm或更大厚度的一腹板或箔；设置一线性电子源(100)，其具有一外壳(112)，该外壳用作一阳极，该外壳具有：侧壁(312)；一狭缝开口(114)，其位于该外壳中用于一线性电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一阴极，其安排在该外壳内，并具有一第一侧(413)，其面对该狭缝开口；至少一气体供应器(70)，其用于提供一气体至该外壳中；及一电源供应器，其用于在该阳极和该阴极间提供一高电压；及发射该线性电子束，其中调整该高电压以用于提供一电子能量以在该腹板或箔内部注入该电子束的电子。

Description

线性电子源和使用线性电子源的蒸发器以及电子源的应用
技术领域
本发明涉及一电子源及一操作电子源的方法。尤其涉及一线性电子源，其用于产生一具有多种电子能量与一能量分布的线性电子束。另外，本发明涉及电子源的应用及利用一电子源的系统。
背景技术
电子源在多元化领域中是已知的。因此，举例来说，电子束用于材料改性、表面充电、样本成像等。
用于大面积基板或腹板上的电容、用于大面积箔的制造、用于薄膜太阳能电池的制造等的现代制造过程倾向于藉由扩大基板或腹板而减少制造成本。另外，增加基板尺寸以加速制造过程。为了增加制造设备的产量，由一源提供至一基板、箔、薄板、或腹板上的一些过程所需的能量密度也应增加。
举例来说，可应用在箔上藉由溅射沉积工序制造陶瓷及电解质电容。在箔上沉积材料的期间会产生热，热必须藉由使箔接触冷却滚轮来降低。因此，箔的冷却是仰赖于使箔接触滚轮。接触常藉由静电力实现。因此，箔的表面可通过一电子源充电。举例来说，为了给箔表面充电，可应用淹没式电子枪。
为改善制造设备，期望扩大制造设备的规模及增加箔、薄板、薄膜、电子部件等的制造速率的需求。
发明内容
鉴于上文，提供一根据独立权利要求1的给一腹板或箔充电的方法。
进一步的优点、特征、实施方式、及细节由独立权利要求、进一步地叙述、及附图使其明白。
根据一实施例，提供一线性等离子体电子源。该源包含一外壳，其用作一第一电极，该外壳具有侧壁；一狭缝开口，其位于该外壳中用于穿透一电子束，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一第二电极，其安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口，该第一侧与该狭缝开口间隔一第一距离，其中该长度方向上的该电子源的长度至少为该第一距离的5倍；及至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中。
根据另一实施例，提供一制造一线性等离子体电子源的方法。该方法包含制造一外壳，其用作一第一电极并具有一狭缝开口，其界定一长度方向；设置一第二电极在该外壳中，其具有一第一侧，该第一侧可调整以面对该狭缝开口并与该狭缝开口间隔一第一距离，其中该第二电极具有：第二另侧，其适以面对侧壁，和第三另侧，其适以面对该外壳；界定介于该第二电极的该第二另侧及该外壳侧壁和该第三另侧及该外壳间的预定分隔空间；在该外壳中装配该第二电极，并且该第二电极在该长度方向的一长度比该第二另侧及该外壳侧壁间的该预定分隔空间小至少1mm；及连接至少一气体供应器至该外壳。
根据还有的另一实施例，提供一蒸发设备，其用于蒸发一欲沉积的材料。该设备包含：至少一个蒸发坩锅，其具有一主体，该主体具有一区域，其用于在一侧接收该欲沉积的材料；一线性电子源，其是邻接该蒸发坩锅放置以用于在另一侧上撞击一电子束。该线性电子源包含一外壳，其用作一第一电极，该外壳具有侧壁；一狭缝开口，其位于该外壳中用于一电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一第二电极，其是安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口；及至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中。
根据一进一步的实施例，提供给一腹板或箔充电的方法。该方法包含通过至少一滚轮引导具有10μm或更大厚度的一腹板或箔；设置一线性电子源，其具有一外壳，该外壳用作一阳极，该外壳具有：侧壁；一狭缝开口，其位于该外壳中用于一线性电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一阴极，其是安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口；至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中；及一电源供应器，其用于在该阳极及该阴极间提供一高电压；及发射该线性电子束，其中该高电压是调整用于提供一电子能量以在该腹板或箔内部注入该电子束的电子。
根据一更进一步的实施例，提供一加热或清洁一腹板或箔的方法。该方法包含设置一线性等离子体电子源，其具有一外壳，该外壳用作一阳极，该外壳具有：侧壁；一狭缝开口，其位于该外壳中用于一电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一阴极，其是安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口；至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中；及一电源供应器，其用于在该阳极及该阴极间提供一高电压；在该狭缝开口前面可移动地引导该腹板或箔；及由该线性等离子体电子源发射一线性电子束。
实施例也针对设备，其用于实行该所揭示的方法，且包含设备部件，其用于执行各所述的方法步骤。这些方法步骤可经由硬件部件、适当软件程序化的计算机、该两者的任何组合、或任何其它方式来执行。此外，根据本发明的实施例也针对方法，该所述的设备是藉此操作。其包含方法步骤，该方法步骤是用于实行该设备的每种功能。
附图说明
对在此技术中具有一般技能的人员来说，包含其最佳模式的本发明的完整且可实施的公开是在此说明书的剩余部分更具体地提出，其包含对所附的附图的参照，其中：
图1表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意剖面图；
图2表示根据此处所述的实施例的一进一步的线性电子源的示意剖面图；
图3表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意前视图；
图4表示根据此处所述的实施例的一长线性电子源的示意图；
图5表示根据此处所述的实施例的一具有阴极支撑结构的线性电子源的示意图；
图6表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意图，其具有一受支撑的阴极及气体入口装置，其用于使气体注入一致；
图7表示一示意图，其进一步说明根据此处所述的实施例的一具有阴极支撑结构的线性电子源；
图8表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意图，其具有支撑结构及一具有两部分的阴极；
图9表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的图，其具有一具有两部分的进一步的阴极；
图10表示根据此处所述的实施例的一具有经过改变的出口狭缝的线性电子源的示意图；
图11表示根据此处所述的实施例的一具有宽电子出口的线性电子源的示意图；
图12表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意图，其具有一出口狭缝调整装置及一挡门；
图13A及13B表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意图，其具有用于该线性电子束的聚焦装置；
图14表示根据此处所述的实施例的一线性电子源的示意图，其具有用于一线性电子束的聚焦组件；
图15表示根据此处所述的实施例的一用于控制一线性电子源的系统的示意图；
图16表示一示意图，其说明根据此处所述的实施例的一使用一线性电子源的方法；
图17表示一示意图，其说明根据此处所述的实施例的使用一线性电子源的方法；
图18表示一示意图，其说明根据此处所述的实施例的一使用一线性电子源的蒸发设备；
图19表示一示意图，其说明根据此处所述的实施例的一使用一线性电子源的蒸发设备的进一步的实施例；
图20表示一示意图，其说明根据此处所述的实施例的一使用一线性电子源的蒸发设备的进一步的实施方式；及
图21表示一示意图，其说明根据此处所述的实施例的用于加热一硅晶片及使用一线性电子源的实施例。
具体实施方式
