CN110373635B - 电子束蒸镀器和用于借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法 - Google Patents
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Abstract
根据不同的实施形式,描述了电子束蒸镀器(100)和用于借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法(300)。该方法可以具有:至少在棒形的蒸镀物的端面上产生第一偏转模式,其具有第一功率密度;和接着在棒形的蒸镀物的外棱边的部段上和在环形坩埚的内棱边的部段上产生第二偏转模式,其具有第二功率密度,所述环形坩埚包围棒形的蒸镀物,其中第二功率密度大于第一功率密度。
Description
技术领域
不同的实施例涉及一种电子束蒸镀器和一种用于借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法。
发明内容
大体上,电子束可以借助所谓的电子束枪来提供。在此,可以产生具有足够大的功率的电子束,使得借助电子束在真空处理室内可以至少部分熔融靶标。因此,例如借助电子束和靶标可以从靶标的被蒸镀的材料提供蒸镀源,用于借助被蒸镀的材料在真空处理室内对衬底覆层。
在此,会有帮助的是,沿着预定义的轨迹T(P,t)引导或改变电子束在待蒸镀的靶标上的击中位置P(x,y,z)。因此例如可以在靶标上产生至少一个材料蒸镀源。直观上,待蒸镀的材料(所谓的蒸镀物或靶标材料)借助能量输入通过撞击的电子束转变成气相(Gasphase)中,也称作电子束蒸镀(EB-PVD)。
电子束腔例如可以具有电子束源和偏转设备,其中定向的电子束可以借助电子束源产生并且其中定向的电子束可以借助偏转设备偏转一角度(也称作偏转角度)。
偏转设备可以被控制为,使得电子束在靶标上或在电子束射中的所期望的面上产生预定义的模式(例如具有多个射中点)。预定义的模式例如可以称作偏转模式。
在不同的电子束蒸镀方法中可以使用环形坩埚。在此,例如蒸镀物(也称作靶标材料)引导穿过环形坩埚的穿通开口。蒸镀物在此以棒形式提供,其直观上从上部开始蒸镀并且根据材料磨耗可以从下部再供给。根据不同的实施形式,在使用环形坩埚的蒸镀过程期间可以使用彼此不同的偏转模式。根据不同的实施形式,在此可以使用第一偏转模式来产生对应的蒸镀源,即直观上将蒸镀物蒸镀或在蒸镀物上产生蒸镀源。此外,根据不同的实施形式,可以使用第二偏转模式,例如清除干扰性的蒸镀物残留物,其形成于坩埚的内部边缘处或于棒的外部边缘处并且由于再供给被向上推移并且因此从坩埚还向上延伸出来。
根据不同的实施形式,电子束蒸镀器可以具有如下:电子束设备(也称作电子束枪),用于将蒸镀物蒸镀,所述电子束设备具有:电子束源,用于产生电子束,和偏转设备,用于偏转电子束。此外,电子束蒸镀器可以具有带有穿通开口的环形坩埚以及具有棒,所述棒设置在穿通开口中并且具有蒸镀物。在此,棒的外棱边与环形坩埚的内棱边邻接。此外,电子束蒸镀器可以具有控制设备,用于借助偏转设备控制对电子束的偏转,其中所述控制设备配置为,借助电子束交替地产生第一偏转模式和第二偏转模式,其中第一偏转模式具有比第二偏转模式更小的功率密度,其中第一偏转模式至少在棒上产生并且其中第二偏转模式在棒的外棱边的部段上和在环形坩埚的内棱边的部段上产生。
根据不同的实施形式,用于对蒸镀物进行蒸镀的方法,所述蒸镀物以棒形式设置在环形坩埚的穿通开口中,其中棒的外棱边与环形坩埚的内棱边邻接,可以具有如下:借助电子束的偏转交替地产生第一偏转模式和第二偏转模式,其中第一偏转模式具有与第二偏转模式相比更小的功率密度,其中第一偏转模式至少在棒上产生,和其中第二偏转模式在棒的外棱边的部段上和在环形坩埚的内棱边的部段上产生。
附图说明
实施例在附图中示出并且以下更为详细地予以阐述。
在附图中:
图1A示出了根据不同的实施形式的电子束蒸镀器的示意性视图;
图1B示出了根据不同的实施形式的两个偏转模式的示意性视图,所述偏转模式在环形坩埚和棒形的蒸镀物上借助电子束产生;
图2A示出了根据不同的实施形式的两个偏转模式的示意性视图,所述偏转模式在借助电子束在环形坩埚和棒形的蒸镀物上循环两次期间产生;
图2B示出了根据不同的实施形式的多个偏转模式的示意性视图,所述偏转模式在借助电子束在环形坩埚和棒形的蒸镀物上循环多次期间产生;
