CN111304599A - 蒸发组件和方法 - Google Patents
蒸发组件和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111304599A CN111304599A CN201911274418.0A CN201911274418A CN111304599A CN 111304599 A CN111304599 A CN 111304599A CN 201911274418 A CN201911274418 A CN 201911274418A CN 111304599 A CN111304599 A CN 111304599A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crucible
- evaporation
- housing
- assembly
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/243—Crucibles for source material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
- C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
根据不同的实施方式,蒸发组件可以具有:壳体(102),该壳体具有壳体内腔(102i)、蒸汽流出口(102o)和设置在壳体内腔(102i)中的辐射保护罩(102s);坩埚(104),其用于将容纳在该坩埚(104)中的蒸发物质从壳体(102)的蒸汽流出口(102o)中热蒸发,该坩埚(104)至少具有碳;热屏蔽结构(104s),其用于将壳体(102)相对热辐射屏蔽,该热屏蔽结构(104s)设置在辐射保护罩(102s)与坩埚(104)之间;坩埚保持结构(108),其将坩埚(104)保持在壳体的壳体内腔(102i)内并且与热屏蔽结构(104s)保持空间分离;其中热屏蔽结构(104s)在真空中比辐射保护罩(102s)具有更大的稳定性极限温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发组件和一种方法。
背景技术
EB-PVD(电子束物理气相沉积)是一种在工业界建立的真空涂层法,该真空涂层法用于带状基材(金属带材或箔)亦或分立的板材、晶片或其它工件以及零件,它们例如在传送装置(也称为基材载体)被运输穿过涂层区。
按照传统,将需沉积到基材上的涂层材料(也称为蒸发物质)从坩埚中蒸发,在该坩埚中借助电子束对蒸发物质进行加热。这种坩埚可以是所谓的“冷”坩埚(也称为经冷却的坩埚)或“热”坩埚。在此,热坩埚是指未冷却的坩埚,其由相对蒸发物质(例如铜)具有较差导热性的材料(也称为坩埚材料)构成。热坩埚例如可以由高温稳定的坩埚材料制成,诸如氧化物或硼化物。在一些情况中,即在蒸发物质不与石墨化或者很难且在小程度上化合的情况中,也可以考虑将石墨作为坩埚材料。
冷坩埚(也称为经冷却的坩埚)可以是例如经水冷的铜坩埚,例如是因为铜的热导率好并且将水用作冷却介质经济实惠。
根据不同的实施方式认识到:可以由石墨或含石墨的材料混合物(例如含碳化硅的材料料混合物)制备热(例如未经冷却的)坩埚,该坩埚能够在单位能耗较小的情况下实现从坩埚中的蒸发,例如数值低于E=25kWh/kg(每千克经蒸发的蒸发物质的千瓦小时)。
就此而言认识到:为此按照传统不得不接受下述情况。按照传统,热坩埚具有明显相当高的发射率并且因此向所有敞开的方向辐射很大的热量。这就是说,在生产设备中特别是在大坩埚的情况中辐射损失很大。按照传统,不得不借助蒸发物质的较高的加热功率来补偿这些损失。
发明内容
根据不同的实施方式提供一种蒸发组件和一种方法,该蒸发组件和方法将例如基于石墨或具有石墨的材料混合物的热坩埚设立为,使得经济地降低必要的功率。
显然根据不同的实施方式,借助包围坩埚的屏蔽罩将坩埚的辐射部分地重新输送给该坩埚,由此减少了蒸发过程的单位能耗,因而只有大幅降低的、来自外部屏蔽件的部分被经冷却的壳体的冷却介质截取。特别是在功率高的情况中,屏蔽罩系统应该经受得住来自坩埚的能量流。对于确定的蒸发物质和热坩埚而言达到了很高的温度,该温度使由经济的材料构成的、普通的辐射保护罩承受过重的负荷。接着为了抵抗能量流,经常产生高的费用。
清楚地提供一种各种不同屏蔽件的系统,所述屏蔽件包围坩埚并且在其特性方面调整为,使得既将费用降低到最小限度,也使这些屏蔽件的耐抗性最大化。
根据不同的实施方式,蒸发组件可具有:壳体,该壳体具有壳体内腔、蒸汽流出口和设置在所述壳体内腔中的辐射保护罩;坩埚,该坩埚用于将容纳在该坩埚中的蒸发物质从壳体的蒸汽流出口中热蒸发,其中,所述坩埚至少具有:碳;用于相对热辐射屏蔽所述壳体的热屏蔽结构,该热屏蔽结构设置在辐射保护罩与坩埚之间;坩埚保持结构,该坩埚保持结构将坩埚保持在壳体的壳体内腔内并且与热屏蔽结构保持空间隔离和/或热隔离;其中,所述热屏蔽结构在真空中具有比辐射保护罩更大的稳定性极限温度(例如分解温度)。
附图说明
附图中:
图1是根据不同实施方式的蒸发组件的示意性侧视图或横剖视图;
图2是根据不同实施方式的真空组件的示意性侧视图或横剖视图;
图3至7分别是根据不同实施方式的蒸发组件的示意性侧视图或横剖视图;
图8和9分别是根据不同实施方式的蒸发组件的示意性俯视图或横剖视图;
图10是根据不同实施方式的坩埚壳体的示意性横剖视图;
图11是根据不同实施方式的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在下面的详细说明中参照的附图构成该说明的组成部分并且在这些附图中为了说明而示出了特定的实施方式,在这些实施方式中可以实施本发明。在这一点上,方向术语诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“前面的”、“后面的”等等针对所述(多个)附图的定向而言。由于实施方式的部件可以定位在多个不同方向中,所以方向术语用于说明而完全不具有限制性。不言而喻地,可以采用其它实施方式并且进行结构上的或逻辑上的改动,而不脱离本发明的保护范围。不言而喻地,只要没有特定的其它说明,在此说明的不同示范性实施方式的特征可以相互组合。接下来的详细说明因此不应理解为具有限制意义,并且本发明的保护范围通过附加的权利要求得以限定。
在这个说明的范围内,“连接”、“相连”以及“联接”的概念用于说明直接的连接和间接的连接(例如欧姆的和/或可导电的、例如可导电连接)、直接的或间接的相连以及直接的或间接的联接。在附图中,只要是适宜的,为相同的或类似的元件标注相同的附图标记。
根据不同的实施方式,“联接的”或者“联接”的概念可以理解为(例如机械式的、静液压式的、热的和/或电气的)例如直接的或间接的连接和/或相互作用。多个元件例如可以沿着相互作用链(Wechselwirkungskette)相互联接,沿着该相互作用链可以传递相互作用(例如信号)。例如两个相互联接的元件可以彼此交换相互作用,例如机械式的、静液压式的、热的和/或电气的相互作用。根据不同的实施方式,“接合的”可以理解为机械式的(例如实体的或者物理的)联接、例如借助直接的实体接触。一个接合可以设置用于传递机械式相互作用(例如力、扭矩等等)。
控制可以理解为有意识地影响一系统。在此,可以根据预设改变系统的状态。调节可以理解为控制,其中,额外阻止通过干扰导致的系统状态变化。控制系统显然可以具有向前指的(nach vorn gerichtet)控制段并且因此显然执行程序控制,该程序控制将输入量转换为输出量。然而控制段也可以是调节回路的组成部分,因而实现调节系统。与纯粹的正向控制系统不同,所述调节系统在输入量上连续施加输出量的影响,该影响通过调节回路得以实现(反馈)。换言之,作为所述控制系统以外的可选方案或补充方案,可以采用一种调节系统或者可选地或附加地可以进行调节。在调节系统中将调节量的实际值(例如基于测量值求得的)与基准值(额定值或预设或预设值)进行比较,并且可以相应地借助调整参数(在使用调整机构的情况下)如下地影响调节量,即,尽可能产生调节量的相应实际值与基准值的小偏差。