现将详细参照本发明的不同实施例，其一或多个范例是在图中说明。在下列的附图叙述中，相同的组件符号指示相同部件。一般说来，仅叙述关于个别实施例的差异。各范例是以解释本发明的方式提供，且不意味作为本发明的限制。举例来说，作为一实施例的部分的所说明或所述的特征可用在其它实施例上或连同其它实施例使用以产生还有一进一步的实施例。申请人预期本发明包含这类修改及变化。
本发明的实施例是关于线性电子源及操作线性电子源的方法，其可用于多种应用。因此，增加阴极的长度及/或高度以改善现代的薄膜、薄板、基板、腹板等的制造方法。图1说明线性电子源100的实施例。因此，图1表示一剖面示意图。线性电子源100包含外壳112，其用作电子源的阳极。外壳112的前部分113具有开口114，举例来说，一狭缝开口。在外壳112内部设有阴极110。在外壳中产生的并朝向外壳112的前部分113被加速的电子可通过开口114离开线性电子源100。
根据不同实施例，阳极可例如由铜、铝、钢、及其混合物等制造。
根据此处所述的实施例，其可与其它线性电子源的实施例结合，线性电子源可装配在一真空室内部。因此，外壳112的外部区域，且尤其是介于电子源开口114及电子撞击靶材间的区域可抽空至例如10-2至10-4毫巴的一压力。线性电子源100连接至一气体供应器，其具有一气体导管130。气流可经过调节以致外壳内部的压力相当于超过10-3毫巴的一压力，一般为超过10-2毫巴的一压力。根据此处所述的不同实施例，通过气体导管130注入外壳112中的气体可为至少来自由惰性气体(例如，氩、氮、氧、及其混合物)所构成的群组的一气体。
根据此处所述的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，阴极110藉由导电管或导体120连接至一电源供应器。导电体通过绝缘阴极的支撑构件122。根据更进一步的实施例，绝缘阴极的支撑构件122也以一气密方式设置，以致可保持外壳112内部及外壳112外部的压力差。外壳112接地并用作一阳极。因此，阴极110及阳极间的电压导致等离子体产生。在等离子体中产生的电子是朝向阳极被加速。加速朝向前部分113的电子可通过开口114离开线性电子源100。
根据某些实施例，提供阴极110电压的电源供应器适于可控制地提供位于，举例来说，-5kV至-30kV的范围间的一电压，一般位于-5kV至-14kV的范围间。图1表示一剖面图，其中阴极110具有一矩形形状并装配在外壳112内部，以致在底部、顶部、及左侧设有一分隔空间。这些分隔空间(亦即，未面对线性电子源100的前表面113的分隔空间)可形成为本质上一致。一般地，其足够大以防止电弧，并可例如位于2至12mm的范围间，一般为3至8mm，举例来说，为4至5mm。根据此处所述的实施例，分隔空间是选择为足够大以防止电弧，且足够小以本质上防止阴极和外壳112的上部、下部、及左(见图1)壁间的气体放电。
根据此处所述的不同实施例，其可应用至此处所述的线性电子源的实施例，所发射的线性电子束的能量分布可受阴极电位及外壳112内部的压力控制。因此，对一相对厚的阴极鞘及相对薄的等离子体区域来说，多种不同能量可根据阴极鞘中的电子产生位置产生。另外，薄的等离子体区域降低等离子体区域内部能量消散的机率。反之，如果等离子体区域的厚度增加，则在阴极鞘中产生的电子与等离子体区域中的电子及离子相互作用的可能性会增加。因此，高能量电子散失其能量给其它粒子，以致发生一较小的能量分布。根据此处所述的实施例，藉由调整操作参数，能量分布(FWHM)一般可低于最大电子能量的50％、30％、或10％。举例来说，可产生低于1000eV(例如，100或10eV)的值。在此技术中具有一般技能的人当明白上文所提及的一能量分布宽度值也将具有一最小值，其由一理论上的最小值给定，且其可位于0.1至1eV的范围间。
根据更进一步的实施例，其是针对图2进行讨论，一线性电子源也可具有圆柱形阴极210及外壳212，其剖面图为U形。因此，可提供介于阴极210及阳极间的本质上一致的分隔空间。不过，由于所产生离子(其在阴极的近处产生)的初始速度本质上将垂直于阴极表面，因此一般可使用一矩形阴极。因此，所产生的电子的初始速度较佳地是朝前表面113(与213相比)尤其是开口114(与开口214相比))定向。
示于图2的一进一步的改变，其可与此处所述的其它实施例结合，是设置两个气体导管130以将气体引入至外壳212中。因此，如图2所示，一气体，举例来说，惰性气体(例如，氩、氮、氧等)，可由外壳212的一上部部分及一下部部分引入。这可改善外壳212内的气体一致性。在外壳中(尤其是在面对出口狭缝214的阴极表面的近处)的更一致的气体分配改善线性电子源200的电子产生的一致性。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，可设置阴极支撑构件122，其给用于阴极的高电压提供电引线(feedthrough)，以致高电压连接在一减少的大气压力下并不一定要适于绝缘高电压。
图3表示从面对开口114的侧所观察的线性电子源100的侧视图。线性电子源100包含外壳112(其用作一阳极并一般可接地)及阴极110。前部分113被一具有狭缝形开口114的遮盖物遮盖。如图3所示，外壳112在两端具有侧壁312。
根据此处所述的实施例，线性电子源具有60厘米、70厘米、80厘米或更大的长度，该长度即为由左侧壁312至右侧壁312的长度。根据一般实施例，其可藉由结合此处所述的其它实施例而产生，长度可为至少70厘米，例如，介于1.5米至3米间，举例来说，2米、2.5米、或2.8米。线性电子源的增加的长度可实现在制造过程中使用线性电子源，该些制造过程是需要高产量且使用例如大面积基板、宽腹板、薄板、或其它需要在一宽长度上的电子轰击的靶材。
因此，阴极110的长度也因而增加。由于在操作期间的阴极加热可上达300至500℃或甚至800℃的温度，具有增加长度的阴极110由于阴极材料的热膨胀系数而变得更长。
这可是有意义的，尤其是，如果根据此处所述的实施例，可省略阴极及/或阳极的一冷却单元。
如关于图1及2所讨论的，阴极110及外壳112在那些未面对狭缝开口114的相对表面处一般具有一致的分隔空间。在线性电子源100的操作启动期间，阴极可加热至摄氏几百度，导致阴极相对于其长度的显著伸长。因此，阴极及个别的两侧壁间的分隔空间在阴极加热期间变化。
因此，根据可与此处所述的其它实施例结合的实施例，在冷状态(也即，室温)下的阴极长度可使得在操作期间，阴极110及侧壁312间的分隔空间比预期长度大几毫米。根据不同实施例，冷状态下的阴极可为约0.5mm到上至10mm，其对所需的分隔空间来说太短而阻止了阴极和位于阳极电位上的外壳侧壁间的辉光放电。
使冷状态下的阴极长度较短，或换句话说，使操作期间由阴极侧至外壳侧壁的分隔空间大于所需要的，可容许阴极在操作启动期间的热膨胀。
根据可与此处所述的其它实施例结合的不同实施例，阴极可包含一材料，其是选自由下列构成的群组：钢、不锈钢、铜、铝、石墨、CFC(碳纤维强化碳)、其复合物、或其混合物。
如果，例如由铜制成的阴极具有2米的长度，且在其中央具有一固定的阴极支撑件，也即，阴极由一固定支撑件向左延伸1米并向右延伸1米，基于17·10-6l/K的热膨胀系数的伸长在各侧上可为约8.5mm。根据不同实施例，由不锈钢阴极制成的相同的几何形状可具有位于2.5mm至7.5mm的范围间的伸长，取决于所使用的不锈钢类型。根据更进一步的实施例，由石墨或CFC材料的阴极制成的相同的几何形状可具有位于0.75mm至1.5mm的范围间的伸长。
因此，根据可与此处所述的其它实施例结合的一些实施例，冷状态下的伸长乃至于附加的分隔空间，对例如一些不锈钢类型、石墨、或CFC的阴极材料而言可减少。
图4说明一线性电子源的进一步的实施例。图4所示的线性电子源包含外壳112、前部分113，其具有狭缝开口114、及侧壁312，为了表示外壳112内的阴极110，其仅部分示出。如上文所述，对此处所述的实施例来说，外壳112可接地以用作线性电子源的一阳极。此处所揭示的长度L，举例来说，为1米至3米，一般为2米或其它值，是由箭头L指示。图4仅示出一部分的线性电子源。根据可与此处所述的其它实施例结合的此处所述的实施例，二或更多个气体导管130设置用于引入气体至外壳112中。根据进一步的实施例，如图2所示，二或更多个气体导管130可设置在一顶部侧及一底部侧上。根据更进一步的实施例，个别的气体导管130间的距离可位于150至300mm的范围间，一般为200至250mm。
根据更进一步的实施例，连接至一贮气槽的气体导管130具有一类似长度及安排，该贮气槽是用于提供诸如惰性气体之类的所需气体，例如，氩、氮、氧、及其混合物等。那就是说，设有气体导管的一串接，其中位于外壳中由贮气槽至气体入口的个别部件对各气体导管130来说本质上类似。这使得外壳中的各气体入口的压力一致，及产生具有改善的一致性的电子束。