图3示出了根据不同的实施形式的用于借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在后续详细的描述中参考所附的附图,所述附图构成说明书的部分并且在所述附图中为了阐述而示出了特定的实施形式,在所述实施形式中可以施行本发明。在这方面,参照所描述的一个(多个)附图的定向而使用方向术语例如“上”、“下”、“前”、“后”、“向前”、“向后”等等。因为实施方式的部件能够以多个不同的定向来定位,所以方向术语用于说明而不无任何限定。要理解的是,可以使用其他的实施方式并且可以进行结构上的或逻辑上的改变,而不偏离本发明的保护范围。要理解的是,只要没有特殊地另外说明,就可以将在此描述的不同的示例性的实施方式的特征互相组合。因此,下面详细的描述不能够理解为受限制的意义,并且本发明的保护范围通过附上的权利要求来限定。
在本说明书的范围中,术语“连接”、“联接”以及“耦合”用于描述直接和间接的连接、直接或间接的联接以及直接或间接的耦合。在附图中,只要是适当的,相同的或相似的元件设有相同的附图标记。
不同的实施形式涉及借助电子束蒸镀在真空中对一个或多个衬底或其他器件覆层。在此,例如可以随着再供给棒形晶棒(也称作蒸镀物或靶标)可以从(例如水冷却的)环形坩埚进行材料的蒸镀。电子束蒸镀的方法例如应用于金属或氧化物的蒸镀以施加高温防腐涂层或绝热层。
传统上,在从水冷却的环形坩埚进行蒸镀连带从下部的棒再供给时电子束功率根据扫描图案(也称作偏转模式)分布于所谓的坩埚端口(在坩埚端口中容纳蒸镀物)和坩埚边缘上。在此,例如可以使用如下扫描图案,其在内部坩埚边缘处与在坩埚端口中相比具有更高的功率密度或也可以借助电子束仅在坩埚边缘处引入坩埚中。此外,环形坩埚的露出的端面可以借助对应的扫描图案来清洁。由此,例如可以保持坩埚边缘没有污物(例如因传输到坩埚边缘上的蒸镀材料的飞溅引起)。这传统上借助手动的操作员相互作用根据需求来实现。
不同的实施形式例如基于如下认识:例如由于作为棒的蒸镀物的再供给结合棒的外部边界面与水冷却的坩埚的接触能够在坩埚与棒之间的边缘区域中保留固定的蒸镀物柱。固定的蒸镀物柱例如可以在再供给的过程中向上推移(例如超过液体的蒸镀物的浴液位)并且接着对该过程有负面影响。例如,由于阴影作用,可以阻止电子束和蒸汽散布。此外,这种蒸镀物柱可以在其他处理过程中翻倒并且导致飞溅。
此外,已认识到,例如在坩埚端口与坩埚边缘之间的边界处的功率密度的一般性提高导致能量消耗提高,因为增强功率代替用于对蒸镀物蒸镀被传输给水冷却的坩埚边缘。此外,这会导致坩埚上的增强的磨损。
此外已认识到,蒸镀过程不应零星地中断,即清洁在坩埚端口与坩埚边缘之间的边界处的区域。这种手动干预例如提高错误概率和坩埚损伤的可能性。
根据不同的实施形式提供了(直观上长期稳定的)方法和对应配置的设备(电子束蒸镀器),用于电子束蒸镀,其允许通过被冷却的环形坩埚再供给蒸镀物,以避免在浴液位之上形成干扰性的固定的蒸镀物残留物。浴液位例如可以由熔融的蒸镀物的表面限定。
图1A阐明了根据不同的实施形式的电子束蒸镀器100的示意性视图。电子束蒸镀器100例如可以具有电子束设备102,用于将蒸镀物106g进行蒸镀。电子束设备102也可以称作电子束枪102。
电子束设备102例如可以具有电子束源102q,用于产生电子束102e。此外,电子束设备102可以具有偏转设备102a,用于偏转借助电子束源102q产生的电子束102e。
此外,电子束蒸镀器100可以具有带有穿通开口104d的环形坩埚104。穿通开口104d例如可以从环形坩埚104的朝向露出的端面104s开始延伸穿过所述环形坩埚。环形坩埚104的穿通开口104d也可以称作坩埚端口。
此外,电子束蒸镀器100可以具有棒106。棒106例如具有相应的蒸镀物106g或由相应的蒸镀物106g构成。直观上,可以使用棒形的晶棒106或棒形的靶标,其由要蒸镀的材料构成。棒106可以至少分区段地设置在穿通开口104d中。在此,例如棒106的外棱边106a与环形坩埚104的内棱边104i邻接。
借助电子束设备102产生的电子束102e例如可以朝向环形坩埚发射。此外,例如可以使用磁场,以便对应地转向电子束102e。电子束102e在射中固体上时在局部有限的区域中产生能量输入,其中该区域也称作电子束斑点。电子束斑点的大小例如可以取决于电子束102e的聚焦并且例如取决于电子束102e的功率。例如,电子束斑点可以具有大于大约一厘米的直径或宽度。借助多个电子束斑点可以在对应被照射的表面上产生所期望的偏转模式。
图1B阐明了根据不同的实施形式的电子束蒸镀器100的环形坩埚104的俯视图,所述电子束蒸镀器具有在穿通开口104d中容纳的棒106。
借助控制偏转设备102a的控制设备108可以对应地偏转电子束102e。根据不同的实施形式,控制设备108可以被配置为,借助电子束102e产生第一偏转模式118a和第二偏转模式118b。
在此,例如首先可以产生第一偏转模式118a。例如需要来产生第一偏转模式118a的持续时间tScan可以小于1秒钟,例如小于100ms,例如在大约1ms到大约100ms的范围中。根据不同的实施形式,至少在棒106上可以产生第一偏转模式118a。第一偏转模式118a在此例如基本上仅仅用于将蒸镀物106g进行蒸镀。