由此提供的热导率小于1瓦/每米开(W/m·K)、例如小于大致0.1W/m·k,这在此可以理解为绝热的。绝热的材料例如可以具有电介质或由此构成、例如陶瓷。两个设置为相互绝热的(也称为热隔离的)实体显然可以相互间具有高热阻(热导率的倒数)、例如小于1瓦/每米开(W/m·K)、例如小于大致0.1W/m·K的热导率。
根据不同的实施方式已经认识到:石墨或含石墨的材料混合物特别适合作为用于确定种类的蒸发物质(例如用于确定的元件或合金)的坩埚材料,例如如果蒸发物质不浸润坩埚。残余熔体可以被轻易取出,几乎不发生坩埚材料对蒸发物质的污染。这样的蒸发物质例如可以具有铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、铟(In)和/或金(Au)或由其构成。例如这样的蒸发物质可以具有例如铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、铟(In)和/或金(Au)的其它贵重的金属化合物和合金或者由其构成。然而原则上也可以蒸发其它种类的蒸发物质、例如金属。
在这个说明的范围内,一种金属(也称为金属材料)可以具有至少一种金属元素(就是说一种或多种金属元素)(或者由其构成),例如下述元素组中的至少一种元素:铜(Cu)、铁(Fe)、钛(Ti)、镍(Ni)、银(Ag)、铬(Cr)、铂(Pt)、金(Au)、镁(Mg)、铝(Al)、锆(Zr)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、钡(Ba)、铟(In)、钙(Ca)、铪(Hf)、钐(Sm)、银(Ag)和/或锂(Li)。此外,一种金属可以具有金属化合物(例如金属间的化合物或合金)或者由其构成,例如由至少两种金属元素构成的化合物(例如出自所述元素组)诸如青铜或黄铜,或者例如由至少一种金属元素(例如出自所述元素组)和至少一种非金属元素(例如碳)构成的化合物,诸如钢。
经蒸发的蒸发物质可以积聚在基材上并且在那里构成层(也称为对基材进行涂层)。所述层则可以具有蒸发物质、例如其化学成分或者由其构成。
根据不同的实施方式,所述基材可以具有以下材料中的至少一种或由其构成:陶瓷、玻璃、半导体(例如非晶型的、多晶型的或单晶型的半导体、例如硅)、金属(例如铝、铜、铁、钢、铂、金等等)、聚合物(例如塑料)和/或各种不同材料的混合物,诸如一种复合材料(例如碳纤维增强的碳或碳纤维增强塑料)。所述基材可以已经或被制成为板材或带材(例如薄膜)。例如基材可以具有塑料薄膜、半导体薄膜、金属箔和/或玻璃膜或者由其构成,或者可选地已经或者被由其涂层。可选地或补充地,所述基材例如可以具有纤维,例如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维和/或塑料纤维,例如形式为织物、网、编织物、针织物或作为毛毡或无纺布。
根据不同的实施方式,坩埚(例如石墨坩埚或至少含石墨的坩埚)可以用多个便于该坩埚运行的屏蔽件/罩构件包围。这样的具有坩埚的蒸发组件(例如坩埚系统)可以具有下列特征中的一个或一个以上:
·将坩埚架设在热适度的中间叠层系统上,该中间叠层系统用于坩埚支承槽的经冷却的槽底部;
·在坩埚与坩埚支承槽之间利用辐射保护罩包围坩埚侧壁;
·利用经水冷的遮盖中心架遮盖坩埚上侧,所述遮盖中心架的规格例如阻止对坩埚上侧和用于涂层窗口的裸露的坩埚内壁的直接热辐射;
·具有分配器的气体入口,所述分配器具有用于利用不含氧的惰性气体进行坩埚冲洗。
经水冷的坩埚支承槽能够大程度屏蔽向外到位于蒸发平面下部的半腔中的散热。可选地或补充地,它能够在损坏情况(例如坩埚破损)中截取溢出的蒸发物质熔体。可选地,它可以通过插入坩埚支承槽中的、未经冷却的截取容器的补充。
用于将需加热的坩埚架设到坩埚支承槽的经冷却的底部上的中间叠层系统能够在其用作经加热的用于需蒸发的涂层材料的容器期间实现该坩埚的低应力的和热隔绝的假设或者支承。有益地使用至少一层石墨毡或晶格结构件。可选地,中间叠层系统可以是多层的。
坩埚支承槽的经冷却的侧壁能够实现的是:尽可能少地将蒸发过程的损耗功率排入到冷却介质中。为此在坩埚外侧与坩埚支承槽的经冷却的侧壁之间可以设置有或者可以设置一个或一个以上的辐射保护罩、就是说至少一层、然而有益地是多层的。所述或者每个辐射保护罩有利于:将尽可能大部分的热坩埚的辐射功率重新引回到坩埚并用于坩埚的加热,并且由此能够进一步降低蒸发过程的单位能耗。
根据不同的实施方式,热稳定的屏蔽件/罩系统构成为多层的并且由具有不同特性的不同工程材料构成。在此,直接面朝热坩埚的内部屏蔽件(也称为热屏蔽结构)可以已经由或被由一种高温稳定的和/或与坩埚材料相同的材料制成。其目标是:通过反向反射至少如下程度地降低向外的辐射功率密度,使得由经济的工程材料构成的后续的屏蔽件在还将到来的功率密度的情况中保持其稳定性。
根据不同的实施方式,蒸发组件可以具有坩埚(例如石墨坩埚),从该坩埚中例如应该蒸发Cu。将这个坩埚加热到大致铜的沸点的温度(例如2000℃和更高),以实现高的蒸发速率。蒸发组件此外可以具有由CFC构成的热屏蔽结构(也称为CFC屏蔽件),该热屏蔽结构将坩埚包围。这个CFC屏蔽件通过另外的钢制辐射保护罩补充直到经水冷的外壳为止。
根据不同的实施方式认识到:尽管内部的CFC屏蔽件具有高发射系数,然而这个CFC屏蔽件如下程度地降低了向外释放的功率密度,使得可以将传统的钢制辐射保护罩向外设置,该钢制辐射保护罩自己具有小得多的发射系数,并且在这样产生的平衡温度的情况下保持热稳定和机械稳定。
可选地,可以已经或要提供以下特征中的一个或一个以上:
·热屏蔽结构由于受技术条件决定地只能将坩埚部分地包围(例如沿着发射方向构成和/或具有开口,该开口例如与蒸汽流出口对齐);
·高温稳定的内部热屏蔽结构可以由高温稳定材料的多个屏蔽平面构成;
·外部辐射保护罩(清楚地说是屏蔽平面)的数量可以自由选择。
可选地,可以已经或要提供以下特征中的一个或一个以上:
·借助热电偶测量和/或监视坩埚温度,例如用于控制蒸发坩埚的热平衡以达到所期望的目标速率;
·相应的热电偶例如可以已经或者要埋在坩埚外壁上和/或坩埚底部中的孔中;
·用于例如借助线材补充机构向坩埚中补充蒸发物质的再输入装置,以使液态蒸发物质的槽液面保持尽可能恒定并且/或者阻止随着槽液面下降而越来越多露出的坩埚内壁的壁辐射的增大。
根据不同的实施方式提供以下特征中的一个或一个以上:
·减少蒸发的单位能耗和/或损耗功率最小化;
·通过不同的屏蔽平面的材料组合,实现将蒸发器在技术上稳定地、至少部分地封闭,该封闭大幅减少了向外释放的损耗功率并且进一步降低了蒸发过程的单位能耗。
·例如蒸发物质中的必要的电子射线输入功率下降;
·在涂层期间通过次级过程实现基材负荷的下降和在过程中产生的、反向散射的电子的减少。
根据不同的实施方式提供的蒸发组件和/或方法例如可以是例如用于Cu涂层的薄膜涂层设备的组成部分和/或用于其。可选地或补充地,所述蒸发组件和/或所述方法可以是(例如用于对金属带材进行涂层、用于构成可传导层和/或层系统、导线架的涂层、用于构成一个或一个以上接触元件的)带材涂层设备的组成部分和/或应用在其中。
图1图示出了根据不同实施方式的蒸发组件100的示意性侧视图或横剖视图。
蒸发组件100可以具有例如多件式的壳体102。该壳体102例如可以设置为过压稳定的和/或例如即使在该壳体组合和/或封闭的情况中也是可透气的。多件式的壳体102便于接近壳体内腔102i。
多件式的壳体102可以具有壳体槽102w(也称为坩埚支承槽102w)以及与该壳体槽分离的(例如可取下的)壳体盖102d(也称为遮盖中心架)。壳体盖102d可以设置为例如框架形的和/或由开口102o(也称为蒸汽流出口102o)贯穿。壳体盖102d可以以其边缘放置在壳体槽102w上、例如形状锁合和/或榫眼接合地放置(就是说借助榫连接)。可选地或补充地,也可以使用其它形状锁合连接。壳体槽102w可以向着壳体盖102d的方向敞开并且提供壳体内腔102i。蒸汽流出口102o可以使壳体内腔102i部分露出。
蒸发组件100此外可以具有坩埚104。该坩埚104可以具有一个或一个以上容器104b(也称为蒸发物质容器)或由其构成。
坩埚104、例如其蒸发物质容器104b可以具有凹深部104t(也称为坩埚港(Tiegelhafen)),蒸发物质106设置在该凹深部中。蒸发物质106一般来说可以是一种材料,该材料在热作用下会熔化和/或转变为气相。为此,蒸发物质容器可以设置为例如向下不透流体的,使得液化的蒸发物质不从该蒸发物质容器中流出。例如凹深部104t可以设置在蒸汽流出口102o下部。