如果例如一贮气槽是透过一气体导管连接至一阀，且一阀是连接至图4所示的气体导管130的部分，则由贮气槽至阀的第一部分及由阀至气体导管的第二部分对各气体入口来说可具有一类似长度。因此，个别气体导管的一小偏差是可接受的。一般说来，根据此处所述的实施例，一气体导管、一阀、一贮气槽等之一或更多个组件可用在一气体供应器中，其用于供应一诸如惰性气体之类的气体至该源的外壳中，该些气体例如氩、氮、氧、及其混合物等。根据进一步的实施例，其可藉由与其它实施例结合而产生，可设置至少两个气体供应器或甚至至少7个气体供应器。因此，二或更多个气体供应器一般可共享部件，例如，贮气槽、由贮气槽至一气体分配器的气体导管、及/或阀。
如图4所示，根据此处所述的实施例，阴极110具有多个侧。阴极具有前侧413及外侧412。另外，阴极110具有上侧414、下侧414及背侧414。前侧413具有始于狭缝开口114的一距离D。侧414与外壳112由分隔空间隔开。根据某些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，侧414及外壳112间的分隔空间本质上类似，且例如，位于3mm至7mm的范围间，例如，5mm。
线性电子源各端的侧412在侧412和外壳112的侧壁312间具有进一步的分隔空间。在一操作状态下，进一步的分隔空间可位于3mm至7mm的范围间，例如，5mm，及/或本质上类似于侧414和外壳112间的分隔空间。不过，由于在操作期间藉由加热至300℃至500℃的温度的阴极110的伸长，在一非操作状态下的进一步的分隔空间是介于1至10mm间，一般比操作状态下大2mm、5mm、或7mm。
根据更进一步的实施例，如果，举例来说，考虑一不同形状的伸长阴极(例如，见图2)，侧413及414可理解为那些平行于外壳壁或狭缝开口114的侧。
根据此处所述的实施例，线性电子源具有长度L，其足够长以提供一用于大面积基板、大腹板或薄板、或其它用于现代快速生产设备的宽面积的长线性电子束。该长度一般介于0.7米及3米，例如，2米或2.5米。狭缝开口及阴极前侧413间的距离D(沿着源的光学轴或光学平面)一般位于1厘米至11厘米的范围间，举例来说，为2厘米至5厘米。根据此处所述的实施例，线性电子源的长度为由阴极前侧413至开口114的距离D的至少5倍或甚至至少10倍。
图5说明进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合。图5所示的线性电子源包含外壳112，其具有侧壁312。图5表示从背侧(也即，相对狭缝开口的侧)所看的透视图。在外壳112的背侧，其表示用于支撑阴极的不同类型的支撑构件。根据此处所述的实施例，一线性电子源可具有一固定的阴极支撑构件及一或更多个浮动的支撑构件。
图5表示中心阴极支撑构件122，其具有一引线(feedthrough)，用于提供高电压给阴极的导电管或导体120可通过此引线馈送。在外壳的背表面的两端设有狭缝开口524。固定至阴极以支撑阴极的浮动支撑构件522可在狭缝开口524内滑动。此外，其表示密封构件526。密封构件526密封狭缝开口524，以致外壳112内部和外壳112外部可保持所需要的压力差。
根据不同实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，可设置一固定的支撑构件及二或更多个浮动的支撑构件。根据进一步的实施例，可设置超过一个的固定支撑构件及超过两个的支撑构件，举例来说，四个浮动支撑构件。
根据此处所述的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，狭缝开口524的长度可位于0.5至10mm的范围间。狭缝开口524的长度取决于阴极长度及阴极材料。如上文所述，热膨胀系数可非常显著地取决于所用的阴极材料。举例来说，如果设置具有2米长度的阴极，且阴极在阴极中央牢固地受到支撑，则相当于1米的热膨胀可在各侧发生。如果铜是用作阴极材料并以500℃的温度差加热阴极，狭缝开口524可具有7至10mm的长度，举例来说，为8.5mm。对不锈钢阴极来说，狭缝开口524的长度可例如位于3mm至8mm的范围间。此值也可取决于所用的不锈钢类型。如果石墨或CFC是用作阴极材料，狭缝开口524的长度可减少至约0.5至2mm。
进一步的改变，其可替代或附加地设置用于一线性电子源的实施例，是示于图6及7。其中，阴极是由支撑构件622支撑。这些支撑构件是设置在外壳112的一下部及一上部表面间。根据不同实施例，支撑构件622可由一绝缘材料制成，其不会影响阴极110及阳极间的等离子体产生。根据更进一步的实施例，举例来说，二、三、四、或更多的支撑构件可分别设置在阴极的上部及下部侧上。
如图7所示，支撑构件622可为浮动支撑构件，其可在狭缝开口724中滑动。倘若狭缝开口724穿透通过外壳112的壁，则可附加设置一密封件。或者，狭缝开口724可为外壳的内部分的一凹部，以致不需要任何密封件。根据更进一步的实施例，不具有浮动能力的替代或附加固定的支撑构件可设置用于下部及上部支撑构件622。
根据某些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，具有气体导管630的气体供应器可附加具有气体分配空间631。因此，气体是通过气体导管630提供至气体分配空间631，且在气体分配空间631及外壳112内部间设有小开口或小狭缝。
根据一些实施例，用于在外壳112中供应气体的入口可为开口632，其具有0.5至1.5mm的直径，并具有5mm至10mm的位于线性电子源的长度方向的距离。气体分配区631或气体分配空间沿线性电子源的长度提供一致的气体分配，以致在各开口632提供一类似压力。根据一些实施例，如图6所示，用作外壳112的气体入口的开口是设置为从气体导管630偏移。这可防止来自导管的直接气流通过开口，藉此气体分配区或空间631的效应可获得改善。
如上文所提及，可沿线性电子源长度设置并具有200至300mm或甚至500mm(在气体分配区631的情况下)的距离的个别气体导管630是经过安排以致提供一串接气体供应器模块。因此，各气体导管、阀等具有从贮气槽上至气体分配区631的类似长度。
图8为一线性电子源的剖面图。因此，剖面是在没有导电管120的位置及在没有开口632(见图6)的位置取得。根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，阴极810可具有核心814及外层812。因此，举例来说，核心或主体814可由一材料制成，例如，不锈钢、铜、铝、或其混合物。外层812可由例如石墨或CFC制成。设置一CFC外层可减少由于离子撞击在阴极上而发生的阴极材料的溅射或移除。
一类似效应可以阴极910实现，其示于图9。因此，设有主体914并在主体处设有前板912。根据某些实施例，主体914可包含一材料，例如，不锈钢、铝、铜、及其混合物。前板可包含一材料，例如，石墨或CFC。因此，可减少由于离子撞击在阴极上的阴极材料的溅射或移除。
图10及11说明狭缝开口的改变，其设有一窗以用于所产生电子的离开。根据不同实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，开口1014可具有电子发射栅极1015，其装配在一凹部中。因此，栅极装配框架1016可用于在外壳112内侧装配电子发射栅极。因此，根据某些实施例，为接地电位的发射栅极及为接地电位的前部分或表面113可经过调整使得阴极及发射栅极1015间的距离小于阴极110和前表面113间的距离。因此，可设置电场强度使得一较高的电场强度设置在发射栅极的近处。根据一些实施例，电子发射栅极1015可为例如钨等材料的粉料。因此，可提供用于使电子经此穿透的高透明度。
如图10所示，根据此处所述的实施例，阴极110具有多个侧。阴极具有前侧413。已关于图4叙述的另一侧并未在图10的剖面图中显示。另外，阴极110具有上侧414、下侧414、及背侧414。前侧413具有始于狭缝开口1014(也就是外壳112的前壁113中的开口)的距离D。侧414与外壳112由分隔空间隔开。根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，侧414及外壳112间的分隔空间本质上类似，且例如位于3mm至7mm的范围间，例如5mm。
根据更进一步的实施例，如果例如考虑一不同形状的伸长阴极(例如，见图2)，侧413及414可理解为那些平行于外壳壁或狭缝开口114的侧。
根据此处所述的实施例，线性电子源具有一长度，其足够长以提供一用于大面积基板、大腹板或薄板、或其它用于现代快速生产设备的宽面积的长线性电子束。该长度一般介于0.7米及3米间，例如，2米或2.5米。狭缝开口及阴极前侧413间的距离D(沿着源的光学轴或光学平面)一般位于1厘米至11厘米的范围间，举例来说，2厘米至5厘米。根据此处所述的实施例，线性电子源的长度为由阴极前侧413至开口114的距离D的至少5倍或甚至至少10倍。