此外,例如在产生第一偏转模式118a之后可以产生第二偏转模式118。直观上,可以交替地产生这两个偏转模式118a、118b(交变)。例如需要来产生第二偏转模式118b的持续时间tScan可以小于1秒钟,例如小于100ms,例如在大约1ms到大约100ms的范围中。根据不同的实施形式,在棒106的外棱边106a的部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k上可以产生第二偏转模式118b。第二偏转模式118b在此例如基本上仅仅用于去除在如下区域中的蒸镀物残留物,在所述区域中蒸镀物与环形坩埚104邻接。
根据不同的实施形式,第一偏转模式118a可以比第二偏转模式118b具有更小的功率密度。在此,产生第二偏转模式118b的时间分量可以总体上小于产生第一偏转模式118a的时间分量。
如例如在图1A中阐明的那样,环形坩埚104的内棱边104i可以沿着在环形坩埚104的露出的环形端面104s与环形坩埚104的内壁部104w之间的剖切线伸展。此外,棒106的外棱边106a可以沿着在棒106的露出的端面106s与棒106的外壁部106w之间的剖切线伸展。环形坩埚104的环形端面104s和棒106的(例如向上朝向的)露出的端面106s可以基本上平齐。例如,环形坩埚104的环形端面104s和棒106的露出的端面106s可以处于共同的平面101e中。共同的平面101e也可以称作浴液位。
根据不同的实施形式,棒106可以配备有与环形坩埚104的穿通开口104d的蒸镀物106g。换言之,例如环形坩埚104的内壁部104w和棒106的外壁部106w可以基本上具有相同的形状。
根据不同的实施形式,在环形坩埚104的内壁部104w与棒106的外壁部106w之间的间隙101s可以具有小于1厘米的间隙宽度,例如小于2mm,或小于1mm的间隙宽度。环形坩埚104的间隙101s和内壁部104w和棒106的外壁部106w例如可以限定边缘区域。边缘区域例如可以(例如一或数厘米)径向上朝向环形坩埚104的环形端面104s和(例如一或数厘米)朝向棒106的露出的端面106s延伸。在边缘区域中,例如可以形成柱形的蒸镀物残留物,其例如延伸超过平面101e。柱形的蒸镀物残留物例如可以借助第二偏转模式118b去除或避免。
如例如在图1A中阐明的那样,可以使用推进设备116,用于再供给蒸镀物106g。推进设备116例如可以配置为,棒106借助推进设备116以预定义的速度VStab可以推移穿过环形坩埚104的穿通开口104d或推移进环形坩埚104的穿通开口104d中。预定义的速度VStab例如可以与蒸镀速率相关,并且例如处于每分钟大约0.1毫米到每分钟大约10毫米的范围中。
如在图2A中以示意性视图所阐明的那样,借助第二偏转模式118b可以顺序地例如以至少k个步骤分别照射整个边缘区域并且因此被足够加热,以便去除蒸镀物残留物。在边缘区域上的单独产生的第二偏转模式118b的数量k例如可以是四个或大于四个。在k=4时,例如利用分别第二偏转模式118b可以照射边缘区域的至少四分之一(90°);在k=8时,例如可以用相应的第二偏转模式118b照射边缘区域的至少八分之一(45°),等等。
直观上,整个边缘区域在多次循环D1至Di之后才完全借助多个第二偏转模式118照射一次。循环例如可以具有第一偏转模式118a的一次或多次形成并且直观上具有第二偏转模式108b的一次或多次形成。在相继地循环时,例如仅仅可以改变第二偏转模式118b的位置,例如第二偏转模式118b可以沿着边缘区域(例如沿着弯曲的路径128或闭合环绕的路径)移动。
图2B阐明了在不同的时间点或在多个相继的循环D1至D8期间的相应的偏转模式118a、118b。在此,边缘区域138(例如具有间隙101s以及环形坩埚104的内棱边104i和棒106的外棱边106a)作为线阐明。电子束斑点138可以作为各个点示出,其总和形成相应的偏转模式118a、118b。
根据不同的实施形式,控制设备108可以配置为,在预定义的持续时间tUmlauf内在整个边缘区域138上(直观上在棒106的外棱边106a的每个部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的每个部段104i-k上)产生第二偏转模式108b至少一次。在图2B中使用八个循环D1至D8,以便借助第二偏转模式118b偏转整个边缘区域138。
预定义的持续时间tUmlauf例如可以在大约0.1分钟到大约60分钟的范围中,例如在大约0.5分钟到大约5分钟的范围中。此外,预定义的持续时间tUmlauf例如可以在大约0.1mm/VStab到大约50mm/VStab的范围中,优选在大约1mm/VStab到大约5mm/VStab的范围中。