使蒸发物质转变为汽相也可以称为或者要称为热蒸发。热蒸发既可以包括从液相到气相的转变,也可以包括从固相到气相的直接转变(也称为升华)。
转变为气相的(蒸发的)蒸发物质可以向着蒸汽流出口流入壳体102中并且接着穿过蒸汽流出口102o从壳体102中流出。
坩埚104可以至少部分(就是说该坩埚的一些或全部组成部分)由耐高温的材料制成、就是说具有这种材料或由其构成。例如至少蒸发物质容器104b和可选地热屏蔽结构可以具有耐高温的材料或由其构成。
如下的材料可以理解为耐高温的材料,该材料在真空下(例如在排除氧气的情况下)具有稳定性极限温度、例如分解温度(例如熔化温度和/或升华温度),该稳定性极限温度大于大致2500℃、例如大于大致2750℃、例如大于大致3000℃。如下的材料可以理解为耐高温的材料,该材料在真空下(例如在排除氧气的情况下)具有高的热-化学-机械耐受力(hohe thermisch-chemisch-mechanischer Widerstandfaehigkeit)、例如大于钢的耐受性。耐高温材料例如可以具有例如碳变体形式诸如石墨或碳化合物形式的碳或者由其构成。可选地,耐高温材料可具有纤维。例如耐高温材料可具有纤维复合材料或者由其构成,该纤维复合材料例如可以具有例如碳。
耐高温材料例如可以具有碳纤维增强碳(CFC)或者由其构成。碳纤维增强碳例如能够实现经济的制造。例如,碳纤维增强碳可以经济地加工和/或具有较高的抗弯强度。
可选地或补充地,耐高温材料可以具有陶瓷例如SiC,该陶瓷具有碳。陶瓷能够实现例如大的强度。
可选地或补充地,耐高温材料可具有金属或由其构成,例如钽。
蒸发组件100此外可以具有坩埚保持结构108。该坩埚保持结构108可将坩埚104保持在壳体102(例如壳体槽102w)内。坩埚保持结构108可提供坩埚104与壳体102的组成部分、例如与壳体槽102w的壁和/或与壳体盖102d的空间间距和/或热分离(例如将这些组成部分保持相互空间和/或热分离)。空间分离和/或热分离例如可以阻止从坩埚104到壳体中的热传导(也称为热阻断器)。
可选地,坩埚保持结构108可具有一个或一个以上叠层(也称为中间叠层系统),该叠层例如上下层式堆叠、例如是多层系统。坩埚保持结构108的一个或一个以上叠层可具有毛毡、例如碳毡。可选地或补充地,坩埚保持结构108的一个或一个以上叠层可具有一个或一个以上隔片。多层系统可具有例如一个或一个以上石墨毡叠层和/或一个或一个以上晶格结构叠层。可选地,也可以只使用恰好一个例如由石墨毡构成的叠层。
可选地,坩埚保持结构108的一个或一个以上叠层可以已经或者要借助辐射保护罩、例如板材构成。
所述或者每个隔片可具有例如陶瓷或者由其构成。
此外,壳体102可具有辐射保护罩组件102s。该辐射保护罩组件102s例如可阻止从坩埚104穿过壳体102的热传递。辐射保护罩组件102s可具有至少一个(就是说,一个或一个以上)第一辐射保护罩和至少一个第二辐射保护罩,坩埚104设置在这些辐射保护罩之间。所述或每个辐射保护罩例如可具有金属诸如钢材、例如高级合金钢或结构钢或者由其构成。所述或每个辐射保护罩可以比坩埚104、例如其蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s具有更小的半球总吸收率。例如,所述或每个辐射保护罩的半球总吸收率可小于大致0.5(例如0.25、例如0.15)。
蒸发组件100此外可具有气体供应结构110。该气体供应结构110可具有一个或一个以上排气口(例如形式上气体分配器),该排气口例如指向坩埚104。此外,气体供应结构110可具有管道和/或其它供气装置,其将多个排气口相互之间和/或与气体供应结构110的接口输送气体地连接。所述接口例如可以已经或者要与外部的气体供应机构联接,借助该气体供应机构可以为气体供应结构110输送气体。
气体(也称为吹扫气体)例如可以具有种保护气体和/或惰性气体、诸如氩气或氮气或者由其构成和/或不含氧。
气体供应结构110可设置为,使气体环流所述至少一个辐射保护罩102s和/或热屏蔽结构104s。这便于对坩埚进行冷却。例如,气体流出方向可指向蒸发组件100的一个或一个以上辐射保护罩102s和/或指向热屏蔽结构104s。
可选地,蒸发组件100可具有盖封闭件112。该盖封闭件112可设置为,将蒸汽流出口102o封闭或至少遮盖。为此,盖封闭件112例如可以已经或要放置到壳体盖102d上、例如形状锁合和/或榫眼接合地(就是说借助榫连接)放置。可选地或补充地,也可以使用其它形状锁合连接112f。例如盖封闭件112和壳体盖102d可具有彼此形状锁合的轮廓112f。可选地,轮廓112f可以设置为,组合后构成迷宫式密封件(也称为曲径式密封件),就是说,当盖封闭件112放置在壳体盖102d上时。
为了运行蒸发组件100,盖封闭件112可以已经或者要从壳体盖102d上取下111,使得蒸汽流出口102o开启。穿过暴露的蒸汽流出口102o可以借助电子束(未示出)对蒸发物质106进行加载(辐射),就是说从壳体102外部进行加载。借助电子束置入蒸发物质106中的功率能够对蒸发物质106进行加热并且最后使之转变为汽相(也称为蒸发物质106的蒸发)。蒸发的蒸发物质106可从蒸汽流出口102o中流出并且积聚个基材(未示出)上(就是说,在其上构成层)。
若蒸发物质106消耗完了,则盖封闭件102d可重新放置111在壳体盖102d上,使得壳体内腔102i与壳体102的周围环境气体分离。换言之,可以将壳体102气体分离地封闭。可选地接着可以借助气体供应结构110为壳体内腔102i输送吹扫气体。该吹扫气体可以吸收坩埚104、辐射保护罩组件102s和/或热屏蔽结构104s的热能并且接着从壳体102中(例如穿过迷宫式密封件112f)流出。由此实现了使坩埚104更加快速和/或更加均匀地冷却。
可选地,壳体102、例如壳体槽102w和/或壳体盖102d可以已经或者要被水冷。可选地或补充地,盖封闭件112可以已经或者要被水冷。
可选地,盖封闭件112可具有封闭辐射保护罩(未示出),该封闭辐射保护罩在盖封闭件112放置在壳体盖102d上时面朝坩埚104。
根据不同的实施方式,壳体102的所述或每个辐射保护罩可以已经或者要借助板材、例如铝板或钢板构成。可选地,辐射保护罩组件102s的两个辐射保护罩可以在其材料方面不同。
所述或每个辐射保护罩102s可以在两侧设置为空间分离和/或热分离的、就是说,在两侧限定空腔。例如所述或每个辐射保护罩102s可以与壳体102的壁元件1002(参见图10)具有间距地设置。例如多个辐射保护罩可以相互间不接触和/或仅仅相互绝热地保持和/或相互绝热地连接(例如借助一个或一个以上隔片)。所述或每个隔片可以具有例如陶瓷或由其构成。
图2图示出了根据不同实施方式的真空组件200的示意性侧视图或横剖视图,例如其具有蒸发组件100(参见图1)。
根据不同的实施方式,真空组件200可具有下列部分:真空室224(也称为真空处理室或蒸发室),在该真空室中设置有涂层室224r,该涂层室224r例如可以填满真空室224的内部和/或具有至少一个真空。涂层室224r可以具有至少一个(就是说恰好一个或一个以上)用于输入功率的入射区域(Auftreffbereich)224a、224b。
真空室224可以具有一个或一个以上真空泵(例如前级真空泵和/或高真空泵),其用于在真空室224内部和/或在涂层室224r中提供真空。
真空组件200此外可以具有至少一个(就是说恰好一个或一个以上)电子束枪122,该电子束枪例如具有电子束源122q和偏转系统142a,该偏转系统用于使电子束23向所述至少一个入射区域224a、224b偏转。电子束源112q可具有电子源(例如阴极、例如热阴极)和束成形单元(例如阳极)。
电子束23例如可以根据(例如同样的)偏转顺序(Ablenksequenz)(也称为电子束偏转顺序)偏转,例如反复地根据同样的偏转顺序相继偏转。一个偏转顺序显然可以表示额定入射点的次序和/或额定轨迹(也称为额定偏转轨迹),电子束23聚到该额定轨迹上(就是说应该借助电子束23沿着该额定轨迹移动)。所述或每个偏转顺序可以限定一个本身封闭的轨迹155或者额定入射点155沿着所述本身封闭的轨迹155的次序,所述轨迹应该被辐射(所谓的入射图样(Auftrefffigur)155)。入射图样155例如可以表示电子束23的入射地点P(x,y,z)的轨迹T(P,t)。入射图样155的大小和定向可取决于其在空间中的位置并且可选地随着时间改变和/或转换。