对应的尺寸规格在图11中可见。如图11所示，可省略前表面(例如，见图10的113)。因此，开口1114可扩大以致更多电子可离开线性电子源。因此，阴极110的前侧及开口1114间的距离D可界定为如阴极表面和外壳112的末端间的距离，其界定扩大的开口1114。
由于扩大的开口1114，所发射的电子束强度可增加。举例来说，这可利用在如果电子束的垂直宽度不需要藉由一狭缝开口调整的地方。
另一方面，如图12所示，调整板1213可沿开口1214设置。调整板1213提供可调整的狭缝开口1214。因此，板1213可装配用于朝向及远离彼此而滑动移动。
根据更进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，挡门1250可设置用于闭合狭缝开口1214，以致没有任何电子可撞击靶材10。举例来说，挡门可旋转地装配在线性电子源的下部部分。如果挡门1250往上旋转，则开口1214闭合。如果挡门1250降下，则在室112内侧产生的电子束可撞击靶材10。
图12表示具有两部分的挡门1250。一中心部分，其遮盖大多数的狭缝1214(插入1252作为中心部分)，和边缘部分1254。边缘部分1254稍微比中心部分1252长。因此，边缘部分1254遮盖线性电子源外部1至3厘米。因此，狭缝开口1214可在线性电子源的中心区域开启，而狭缝开口的外部1至3厘米仍可受到遮盖。因此，电子束的中心部分可朝向靶材通过，而例如可不完全一致的电子束的外部部份可受阻挡。
根据此处所述的实施例，申请人希望使沿线性电子源长度的电子发射强度的一致性为±10％或更低或±5％或更低。因此，申请人可希望阻挡电子束的边缘部分及/或采取适当测量，以用于如上文所述那样改善外壳中的气体压力的一致性。
根据更进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，线性电子束可以一磁场或静电场聚焦。因此，聚焦必须以一圆柱透镜的形式实施。图13a及13b表示线性电子源100及线圈1360，其围绕线性电子源的外壳112设置。线圈1360提供一磁场，如箭头1362所指示。因此，可提供线性电子束朝一水平中心轴或光学轴102的聚焦。根据一些实施例，来自线圈1360的磁场可另以磁极片引导。一般说来，磁场1362造就围绕光学轴102旋转的电子束的轨道(trajectory)。此旋转轨道是朝光学轴102聚焦，类似于电子显微镜中的磁透镜。如图13b所示，即使线圈1360并非旋转对称，在沿线性电子源长度的各位置上也可获得一聚焦性质。
根据更进一步的实施例，类似的磁场1462可由一对永久磁铁1460提供，其图示于图14中。磁铁1460沿线性电子源的长度延伸。虚线1464是设置用于说明的目的，并分隔永久磁铁的北极与南极。
根据更进一步的实施例，静电上部及下部电极可设置在外壳壁中或外壳内侧以用于提供一圆柱长度(cylindrical length)。
具有用于控制操作参数的控制装置的线性电子源100的实施例示于图15。线性电子源100具有阴极110、及由外壳112提供的阳极，外壳112具有狭缝开口114，其设置在线性电子源100的前面。一高电压可由电连接120提供给阴极。外壳是接地以提供给阳极一接地电位。一如惰性气体的气体(例如，氩、氮、氧、或其混合物等)是由贮气槽70通过阀72、73、导管130、及气体分配空间631提供进入外壳112中以用于产生等离子体。一般说来，根据一些此处所述的实施例，一气体导管、一阀、一贮气槽、一气体分配空间等之一或更多个组件可用在一气体供应器中，其用于供应一类似惰性气体的气体至该源的外壳中，该气体是例如，氩、氮、氧、及其混合物等。根据进一步的实施例，其可藉由与其它实施例结合而产生，可设置至少两个气体供应器或甚至至少7个气体供应器。因此，二或更多个气体供应器一般可共享部件，例如，贮气槽、由贮气槽至一气体分配器的气体导管、及/或阀。
根据一些此处所述的实施例，如图15所示，提供气体给上部气体分配空间631的气体导管130具有与提供气体给下部气体分配区631的气体导管130类似的长度。因此，外壳中可产生一致的气体压力。应用至不同的气体入口的气体导管沿线性电子源100的长度设置在外壳的上部及/或下部部分。
在各气体导管130内部，阀72及73分别设置用于控制等离子体区域中的气流。阀是由控制器90控制，如分别由箭头74及75所指示。根据一些此处所述的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，阀72及73分别可以位于1至10毫秒的范围间的反应时间控制。因此，举例来说，在阴极和阳极间发生电弧的情况下，可实现一快速反应。
一般说来，电流乃至于电子束强度，可以在等离子体区域中提供的气体量来控制。提供给线性电子源的电流是与由电子发射提供的电流成比例。举例来说，如果电流必须减少，则阀72及73受控以使等离子体区域中的气体量增加。
用于阴极110的高电压是由电源供应器80提供。根据一些实施例，控制器90测量由定电压源80提供给阴极的电流。在图15中，此是以箭头95指示。另外，如箭头82所指示，电压供应80可包含一电弧抑制控制。如果电弧发生在阴极和阳极间，电流可呈现迅速增加，其可由电源供应器80的电弧抑制装置侦测。根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，电压供应是适于以毫秒范围开关，举例来说，1毫秒至10毫秒。一般说来，反应时间可取决于基板沿电子源移动的速度。因此，对非常快速移动的基板来说，反应时间甚至可更快，或如果基板并未移动或仅缓慢移动，则可更低。因此，如果电弧发生，电源供应器80可立即关掉，并进一步在电弧消失后立即再次开启。一方面，这使得线性电子源的稳定操作。另一方面，操作可为拟连续的。如果线性电子源是用在靶材为快速移动的腹板及箔等的应用上，则这尤其有意义。
主要控制单元92提供所需的电流及电压值，其可具有显示装置91及输入装置93，例如，键盘、鼠标、触碰式屏幕等。所需电流(也即，电子束强度)如箭头94所指示那样提供给控制器。控制器测量目前电流，且如果目前电流不等于所需电流，则调整气流。主要控制单元92进一步如图15的箭头84所指示那样给定电源供应器80一所需电压值。在阴极和阳极间提供的电压可用于影响所发射电子的能量。因此，电源供应器80将阴极110设在位于-3至-30kV的范围间的固定电位，一般为-5至-10kV，举例来说，-10kV。由于阳极接地，一固定电压施加在阴极和阳极间。
在下列实施例中，使用线性电子源及整合线性电子源的设备的方法将参照图16至21讨论。因此，根据一些实施例，可使用如上文所述的线性电子源。另外可使用具有例如20至60厘米长度的线性电子源。一般说来，线性电子源具有一阴极以及一阳极，一高电压是由一电连接和一阳极提供给该阴极，该阳极是由线性电子源的外壳提供。
一般说来，根据此处所述的实施例，所发射的电子束沿线性电子源的长度具有一致性，其具有±10％或更低或±5％或更低的偏差。另外，对不同应用来说，线性电子束中的电子能量可适于不同应用，且线性电子束的强度可适于不同应用。
根据一些实施例，一线性电子源，尤其是一根据上文所述的实施例的线性电子源，可用于给一箔或一腹板充电。根据此处所述的实施例，尤其是具有5至100μm，一般为10μm或25μm的厚度的厚箔或腹板可由一线性电子源充电。如图16所示，箔1622是在滚轮1620上方受到引导。箔1622在滚轮1620上方的这类引导或运送可用在多种用于制造腹板或箔、用于在腹板或箔上沉积材料、用于在腹板或箔上图案化薄膜层等的设备中。因此，由于多种原因，必须提供电荷给箔。一方面，滚轮1620可充电至一正电位，且一箔等可负充电以改善箔对滚轮的附着。另一方面，箔可以不同工序充电，且箔上的电荷必须移除。
尤其对上文的厚箔(举例来说，10μm)来说，箔上的表面电荷可常不导致所期望的结果。根据此处所述的实施例，线性电子源100可用于将电子注入至箔中。因此，数μm的注入深度(举例来说，2μm至10μm)可取决于由线性电子源100发射的电子1612的能量而实现。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，注入深度可调整为至少是箔厚度的20％，及/或介于箔厚度的50％和80％间。因此，在不使相当部分的电荷通过箔并撞击相对电极的情况下，电荷可位于接近相对电极处。
根据不同实施例，为了提供所需的注入深度，位于-5至-10kV的范围间或甚至高达-20kV的一电压(例如，-15kV)可施加至线性电子源100的阴极。在线性电子源内产生电子1612及离子1614。由于阴极和阳极间的电压，电子会加速朝向线性电子源的前表面，并可通过开口114离开线性电子源以撞击箔1622。