例如,因此可以防止,柱形的蒸镀物残留物可以向上突出不大于1mm到5mm。
图3阐明了用于借助电子束102e将蒸镀物106g蒸镀的方法300的示意性流程图,其中蒸镀物106g呈棒106形式设置在环形坩埚104的穿通开口104d中,其中棒106的外棱边106a与环形坩埚104的内棱边104i邻接。
根据不同的实施形式,该方法300可以具有:在310中,至少在棒形的蒸镀物106的端面106s上产生第一偏转模式118a,其具有第一功率密度;和在320中,在棒形的蒸镀物106的外棱边106a的部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k上产生第二偏转模式118b,其具有第二功率密度,所述环形坩埚104包围棒形的蒸镀物106,其中第二功率密度大于第一功率密度。为了在棒形的蒸镀物106的整个外棱边106a上和在环形坩埚104的整个内棱边104i上产生第二偏转模式118b,可以重复该方法的步骤310、320,例如在Di循环中。
根据不同的实施形式,该方法300还可以具有:借助电子束102e的偏转交替地产生第一偏转模式118a和第二偏转模式118b,其中第一偏转模式118a具有与第二偏转模式118b相比更小的功率密度,其中第一偏转模式118a至少在棒106上产生,和其中第二偏转模式118a在棒106的外棱边106a的部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k上产生。
如上文中所描述的那样,整个扫描图形可以借助主要位置固定的第一部分扫描图案和以时间顺序移动的第二部分扫描图案的叠加来产生。第一部分扫描图案这里称作第一偏转模式118a和第二部分扫描图案这里称作第二偏转模式118b。
根据不同的实施形式,第一偏转模式118a可以具有基本上旋转对称的功率分布。例如,电子束102e的功率可以借助第一偏转模式118a基本上输入到坩埚端口中,即输入到环形坩埚104的区域中,在所述区域中可以容纳棒形的蒸镀物106。
在此,第一偏转模式118a可以提供,使得功率密度例如均匀分布于整个坩埚端口104d上。对此替选地,可以提供第一偏转模式118a,使得功率密度分布取决于距坩埚中心的间距,例如在坩埚边缘处的功率密度(例如在棒106的外棱边106a附近)高于在坩埚中部或棒中部中的功率密度。
第二偏转模式118b例如可以以椭圆形形状提供或被提供。此外,可以提供第二偏转模式,其具有量级为坩埚端口104d的面的大约1%到大约25%的平面伸展。
第二偏转模式118b例如可以在整个照射时间的10%到50%期间是激活的。
根据不同的实施形式,这里所描述的方法可以用于以陶瓷的阻热层蒸镀涡轮叶片。例如,钇稳定的氧化锆可以用作蒸镀物。
在这些图中示例性地阐明了不同的方向101、103、105。三个方向101、103、105可以分别彼此垂直并且因此直观上形成笛卡尔坐标系。方向101可以阐明竖直方向。
在下文中描述了不同的实例,所述实例与上文的描述和所示有关。
实施1是一种电子束蒸镀器100,用于对蒸镀物进行蒸镀,所述电子束蒸镀器100具有:电子束设备102,其具有用于产生电子束102e的电子束源102q和用于使电子束102e偏转的偏转设备102a;环形坩埚104,其具有穿通开口104d,棒106,其至少分区段地设置在穿通开口104d中并且具有蒸镀物106g,其中棒106的外棱边106a与环形坩埚104的内棱边104i邻接;用于借助偏转设备102a控制对电子束的偏转的控制设备108,其中所述控制设备108配置为,借助电子束102e交替地产生第一偏转模式118a和第二偏转模式118b,其中第一偏转模式118a具有与第二偏转模式118b相比更低的功率密度,其中第一偏转模式118a至少在棒106上产生,和其中第二偏转模式118b在棒106的外棱边106a的部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k上产生。
换言之,电子束蒸镀器100可以具有如下:用于产生电子束102e的电子束源102q;用于使电子束102e偏转的偏转设备102a;环形坩埚104,其具有穿通开口104d,棒106,其至少分区段地设置在穿通开口104d中并且具有蒸镀物106g,其中棒106的外棱边106a与环形坩埚104的内棱边104i邻接;用于借助偏转设备102a控制对电子束的偏转的控制设备108,其中所述控制设备108配置为,借助电子束102e交替地产生第一偏转模式118a和第二偏转模式118b,其中第一偏转模式118a具有与第二偏转模式118b相比更低的功率密度,其中第一功率模式118a至少在棒106上产生,和其中第二偏转模式118b在棒106的外棱边106a的部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k上产生。