此外,真空组件200可具有至少一个坩埚104(就是说恰好一个或一个以上坩埚),其用于将目标材料(也称为蒸发物质或涂层材料)保持在真空组件200的一个或一个以上入射区域中。可选地或补充地,应借助电子束23蒸发的目标材料可以已经或者要设置在所述或者每个入射区域224a、224b中。
所述或每个坩埚104例如可以已经或者要设置在壳体102中(参见例如图3),该壳体如稍后还将详细说明的那样设置在真空室224中。坩埚104可以理解为具有耐温度变化的(例如2000℃和更高)容器,该容器设置用于容纳目标材料。坩埚104为此例如可具有凹深部,蒸发物质可以已经或者要设置在该凹深部中。所述凹深部可以向着辐射的或设置用于辐射的电子束枪122的方向敞开,使得电子束23可以聚到目标材料上。
需涂层的工件202、例如板形的或带状的基材202可以已经或者要设置和/或运输到涂层室224r中。
目标材料、就是说需蒸发的材料(蒸发物质)例如可以具有金属(例如合金)、有机材料、塑料或陶瓷。电子束源112q与蒸发物质和/或壳体102的间距例如可以在大致0.5m至大致5m的范围中、例如在大致1m至大致2m的范围中。可选地或补充地,目标材料例如在利用电子束对其进行辐射和/或蒸发期间可以已经或者要设置在真空中。电子束源112q可以提供若干kW(千瓦)功率的电子束、例如辐射功率在大致1kW至大致1MW的范围中。
可以借助供能系统120为所述一个或一个以上电子束枪122供电。例如供能系统120可提供电子束枪122的加速电压和/或阴极电流。加速电压可以已经或者要借助供能系统120的变压器提供。
根据不同的实施方式,腔室壳体224、例如所述或每个构成在其内的真空室224可设置为,在其内可以提供大致10mbar至大致1mbar的范围内的压力(换言之:低真空)或更低、例如大致1mbar至大致10-3mbar的范围内的压力(换言之:中度真空)或者更低、例如大致10-3mbar至大致10-7mbar的范围内的压力(换言之:高真空)或者更低、例如小于高真空的、例如小于大致10-7mbar的压力。为此,腔室壳体224可以设置为在如下程度上是稳定的,使得该腔室壳体在抽空的状态中经受得住大气压力的作用。
图3图示出了根据不同实施方式的蒸发组件300的示意性侧视图或横剖视图、例如蒸发组件100。
蒸发组件300可具有壳体102,该壳体具有至少一个(就是说一个或一个以上)设置在壳体内腔102i中的辐射保护罩102s。
此外,蒸发组件300可具有热屏蔽结构104s。该热屏蔽结构104s可以设置用于对壳体102/例如其至少一个辐射保护罩102s进行屏蔽使其免受热辐射。为此,热屏蔽结构104s可设置在所述至少一个辐射保护罩102s与蒸发物质容器104b之间。
例如热屏蔽结构104s可以已经或者要构造为槽形的(也称为热屏蔽槽)。换言之,热屏蔽结构104s能够将坩埚104部分地封闭。
热屏蔽结构104s可以设置为例如分别借助一个空腔与坩埚104(例如其蒸发物质容器104b)和/或与所述至少一个辐射保护罩102s空间分离和/或热分离。例如,这些构件可以相互不接触和/或彼此绝热地保持和/或彼此绝热地连接(例如借助一个或一个以上隔片)。所述或每个隔片例如可以具有陶瓷或由其构成。可选地或补充地,所述或每个在此说明的隔片可设置为绝热的。
所述或每个与辐射保护罩102s或热屏蔽结构接界的空腔可以阻止热量传输。借助空腔可以防止经由固体热桥传输热的能量(热能)。
蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s可具有第一稳定性极限温度、例如第一分解温度(例如熔化温度和/或升华温度)。辐射保护罩102s、壳体槽102w和/或壳体盖102d可具有第二稳定性极限温度、例如第二分解温度(例如熔化温度和/或升华温度)。第一稳定性极限温度(例如第一分解温度)可以大于第二稳定性极限温度(例如第二分解温度),例如比第二稳定性极限温度、例如第二分解温度大例如至少大致20%(30%、40%、50%、100%或100%以上)(例如针对绝对温标)。
换言之,蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s可以比所述或每个辐射保护罩102s、壳体槽102w和/或壳体盖102d具有更好的热稳定性。这能够实现简化的结构。例如可以为辐射保护罩102s使用较经济的、具有较低热稳定性的材料。与此相对,例如只有热屏蔽结构104s需要由高温稳定的(也称为耐高温的)材料构成。
热-化学-机械耐受性或者稳定性在此一般来说可以理解为在确定温度(例如大于熔化温度的40%、60%或80%)下经受化学和/或机械负荷的能力。例如较大的热-化学-机械耐受性在所述温度下会导致较大的反应惰性(例如相对氧)和/或机械硬度和/或机械刚性。一种材料的用于确定转变过程或变化过程的(化学的和/或热的)转变温度越高,其热-化学-机械耐受性就会越高。
稳定性极限温度在此表示的温度是,在该温度中不再存在热-化学-机械耐受性,就是说,在该温度中材料在化学和/或机械方面变得不稳定。稳定性极限温度清楚地表示固体的热-化学-机械稳定性的极限温度。稳定性极限温度在此一般来说可以理解为如下的温度,在该温度下,固体开始改变其机械稳定性(例如硬度和/或刚性)、其形状和/或整体性。稳定性极限温度例如在真空条件下可以与标准条件下的稳定性极限温度不同,并且在此例如可以涉及的是真空条件。换言之,一种固体的稳定性极限温度可以涉及其在处于真空(例如低真空或中度真空)中时具有的温度。如果稳定性极限温度应涉及其它条件,那么这在这里注明。钢材例如即使在其尚未熔化时在其稳定性极限温度以上也能够扭曲变形。由稳定性极限温度对这个特性加以考虑。
一般来说,稳定性极限温度可以涉及一种固体的由热引起的例如塑性的和/或不可逆的变形和/或分解的开始。例如稳定性极限温度可以涉及释放来自轧制过程的晶格应力(Gitterspannung),该晶格应力能够导致机械变形。例如稳定性极限温度可以涉及引起机械变形的热膨胀和压缩、例如在前侧较热而背侧较冷的情况中。例如稳定性极限温度可以涉及起源于被阻止的热膨胀的变形。例如稳定性极限温度可以涉及(如钢材中的)热相转变和/或在不同的组织变态的情况中组织强度的变化。例如稳定性极限温度可以涉及合金成分的扩散和离解的开始。例如稳定性极限温度可以涉及通过热部件、例如坩埚的接触引起的合金形成和随着熔化温度的下降若干化合物的产生。例如稳定性极限温度可以涉及材料的熔化。
更为一般地来说,稳定性极限温度可以涉及由热决定的化学反应和转换、相位转变的开始和由热决定的机械扭曲变形和强度受损的开始亦或材料的热熔化。
涉及填充体的化学和/或热分解的稳定性极限温度也可以称为分解温度。
例如第一稳定性极限温度(例如分解温度)可以为2500℃或更高、例如2750℃或更高、例如3000℃或更高。
分解温度一般来说在此可理解为如下的温度,在该温度中,一种固体开始改变其物态或化学成分。分解温度例如可以用于表示真空条件。换言之,一种固体的分解温度可以涉及如下的温度,物体在其处于真空(例如低真空或中度真空)中时具有该温度。如果分解温度应涉及其它条件,那么这在这里注明。
可选地,可以已经或者要在热屏蔽结构104s与壳体槽102w之间设置一个以上辐射保护罩102s,这些辐射保护罩相互间分别空间分离和/或彼此热分离。
作为较高的热稳定性以外的可选方案或补充方案,热屏蔽结构104s和/或蒸发物质容器可以比所述或每个辐射保护罩102s具有更高的(例如高大致50%、100%、200%或大于200%的)半球总发射率。可选地,热屏蔽结构104s和/或蒸发物质容器104b在其半球总发射率方面与一个/多个辐射保护罩102s的区别可以不大。例如热屏蔽结构104s和/或蒸发物质容器104b可以具有约0.5以上(例如约0.75)的半球总发射率。
可选地,蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s可以比所述或每个辐射保护罩102s、壳体槽102w和/或壳体盖102d具有更大份额的碳(例如以原子百分比测量)。这能够实现简化的结构。可选地或补充地,蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s可以比所述或每个辐射保护罩102s、壳体槽102w和/或壳体盖102d具有更小份额的金属(例如以原子百分比测量)。这能够实现简化的结构。所述金属例如可以是铁或铝。