为了电子注入的目的，一般说来，开口114的狭缝宽度可设置在从1mm至10mm的范围间。因此，所发射的电流可限制在由电源供应器所提供的电流的10％至30％的范围间。根据此处所述的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，注入深度是依据箔厚度作选择，也即，注入深度必须小于箔厚度。
根据此处所述的实施例，用于控制气体注入的阀的反应时间，以及用于电源供应器的电弧反应的反应时间可介于几毫秒的范围间，一般为1毫秒至20毫秒。因此，对在滚轮1620上方高速运送的箔1622来说，可提供几乎连续的电荷注入，甚至在电弧发生于阴极和阳极间的情况下亦然。
根据其它实施例，其可与此处所述的实施例结合，电子注入方法、加热方法、或清洁方法可提供低于50mm的用于电子轰击的由开口114或1714(见图17)至靶材的距离。因此，可减少具有分子出现在狭缝开口及靶材间的电子散射损耗。根据一些实施例，散射率可适于具有由开口发射撞击靶材的电子的至少80％或90％。
根据更进一步的实施例，如图17所示，电子注入方法、加热方法、或清洁方法可设置开口1714，其具有一高度，该高度相当于外壳高度的至少50％、至少80％、至少90％、或甚至本质上为100％。因此，该高度是在垂直于电子源长度的一平面中界定。电子源长度可界定为沿狭缝开口114或1714的方向延伸。因此，举例来说，在图16及17中，开口高度为开口的垂直尺寸。
因此，根据还有的其它实施例，介于开口114或1714及靶材间的用于电子轰击的距离另可低于5mm。因此，实质上所有未碰撞阳极的电子将引导至靶材上。
一使用一般线性电子源或此处所述的线性电子源的进一步的方法可为金属箔的加热及/或清洁。举例来说，金属箔是用于制造光电薄膜。在薄膜太阳能电池或其它金属箔用于的薄膜的制造期间，金属箔必须针对不同的处理步骤预先加热。
图17表示线性电子源1700，其是放置在金属箔1722前面并在滚轮1720上方受到引导。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，线性电子源1700的阴极1710可加大尺寸。因此，阴极表面可具有位于50至6000cm2的范围间的面积。举例来说，阴极高度(也即，图17的垂直方向)可位于1厘米至30厘米的范围间。对加大尺寸来说，高度尤其可位于15厘米至30厘米的范围间，举例来说，为15厘米或20厘米。
对加热方法来说，通常所发射的线性电子束的强度必须增加。扩大的阴极表面导致电子束强度增加，那就是说，导致电子束电流增加。另外，线性电子源1700的开口1714是设置为外壳高度的至少80或90％。一般地，用于设置一狭缝开口的前表面可省略。因此，电子束电流可进一步增加。
根据还有的进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，由线性电子源1700至箔1722的距离可减少为低于50mm。因此，由宽开口发射的所有电子可撞击箔。
根据此处所述的实施例，可藉由下述方式改善在一金属箔上所提供的功率强度的效能：增加阴极1710的前表面；藉由设置宽开口1714，其本质上相当于线性电子源的外壳尺寸；及/或藉由减少线性电子源1700至靶材的距离。
根据此处所述的实施例，对一金属箔的加热及/或清洁来说，宽电子束开口可提供上达80％的效能。阴极及阳极间的一般电压可位于5至10kV的范围间。另外，其也可提供位于12至15kV的范围间的更高电压，举例来说，13kV。
根据还有的进一步的实施例，加热金属箔的方法也可用于清洁金属箔。因此，黏附至金属箔的油或其它材料的处置可藉由加热金属箔而蒸发。另外，复合化学成分(举例来说，油)可藉由电子束提供的能量分解。油等的分解残余物接着可藉由蒸发而移除。根据还有其它实施例，一般的线性电子源及根据此处所述的实施例的线性电子源可用于从腹板箔移除油。电容例如可藉由在箔上设置油的图案，并在未受到油覆盖的区域中沉积金属薄膜而在一腹板箔上制造。因此，在金属沉积过程后，油必须移除，甚至是腹板上的小的油残余物会使欲制造的电容的操作恶化。因此，即使腹板在制造过程期间为高速，申请人也希望具有从腹板移除油的快速工艺。根据此处所述的实施例，来自腹板的油可藉由关于图17所述的方法移除。
图17表示线性电子源1700，其是放置在金属箔1722前面并在滚轮1720上方受到引导。
根据某些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，线性电子源1700的阴极1710可加大尺寸。因此，阴极表面可具有位于50至6000cm2的范围间的面积。举例来说，阴极高度，亦即，图17的垂直方向，可位于1厘米至30厘米的范围间。对加大尺寸来说，高度尤其可位于15厘米至30厘米的范围间，举例来说，15厘米或20厘米。
对清洁或加热方法来说，通常所发射的线性电子束的强度必须增加。扩大的阴极表面导致电子束强度增加，那就是说，导致电子束电流增加。另外，线性电子源1700的开口1714是设置为外壳高度的至少80或90％。一般地，用于设置一狭缝开口的前表面可省略。因此，电子束电流可进一步增加。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，从线性电子源1700至箔1722的距离可减少为低于50mm。因此，由宽开口发射的所有电子可撞击箔。
根据此处所述的实施例，在一金属箔上提供功率强度的效能可藉由增加阴极1710的前表面、藉由设置宽开口1714，其可本质上相当于线性电子源的外壳尺寸、及/或藉由减少线性电子源1700至靶材的距离来改善。
根据此处所述的实施例，对一金属箔的加热及/或清洁来说，宽电子束开口可提供上达80％的效能。阴极和阳极间的一般电压可位于5至10kV的范围间。另外，其也可提供位于12至15kV的范围间的更高电压，举例来说，13kV。
根据此处所述的实施例，一般的线性电子源，尤其是此处所述的线性电子源，可用于一蒸发设备。
对基板上的材料薄膜涂层来说，可使用专用的。举例来说，具有金属薄膜的涂层，其提供大面板显示器的电容或弹性结构或腹板上的保护层，可通过蒸发器施加。一般说来，尤其对基板尺寸增加的大面板显示器来说，涂层工序必须改善。
图18表示一蒸发器，其具有线性电子源100，其安排在蒸发坩锅180下方。线性电子源100具有外壳112，其具有侧壁312及狭缝开口114。狭缝开口114面对蒸发坩锅180的下部部分。根据此处所述的实施例，在线性电子源的操作期间，电子束撞击蒸发坩锅180下侧，从而加热蒸发坩锅。如果一材料(例如，铝)欲在一坩锅中蒸发，则铝可馈送至位于凹部部分182中的蒸发坩锅的熔化区。另外，加热铝以致其蒸发并可沉积在一基板等之上。
一蒸发器的一进一步的实施例示于图19。因此，多个蒸发坩锅980是放置在线性电子源100的狭缝开口114上方。一般地，蒸发坩锅980可相对于彼此安排以使在蒸发坩锅间没有任何间隙。如上文所述，一欲蒸发的材料可馈送至具有一凹部部分的各蒸发坩锅中，且加热坩锅以蒸发材料，例如，铝等。
实施例的进一步的细节，其可与此处所述的其它实施例结合，是示于图20。图20表示线性电子源100，其具有阴极110及外壳112，其用作阳极。阴极110藉由电连接器120连接至高电压源，电连接器120设置通过阴极支撑构件122。一如惰性气体的气体(例如，氩、氮、氧、其混合物等)可经由气体导管130注入。在线性电子源100的操作期间，电子朝向以蒸发坩锅2080的形式的靶材被加速。因此，加热蒸发坩锅以致欲沉积在基板上的材料熔化及蒸发。根据此处所述的不同实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，坩锅温度可位于1000℃至1600℃的范围间，取决于欲蒸发的材料。蒸发坩锅2080可具有凹部部分2084，其用于接收熔化的材料。如线2082所指示，材料可例如藉由一线连续馈送至蒸发坩锅。
根据不同实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，用于制造蒸发坩锅2080的材料一般可选自由下列构成的群组：金属硼化物、金属氮化物、金属碳化物、非金属硼化物、非金属氮化物、非金属碳化物、氮化物、硼化物、石墨、二硼化钛、氮化硼、碳化硼、碳化硅、及其组合。另外，尤其可使用例如，氧化铝或陶瓷材料。根据进一步的实施例，上述成分可经过选择以致蒸发坩锅2080具有相当于2000μΩ·cm及以上，或300μΩ·cm或以下的电阻的导电率。一般说来，此处提供的坩锅电阻指的是冷状态下的电阻。由于蒸发坩锅并未由经此馈送的电流加热，蒸发坩锅的材料选择显著增加，且材料可独立于坩锅的电性质而选择。