在实例2中,根据实例1的电子束蒸镀器100还可以具有:环形坩埚104的内棱边104i沿着在环形坩埚104的露出的环形端面104s与环形坩埚104的内壁部104w之间的剖切线伸展。
在实例3中,根据实例1或2的电子束蒸镀器100还可以具有:棒106的外棱边106a沿着在棒106的露出的端面106s与棒106的外壁部106w之间的剖切线伸展。
在实例4中,根据实例3和4的电子束蒸镀器100还可以具有:环形坩埚104的内壁部104w和棒106的外壁部106w具有基本上相同的形状。
在实例5中,根据实例4的电子束蒸镀器100还可以具有:在环形坩埚104的内壁部104w与所述棒106的外壁部106w之间的间隙101s具有小于1cm的间隙宽度。
在实例6中,根据实例1至5中任一项的电子束蒸镀器100还可以具有:推进设备116,其配置为,使得棒106借助推进设备116以预定义的速度VStab能够推移进或被推进到环形坩埚104的穿通开口104d中。
在实例7中,根据实例6的电子束蒸镀器100还可以具有:预定义的速度VStab在每分钟大约0.1毫米到每分钟大约10毫米的范围中。
在实例8中,根据实例6或7的电子束蒸镀器100还可以具有:控制设备108配置为,在预定义的持续时间tUmlauf内在棒106的外棱边106a的每个部段106a-k上和在环形坩埚104的内棱边104i的每个部段104i-k上产生第二偏转模式118b至少一次。
在实例9中,根据实例8的电子束蒸镀器100还可以具有:预定义的持续时间tUmlauf在大约0.5分钟到大约300分钟的范围中,优选在大约5分钟到大约30分钟的范围中。
在实例10中,根据实例8的电子束蒸镀器100还可以具有:预定义的持续时间tUmlauf例如可以在大约1mm/VStab到大约50mm/VStab的范围中,例如在大约5mm/VStab到大约30mm/VStab的范围中。
在实例11中,根据实例1至10中至少一项的电子束蒸镀器100还可以具有:第二偏转模式118b具有至少一个电子束斑点118s,其不仅在棒106的外棱边106a的部段106a-k上而且在环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k上。
在实例12中,根据实例11的电子束蒸镀器100还可以具有:电子束斑点118s具有在大约0.5cm到大约2cm的范围中的直径(直观上在电子束射中的面上测量)或宽度(直观上在电子束射中的面上测量的最大宽度)。
在实例13中,根据实例1至12中任一项的电子束蒸镀器100还可以具有:棒106的外棱边106a的部段106a-k具有小于整个外棱边106a的25%的分量和其中环形坩埚104的内棱边104i的部段104i-k具有小于整个内棱边104i的25%的分量。
在实例14中,根据实例1至13中任一项所述的电子束蒸镀器100还可以具有:控制设备108配置为,第一偏转模式118a相继地形成n次并且接着第二偏转模式118b相继形成m次,其中n和m分别是自然数。
在实例15中,根据实例1至13中任一项的电子束蒸镀器100还可以具有:控制设备108配置为,在第一循环D1中第一偏转模式118a形成至少一次和接着第二偏转模式118b形成至少一次,并且在第二循环D2中第一偏转模式118a形成至少一次和接着第二偏转模式118b形成至少一次,其中第二偏转模式118b在第二循环D2中与在第一循环D1中相比具有不同的位置;和其中第一偏转模式118a在第二循环D2中优选基本上具有与在第一循环D1中相同的位置。
在实例16中,根据实例1至13中任一项的电子束蒸镀器100还可以具有:控制设备108配置为,在多个循环D1-Di中分别针对每个循环形成第一偏转模式118a至少一次和接着形成第二偏转模式118b形成至少一次;其中第二偏转模式118a在多个循环D1-Di期间具有不同的位置,其中不同的位置沿着闭合的轨道128设置;和其中第一偏转模式118a在多个循环D1-Di期间优选具有基本上相同的位置。
在实例17中,根据实例16的电子束蒸镀器还可以具有:多个循环D1-Di在预定义的持续时间tUmlauf内进行。例如,在根据实例9或10的预定的持续时间tUmlauf内。
在实例18中,根据实例14至17中任一项的电子束蒸镀器100还可以具有:在小于100毫秒的预定义的持续时间tScan内形成分别各个第一和第二偏转模式118a、118b。
在实例19中,根据实例1至18中任一项的电子束蒸镀器100还可以具有:蒸镀物106g是陶瓷材料。陶瓷材料例如可以是氧化材料优选金属氧化物或半金属氧化物。陶瓷材料例如可以是锆氧化物。