可选地,蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s可以比所述或者每个辐射保护罩102s、壳体槽102w和/或壳体盖102d具有更大份额的纤维(例如以原子百分比测量)。这能够实现机械上稳定的结构。
可选地,蒸发物质容器104b和/或热屏蔽结构104s可以比所述或每个辐射保护罩102s、壳体槽102w和/或壳体盖102d具有更小的导热性。这能够实现绝热的结构。
图4图示出了根据不同实施方式的蒸发组件400的示意性侧视图或横剖视图、例如蒸发组件100或300。
蒸发组件400可具有多件式的壳体102。壳体盖102d能够已经或者要可从壳体槽102w上取下地(就是说,独立于壳体槽可运动地)支承。例如壳体盖102d可以已经或者要放置在壳体槽102w上。这样构成的壳体102明显缩小了横截面,热辐射穿过该横截面射向需涂层的基材(未示出)的方向。换言之,蒸发组件400降低了需涂层的基材的热负荷。
图5图示出了根据不同实施方式的蒸发组件500的示意性侧视图或横剖视图、例如蒸发组件100或蒸发组件300或400之一。
如在图5中图示出的那样,辐射保护罩组件102s可具有恰好一个辐射保护罩或多个(例如两个或两个以上)辐射保护罩。辐射保护罩组件102s的多个辐射保护罩可以已经或者要相互具有间距地设置(例如保持)。
辐射保护罩组件102s的每个辐射保护罩可将坩埚104(例如坩埚容器104b)和/或热屏蔽结构104s、例如在至少三侧(例如左侧、右侧和下侧)包围和/或设置为整体的。
例如辐射保护罩组件102s的每个辐射保护罩可以是槽形的,使得这些辐射保护罩相互交错地设置。例如槽形可以提供辐射保护罩组件102s的槽内腔,坩埚104(例如坩埚容器104b)和热屏蔽件104s设置在该槽内腔中。可选地或补充地,辐射保护罩组件102s的每个辐射保护罩可以遵循坩埚104(例如坩埚容器104b)的轮廓。
可选地,热屏蔽结构104s可以是槽形的(也称为热屏蔽槽)。例如槽形可以提供热屏蔽结构104s的槽内腔,坩埚104设置在该槽内腔中。可选地或补充地,热屏蔽结构104s可以遵循坩埚104(例如坩埚容器104b)的轮廓。
可选地,辐射保护罩组件102s和/或热屏蔽结构104s可以已经或者要借助坩埚保持结构108来保持、例如与坩埚容器104b具有间距和/或与该坩埚容器空间分离和/或热分离。可选地或补充地,辐射保护罩组件102s和热屏蔽结构104s可借助坩埚保持结构108彼此具有间距和/或彼此空间分离地和/或热分离地保持。
例如坩埚保持结构108可提供辐射保护罩组件102s的每个辐射保护罩相互间的间距和/或与热屏蔽结构104s的间距。为此,坩埚保持结构108可具有例如多个隔片,这些隔片构成辐射保护罩组件102s的每个辐射保护罩相互间的间距和/或与热屏蔽结构104s的间距。
坩埚容器104b例如可竖立在坩埚保持结构108(例如其隔片)上。为此,坩埚保持结构108可选地可具有支架108t(也称为坩埚支承件),该坩埚保持结构支撑坩埚容器104b。支架108t例如可以比坩埚容器104b具有更高的机械稳定性和/或刚性。可选地,支架108t和坩埚容器104b可以相互紧靠地紧固。对此可选地,可以已经或者要提供:坩埚容器104b与支架108t机械分离地和/或滑动地放置在该支架上,以便能够热膨胀。
可选地,支架108t可以具有耐高温的(也称为热稳定的)材料或由其构成。作为可选方案,支架108t可具有与坩埚容器104b不同的耐高温材料、例如陶瓷。
可选地,所述隔片可具有与支架180t和/或坩埚容器104b不同的耐高温材料、例如陶瓷。
图6图示出了根据不同实施方式的蒸发组件600的示意性侧视图或横剖视图、例如蒸发组件100或蒸发组件300至500之一。
蒸发组件600可以具有一个或一个以上辐射保护罩602(也称为上部辐射保护罩602),该辐射保护罩设置在壳体盖102d与坩埚104之间。所述上部辐射保护罩602例如可以紧固在壳体盖102d上和/或与该壳体盖、例如与其热分离地接合。可选地或补充地,所述上部辐射保护罩602可具有通孔602o,该通孔与蒸汽流出口102o对齐。例如所述上部辐射保护罩602的通孔602o可比蒸汽流出口102o具有更大的横截面。
可选地或补充地,蒸发组件600可具有一个或一个以上辐射保护罩604(也称为封闭辐射保护罩604),该辐射保护罩设置在盖封闭件112与坩埚104之间。封闭辐射保护罩604例如可以紧固在盖封闭件112上和/或与该盖封闭件、例如与其热分离地接合。可选地,封闭辐射保护罩604例如可以在盖封闭件112放置在壳体盖102d上时设置在蒸汽流出口102o中。
图7图示出了根据不同实施方式的蒸发组件700的示意性侧视图或横剖视图、例如蒸发组件100、或者蒸发组件300至600之一。
蒸发组件700可具有一个或一个以上电子束枪122,该电子束枪设置用于对坩埚104、例如蒸发物质容器104b的凹深部104t和/或设置在其中的蒸发物质106进行辐射。为此,电子束枪122或可选的射束引导系统可设置为,将电子束23引导穿过蒸汽流出口102o。
图8图示出了根据不同实施方式的蒸发组件800的、观察蒸汽流出口102o的示意性俯视图或横剖视图、例如蒸发组件100、或者蒸发组件300至700之一。
图9图示出了根据不同实施方式的蒸发组件900的示意性俯视图或横剖视图、类似于在800中,其中略去了壳体盖102d,例如蒸发组件100或者蒸发组件300至800之一。蒸发组件900可具有包括多个辐射保护罩的辐射保护罩组件102s。
辐射保护罩组件102s可具有第一对902s辐射保护罩,坩埚104设置在该第一对辐射保护罩之间。可选地或补充地,辐射保护罩组件102s可具有第二对904s辐射保护罩,坩埚104设置在该第二对辐射保护罩之间。
第一对902s辐射保护罩与第二对904s辐射保护罩可以相对彼此横向延伸。
可选地,蒸发组件900如前所说明的那样可具有热屏蔽结构104s,该热屏蔽结构例如设置在辐射保护罩组件102s与蒸发物质容器104b之间。
热屏蔽结构104s例如可具有第一对902s热屏蔽罩和/或第二对904s热屏蔽罩。第一对902s热屏蔽罩可具有两个屏蔽罩(例如板材),蒸发物质容器104b设置在这两个屏蔽罩之间。第二对904s热屏蔽罩可具有两个屏蔽罩(例如板材),蒸发物质容器104b设置在这两个屏蔽罩之间。第一对902s屏蔽罩和第二对904s屏蔽罩可以相对彼此横向延伸。
可选地,第一对902s(例如辐射保护罩或者热屏蔽罩)和第二对904s(例如辐射保护罩或者热屏蔽罩)相互间可具有间距和/或是多个部件。可选地,辐射保护罩组件可具有一个或一个以上辐射保护罩,或者热屏蔽结构可具有一个或一个以上热屏蔽罩,其构造为有角的和整体的。这简化了结构。
清楚地,壳体槽102w可以已经或者要借助将蒸发物质容器104b包围的、反射辐射的第一级而与蒸发物质容器104b热屏蔽。此外,壳体槽102w可以已经或者要借助将蒸发物质容器104b包围的、耐热的第二级而与蒸发物质容器104b热屏蔽。
所述第一级可以已经或者要借助辐射保护罩组件102s提供。所述第二级可以已经或者要借助热屏蔽结构104s提供。
图10图示出了根据不同实施方式的壳体102的示意性横剖视图。该壳体102可具有多个壁元件1002或者由其构成。
壁元件1002可具有一个或一个以上的例如曲折的空腔56,其用于容纳冷却流体。冷却流体可以具有例如液体或由其构成,例如水、盐溶液、酒精或油。所述液体流体可提供例如相对气体的高冷却作用。可以例如借助冷却流体供应系统1002e将冷却流体输送给壳体102。冷却流体供应机构1002e可以提供例如冷却流体回路,该冷却流体回路的冷却流体流穿过所述或每个壁元件1002的空腔56。
这样的壁元件1002能够通过简单的方式实现对壳体102的冷却(就是说,将热能从该壳体中抽出)并且因此能够实现对其周围环境的保护不受热影响。
例如壳体槽102w可具有一个或一个以上这样的壁元件1002,该壁元件限定壳体内腔。
例如壳体盖102d可具有这样的壁元件1002,该壁元件由蒸汽流出口贯穿。