根据进一步的实施例，蒸发坩锅2080是位于热绝缘构件2086上。这些支撑构件不必是导电体。因此，材料选择可适于热绝缘。根据不同实施例，可使用类似高温金属、高温陶瓷等的材料。另外，根据一些进一步的实施例，坩锅接触支撑构件的剖面面积可缩小至2mm2至10mm2。因此，用于蒸发坩锅2080的支撑构件导致坩锅及其支撑的组合的热电容减少。减少的热电容导致转移至坩锅以提供所需温度的能量必须减少。举例来说，坩锅支撑件可具有100(W/m·K)或更低、或甚至10(W/m·K)或更低的导热率。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，一般的等离子体电子源(尤其是根据此处所述的实施例的线性电子源)可用于加热一硅晶片。在半导体制造期间，存在有必须加热硅晶片的多种工序。这些工序可为沉积工序、退火工序、或其它必须使用升高的晶片温度的工序。许多半导体处理设备使用例如红外线辐射形式的电磁辐射来加热硅晶片。不过，这些加热工序遭受硅材料吸收红外线辐射之害。另外，许多辐射源具有一相对宽的发射角度。因此，许多能量并未到达硅晶片的欲加热区。
如图21所示，等离子体电子源100可安排使得硅晶片2102的表面受一电子束的辐射。等离子体电子源包含阴极110，一高电压通过导电管120施加至此。外壳112用作一阳极，举例而言，其可接地。如惰性气体的气体(例如，氩、氮、氧、或其混合物等)是通过气体导管130注入以在阴极110区提供一致的气体压力。由于阴极110和外壳112提供的阳极间的电压，等离子体因而产生。因此，电子产生。
根据此处所述的实施例，硅晶片2102位于支撑件2186上，以致晶片的一表面可提供电子轰击。一般地，电子撞击硅晶片的背侧，也就是硅晶片未受处理的侧。
根据此处所述的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，电子束离开的开口至少具有相当于阴极110的尺寸、至少具有相当于外壳112的个别尺寸大小的80或90％的尺寸、或具有相当于外壳112的尺寸，藉此可省略一前表面(例如，见图1的113)。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，等离子体电子源可为线性等离子体电子源，较佳的是具有超过60厘米的长度。一线性等离子体电子源可为根据此处所述的实施例的一源。
藉由具有用于电子束离开的宽开口，到达靶材(即硅晶片)的电流可因而增加。因此，由P＝U*I给定的供应给硅晶片的功率可增加及/或暂停，甚至对中等电子束能量来说亦然。因此，根据一般实施例，其可使用位于-5至-8kV的范围间的阴极电压。因此，可降低由于高能量电子导致的硅晶片损坏。增加的功率输出保持硅晶片的充分加热而无显著损坏晶片背侧。
根据加热硅晶片、一金属箔或一腹板等的实施例，来自等离子体电子源(尤其是线性等离子体电子源)的电子束可提供有效的能量转移或电荷转移，因为电子束可良好地导向所需靶材。根据此处所述的实施例，提供给源的能量的至少60％，例如70或80％，可转移至靶材。
对等离子体电子源用于加热硅晶片的实施例来说，电子直接提供能量至硅晶片。因此，举例来说，与电磁辐射相比，硅晶片中的能量吸收获得改善。因此，在晶片表面提供的用于产生所需温度的能量可减少。
根据此处所述的实施例，可提供一线性等离子体电子源。该源包含一外壳，其用作一第一电极，该外壳具有侧壁；一狭缝开口，其位于该外壳中用于一电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一第二电极，其安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口，该第一侧与该狭缝开口间隔一第一距离，其中该长度方向上的该电子源的长度至少为该第一距离的5倍；及至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中，其中该第一电极为阳极，且该第二电极为阴极。
根据还有进一步的实施例，线性等离子体源在长度方向上可具有至少20倍的第一距离的电子源长度。一般地，如一进一步的附加或替代实施方式，第二电极可具有第二另侧，其面对侧壁，和第三另侧，其中第二电极的侧与狭缝开口间隔一第一距离(D)，其中第二电极的第二另侧及第三另侧与外壳间隔的间隔空间小于第一距离，且其中第二另侧及侧壁间的间隔空间适于从非操作状态至操作状态增加至少1mm。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，在长度方向上的外壳长度可为至少1.5米。此外或如一进一步的修改，其可与此处所述的实施例结合，第二电极可包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：不锈钢、石墨、及CFC。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该源可进一步包含一第一支撑构件，其用于在相对于外壳的一固定位置上支撑第二电极，及至少一个第二支撑构件，其用于在相对于外壳的一浮动位置上支撑第二电极。因此，举例来说，第二支撑构件可在外壳的一开口中浮动。如附加或替代的实施方式，第二电极可包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：不锈钢及铜，且其中该开口具有一浮动长度，其在长度方向延伸至少3mm，或第二电极可包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：石墨及CFC，且其中该开口具有一浮动长度，其在长度方向延伸至少1mm。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，外壳中的开口可为一狭缝开口，其用于该至少一个第二支撑构件的浮动移动并具有至少1mm的浮动长度。对在外壳中具有一开口的实施例来说，可选择地，该源包含至少一个密封件，其用于减少开口中的气流，该开口是用于该至少一个第二支撑构件的浮动移动。如一可附加或替代地提供的进一步的范例，该至少一个第二支撑构件可为至少两个第二支撑构件。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，第二电极可连接至一电源供应器，其用于提供一高电压给该第二电极。如一范例，该第二电极和一电源供应器可由一电连接连接，该电连接安排通过该固定支撑构件。
根据还有进一步的一般实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该第二电极可为一矩形剖面。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该至少一个气体供应器可为多个气体供应器，其沿该长度方向具有至少200mm的一距离。因此，该至少一个气体供应器可包含一气体导管，其用于该至少一个气体供应器；及一气体分配区或空间，其与该气体导管连通，并邻接该外壳，且用于改善沿该长度方向的气体压力的一致性。如一进一步的范例，一分隔该气体分配空间及该外壳的壁可具有多个开口，其用于将气体注入该外壳中。
根据其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该线性等离子体电子源可进一步包含支撑构件，其在该第三另侧支撑该第二电极。如一进一步的选项，该进一步的支撑构件可适于相对于该外壳的浮动移动。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该第二电极可具有一主体及一外部层。因此，如一范例，该主体可包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：不锈钢、铝、铜、及其混合物；且该外部层包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：石墨、CFC、及其混合物。替代或附加地，该外部层可环绕该主体，或该外部层可设在该第二电极的该第一侧处。
根据还有其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该源可进一步包含一充电粒子发射栅极，其从该狭缝开口朝该外壳内侧凹入。
进一步的实施方式，其可与此处所述的其它实施例结合，具有一狭缝，其中该狭缝开口可具有一高度，也就是垂直于该长度方向的一方向，其至少为该外壳高度的50％。举例来说，该狭缝开口的高度实质上可相当于该外壳的高度。
根据其它改变，其可与此处所述的其它实施例结合，该源可包含至少一个狭缝高度调整板及/或一可移动挡门，其用于选择性地阻挡充电粒子束。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该第二电极的该第一侧可具有一高度，也就是垂直于该长度方向的一尺寸，其至少为1至30厘米或甚至为15至30厘米。
进一步的改变，其可与此处所述的其它实施例结合，可包含一聚焦透镜，其用于朝向延伸通过该狭缝开口的该光学平面聚焦该线性充电粒子束。因此，举例来说，该聚焦透镜可包含一线圈，其围绕该外壳缠绕、一永久磁铁，其沿该长度方向延伸、及/或至少两个电极。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该至少一个气体供应器可包含多个气体导管、及至少一个阀，且其中该多个气体导管是类似以提供气体供应器的一串接。因此，举例来说，各该气体供应器可设置一阀。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该至少一个气体供应器可由一控制器控制，该控制器适于感测供应给该阴极的电流并具有100ms或更快的反应时间，该控制器可连接至一主要控制单元，其用于接收一所需电流值，该电源供应器可包含一电弧抑制，其具有10ms或更快的反应时间，及/或该电源供应器可连接至一主体控制单元，其用于接收一所需电压值。
根据其它实施例，提供一制造一线性等离子体电子源的方法。该方法包含制造一外壳，其用作一第一电极并具有一狭缝开口，其界定一长度方向；设置一第二电极在该外壳中，其具有一第一侧，该第一侧用于面对该狭缝开口并与该狭缝开口间隔一第一距离，其中该第二电极具有第二另侧，其用于面对侧壁，和第三另侧，其面对该外壳；界定介于该第二电极的该第二另侧及该外壳侧壁间和该第三另侧及该外壳间的预定分隔空间；在该外壳中装配该第二电极，并且该第二电极在该长度方向的一长度至少小于该第二另侧和该外壳侧壁间的该预定分隔空间1mm；及连接至少一个气体供应器至该外壳。
因此，如一选择性的改变，该第二电极可在一第一位置上固定地装配至该外壳，并在另外的位置上以一浮动轴承装配至该外壳。举例来说，该第一位置本质上可位于该第二电极及/或该外壳的中心。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该方法可包含密封该浮动轴承及/或设置一密封电连接用于该第二电极。
根据还有其它实施例，提供一用于蒸发欲沉积材料的蒸发设备。该蒸发设备包含至少一个蒸发坩锅，其具有一主体，其具有一区域以用于在一侧接收该欲沉积材料；一线性电子源，其位于邻接该蒸发坩锅处以用于使一电子束撞击另一侧。该线性电子源包含一外壳，其用作一第一电极，该外壳具有侧壁；一狭缝开口，其位于该外壳中以用于一电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一第二电极，其安排在该外壳内并具有一第一侧，其面对该狭缝开口；及至少一个气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中。
因此，一般地，用于制造该蒸发坩锅主体的材料可选自由下列构成的群组：金属硼化物、金属氮化物、金属碳化物、非金属硼化物、非金属氮化物、非金属碳化物、氮化物、硼化物、陶瓷材料、石墨、二硼化钛、氮化硼、碳化硼、碳化硅、氧化铝、及其组合。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，用于制造该蒸发坩锅主体的材料可具有2000μΩ·cm及以上或具有300μΩ·cm或以下的电阻。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该蒸发设备可包含一坩锅支撑件。举例来说，该坩锅支撑件可具有至该坩锅的一接触面积，其为.2mm2至10mm2，及/或200(W/m·K)或更低的导热率。
根据还有其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，一根据此处所述的任何实施例的线性电子源可用于该蒸发设备。
根据另一实施例，提供一给一腹板或箔充电的方法。该方法包含由至少一滚轮引导具有10μm或更大厚度的一腹板或箔；设置一线性电子源，其具有一外壳，该外壳用作一阳极，该外壳具有侧壁、一狭缝开口，其位于该外壳中用于一线性电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向、一阴极，其安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口、至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中、及一电源供应器，其用于在该阳极及该阴极间提供一高电压；及发射该线性电子束，其中该高电压是调整用于提供一电子能量以在该腹板或箔内部注入该电子束的电子。如一范例，所引导的该箔或腹板一般可具有至少25μm的厚度。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，电子可注入达一注入深度，其至少为箔厚度的20％，及/或达一注入深度，其调整为介于箔厚度的40％和80％间。如进一步的实施方式，其可与此处所述的其它实施例结合，该高电压可调整为介于-4kV及-15kV间，所提供的气体可由一控制器控制，该控制器具有100ms或更快的反应时间，及/或可侦测电弧且电弧的侦测以10ms的反应时间切换该高电压。
根据还有进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，位于一垂直于该长度方向的方向上的该狭缝开口的高度可为该外壳的对应高度的至少50％。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该线性电子源设置以使介于该狭缝开口及该腹板或箔间的距离可为20mm或更小。一般说来，对此处所述的应用，尤其是对具有该外壳高度的50％、80％、或甚至90％的该狭缝开口的大高度，来说，本质上可将该线性电子源直接放置在欲由电子轰击的靶材处。
根据还有其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，一根据此处所述的任何实施例的线性电子源可用于注入电荷。
根据另一实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，提供一加热或清洁腹板或箔的方法。该方法包含设置一线性等离子体电子源，其具有一外壳，该外壳用作一阳极，该外壳具有侧壁、一狭缝开口，该开口其位于该外壳中用于一电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向、一阴极，该阴极安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口、至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中、及一电源供应器，其用于在该阳极及该阴极间提供一高电压；在该狭缝开口前面可移动地引导该腹板或箔；及由该线性等离子体电子源发射一线性电子束。
因此，根据某些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该高电压可调整为介于-4kV及-15kV间。根据还有进一步的改变，其可与此处所述的其它实施例结合，所提供的气体可由一控制器控制，该控制器具有100ms或更快的反应时间，及/或可侦测电弧，且电弧的侦测以10ms的反应时间切换该高电压。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该开口的宽度可为该外壳的对应宽度的至少50％或甚至至少80％。一般地，举例来说，由该电源供应器提供的功率的至少20％可提供给该腹板或箔，或提供由该电源供应器提供的功率的至少60％给该腹板或箔。
根据甚至进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该等离子体电子源可设置以使该开口及该腹板或箔间的距离为50mm或更小，或该开口及该腹板或箔间的距离为10mm或更小。
根据不同实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该腹板或箔可为一金属箔。因此，举例来说，其一般可以至少一滚轮并以至少1厘米/分钟的速度沿该线性等离子体电子源移动该受引导的金属箔。另外，附加或替代地，该电子束的功率吸收可用于预先加热该金属箔，或该电子束的功率吸收可用于清洁该金属箔。举例来说，功率吸收可分解该金属箔上的分子残余物。或者，该腹板或箔可为一腹板箔。因此，举例来说，其一般可以至少一滚轮并以至少1厘米/分钟的速度沿该等离子体电子源移动该受引导的腹板箔。另外，附加或替代地，该电子束的功率吸收可用于清洁该腹板箔。如一一般选项，该电子束的功率吸收可用于由该腹板箔移除油。举例来说，功率吸收可分解该腹板箔上的分子残余物。
根据还有其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，一根据此处所述的任何实施例的线性电子源可用于加热或清洁一腹板或箔。
根据另一实施例，提供一加热硅基板的方法。该方法包含设置一等离子体电子源，其具有一外壳，该外壳用作一阳极，该外壳具有侧壁、一狭缝开口，其位于该外壳中用于一电子束穿透、一阴极，其是安排在该外壳内，并具有一第一侧，其面对该狭缝开口、至少一气体供应器，其用于提供一气体至该外壳中、及一电源供应器，其用于在该阳极及该阴极间提供一高电压；在该开口前面设置该硅基板；及发射该电子束以直接撞击该硅晶片。
因此，根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，由该电源供应器提供的功率的至少50％可由该硅基板吸收。
根据进一步的实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该高电压可调整为介于-4kV及-15kV间，所提供的气体可由一控制器控制，该控制器具有100ms或更快的反应时间，及/或可侦测电弧且电弧的侦测以10ms的反应时间切换该高电压。
根据还有其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该开口的宽度可为该外壳的对应宽度的至少50％或至少80％。一般地，该等离子体电子源可设置以使该开口及该硅基板间的距离为50mm或更小，或该开口及该硅基板间的距离为10mm或更小。
根据一些实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，该硅基板或箔可为一硅晶片。一般地，该方法可包含在该晶片面对该电子源的一背侧支撑该硅基板。如一进一步可选择的实施方式，其可与此处所述的其它实施例结合，该方法可包含在该电子束发射期间旋转该硅基板。
根据还有其它实施例，其可与此处所述的其它实施例结合，一根据此处所述的任何实施例的线性电子源可用于加热一硅基板。
虽然前文是引导至本发明的实施例，本发明的其它及进一步的实施例可在不偏离其基本范围的情况下预想，且其范围是由随后的权利要求书决定。

Claims (24)

1.一种给一腹板或箔充电的方法，包含下列步骤：
由至少一滚轮引导一腹板或箔，该腹板或箔具有10μm或更大的厚度；
设置一线性电子源(100、1700)，其具有：一外壳(112、212、1012)，该外壳用作一阳极，该外壳具有侧壁(312)；一狭缝开口(114、1214、1714、2114)，其位于该外壳中用于一线性电子束穿透，该狭缝开口界定该源的一长度方向；一阴极，其安排在该外壳内部，并具有一第一侧(413)，其面对该狭缝开口；至少一气体供应器(130、630、72、73、70)，其用于提供一气体至该外壳中；以及一电源供应器(80)，其用于提供该阳极和该阴极间的一高电压；
发射该线性电子束，其中该高电压调整用于提供一电子能量，以在该腹板或箔内部注入该电子束的电子。
2.如权利要求1所述的方法，其中一具有至少25μm厚度的箔或腹板受到引导。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中该电子是注入达一注入深度，该注入深度为该箔厚度的至少20％。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其中该电子注入达一注入深度，该注入深度调整为介于该箔厚度的至少40％和80％间。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中该高电压调整为介于-4kV及-15kV间。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其中该气体的提供是由一控制器控制，该控制器具有100ms或更快的反应时间。
7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其中侦测电弧且该电弧侦测是以10ms或更短的反应时间切换该高电压。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其中位于一垂直于该长度方向的方向上的该狭缝开口(114、1214、1714、2114)的高度为该外壳(112、212、1012)的对应高度的至少50％。
9.如权利要求1至8任一项所述的方法，其中该线性电子源(100、1700)设置为使该狭缝开口(114、1214、1714、2114)和该腹板或箔间的距离为20mm或更小。
10.如权利要求1至11任一项所述的方法，其中该第一侧(413)与该狭缝开口(114、1214、1714、2114)分隔一第一距离，其中位于该长度方向上的该电子源(100、1700)的长度至少为该第一距离的5倍或至少为该第一距离的20倍，且其中该阳极为一第一电极而该阴极为一第二电极(110、210、810、910)。
11.如权利要求10所述的方法，其中该第二电极(110、210、810、910)设置为具有：第二另侧(412)，其面对该侧壁(312)；及第三另侧(414)，其中该第二电极(110、210、810、910)的该侧(413)与该狭缝开口(114、1214、1714、2114)分隔一第一距离(D)，其中该第二电极的该第二另侧及该第三另侧与该外壳(112、212、1012)由分隔空间分隔，该分隔空间小于该第一距离，且其中介于该第二另侧和该侧壁间的该分隔空间适于由一非操作状态增加至少1mm至一操作状态。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中该外壳(112、212、1012)在该长度方向上的长度(L)设置为至少1.5米。
13.如权利要求10至12任一项所述的方法，其中该第二电极(110、210、810、910)设置以包含至少一材料，该材料选自由下列构成的群组：不锈钢、石墨、及CFC。
14.如权利要求10至13任一项所述的方法，还包含设置：
一第一支撑构件(122、622)，其用于在一相对于该外壳(112、212、1012)的固定位置支撑该第二电极(110、210、810、910)；及
至少一第二支撑构件(522)，其用于在一相对于该外壳(112、212、1012)的浮动位置支撑该第二电极。
15.如权利要求15所述的方法，其中该第二支撑构件(522)在该外壳(112、212、1012)的一开口(524)中浮动。
16.如权利要求15所述的方法，其中该外壳(112、212、1012)中的该开口为一狭缝开口(524、724)，其用于该至少一第二支撑构件(522)的浮动移动并具有至少1mm的浮动长度。
17.如权利要求15或16所述的方法，还包含设置：
至少一密封件(526)，其用于减少在该开口中的气流，该开口是用于该至少一第二支撑构件(522)的浮动移动。
18.如权利要求10至17任一项所述的方法，其中该第二电极(110、810、910)具有一矩形剖面。
19.如权利要求10至18任一项所述的方法，其中该至少一气体供应器(70)还包含：
多个气体导管(130、630)，其沿该长度方向具有至少200mm的距离；
至少一气体分配空间(631)，其与该多个气体导管连通，并邻接该外壳(112、212、1012)，以用于改善沿该长度方向的气体压力的一致性；
至少一阀，其中该多个气体导管是类似的以提供一气体供应器的串接，且其中一分隔该气体分配空间(631)和该外壳(112、212、1012)的壁具有多个开口，以用于注入该气体至该外壳中。
20.如权利要求10至19任一项所述的方法，其中该第二电极(110、210、810、910)设置为具有一主体(814、914)及一外部层(812、912)。
21.如权利要求20所述的方法，其中该主体包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：不锈钢、铝、铜、及其混合物，且该外部层(812、912)包含至少一材料，其选自由下列构成的群组：石墨、CFC、及其混合物。
22.如权利要求10至21任一项所述的方法，其中该狭缝开口(114、1214、1714、2114)的宽度实质上相当于该外壳(112、212、1012)的高度。
23.如权利要求10至22任一项所述的方法，其中该第二电极(110、210、810、910)的该第一侧(413)设置为具有一高度，也就是一垂直于该长度方向的尺寸，其至少为1至30厘米，典型为15至30厘米。
24.如权利要求10至23任一项所述的方法，还设置：
一聚焦透镜(1360、1460)，其用于聚焦该线性充电粒子束朝向该光学平面，该光学平面延伸通过该狭缝开口(114、1214、1714、2114)。
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