实例20是一种用于借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法,其中所述蒸镀物呈棒形状设置在环形坩埚的穿通开口中,其中棒的外棱边与环形坩埚的内棱边邻接,所述方法具有:借助电子束的偏转交替地产生第一偏转模式和第二偏转模式,其中第一偏转模式具有与第二偏转模式相比更小的功率密度,其中第一偏转模式至少在棒上产生,和其中第二偏转模式在棒的外棱边的部段上和在环形坩埚的内棱边的部段上产生。
实例21是一种借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法,该方法具有:至少在棒形的蒸镀物上产生第一偏转模式118a,其具有第一功率密度;在棒形的蒸镀物的外棱边的部段上和在环形坩埚的内棱边的部段上产生第二偏转模式118b,其具有第二功率密度,所述环形坩埚包围棒形的蒸镀物,其中第二功率密度大于第一功率密度。
Claims (20)
1.一种电子束蒸镀器(100),用于对蒸镀物进行蒸镀,所述电子束蒸镀器(100)具有:
·用于产生电子束(102e)的电子束源(102q);
·用于偏转所述电子束(102e)的偏转设备(102a);
·具有穿通开口(104d)的环形坩埚(104);
·棒(106),其至少分部段地设置在所述穿通开口(104d)中并且具有蒸镀物(106g),其中所述棒(106)的外棱边(106a)与所述环形坩埚(104)的内棱边(104i)邻接,使得在所述环形坩埚的内棱边(104i)与棒的外棱边(106a)之间保持间隙(101s);以及
·控制设备(108),用于借助偏转设备(102a)控制对电子束的偏转,其中所述控制设备(108)配置为,借助电子束(102e)产生第一偏转模式(118a)和第二偏转模式(118b),其中第一偏转模式(118a)具有比第二偏转模式(118b)更小的功率密度,其中第一偏转模式(118a)至少在棒(106)上产生并且其中第二偏转模式(118b)在棒(106)的外棱边(106a)的部段(106a-k)上和在环形坩埚(104)的内棱边(104i)的部段(104i-k)上产生。
2.根据权利要求1所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述环形坩埚(104)的内棱边(104i)沿着在环形坩埚(104)的露出的环形端面(104s)与环形坩埚(104)的内壁部(104w)之间的剖切线伸展,以及
其中,所述棒(106)的外棱边(106a)沿着在棒(106)的露出的端面(106s)与棒(106)的外壁部(106w)之间的剖切线伸展。
3.根据权利要求1或2所述的电子束蒸镀器(100),此外具有:
推进设备(116),其配置为,棒(106)借助推进设备(116)以预定义的速度VStab能够推移穿过环形坩埚(104)的穿通开口(104d)中。
4.根据权利要求3所述的电子束蒸镀器(100),
其中,推进设备配置为,预定义的速度(VStab)在每分钟0.1毫米到每分钟10毫米的范围中。
5.根据权利要求3所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述控制设备(108)配置为,在预定义的持续时间内在棒(106)的外棱边(106a)的每个部段(106a-k)上和在环形坩埚(104)的内棱边(104i)的每个部段(104i-k)上产生第二偏转模式(118b)至少一次。
6.根据权利要求5所述的电子束蒸镀器(100),
其中,预定义的持续时间在0.1分钟到60分钟的范围中。
7.根据权利要求5所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述预定义的持续时间在0.1mm/VStab到50mm/VStab的范围中。
8.根据权利要求1或2所述的电子束蒸镀器(100),
其中,第二偏转模式(118b)具有至少一个电子束斑点(118s),其不仅在棒(106)的外棱边(106a)的部段(106a-k)上而且在环形坩埚(104)的内棱边(104i)的部段(104i-k)上。
9.根据权利要求1或2所述的电子束蒸镀器(100),
其中,棒(106)的外棱边(106a)的部段(106a-k)具有小于整个外棱边(106a)的25%的分量和其中环形坩埚(104)的内棱边(104i)的部段(104i-k)具有小于整个内棱边(104i)的25%的分量。
10.根据权利要求1或2所述的电子束蒸镀器(100),
其中,控制设备(108)配置为,第一偏转模式(118a)相继地形成n次并且接着第二偏转模式(118b)相继形成m次,其中n和m分别是自然数。