例如盖封闭件102v可具有这样的壁元件1002。
图11图示出了根据不同实施方式的方法1100的示意性流程图。
方法1100在1101中可以具有:从坩埚104中蒸发出蒸发物质、例如借助电子束。蒸发物质的蒸发在1101a中可以具有:借助一个或一个以上电子束对蒸发物质进行辐射。
蒸发物质例如在1101中可以具有以下金属中的至少一种金属:铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、铟(In)和/或金(Au)。可选地,蒸发物质在1101中可以由所述至少一种金属构成或者可以具有化学化合物(例如合金或者金属间的化合物),该化学化合物具有所述至少一种金属。
坩埚104可设置在壳体102内部,该壳体例如设置在真空(高真空、低真空或中度真空)中。电子束例如可以横穿所述真空。可以在高真空中进行借助电子束的涂层(也称为电子束蒸发过程),以能够实现好的涂层质量(例如通过减少安装以及与残余气体微粒的相互作用)。
方法1100在1103中可以具有:将经蒸发的蒸发物质从壳体102发射到真空中。
可选地,方法1100在1105中可以具有:借助经蒸发的蒸发物质对基材进行涂层。该涂层在1105a中可以具有:在基材上构成一层或一层以上涂层,其中,所述一层或一层以上涂层中的至少一层涂层具有蒸发物质或由其构成。
下面对与前述的和在附图中示出的内容相关的不同实例进行说明。
实例1是蒸发组件100、300至900(例如高真空蒸发组件),其具有:(例如多件式的)壳体102(也称为坩埚壳体),该壳体具有壳体内腔102i、蒸汽流出口102o和至少一个(就是说一个或一个以上)设置在壳体内腔102i中的辐射保护罩102s;坩埚104,其用于将容纳在该坩埚104中的蒸发物质从壳体102的蒸汽流出口102o中热蒸发,其中,坩埚104至少具有碳;用于屏蔽壳体102以防止热辐射的热屏蔽结构104s,该热屏蔽结构104s设置在所述至少一个辐射保护罩102s与坩埚104之间;坩埚保持结构108,该坩埚保持结构将坩埚104保持在壳体102的壳体内腔102i内并且与热屏蔽结构104保持空间分离和/或热分离;其中,热屏蔽结构104s在真空中比所述至少一个辐射保护罩102s具有更大的(例如化学的和/或机械的)稳定性极限温度和/或更大的(例如化学的和/或热的)分解温度。
实例2是根据实例1的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s与坩埚104和/或与所述至少一个辐射保护罩102s具有间距地设置,使得在这些之间构成(阻止热传递的和/或空间分离的和/或热分离的)空腔。
实例3是根据实例1或2的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s和/或坩埚比所述至少一个辐射保护罩102s具有更大的(例如两倍以上大的)半球总发射率。
实例4是根据实例1至3之一的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s和/或坩埚104具有至少碳和/或具有碳纤维。
实例5是根据实例1至4之一的蒸发组件100、300至900,其中,坩埚是多件式的(例如具有多个坩埚容器),和/或坩埚具有多个用于容纳蒸发物质的凹深部,其中,例如每个坩埚容器具有一个或一个以上用于容纳蒸发物质的凹深部。
实例6是根据实例1至5之一的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s和/或坩埚104具有纤维复合材料;和/或所述至少一个辐射保护罩102s具有一种金属或者由其构成。
实例7是根据实例1至6之一的蒸发组件100、300至900,其中,所述至少一个辐射保护罩102s比热屏蔽结构104s和/或比坩埚104具有更大份额(例如,例如原子百分比的物质量份额(Stoffmengenanteil))的金属。
实例8是根据实例1至7之一的蒸发组件100、300至900,其此外具有:一个或一个以上(例如设置在壳体外部的)电子束枪122,该电子束枪用于例如穿过蒸汽流出口102o和/或借助由电子束枪122发射的电子束23对坩埚104和/或设置在该坩埚中的蒸发物质进行辐射。
实例9是根据实例8的蒸发组件100、300至900,其中,所述一个或一个以上电子束枪122中的每个电子束枪122具有:电子束源和用于使电子束例如根据偏转模式偏转的偏转系统;其中,电子束源例如具有:电子源(例如阴极、例如热阴极)和射束成形单元。
实例10是根据实例1至9之一的蒸发组件100、300至900,其中,坩埚104和/或热屏蔽结构104s由(无机的)化学成分构成,该化学成分具有碳和/或由碳构成的纤维。
实例11是根据实例1至10之一的蒸发组件100、300至900,其中,坩埚保持结构108具有毛毡和/或多个隔片。
实例12是根据实例1至11之一的蒸发组件100、300至900,其中,坩埚保持结构108设置为隔热屏障(就是说绝热的)。
实例13是根据实例1至12之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体12具有壳体槽102w和可从该壳体槽上取下的壳体盖102d。
实例14是根据实例13的蒸发组件100、300至900,其中,壳体盖102d具有蒸汽流出口102o,穿过该蒸汽流出口从壳体102中提供热蒸发。
实例15是根据实例1至14之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体102此外具有用于封闭蒸汽流出口102o的盖封闭件。
实例16是根据实例1至15之一的蒸发组件100、300至900,其此外具有:气体供应结构,该气体供应结构具有一个或一个以上设置在组合的壳体102中的排气口、例如气体分配器(例如气体筛(Gasrechen)),其中,气体供应结构110例如设置用于为壳体内腔102i输送气体。气体供应结构110例如可以与封闭的盖封闭件112以及气体入口的使用一起用于在维护周期中对热坩埚进行更快速的冷却。
实例17是根据实例1至16之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体102(例如壳体槽102w和/或壳体盖102d)具有流体冷却机构。
实例18是根据实例1至17之一的蒸发组件100、300至900,其中,所述至少一个辐射保护罩102s具有比发射率大的反射率,和/或热屏蔽结构104s具有比发射率小的反射率。
实例19是根据实例1至18之一的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s具有一个或一个以上屏蔽罩板(Abschirmschildplatte);和/或所述至少一个辐射保护罩102s具有一个或一个以上辐射保护罩板。
实例20是根据实例1至19之一的蒸发组件100、300至900,其中,所述一个或一个以上屏蔽板和所述至少一个辐射保护罩102s相互堆叠地设置。
实例21是根据实例1至20之一的蒸发组件100、300至900,其中,坩埚104和/或热屏蔽结构104s在地球大气的条件下比所述至少一个辐射保护罩102s具有更小的(例如化学的和/或热的)稳定性极限温度和/或更小的(例如化学的和/或热的)分解温度。
实例22是根据实例1至21之一的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s与所述至少一个辐射保护罩102s相互间的不同之处在于以下内容之至少一个:化学成分;熔化温度;半球总发射率;反射率;厚度;板材的数量;与坩埚104的间距;与壳体槽的间距;空间膨胀;和/或热导率。
实例23是根据实例1至22之一的蒸发组件100、300至900,其中,坩埚104具有热电偶,该热电偶例如设置在坩埚104的凹深部中。
实例24是根据实例23的蒸发组件100、300至900,其此外具有:温度控制机构,该温度控制机构设置用于通过使用热电偶来控制和/或调节坩埚104的温度和/或温度变化率(例如开尔文/时间)、例如借助流入壳体102中的吹扫气体和/或借助被置入坩埚104中的电子束辐射功率。
实例25是根据实例1至24之一的蒸发组件100、300至900,其中,当壳体盖102d与壳体槽102w组合在一起时,壳体盖102d与坩埚104的间距小于坩埚104沿着所述间距的膨胀;和/或壳体盖102d与坩埚104的间距小于大致0.05m(例如小于大致0.02m、例如小于大致0.01m、例如小于0.005m)。例如所述间距可以小到使得恰好还避免了:分散蒸汽层构成热坩埚与冷封盖/中心架隔板(Brillenblende)之间的热短路。
实例26是根据实例1至25之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体槽102w的一壁元件(例如槽侧壁和/或槽底部)与坩埚104的间距小于坩埚104沿着所述间距的膨胀;和/或壁元件与坩埚104的间距小于大致0.05m(例如小于大致0.02m、例如小于大致0.01m、例如小于0.005m)。
实例27是根据实例1至26之一的蒸发组件100、300至900,其中,热屏蔽结构104s具有小于大致5cm(厘米)、例如小于大致4cm(例如小于3cm、2cm或1cm)或者小于大致0.5cm(例如在大致4mm至2mm的范围内)的厚度(例如板厚)。
实例28是根据实例1至27之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体槽102w内部(就是说壳体内腔)的体积小于坩埚104的体积的十倍(例如五倍、例如两倍)。
实例29是根据实例1至28之一的蒸发组件100、300至900,其此外具有:设置在坩埚104中的蒸发物质,该蒸发物质具有下列金属中的至少一种金属:(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、铟(In)和/或金(Au)或者由其构成。
实例30是根据实例1至29之一的蒸发组件100、300至900,其此外具有:额外的辐射保护罩102s,该额外的辐射保护罩在(例如组合的)壳体102中设置在壳体盖102d与坩埚104之间,例如所述至少一个辐射保护罩102s紧固在壳体盖102d上。
实例31是根据实例1至30之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体102、例如壳体槽102w和/或壳体盖102d具有冷却设备(例如流体冷却设备)和/或热交换器。
实例32是根据实例1至31之一的蒸发组件100、300至900,其中,壳体102(例如壳体槽102w和壳体盖102d)在组合后相互形状锁合地连接。
实例33是真空组件,其具有:真空室;和根据实例1至32之一的蒸发组件100、300至900,该蒸发组件设置在真空室中;和可选的基材运输设备,其用于将基材运输到涂层室中,在该涂层室中应该借助蒸发组件100、300至900对蒸发物质进行蒸发,其中,例如壳体盖102d设置在涂层室与坩埚104之间。
实例34是用于运行根据实例1至32之一的蒸发组件100、300至900的方法,该方法包括:借助电子束对设置在坩埚中的蒸发物质进行热蒸发,该热蒸发包括将蒸发物质或该蒸发物质的部分加热到高于1500℃(例如高于大致2000℃、例如高于大致2500℃、例如高于大致3000℃)的温度;可选地,利用蒸发物质对基材进行涂层;其中,例如在高真空中进行热蒸发。
实例35是根据实例34的方法,该方法根据蒸发周期进行,该蒸发周期在第一阶段(也称为涂层阶段)中包括热蒸发和涂层,并且该蒸发周期在第二阶段(也称为维护阶段)包括将蒸发物质(和例如坩埚)(利用大于高真空的压力)包裹在(例如至少微微流动的)气垫中并且借助该气垫进行冷却。
实例36是根据实例35的方法,其中,包裹在气垫中包括:借助盖封闭件将蒸汽流出窗口封闭;和在封闭之后借助气体供应结构将气体导入壳体中。
Claims (10)
1.蒸发组件(100,300至900),该蒸发组件具有:
壳体(102),该壳体具有壳体内腔(102i)、蒸汽流出口(102o)和设置在所述壳体内腔(102i)中的至少一个辐射保护罩(102s);
坩埚(104),该坩埚用于将容纳在该坩埚(104)中的蒸发物质从壳体(102)的蒸汽流出口(102o)中热蒸发,其中,坩埚(104)至少具有碳;
热屏蔽结构(104s),该热屏蔽结构用于将壳体(102)相对热辐射屏蔽,其中,该热屏蔽结构(104s)设置在所述至少一个辐射保护罩(102s)与坩埚(104)之间;
坩埚保持结构(108),该坩埚保持结构将坩埚(104)保持在壳体(102)的壳体内腔(102i)内并且与所述热屏蔽结构(104s)保持空间分离;
其中,所述热屏蔽结构(104s)在真空中比所述至少一个辐射保护罩(102s)具有更大的稳定性极限温度。
2.根据权利要求1所述的蒸发组件(100,300至900),其中,所述热屏蔽结构(104s)比所述至少一个辐射保护罩(102s)具有更大的半球总发射率。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),其中,所述热屏蔽结构(104s)至少具有碳(例如石墨)和/或由碳构成纤维。
4.根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),其中,所述热屏蔽结构(104s)与坩埚(104)和/或与所述至少一个辐射保护罩(102s)具有间距地设置,使得在它们之间构成有空腔。
5.根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),其中,所述至少一个辐射保护罩(102s)比所述热屏蔽结构(104s)具有更大份额的金属。
6.根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),该蒸发组件此外具有:
一个或一个以上电子束枪(122),该电子束枪设置用于穿过所述蒸汽流出口(102o)对坩埚(104)和/或设置在该坩埚中的蒸发物质进行辐射。
7.根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),其中,所述热屏蔽结构(104s)与所述至少一个辐射保护罩(102s)相互间的不同之处在于以下内容中的至少一项:化学成分;熔化温度;半球总放射率;反射率;和/或热导率。
8.根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),其中,所述坩埚(104)和/或所述热屏蔽结构(104s)在地球大气的条件下比所述至少一个辐射保护罩(102s)具有更小的稳定性极限温度。
9.用于运行根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900)的方法,该方法包括:
借助电子束对设置在坩埚中的蒸发物质进行热蒸发(1101),其中,该热蒸发包括将蒸发物质或该蒸发物质的一部分加热到高于1500℃的温度;
利用蒸发物质对基材进行涂层(1105)。
10.真空组件,该真空组件具有:
真空室;和
根据权利要求1或2所述的蒸发组件(100,300至900),该蒸发组件设置在真空室中。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018131944.4 | 2018-12-12 | ||
DE102018131944.4A DE102018131944A1 (de) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Verdampfungsanordnung und Verfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111304599A true CN111304599A (zh) | 2020-06-19 |
Family
ID=70858621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911274418.0A Pending CN111304599A (zh) | 2018-12-12 | 2019-12-12 | 蒸发组件和方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111304599A (zh) |
DE (1) | DE102018131944A1 (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3511610A (en) * | 1966-10-14 | 1970-05-12 | Gen Motors Corp | Silicon crystal growing |