11.根据权利要求1所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述控制设备(108)配置为,在第一循环(D1)中,第一偏转模式(118a)形成至少一次和接着第二偏转模式(118b)形成至少一次,和在第二循环(D2)中第一偏转模式(118a)形成至少一次和接着第二偏转模式(118b)形成至少一次,
其中,第二偏转模式(118b)在第二循环(D2)中与在第一循环(D1)中相比具有不同位置。
12.根据权利要求1所述的电子束蒸镀器(100),
其中,控制设备(108)配置为,在多个循环(D1-Di)中分别针对每个循环形成第一偏转模式(118a)至少一次和接着形成第二偏转模式(118b)至少一次;
其中,第二偏转模式(118a)在多个循环(D1-Di)期间具有不同的位置,其中不同的位置沿着闭合的轨道(128)设置。
13.根据权利要求11或12所述的电子束蒸镀器(100),
其中,在小于100毫秒的预定义的持续时间内形成相应的单独的第一偏转模式(118a)和/或在小于100毫秒的预定义的持续时间内形成相应的第二偏转模式(118b)。
14.根据权利要求6所述的电子束蒸镀器(100),
其中,预定义的持续时间在0.5分钟到5分钟的范围中。
15.根据权利要求7所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述预定义的持续时间在1mm/VStab到5mm/VStab的范围中。
16.根据权利要求2所述的电子束蒸镀器(100),
其中,环形坩埚(104)的内壁部(104w)和棒(106)的外壁部(106w)具有基本上相同的形状。
17.根据权利要求11所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述第一偏转模式(118a)在第二循环(D2)中具有与在第一循环(D1)中基本上相同的位置。
18.根据权利要求12所述的电子束蒸镀器(100),
其中,所述第一偏转模式(118a)在多个循环(D1-Di)中具有基本上相同的位置。
19.一种用于借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法,其中所述蒸镀物呈棒形状设置在环形坩埚的穿通开口中,其中棒的外棱边与环形坩埚的内棱边邻接,使得在所述环形坩埚的内棱边与棒的外棱边之间保持间隙,所述方法具有:
·借助电子束的偏转交替地产生第一偏转模式和第二偏转模式,其中第一偏转模式具有与第二偏转模式相比更小的功率密度,其中第一偏转模式至少在棒上产生,和其中第二偏转模式在棒的外棱边的部段上和在环形坩埚的内棱边的部段上产生。
20.一种借助电子束对蒸镀物进行蒸镀的方法(300),所述方法(300)具有:
·至少在棒形的蒸镀物(310)的端面上产生具有第一功率密度的第一偏转模式;并且接着
·在棒形的蒸镀物的外棱边的部段上和在围绕棒形的蒸镀物的环形坩埚的内棱边的部段上产生具有第二功率密度的第二偏转模式,使得在所述环形坩埚的内棱边与棒形的蒸镀物的外棱边之间保持间隙,其中第二功率密度大于第一功率密度(320)。
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CN111607762B (zh) * | 2020-05-13 | 2021-03-16 | 北京航空航天大学 | 一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置 |
CN115094389B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-12-29 | 威科赛乐微电子股份有限公司 | 一种电子束蒸镀钯的方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3869675A (en) * | 1972-02-15 | 1975-03-04 | Ulrich F M Patz | Heating arrangement with focused electron beams under vacuum |
BE847029A (fr) * | 1975-10-07 | 1977-01-31 | Vaporisateur a faisceau electronique, | |
DE3834154A1 (de) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Ap & T Advanced Products & Tec | Elektronenstrahlverdampfer |
DE102010035315A1 (de) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum langzeitstabilen plasmaaktivierten Vakuumbedampfen |
EP2540859A1 (en) * | 2010-02-22 | 2013-01-02 | ULVAC, Inc. | Vacuum processing device |
CN203373418U (zh) * | 2012-04-09 | 2014-01-01 | 株式会社新柯隆 | 电子枪装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2252979A (en) * | 1991-02-25 | 1992-08-26 | Secr Defence | A metastable solid solution titanium-based alloy produced by vapour quenching. |
DE19745771B4 (de) | 1997-10-16 | 2005-12-22 | Unaxis Deutschland Holding Gmbh | Verfahren für den Betrieb eines Hochleistungs-Elektronenstrahls |
UA71572C2 (uk) | 1999-08-04 | 2004-12-15 | Дженерал Електрік Компані | Електронно-променевий пристрій для нанесення покриття на вироби конденсацією із парової фази |
CA2411174C (en) * | 2000-05-23 | 2008-05-06 | James F. Groves | A process and apparatus for plasma activated deposition in a vacuum |
EP1275750B1 (de) * | 2001-07-11 | 2009-07-01 | Carl Zeiss Vision GmbH | Bedampfungsanlage |
DE102007063364A1 (de) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Beschichten großflächiger Substrate im Vakuum |
DE102011080810B4 (de) | 2011-08-11 | 2015-09-17 | Von Ardenne Gmbh | Verfahren zur langzeitstabilen Beschichtung von Substraten |
US9758858B2 (en) * | 2012-10-05 | 2017-09-12 | Tyco Electronics Corporation | Methods of manufacturing a coated structure on a substrate |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3869675A (en) * | 1972-02-15 | 1975-03-04 | Ulrich F M Patz | Heating arrangement with focused electron beams under vacuum |
BE847029A (fr) * | 1975-10-07 | 1977-01-31 | Vaporisateur a faisceau electronique, | |
DE3834154A1 (de) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Ap & T Advanced Products & Tec | Elektronenstrahlverdampfer |
EP2540859A1 (en) * | 2010-02-22 | 2013-01-02 | ULVAC, Inc. | Vacuum processing device |
DE102010035315A1 (de) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum langzeitstabilen plasmaaktivierten Vakuumbedampfen |
CN203373418U (zh) * | 2012-04-09 | 2014-01-01 | 株式会社新柯隆 | 电子枪装置 |
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