CN1854332A (zh) * | 2005-03-09 | 2006-11-01 | 三星Sdi株式会社 | 多真空蒸镀装置及其控制方法 |
CN1924081A (zh) * | 2005-08-31 | 2007-03-07 | 三星Sdi株式会社 | 用于无机层的源和用于控制其加热源的方法 |
CN103361610A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 株式会社日立高新技术 | 蒸发源以及使用了它的真空蒸镀装置 |
US20160208408A1 (en) * | 2013-08-27 | 2016-07-21 | Lg Siltron Inc. | Upper heat shielding body, ingot growing apparatus having the same and ingot growing method using the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070178225A1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-08-02 | Keiji Takanosu | Vapor deposition crucible, thin-film forming apparatus comprising the same, and method of producing display device |
US20120052189A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Litian Liu | Vapor deposition system |
-
2018
- 2018-12-12 DE DE102018131944.4A patent/DE102018131944A1/de active Pending
-
2019
- 2019-12-12 CN CN201911274418.0A patent/CN111304599A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3511610A (en) * | 1966-10-14 | 1970-05-12 | Gen Motors Corp | Silicon crystal growing |
CN1854332A (zh) * | 2005-03-09 | 2006-11-01 | 三星Sdi株式会社 | 多真空蒸镀装置及其控制方法 |
CN1924081A (zh) * | 2005-08-31 | 2007-03-07 | 三星Sdi株式会社 | 用于无机层的源和用于控制其加热源的方法 |
CN103361610A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 株式会社日立高新技术 | 蒸发源以及使用了它的真空蒸镀装置 |
US20160208408A1 (en) * | 2013-08-27 | 2016-07-21 | Lg Siltron Inc. | Upper heat shielding body, ingot growing apparatus having the same and ingot growing method using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018131944A1 (de) | 2020-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11713506B2 (en) | Evaporator, deposition arrangement, deposition apparatus and methods of operation thereof | |
KR101645950B1 (ko) | 특정 적층 가공품을 처리하기 위한 처리 장치 | |
US7339139B2 (en) | Multi-layered radiant thermal evaporator and method of use | |
US8336489B2 (en) | Thermal evaporation apparatus, use and method of depositing a material | |
EP3077567B1 (en) | Depositing arrangement, deposition apparatus and methods of operation thereof | |
KR20130111272A (ko) | 증발원, 및 그것을 이용한 진공 증착 장치 | |
US20110275196A1 (en) | Thermal Evaporation Sources with Separate Crucible for Holding the Evaporant Material | |
US20140050850A1 (en) | Vacuum apparatus, method for cooling heat source in vacuum, and thin film manufacturing method | |
US20220259718A1 (en) | Thin-film deposition methods with thermal management of evaporation sources | |
US20210198783A1 (en) | Fluid-assisted thermal management of evaporation sources | |
CN111304599A (zh) | 蒸发组件和方法 | |
CN111304598B (zh) | 蒸发组件和方法 | |
JP3817054B2 (ja) | 蒸着源用るつぼ、及び蒸着装置 | |
US3673006A (en) | Method and apparatus for surface coating articles | |
Mattox | Vacuum Deposition, Reactive Evaporation, and Gas Evaporation | |
CN111621749B (zh) | 供应装置、方法和处理装置 | |
DE102020111081A1 (de) | Verfahren, Steuervorrichtung und Prozessiervorrichtung | |
CN217351512U (zh) | 一种对蒸镀材料进行多级加热的蒸发源 | |
Siaosiu et al. | Industrial electron-beam equipment for deposition of protective coatings: Overview | |
Braun | Adsorption-controlled epitaxy of perovskites | |
KR20240024304A (ko) | 물리 기상 증착 웹 코팅을 위한 밀접 결합 확산기 | |
WO2024022579A1 (en) | Evaporation source, material deposition apparatus, and method of depositing material on a substrate | |
Bishop | Slot Sources: a Replacement for Resistance-Heated Boats in Aluminum Metallizers? | |
JP2013036061A (ja) | ハースライナ、電子ビーム加熱源及び電子ビーム蒸着装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |