DE102018113483A1

DE102018113483A1 - Verdampfungsgut-Magazin, Verdampfungsvorrichtung und Verfahren

Info

Publication number: DE102018113483A1
Application number: DE102018113483.5A
Authority: DE
Inventors: Carsten Deus; Henrik OBST; Klaus Lehmann; Lutz GOTTSMANN; Heiko Naucke
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: DE102018113483B4

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) für eine Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) Folgendes aufweisen: ein Gestell (102) mit einem ersten Träger (102a) und einem zweiten Träger (102b); mehrere Schächte (104) zum Aufnehmen eines festen Verdampfungsguts, wobei die mehreren Schächte (104) nebeneinander angeordnet sind und sich durch den ersten Träger (102a) hindurch zu dem zweiten Träger (102b) hin erstrecken; und eine Ankupplungsstruktur (106), welche mit dem Gestell (102) gekuppelt ist und derart eingerichtet ist, dass das Gestell (102) an der Ankupplungsstruktur (106) angehoben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdampfungsgut-Magazin, eine Verdampfungsvorrichtung und ein Verfahren.
Im Allgemeinen können verschiedene Beschichtungsverfahren basierend auf chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) zum Beschichten von Werkstücken verwendet werden. Beispielsweise kann Material von einem so genannten Target mittels eines Elektronenstrahls oder einer Wärmequelle erwärmt und verdampft (auch als EB-PVD bezeichnet) werden. Mittels des Elektronenstrahls bzw. der Wärmequelle kann eine so genannte Dampfquelle (anschaulich ein lokal stark erhitzter Bereich) auf einer Oberfläche des Targets erzeugt werden. Von der Dampfquelle ausgehend breitet sich verdampftes Material aus, d.h. das verdampfte Material wird anschaulich von der Dampfquelle emittiert. Das verdampfte Material kann beispielsweise auf einem Werkstück kondensieren, so dass eine Schicht auf dem Werkstück gebildet wird.
Das Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) kann in verschiedenen Modifikationen erfolgen. Üblicherweise wird das Material des Targets (als Targetmaterial oder Verdampfungsgut bezeichnet) mittels des Elektronenstrahls aufgeschmolzen und daher in einem Tiegel bereitgestellt. Das zu beschichtende Werkstück kann beispielsweise über dem Tiegel, z.B. freihängend oder in einem Werkstückträger liegend, geführt werden und anschaulich von unten her beschichtet werden.
Herkömmlicherweise wird das zu verdampfende Material (das Verdampfungsgut) in Form vorgefertigter Barren (auch als Ingot bezeichnet) bereitgestellt, z.B. in Form von Stäben oder Tabletten. Ferner werden in einer Vorrichtung zur Elektronenstrahlverdampfung (auch als Elektronenstrahlverdampfer bezeichnet) mehrere ringförmige wassergekühlte Tiegel bereitgestellt, welche eine Ingot-Nachfütterung von unten und Bevorratung größerer Mengen des Verdampfungsguts in unter dem Tiegel platzierten drehbaren Magazinen (auch als Ingotmagazine bezeichnet) aufweist. Zur Beladung der Ingotmagazine werden herkömmlicherweise Ingots von oben durch den ringförmigen Tiegel hindurch in die unter dem Tiegel befindlichen Magazine eingesetzt. Dabei erfolgt die Beladung von mehreren Schächten des Ingotmagazins sequentiell, d.h. nacheinander.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass diese Art der Beladung zeitaufwändig ist. Beispielsweise benötigt die Beladung zweier Ingotmagazine mit je 50 Ingots ca. 30 min. Ferner wurde erkannt, dass die zeitlich große Dauer der Beladung zu einer zwischenzeitlichen Aufnahme von Wasser aus der Umgebungsluft in das hygroskopische Verdampfungsgut führt. Das aufgenommene Wasser wird später im Bedampfungsprozess frei und führt beim Einbau in die abgeschiedene Schicht zu nachteiligen Produkt- und/oder Schichteigenschaften. Beispielsweise kann das Wasser die Härte und/oder die Temperaturwechselbeständigkeit verringern. Alternativ oder zusätzlich kann das frei werdende Wasser im EB-PVD-Prozess zu Druckerhöhungen, Druckschwankungen und in der Folge zur Beeinträchtigung des Elektronenstrahlprozesses durch Streuung der Elektronen an Wassermolekülen führen.
Anschaulich wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass sich die Zeitdauer, welche das Beschicken einer Verdampfungsvorrichtung erfordert, verringern lässt, indem das Verdampfungsgut prozessbereit (z.B. ausgegast und/oder in die Verdampfungsvorrichtung eingebracht) gemacht wird, während es in dem Verdampfungsgut-Magazin angeordnet ist. Mit anderen Worten erfolgt das Anordnen des Verdampfungsguts in dem Verdampfungsgut-Magazin bevor das Verdampfungsgut prozessbereit gemacht wird. Dazu wird eine Verdampfungsvorrichtung bereitgestellt, welche auf vereinfachte Weise mit dem beladenen Verdampfungsgut-Magazin bestückt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren bereitgestellt, welche weniger Wasser in den Prozess eintragen. Beispielsweise kann die Ausgasung von Wasser vermieden und/oder reduziert werden, indem das Verdampfungsgut in trockener Form eingebracht wird. Anschaulich kann die Einbringung von großen Mengen Verdampfungsgut in Form stabförmiger Ingots in EB-PVD-Anlagen erfolgen.
Anschaulich wurde erkannt, dass das Verdampfungsgut trocken gehalten werden kann, indem der Beschickungsvorgang (auch als Beschicken bezeichnet) schneller und/oder im erwärmten Zustand erfolgt. Dazu wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein wechselbares Magazin bereitgestellt, welches fertig gefüllt in die Verdampfungsvorrichtung eingebracht wird. Alternativ oder zusätzlich wird das Verdampfungsgut im Vakuum erwärmt, um das Wasser daraus auszutreiben. Das Erwärmen kann in der Verdampfungsvorrichtung selbst und/oder kurz vor dem Beschickungsvorgang erfolgen, so dass das Verdampfungsgut in noch warmen Zustand abgepumpt wird und somit weniger Wasser aus der Umgebung aufnimmt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Verdampfungsvorrichtung (z.B. ein Elektronenstrahlverdampfer) bereitgestellt, welcher es ermöglicht, Targetmaterial (insbesondere sublimierendes und/oder hochschmelzendes Targetmaterial) auf eine effiziente Weise zu verdampfen, z.B. mittels eines Elektronenstrahls. Weiterhin wird ermöglicht, den Verdampfungsprozess ohne Unterbrechung langzeitstabil durchzuführen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verdampfungsgut-Magazin (im Fall der Verwendung für Ingots auch als Ingotmagazin bezeichnet) für eine Verdampfungsvorrichtung Folgendes aufweisen: ein Gestell mit einem ersten Träger und einem zweiten Träger; mehrere Schächte zum Aufnehmen eines festen Verdampfungsguts, wobei die mehreren Schächte nebeneinander angeordnet sind und sich durch den ersten Träger hindurch zu dem zweiten Träger hin erstrecken; und eine Ankupplungsstruktur, welche mit dem Gestell gekuppelt ist und derart eingerichtet ist, dass das Gestell an der Ankupplungsstruktur angehoben werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Verdampfungsvorrichtung Folgendes aufweisen: Bereitstellen (z.B. Anordnen) eines Verdampfungsguts in einem Verdampfungsgut-Magazin; Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins, in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in die Verdampfungsvorrichtung hinein; und optionales Verlagern eines Verdampfungstiegels der Verdampfungsvorrichtung zu dem in der Verdampfungsvorrichtung angeordneten Verdampfungsgut-Magazin hin.
Es zeigen

1A und 1B jeweils ein Verdampfungsgut-Magazin gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2A ein Verdampfungsgut-Magazin gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen perspektivischen Detailansicht;
2B eine Verdampfungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
3A und 3B jeweils eine Verdampfungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
4A bis 4D jeweils ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
5A bis 5D jeweils ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht; und
6 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung (z.B. ein Signal) übertragen werden kann. Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann „gekuppelt“ im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der hierin beschriebene Elektronenstrahlverdampfer zur Großflächenbeschichtung mittels Elektronenstrahlverdampfens verwendet werden, z.B. zur Beschichtung von Turbinenschaufeln, oder ganz allgemein zur Herstellung von kohlenstoffhaltigen (z.B. graphitartige und/oder diamantartige Schichten) und/oder keramischen Schichten auf einem Werkstück.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verdampfungsgut in Form eines oder mehr als eines Barrens (auch als Ingot bezeichnet) bereitgestellt sein oder werden. Der Begriff Ingot kann auch auf ein Verdampfungsgut bezogen sein, welches kein Silizium oder kein Halbleitermaterial aufweist. Beispielsweise kann das Verdampfungsgut zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall; ein Übergangsmetall, ein Oxid (z.B. ein Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid); ein Dielektrikum; ein Polymer (z.B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer); ein Oxinitrid; ein Nitrid; ein Karbid; eine Keramik; ein Halbmetall (z.B. Kohlenstoff); ein Perowskit; ein Glas oder glasartiges Material (z.B. ein sulfidisches Glas); einen Halbleiter; ein Halbleiteroxid; ein halborganisches Material, und/oder ein organisches Material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Werkstück zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine Keramik, ein Glas, ein Halbleiter (z.B. amorphes, polykristalliner oder einkristalliner Halbleiter, wie Silizium), ein Metall, und/oder ein Polymer (z.B. Kunststoff).
Beispielsweise kann das Werkstück eine Kunststofffolie, ein Wafer (ein Halbleiterwerkstück), eine Metallfolie, ein Metallblech oder eine Glasplatte sein, und optional beschichtet sein oder werden.
Beispielsweise kann das Werkstück eine oder mehr als eine Komponente von Gasturbinen, beispielsweise eine oder mehrere Turbinenschaufeln, aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Entnahme des Verdampfungsgut-Magazins (z.B. Ingotmagazins), Befüllung mit Verdampfungsgut (z.B. Ingots), Ausheizen des befüllten Verdampfungsgut-Magazins in einem externen Ofen (z.B. einem Vakuumofen) zur Entfernung von Wasseradsorbaten im/am Verdampfungsgut und/oder Verdampfungsgut-Magazin, Einsetzen des heißen Verdampfungsgut-Magazins mit heißem Verdampfungsgut in die Verdampfungsvorrichtung (z.B. eine Verdampfungsanlage), Anpumpen der Vakuumkammer (z.B. Bedampfungskammer) in einem Zeitraum, in dem das Ingotmagazin und/oder das Verdampfungsgut noch heiß sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Verdampfungsvorrichtung bereitgestellt derart, dass ein komplettes Verdampfungsgut-Magazin (z.B. Ingotmagazin) auf einfache Art aus der Verdampfungsvorrichtung entnommen, extern befüllt, extern ausgeheizt/ausgegast und in heißem Zustand wieder eingesetzt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zur Bestückung einer Verdampfungsvorrichtung (z.B. einer Elektronenstrahl-Bedampfungsanlage) mit stabförmigem Verdampfungsgut (z.B. Bedampfungsgut), welches innerhalb der Anlage in Form mehrerer zylindrischer Stäbe (auch als Ingot bezeichnet) in einem Verdampfungsgut-Magazin bevorratet wird aufweisen: Positionierung der mehreren Stäbe (anschaulich Verdampfungsgut-Stäbe) in dem Verdampfungsgut-Magazin; Einbringen des Verdampfungsgut-Magazins in eine Ausgasungsvorrichtung, z.B. in eine Heizvorrichtung (z.B. einen Ofen), bevorzugt in einen Vakuumofen; Ausheizen des mit Stäben (Ingots) befüllten Verdampfungsgut-Magazins, so dass es zum Ausgasen des im Verdampfungsguts gebundenen Wassers kommt, bevorzugt bei einer Temperatur von mehr als ungefähr 200°C und über eine Dauer von 24 h oder mehr, Einsetzen des Verdampfungsgut-Magazins mit den ausgeheizten Stäben in die Verdampfungsvorrichtung und anschließendes (z.B. unverzügliches) Anpumpen der Vakuumkammer (z.B. einer Verdampfungskammer), bevorzugt im Heißzustand der Stäbe (z.B. bei mehr als ungefähr 100°C, bevorzugt mehr als ungefähr 200°C), um eine erneute Wasseraufnahme des Verdampfungsmaterials (z.B. Ingot-Materials) aus der Raumluftfeuchte zu hemmen (z.B. gering zu halten).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Montage des (z.B. ringförmigen) Tiegels in einem kippbaren Schwenkrahmen über dem Verdampfungsgut-Magazin (z.B. Ingotmagazin) erfolgen. Der Schwenkrahmen kann ein Wegschwenken des Tiegels ermöglichen, z.B. aus der Betriebsposition (Schwenkrahmen horizontal, Tiegel befindet sich senkrecht über dem Magazin) in eine Beschickungsposition (z.B. Magazinentnahmeposition), in welcher der Schwenkrahmen senkrecht sein kann, so dass der Bereich über dem Magazin frei ist (so dass eine Entnahme des Magazins nach oben nicht behindert wird. Ferner wird eine Halterung des Magazins bereitgestellt mittels eines am Schwenkrahmen befestigten oberes Lagers und eines am unteren Ende des Magazins befindlichen unteren Lagers, wobei an beiden Lagern jeweils formschlüssig steckbare Verbindungen zwischen Magazin und Lager vorgesehen sind.
1A veranschaulicht ein Verdampfungsgut-Magazin 100a gemäß verschiedener Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Das Verdampfungsgut-Magazin 100a kann eingerichtet sein, in eine Verdampfungsvorrichtung eingebracht zu werden, wie später noch genauer beschrieben wird.
Das Verdampfungsgut-Magazin 100a weist ein Gestell 102 auf, welches einen ersten Träger 102a und einen zweiten Träger 102b aufweist. Der erste Träger 102a und/oder der zweite Träger 102b können beispielsweise plattenförmig sein und/oder ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein.
Das Verdampfungsgut-Magazin 100a weist mehrere Schächte 104 auf, welche zum Aufnehmen eines festen Verdampfungsguts eingerichtet sind. Von den mehreren Schächten 104 kann jeder Schacht 104 eingerichtet sein, ein oder mehr als ein Ingot 110 aufzunehmen. Beispielsweise können die mehreren Schächte 104 zumindest 2 (z.B. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr) Schächte aufweisen.
Als Ingot 110 kann ein Barren, z.B. ein stabförmiger oder tablettenförmiger Barren, verstanden werden, der das Verdampfungsgut aufweist oder daraus gebildet ist. Der Barren kann auch eine andere Form aufweisen.
Als Schacht kann eine Struktur verstanden werden, welche einen Hohlraum bereitstellt, in welchen ein oder mehr als ein Ingot 110 passt. Der Hohlraum kann beispielsweise längserstreckt sein, z.B. in Richtung von dem zweiten Träger 102b zu dem ersten Träger 102a hin. Der Hohlraum kann beispielsweise in einem Gehäuse (auch als Schachtgehäuse bezeichnet) bereitgestellt sein oder werden. Beispielsweise kann das Schachtgehäuse eine oder mehr als eine Wandung aufweisen, welche den Hohlraum umgibt und/oder begrenzt.
Das Schachtgehäuse kann beispielsweise eine oder mehr als eine Stange, ein Rohr, ein Gitter, ein oder mehr als ein Flächenelement (z.B. eine Wandung) oder eine andere Begrenzungsstruktur 104b (vgl. 2A) aufweisen, welche den Hohlraum begrenzt. Das Schachtgehäuse kann beispielsweise mittels des ersten Trägers 102a und/oder des zweiten Trägers 102b gehalten sein oder werden.
Die mehreren Schächte 104 (z.B. deren Hohlraum und/oder deren Schachtgehäuse) können nebeneinander und/oder parallel zueinander angeordnet sein und sich durch den ersten Träger 102a hindurch zu dem zweiten Träger 102b hin erstrecken.
Das Verdampfungsgut-Magazin 100a weist ferner eine Ankupplungsstruktur 106 auf. Die Ankupplungsstruktur 106 kann mit dem Gestell 102 (z.B. dem ersten Träger) gekuppelt sein oder werden, z.B. daran befestige sein. Die Ankupplungsstruktur 106 kann ferner hebefähig eingerichtet sein, d.h. derart, dass Gestell 102 an der Ankupplungsstruktur 106 angehoben werden kann.
Die Ankupplungsstruktur 106 kann eine oder mehr als eine Formschlusskontur aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. mittels eines Gewindes, eines Hakens, einer Öse oder Ähnliches. Die Formschlusskontur kann zum Bilden eines Formschlusses eingerichtet sein, z.B. indem eine Hubvorrichtung an der Ankupplungsstruktur 106 angekuppelt wird (z.B. mit dieser Verbunden wird).
Beispielsweise kann die Ankupplungsstruktur 106 eingerichtet sein, mittels eines Krans angehoben zu werden, z.B. indem dessen Kranhaken an die Ankupplungsstruktur 106 angekuppelt wird. Alternativ kann auch eine andere Hubvorrichtung verwendet werden, welche an die Ankupplungsstruktur 106 angekuppelt wird.
Mit anderen Worten kann die Ankupplungsstruktur 106 eingerichtet sein, eine Kraft (z.B. Zugkraft) auf das Gestell 102 zu vermitteln, welche größer ist als eine Gewichtskraft des Gestells 102, z.B. eine Gewichtskraft des Verdampfungsgut-Magazins 100a, z.B. eine Gewichtskraft des Verdampfungsgut-Magazins 100a im gefüllten Zustand. Im gefüllten Zustand kann das Verdampfungsgut-Magazin 100a zusätzlich das in den mehreren Schächten aufgenommene Verdampfungsgut aufweisen.
Beispielsweise kann die Ankupplungsstruktur 106 eingerichtet sein, eine Kraft (z.B. eine Zugkraft) auf das Gestell 102 zu vermitteln, welche mehr als doppelt so groß ist wie die Gewichtskraft des Gestells 102 oder des Verdampfungsgut-Magazins 100a.
Somit kann ermöglicht werden, das Verdampfungsgut-Magazin 100a im befüllten Zustand zu transportieren, in eine Verdampfungsvorrichtung einzubringen und/oder oder im ungefüllten Zustand aus dieser herauszubringen.
Optional kann die Ankupplungsstruktur 106 eingerichtet sein, zwischen zwei Positionen verändert (z.B. geschwenkt) zu werden, von denen die Ankupplungsstruktur 106 in einer ersten Position von dem ersten Träger 102a hervorsteht und in der zweiten Position bündig mit dem ersten Träger 102a ist. Dies erleichtert den Einbau und verringert den Platzbedarf.
In die Verdampfungsvorrichtung eingebracht, kann das Verdampfungsgut-Magazin 100a drehbar gelagert sein oder werden, z.B. um Drehachse 111 herum.
Beispielsweise können die mehreren Schächte in einer Revolver-Konfiguration bereitgestellt sein oder werden. In dieser kann die Drehachse 111 im Zentrum der mehreren Schächte 104 angeordnet sein und/oder diese können um die Drehachse 111 herum angeordnet sein. Beispielsweise kann jeder Schacht 104 der mehreren Schächte 104 einen im Wesentlichen gleichen Abstand von der Drehachse 111 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann jedes Paar unmittelbar benachbarter Schächte der mehreren Schächte 104 bezüglich der Drehachse 111 einen gleichen Winkelabstand aufweisen.
1B veranschaulicht ein Verdampfungsgut-Magazin 100b, z.B. das Verdampfungsgut-Magazin 100a, gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
Das Verdampfungsgut-Magazin 100b kann das Gestell 102 und die mehreren Schächte 104 aufweisen. Optional kann die Ankupplungsstruktur 106 demontiert und/oder weggelassen sein oder werden.
Das Verdampfungsgut-Magazin 100b weist ferner eine erste Einsteckstruktur 108a an dem ersten Träger 102a und eine zweite Einsteckstruktur 108b an dem zweiten Träger 102b auf, z.B. jeweils an diesen befestigt und/oder in diese integriert. Die erste Einsteckstruktur 108a und/oder die zweite Einsteckstruktur 108b können zum Ineinanderstecken mit einer zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur eingerichtet sein, wie später noch genauer beschrieben wird.
Optional können die erste Einsteckstruktur 108a und/oder die zweite Einsteckstruktur 108b ein Drehlager aufweisen, z.B. ein Steck-Drehlager. Alternativ oder zusätzlich können die erste Einsteckstruktur 108a und/oder die zweite Einsteckstruktur 108b eine Drehlager-Aufnahme aufweisen, in welche ein Drehlager eingesteckt werden kann.
Beispielsweise können die erste Einsteckstruktur 108a und die zweite Einsteckstruktur 108b derart eingerichtet sein, dass das Gestell 102 mittels der erste Einsteckstruktur 108a und der zweite Einsteckstruktur 108b drehbar gelagert sein oder werden kann, beispielsweise um die Drehachse 111 herum. Beispielsweise können die erste Einsteckstruktur 108a und die zweite Einsteckstruktur 108b derart angeordnet sein, dass die Drehachse 111 sich durch die erste Einsteckstruktur 108a und die zweite Einsteckstruktur 108b (z.B. dessen Drehlager-Aufnahme bzw. Drehlager) hindurch erstreckt. Alternativ oder zusätzlich können die erste Einsteckstruktur 108a und/oder die zweite Einsteckstruktur 108b rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 111 eingerichtet sein.
Optional können die erste Einsteckstruktur 108a und/oder die zweite Einsteckstruktur 108b eine Drehmoment-Kupplung aufweisen, mittels welcher ein Drehmoment auf das Verdampfungsgut-Magazin 100b übertragen werden kann. Beispielsweise kann die Drehmoment-Kupplung an dem Gestell 102 angeordnet und/oder befestigt sein.
Eine Drehmoment-Kupplung kann zur Drehmomentübertragung eingerichtet sein, z.B. ein mittels eines Antriebs erzeugten Drehmoments. Beispielsweise kann die Drehmoment-Kupplung ein oder mehr als ein Zahn, eine Welle und/oder Zahnrad aufweisen oder daraus gebildet sein. Allgemeiner gesprochen kann die Drehmoment-Kupplung Teil eines Getriebes sein, welches das Drehmoment überträgt. Das Getriebe kann beispielsweise ein Magnetgetriebe, ein Zahnradgetriebe oder Ähnliches sein.
2A veranschaulicht ein Verdampfungsgut-Magazin 200a (z.B. das Verdampfungsgut-Magazin 100a oder 100b) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer perspektivischen Detailansicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann von den mehreren Schächten 104, jeder Schacht eine Durchgangsöffnung 104d in dem ersten Träger 102a aufweisen, durch welche hindurch ein oder mehr als ein Ingot 110 transportiert (z.B. eingebracht und/oder herausgebracht) werden kann. Die Durchgangsöffnung 104d jedes Schachts 104 kann in den Hohlraum 104h der Begrenzungsstruktur 104b münden, z.B. bündig.
2B veranschaulicht eine Verdampfungsvorrichtung 200b gemäß verschiedener Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
Die Verdampfungsvorrichtung 200b weist ein Gestell 202, einen Träger 204 und eine Gelenkstruktur 206 auf.
Das Gestell 202 kann einen Magazinaufnahmeraum 202a zum Aufnehmen eines Verdampfungsgut-Magazins (z.B. 100a, 100b oder 200a) aufweisen.
Der Träger 204 (auch als Verdampfungstiegel-Träger bezeichnet) kann beispielsweise einen Verdampfungstiegel 204t (auch als Tiegel bezeichnet) aufweisen. Der Verdampfungstiegel 204t kann beispielsweise eine Durchgangsöffnung 204d (auch als Tiegelöffnung 204d bezeichnet) aufweisen, welche in dem Magazinaufnahmeraum 202a mündet. Alternativ oder zusätzlich kann der Verdampfungstiegel 204t eine Kühlvorrichtung aufweisen, z.B. einen (z.B. fluidleitenden) Wärmetauscher und/oder eine Fluidkühlvorrichtung (z.B. Wasserkühlung).
Die Gelenkstruktur 206 kann den Verdampfungstiegel-Träger 204 mit dem Gestell 202 kuppeln. Mittels der Gelenkstruktur 206 kann der Verdampfungstiegel-Träger 204 verlagerbar 211 an dem Gestell 202 gelagert sein oder werden, z.B. zwischen einer ersten Position (auch als Betriebsposition bezeichnet) und einer zweiten Position (auch als Beschickungsposition bezeichnet) schwenkbar. Die Gelenkstruktur 206 kann beispielsweise ein oder mehr als ein Drehgelenk und/oder Scharnier aufweisen, mittels dessen dem Verdampfungstiegel-Träger 204 eine Schwenkachse bereitgestellt ist, um welche herum dieser schwenkbar gelagert sein kann (dann auch als Schwenkrahmen bezeichnet).
In der Betriebsposition kann der Verdampfungstiegel-Träger 204 (auch als Verdampfungstiegel-Rahmen bezeichnet) den Magazinaufnahmeraum 202a abdecken (z.B. in Richtung der Drehachse 111), z.B. gegenüber einem Beschichtungsbereich 202b (vgl. 4B). Beispielsweise kann in der Betriebsposition der Verdampfungstiegel-Träger 204 zwischen dem Beschichtungsbereich 202b und dem Magazinaufnahmeraum 202a angeordnet sein.
In der Beschickungsposition kann der Magazinaufnahmeraum 202a freilegt sein (z.B. in Richtung der Drehachse 111), z.B. gegenüber dem Beschichtungsbereich 202b (vgl. 4B). Ist der Magazinaufnahmeraum 202a freigelegt, kann ermöglicht werden, das Verdampfungsgut-Magazin an dem Verdampfungstiegel-Träger 204 vorbei und/oder durch den Beschichtungsbereich 202b hindurch in den Magazinaufnahmeraum 202a hinein zu bringen. Beispielsweise kann in der Betriebsposition der Beschichtungsbereich 202b zwischen dem Verdampfungstiegel-Träger 204 und dem Magazinaufnahmeraum 202a angeordnet sein.
In der Betriebsposition kann der Verdampfungstiegel-Träger 204 einen Abstand von der Drehachse 111 aufweisen. In der Beschickungsposition sich die Drehachse 111 durch den Verdampfungstiegel-Träger 204 hindurch erstrecken.
Das Verlagern des Verdampfungstiegel-Träger 204 aus der Betriebsposition in die Beschickungsposition kann aufweisen, den Verdampfungstiegel-Träger 204 aus einem Bereich über dem Magazinaufnahmeraum 202a heraus zu bewegen.
Die Drehachse 111 kann beispielsweise einen Abstand zu der Tiegelöffnung 204d aufweisen.
In der Betriebsposition kann die Tiegelöffnung 204d parallel zu der Drehachse 111 durch den Tiegel 204t hindurch erstreckt sein.
3A veranschaulicht eine Verdampfungsvorrichtung 300a (z.B. die Verdampfungsvorrichtung 200b) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht und 3B die Verdampfungsvorrichtung 300a in einer betriebsbereiten Konfiguration 300b, in der das Verdampfungsgut-Magazin 402 darin angeordnet ist und/oder aus dieser heraus verdampft wird.
Die Verdampfungsvorrichtung 300a kann eine erste Einsteckstruktur 118a an dem Verdampfungstiegel-Träger 204 und eine zweite Einsteckstruktur 118b an dem Gestell 202 aufweisen, z.B. in diese integriert oder daran befestigt. Die Verdampfungsvorrichtung 300a kann optional in einem Vakuumbereich 802 bzw. einer Vakuumkammer 802 angeordnet sein. Der Vakuumbereich 802 kann mittels der Vakuumkammer 802 bereitgestellt sein oder werden.
Von den Einsteckstrukturen 118a, 118b der Verdampfungsvorrichtung 300a kann jede Einsteckstrukturen zum Ineinanderstecken mit einer zu diesen korrespondierenden Einsteckstruktur 108a, 108b eines Verdampfungsgut-Magazins eingerichtet sein. Die Einsteckstrukturen 108a, 108b, 118a, 118b können anschaulich paarweise zueinander korrespondieren, z.B. das Paar erste Einsteckstrukturen 108a, 118a und das Paar zweite Einsteckstrukturen 108b, 118b. Die zu einer Einsteckstruktur korrespondierende Einsteckstruktur kann auch als Gegen-Einsteckstruktur bezeichnet werden.
Zueinander korrespondiere Einsteckstrukturen können beispielsweise eine Gleitpassung zueinander aufweisen. Das Einstecken kann beispielsweise gegen die Reibung der Gleitpassung erfolgen, d.h. diese überwinden.
Das Paar erste Einsteckstrukturen 108a, 118a und das Paar zweite Einsteckstrukturen 108b, 118b können beispielsweise jeweils mindestens ein Drehlager aufweisen. Beispielsweise können die erste Einsteckstruktur 108a und/oder die zweite Einsteckstruktur 108b des Verdampfungsgut-Magazins 402 ein Drehlager aufweisen, welche in eine Drehlager-Aufnahme der ersten Einsteckstruktur 118a und/oder der zweiten Einsteckstruktur 118b der Verdampfungsvorrichtung 300a eingesteckt werden können. Alternativ können die erste Einsteckstruktur 118a und/oder die zweite Einsteckstruktur 118b der Verdampfungsvorrichtung 300a ein Drehlager aufweisen, welche in eine Drehlager-Aufnahme der ersten Einsteckstruktur 108a und/oder der zweiten Einsteckstruktur 108b des Verdampfungsgut-Magazins 402 eingesteckt werden können.
Beispielsweise können ein oberes Lager 118a und ein am unteren Ende des Magazinaufnahmeraums 202a angeordnetes unteres Lager 118b bereitgestellt sein oder werden, wobei an beiden Lagern 118a, 118b jeweils formschlüssig steckbare Verbindungen zwischen dem Verdampfungsgut-Magazin 402 und den Lagern 118a, 118b angeordnet sind.
Optional können die erste Einsteckstruktur 118a und/oder die zweite Einsteckstruktur 118b eine Drehmoment-Kupplung aufweisen, mittels welcher ein Drehmoment in den Magazinaufnahmeraum 202a hinein übertragen werden kann. Beispielsweise kann das Drehmoment auf das in dem Magazinaufnahmeraum 202a angeordnetes Verdampfungsgut-Magazin 402 (z.B. das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b oder 200a) übertragen sein oder werden, damit dieses gedreht werden kann.
Optional können die erste Einsteckstruktur 118a und/oder die zweite Einsteckstruktur 118b der Verdampfungsvorrichtung 300a eine Antriebsvorrichtung 128 aufweisen, welcher eingerichtet ist das Drehmoment zu erzeugen. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung 128 einen elektromechanischen Wandler (z.B. einen Elektromotor) oder einen anderen Aktor aufweisen oder daraus gebildet sein.
Optional kann die Verdampfungsvorrichtung 300a eine Nachführungsvorrichtung 306 aufweisen. Die Nachführungsvorrichtung 306 kann beispielsweise eine Hebevorrichtung aufweisen. Die Hebevorrichtung kann einen Finger 306f aufweisen, welche in einen Schacht des Verdampfungsgut-Magazins 402 hinein eingreift. Ferner kann die Hebevorrichtung eine Spindel aufweisen, auf welcher der Finger 306f sitzt, so dass bei einer Drehung der Spindel der Finger 306f verlagert wird und somit das Verdampfungsgut in die Durchgangsöffnung 204d des Tiegels 204t hinein schiebt. Ferner kann die Nachführungsvorrichtung 306 eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Spindel aufweisen. Die Nachführungsvorrichtung 306 kann auch anders verwirklicht sein.
Optional kann die Verdampfungsvorrichtung 300a eine Elektronenstrahlquelle (z.B. als Teil einer Elektronenkanone) aufweisen, welche eingerichtet ist, einen Elektronenstrahl zu erzeugen und den Verdampfungstiegel mittels des Elektronenstrahls zu bestrahlen.
Die Elektronenstrahlkanone ist zum Erzeugen mindestens einer Dampfquelle in dem Tiegel 104t mittels des Elektronenstrahls eingerichtet. Die Elektronenstrahlkanone kann die Elektronenstrahlquelle 308 und ein Ablenksystem (nicht dargestellt) zum Ablenken des mittels der Elektronenstrahlquelle 308 erzeugten Elektronenstrahls in den Tiegel 104t hinein aufweisen.
In der betriebsbereiten Konfiguration 300b kann der Verdampfungstiegel-Träger 204 in der Betriebsposition sein. In der Betriebsposition kann die Durchgangsöffnung 204d des Verdampfungstiegel-Trägers 204 mit einem Schacht der mehreren Schächte 104 fluchten. Anschaulich kann das Verdampfungsgut-Magazin 402 gedreht werden in mehrere Positionen, von denen in jeder Positionen ein Schacht der mehreren Schächte 104 mit der Durchgangsöffnung 204d des Verdampfungstiegel-Trägers 204 fluchtet.
4A bis 4D veranschaulichen die Verdampfungsvorrichtung 404 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Das Verfahren kann in 400a aufweisen: Bereitstellen (z.B. Anordnen und/oder Einbringen) eines Verdampfungsguts 110 in einem Verdampfungsgut-Magazin 402 (z.B. das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b oder 200a). Das Bereitstellen 400a kann beispielsweise aufweisen, das Verdampfungsgut (z.B. durch eine Durchgangsöffnung 104d in dem ersten Träger 102a hindurch) in das Verdampfungsgut-Magazin 402 hinein einzubringen, z.B. in einen oder mehr als einen Schacht 104 hinein.
Das Verdampfungsgut 110 kann beispielsweise in Form von einem oder mehr als einem Ingot 110 bereitgestellt sein oder werden. Beispielsweise können pro Schacht 2 oder mehr (z.B. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr) Ingots 110 bereitgestellt sein oder werden.
Das Anordnen 400a des Verdampfungsguts 110 in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 kann beispielsweise aufweisen die Menge (z.B. Masse) von Verdampfungsgut, welches in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 angeordnet ist, zu vergrößern, z.B. die Anzahl an Ingots.
Das Anordnen 400a kann beispielsweise aufweisen, in zumindest einen Schacht 104 der mehreren Schächte 104 mehrere Ingots 110 einzubringen. Das Anordnen 400a kann alternativ oder zusätzlich aufweisen, in jeden Schacht der mehreren Schächte 104 ein oder mehr als ein Ingot 110 einzubringen.
Das Verfahren kann in 400b aufweisen: Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins 402, in welchem das Verdampfungsgut 110 angeordnet ist (auch als gefülltes Verdampfungsgut-Magazin 402 bezeichnet), z.B. in die Verdampfungsvorrichtung 404 (z.B. der Verdampfungsvorrichtung 200b oder 300a) hinein und/oder aus der Verdampfungsvorrichtung 404 heraus, z.B. in/aus deren Magazinaufnahmeraum 202a hinein/heraus.
Das Verlagern 400b des gefüllten Verdampfungsgut-Magazins 402 in die Verdampfungsvorrichtung 404 hinein (auch als Beschicken der Verdampfungsvorrichtung 404 bezeichnet) kann aufweisen: Anordnen des Verdampfungsgut-Magazins 402, in welchem das Verdampfungsgut 110 angeordnet ist, in der Verdampfungsvorrichtung 404.
Das Verfahren kann in 400c aufweisen: Verlagern des Verdampfungstiegels 104t der Verdampfungsvorrichtung 404 zwischen zwei Positionen. Die zwei Positionen können die Betriebsposition und die Beschickungsposition aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Verlagern 400c kann derart erfolgen, dass der Verdampfungstiegel 104t über dem Verdampfungsgut-Magazin 402 angeordnet wird und/oder dass dieser an das Verdampfungsgut-Magazin bzw. den Magazinaufnahmeraums 202a heran gebracht wird (d.h. deren Entfernung voneinander reduziert wird).
Das Verfahren kann optional in 400d aufweisen: Verlagern von Verdampfungsgut 110 (z.B. aus dem Magazinaufnahmeraum 202a bzw. aus dem Verdampfungsgut-Magazin 402 heraus) in den Tiegel 204t hinein, z.B. mittels der Nachführungsvorrichtung 306. Das Verfahren kann alternativ oder zusätzlich in 400d aufweisen: Verdampfen des in dem Tiegel 204t angeordneten Verdampfungsguts 110, z.B. indem dieses mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird.
Das Verlagern von Verdampfungsgut 110 (z.B. aus dem Magazinaufnahmeraum 202a bzw. aus dem Verdampfungsgut-Magazin 402 heraus) in den Tiegel 204t hinein kann die Menge an Verdampfungsgut in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 verringern. Das Verdampfen von Verdampfungsgut 110 aus dem Tiegel 204t heraus kann die Menge an Verdampfungsgut in dem Tiegel 204t verringern.
Das Verlagern 400c des Verdampfungstiegels 104t der Verdampfungsvorrichtung 404 kann optional derart erfolgen, dass der Verdampfungstiegel 104t von dem Verdampfungsgut-Magazin 402 bzw. dem Magazinaufnahmeraum 202a weg gebracht wird (d.h. deren Entfernung voneinander vergrößert wird). Dann kann das Verlagern 400c beispielsweise aufweisen, das Verdampfungsgut-Magazin 402 bzw. den Magazinaufnahmeraum 202a freizulegen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren optional in 400b aufweisen: Herausbringen des Verdampfungsgut-Magazins 402 aus der Verdampfungsvorrichtung 404, z.B. aus deren Magazinaufnahmeraum 202a heraus.
Das Verdampfungsgut-Magazin 402 kann, wenn es in den Magazinaufnahmeraum 202a hineingebracht wird, mehr Verdampfungsgut tragen, als wenn es aus dem Magazinaufnahmeraum 202a heraus gebracht wird. Mit anderen Worten kann das herausgebrachte Verdampfungsgut-Magazin 402 eine geringere Menge an Verdampfungsgut 110 (z.B. Anzahl an Ingots) aufweisen (z.B. tragen) als das in die Verdampfungsvorrichtung 404 hineingebrachte Verdampfungsgut-Magazin 402.
Das Hineinbringen und Herausbringen des Verdampfungsgut-Magazins kann auch als Wechseln des Verdampfungsgut-Magazins 402 bezeichnet sein. Optional kann das Wechseln des Verdampfungsgut-Magazins 402 aufweisen, das Verdampfungsgut in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 anzuordnen 400a, z.B. vor dem Hineinbringen 400b und/oder nach dem Herausbringen 400b.
Das Verfahren kann optional in 400d aufweisen: Bilden eines Vakuums in dem Magazinaufnahmeraum 202a bzw. in dem Vakuumbereich 802, in dem die Verdampfungsvorrichtung 404 angeordnet ist. Das Bilden des Vakuums kann erfolgen, wenn (z.B. nachdem) das Verdampfungsgut 110 (z.B. in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 und das Verdampfungsgut-Magazin 402) in dem Magazinaufnahmeraum 202a angeordnet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden des Vakuums (d.h. 0,3 bar oder weniger) aufweisen, einen Druck bereitzustellen in einem Bereich von ungefähr 10 mbar bis ungefähr 1 mbar (mit anderen Worten Grobvakuum), und/oder einen Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum), und/oder einen Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-3 mbar bis ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) und/oder einen Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10^-7 mbar.
5A bis 5D veranschaulichen die Verdampfungsvorrichtung 404 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Im Allgemeinen kann das Bringen des Verdampfungsguts 110 in einen Zustand, bei welcher das Verdampfungsgut 110 mehr Wasser abgibt als aufnimmt, als Ausgasen bezeichnet werden. Das Ausgasen kann aufweisen, den Wassergehalt des Verdampfungsguts 110 zu reduzieren.
Das Verfahren kann in 500a aufweisen: Ausgasen des Verdampfungsguts. Das Ausgasen kann zumindest aufweisen: Erwärmen des Verdampfungsguts 110 (welches z.B. in dem Verdampfungsgut-Magazin angeordnet ist) auf eine Temperatur (auch als Erwärmt-Temperatur bezeichnet), bei welcher das Verdampfungsgut 110 mehr Wasser (H₂O, z.B. Wasserdampf) abgibt als aufnimmt, z.B. über die Ausgasungstemperatur. Das Verdampfungsgut kann während des Ausgasens (z.B. Erwärmens) beispielsweise in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 angeordnet 400a sein oder werden. Alternativ kann das Verdampfungsgut 110 auch anders gelagert sein oder werden, während es ausgegast (z.B. erwärmt) wird, und/oder nach dem Ausgasen (z.B. Erwärmen) in dem Verdampfungsgut-Magazin 402 angeordnet werden.
Die Zielfeuchte des Verdampfungsgutes kann den maximal zulässigen Feuchtigkeitsgehalt bezeichnen, bei welchem bei einem Bedampfungsprozess keine Ausgasung von Wasserdampf in einem den Prozess oder das Schichtwachstum nachteilig beeinflussender Menge auftritt.
Die Ausgasungstemperatur kann die Temperatur bezeichnen, bei der das Verdampfungsgut (z.B. im Zustand der Zielfeuchte und in einer Umgebungsluft mit einem absoluten Wassergehalt von 20g Wasser pro kg Luft) genauso viel Wasser abgibt wie es aufnimmt, d.h. an dem die mit Temperatur steigende Rate an abgegebenen Wasser und die mit Temperatur sinkende Rate an aufgenommenen Wasser gleich sind.
Die Erwärmt-Temperatur und/oder Ausgasungstemperatur können größer sein als die Umgebungstemperatur (z.B. einer Standarttemperatur von 293,15 Kelvin) des Verdampfungsguts 110, z.B. größer als die Siedetemperatur von Wasser (z.B. 393,15 Kelvin), z.B. größer als ungefähr 493,15 Kelvin. Alternativ oder zusätzlich können die Erwärmt-Temperatur und/oder Ausgasungstemperatur größer sein als 50% der absoluten Schmelztemperatur des Verdampfungsguts 110 (gemäß der Kelvinskala, auch als absolute Temperatur bezeichnet) und/oder kleiner sein als die Schmelztemperatur des Verdampfungsguts 110.
Das Verfahren kann in 500b aufweisen: Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins 402, in welchem das Verdampfungsgut 110 angeordnet ist, z.B. in die Verdampfungsvorrichtung 404 (z.B. der Verdampfungsvorrichtung 200b oder 300a) hinein und/oder aus der Verdampfungsvorrichtung 404 heraus, z.B. in/aus deren Magazinaufnahmeraum 202a hinein/heraus. Das Verlagern 500b des Verdampfungsgut-Magazins 402 kann beispielsweise eingerichtet sein, wie in 400b.
Das Verfahren kann optional in 500b das Verlagern 400c des Verdampfungstiegels 104t aufweisen.
Das Verfahren kann in 500c aufweisen: Bilden eines Vakuums in dem Magazinaufnahmeraum 202a und/oder dem Vakuumbereich, in dem die Verdampfungsvorrichtung 404 angeordnet ist.
Das Bilden 500c des Vakuums und/oder das Verlagern 500b des Verdampfungsgut-Magazins 402 in die Verdampfungsvorrichtung 404 hinein können beispielsweise erfolgen bevor das Verdampfungsgut 110 von der Erwärmt-Temperatur auf oder unter eine andere Temperatur (auch als Abgekühlt-Temperatur bezeichnet).
Beispielsweise kann die Abgekühlt-Temperatur die Ausgasungstemperatur und/oder der Mittelwert zwischen der Erwärmt-Temperatur und der Umgebungstemperatur sein, oder weniger. Die Abgekühlt-Temperatur kann beispielsweise im Wesentlichen die Umgebungstemperatur, ungefähr 100°C oder ungefähr 200°C sein.
Das Bilden des Vakuums kann aufweisen, den Magazinaufnahmeraum 202a und/oder den Vakuumbereich abzupumpen, z.B. auf Grobvakuum (z.B. Feinvakuum) oder weniger.
Optional kann das Erwärmen 500a aufweisen, das Verdampfungsgut bei mehr als der Ausgasungstemperatur über eine Zeitdauer zu halten, die größer ist als ungefähr 1 Stunde (h), z.B. größer als ungefähr 2 h, z.B. größer als ungefähr 5 h, z.B. größer als ungefähr 10 h, z.B. größer als ungefähr 24 h. Alternativ oder zusätzlich kann das Erwärmen 500a aufweisen, die das Verdampfungsgut bei mehr als der Ausgasungstemperatur über eine Zeitdauer zu halten, die größer ist als eine Zeitdauer zwischen dem Beenden des Erwärmens 500a und dem Beginn des Bilden 500c des Vakuums.
6 veranschaulicht ein Verfahren 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram. Das Verfahren 600 kann in 601 aufweisen: Verlagern 400a eines Verdampfungsguts in ein Verdampfungsgut-Magazin hinein. Das Verfahren 600 kann in 603 aufweisen: Verlagern 400b, 500b des Verdampfungsgut-Magazins, in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in die Verdampfungsvorrichtung hinein.
Das Verfahren 600 kann in 605 aufweisen: Ausgasen (z.B. Erwärmen 600a) des Verdampfungsguts, welches z.B. in dem Verdampfungsgut-Magazin und/oder außerhalb der Verdampfungsvorrichtung angeordnet ist. Das Ausgasen kann aufweisen, das Verdampfungsgut 110 auf oder über die Ausgasungstemperatur zu bringen (auch als Erwärmen 600a bezeichnet), z.B. für eine Zeitdauer von mehr als ungefähr 1 h, z.B. mehr als ungefähr 2 h, 5 h, 10 h, oder 24 h.
Das Verfahren 600 kann in 607 aufweisen: Bilden eines Vakuums in der Verdampfungsvorrichtung und/oder um die Verdampfungsvorrichtung herum, z.B. bevor das Verdampfungsgut abgekühlt ist auf die Kalt-Temperatur.
Das Verfahren 600 kann in 603 optional aufweisen: Verlagern eines Verdampfungstiegels der Verdampfungsvorrichtung zwischen zwei Positionen. Das Verlagern kann aufweisen, den Verdampfungstiegel in die Beschickungsposition zu bringen bevor das Verlagern 603 des Verdampfungsgut-Magazins in die Verdampfungsvorrichtung hinein erfolgt. Das Verlagern des Verdampfungstiegels kann aufweisen, den Verdampfungstiegel in die Betriebsposition zu bringen nachdem das Verlagern 603 des Verdampfungsgut-Magazins in die Verdampfungsvorrichtung hinein erfolgt und/oder bevor das Bilden 607 des Vakuums erfolgt.
Das Ausgasen 605 (z.B. Erwärmen) des Verdampfungsguts kann beispielsweise erfolgen, bevor oder nachdem das Verdampfungsgut-Magazin in die Verdampfungsvorrichtung hinein verlagert wird.
Beispielsweise kann das Ausgasen 605 in einer externen Heizvorrichtung (einem Ofen) erfolgen bevor das Verdampfungsgut-Magazin in die Verdampfungsvorrichtung hinein verlagert wird. Das ausgegaste Verdampfungsgut kann dann in die Verdampfungsvorrichtung 404 hinein verlagert werden, z.B. bevor das Verdampfungsgut auf oder unter die Abgekühlt-Temperatur abgekühlt ist.
Alternativ oder zusätzlich kann das Ausgasen 605 in der Verdampfungsvorrichtung 404 (in deren Magazinaufnahmeraum 202) erfolgen nachdem das Verdampfungsgut-Magazin in die Verdampfungsvorrichtung hinein verlagert wurde. Das ausgegaste Verdampfungsgut kann dann dem Vakuum ausgesetzt werden, z.B. bevor das Verdampfungsgut auf oder unter die Abgekühlt-Temperatur abgekühlt ist.
Das Ausgasen 605 kann beispielsweise bei Vakuum (z.B. bei Grobvakuum oder weniger) erfolgen.
Das Verfahren 600 kann in 609 optional aufweisen: Verdampfen des Verdampfungsguts (z.B. in den Vakuumbereich und/oder Beschichtungsbereich 202b hinein), z.B. mittels eines Elektronenstrahls und/oder in das Vakuum (z.B. in einen Beschichtungsbereich 202b) hinein.
Das Verfahren 600 kann in 611 optional aufweisen: Beschichten eines Werkstücks (z.B. einer Turbinenschaufel) mit dem verdampften Verdampfungsgut.
Das Verfahren 600 kann in 613 optional aufweisen: Nachführen des Verdampfungsguts aus dem Verdampfungsgut-Magazin in den Verdampfungstiegel der Verdampfungsvorrichtung hinein.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist ein Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 für eine Verdampfungsvorrichtung, das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 aufweisend: ein Gestell 102 mit einem ersten Träger 102a und einem zweiten Träger 102b; mehrere Schächte 104 zum Aufnehmen eines (z.B. festen, d.h. im der festen Phase vorliegend) Verdampfungsguts (d.h. in festem Zustand), wobei die mehreren Schächte 104 nebeneinander angeordnet sind und sich durch den ersten Träger 102a hindurch zu dem zweiten Träger 102b hin erstrecken; und eine Ankupplungsstruktur 106, welche mit dem Gestell 102 gekuppelt ist und derart eingerichtet ist (z.B. ein Gewicht des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 zu tragen), dass das Gestell 102 an der Ankupplungsstruktur 106 angehoben werden kann.
Beispiel 2 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß Beispiel 1, ferner aufweisend: eine erste Einsteckstruktur 108a, 108b an dem ersten Träger 102a und eine zweite Einsteckstruktur 108a, 108b an dem zweiten Träger 102b, von denen jede Einsteckstruktur 108a, 108b zum Ineinanderstecken mit einer zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur 118a, 118b eingerichtet ist.
Beispiel 3 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß Beispiel 2, wobei jede Einsteckstruktur 108a, 108b zum Ineinanderstecken mit der zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur 118a, 118b eingerichtet ist derart, dass diese in einem ineinandergesteckten Zustand dem Gestell 102 eine Drehachse 111 bereitstellen.
Beispiel 4 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß Beispiel 3, wobei die mehreren Schächte 104 um die Drehachse 111 herum angeordnet sind (z.B. in Revolver-Konfiguration).
Beispiel 5 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß Beispiel 3 oder 4, wobei die erste Einsteckstruktur 108a, 108b und/oder die zweite Einsteckstruktur 108a, 108b ein Drehlager aufweisen, welches die Drehachse 111 bereitstellt.
Beispiel 6 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 2 bis 5, wobei die erste Einsteckstruktur 108a, 108b und/oder die zweite Einsteckstruktur 108a, 108b eine Drehmoment-Kupplung aufweisen zum Übertragen eines Drehmoments auf das Gestell 102.
Beispiel 7 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei jeder Schacht der mehreren Schächte 104 eine Durchgangsöffnung in dem ersten Träger 102a aufweist; und/oder wobei jeder Schacht der mehreren Schächte 104 eine Begrenzungsstruktur aufweist, welche einen Hohlraum bereitstellt; wobei beispielsweise die Durchgangsöffnung in dem Hohlraum mündet.
Beispiel 8 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die Ankupplungsstruktur 106 an dem ersten Träger 102a befestigt ist und/oder eingerichtet ist eine Kraft auf den ersten Träger 102a zu vermitteln, welche größer (z.B. doppelt so groß oder größer) ist als eine Gewichtskraft des Gestells 102 (z.B. des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402).
Beispiel 9 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, wobei die Ankupplungsstruktur 106 zum Bilden eines Formschlusses eingerichtet ist, z.B. eine Durchgangsöffnung, ein Gewinde, einen Haken oder Ähnliches aufweisend.
Beispiel 10 ist das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, welches als wechselbares Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 eingerichtet ist.
Beispiel 11 ist das Verwenden des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 1 bis 10 zum Beschicken einer Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404, wobei beispielsweise das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 beim Beschicken ein Verdampfungsgut aufweist.
Beispiel 12 ist eine Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 (z.B. ein Elektronenstrahlverdampfer), aufweisend: ein Gestell 202, welches einen Magazinaufnahmeraum 202a zum Aufnehmen eines Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 (und beispielsweise darüber einen Beschichtungsbereich) aufweist; einen Verdampfungstiegel-Träger 204 (z.B. einen Träger mit einem Verdampfungstiegel); und eine Gelenkstruktur 206, welche den Verdampfungstiegel-Träger 204 mit dem Gestell 202 kuppelt derart, dass der Verdampfungstiegel-Träger 204 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ist; wobei der Verdampfungstiegel-Träger 204 in der ersten Position den Magazinaufnahmeraum abdeckt (z.B. gegenüber dem Beschichtungsbereich) und in der zweiten Position den Magazinaufnahmeraum freilegt (z.B. gegenüber dem Beschichtungsbereich).
Beispiel 13 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß Beispiel 12, wobei das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 gemäß einem der Beispiele 1 bis 11 ist, welches beispielsweise in dem Magazinaufnahmeraum 202a angeordnet ist.
Beispiel 14 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß Beispiel 12 oder 13, ferner aufweisend: eine erste Einsteckstruktur 118a, 118b an dem Verdampfungstiegel-Träger 204 und eine zweite Einsteckstruktur 118a, 118b an dem Gestell 202, von denen jede Einsteckstruktur 118a, 118b zum Ineinanderstecken mit einer zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur 108a, 108b des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 eingerichtet ist.
Beispiel 15 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß Beispiel 14, ferner aufweisend: wobei jede Einsteckstruktur 118a, 118b zum Ineinanderstecken mit der zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur 108a, 108b eingerichtet ist derart, dass diese in einem ineinandergesteckten Zustand dem Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 eine Drehachse 111 bereitstellen.
Beispiel 16 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß Beispiel 14 oder 15, wobei der Magazinaufnahmeraum zwischen der ersten Einsteckstruktur 118a, 118b und der zweiten Einsteckstruktur 118a, 118b angeordnet ist.
Beispiel 17 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß einem der Beispiele 14 bis 16, wobei die erste Einsteckstruktur 118a, 118b und/oder die zweite Einsteckstruktur 118a, 118b ein Drehlager aufweisen, welches die Drehachse 111 bereitstellt.
Beispiel 18 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß einem der Beispiele 14 bis 17, wobei die erste Einsteckstruktur 118a, 118b und/oder die zweite Einsteckstruktur 118a, 118b eine Antriebsvorrichtung aufweisen zum Erzeugen eines Drehmoments.
Beispiel 19 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß Beispiel 18, wobei die Antriebsvorrichtung eine Drehmoment-Kupplung aufweist, zum Übertragen des Drehmoments in den Magazinaufnahmeraum 202a hinein und/oder auf das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402.
Beispiel 20 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß einem der Beispiele 12 bis 19, ferner aufweisend: eine Nachführungsvorrichtung (z.B. Hebevorrichtung), welche eingerichtet ist, ein in dem Magazinaufnahmeraum angeordnetes Verdampfungsgut in Richtung des Verdampfungstiegels nachzuführen.
Beispiel 21 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß einem der Beispiele 12 bis 20, wobei der Verdampfungstiegel 204t eine Durchgangsöffnung 204d aufweist, welche in dem Magazinaufnahmeraum 202a mündet.
Beispiel 22 ist die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß einem der Beispiele 12 bis 21, ferner aufweisend: eine Elektronenstrahlquelle 308 zum Bestrahlen des Verdampfungstiegels 204t und/oder eines darin angeordneten Verdampfungsguts (mit einem Elektronenstrahl).
Beispiel 23 ist eine Vakuumanordnung, aufweisend: eine Vakuumkammer 802 (z.B. einer Verdampfungskammer) und eine darin angeordnete Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 gemäß einem der Beispiele 12 bis 22.
Beispiel 24 ist die Vakuumanordnung gemäß Beispiel 23, wobei die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 einen Beschichtungsbereich 202b bereitstellt und eingerichtet ist zum Verdampfen eines Verdampfungsguts in den Beschichtungsbereich 202b hinein, die Vakuumanordnung optional aufweisend: eine Werkstückhaltevorrichtung (z.B. eine Transportvorrichtung) zum Halten (bzw. Transportieren) eines Werkstücks in dem Beschichtungsbereich.
Beispiel 25 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402, in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist (z.B. mindestens 10, mindestens 20, mindestens 30, mindestens 40 oder mindestens 50 Ingots), und Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402, in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in die Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) hinein; wobei das Verfahren alternativ oder zusätzlich zu dem Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 aufweist: Erwärmen des Verdampfungsguts, welches in einem Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 angeordnet ist, auf oder über eine Temperatur, bei welcher das Verdampfungsgut mehr Wasser abgibt als aufnimmt.
Beispiel 26 ist das Verfahren gemäß Beispiel 25, welches zum Wechseln des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 verwendet wird.
Beispiel 27 ist das Verfahren gemäß Beispiel 25 oder 26, ferner aufweisend: Bilden eines Vakuums in einem Vakuumbereich, in dem die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist, wobei beispielsweise das Bilden des Vakuums erfolgt, wenn das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402, in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist; wobei optional: das Bilden des Vakuums in dem Vakuumbereich erfolgt, bevor das Verdampfungsgut von der Temperatur auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist; und/oder wobei optional: das Bilden des Vakuums erfolgt, wenn das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402, in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist.
Beispiel 28 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 27, ferner aufweisend: Erwärmen des Verdampfungsguts, welches in dem Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 angeordnet ist, auf oder über eine Temperatur, bei welcher das Verdampfungsgut mehr Wasser abgibt als aufnimmt, wobei beispielsweise das Erwärmen des Verdampfungsguts erfolgt, wenn das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402, in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in oder außerhalb der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist.
Beispiel 29 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 28, das Bereitstellen des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 aufweisend: Verlagern des Verdampfungsguts in das Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402.
Beispiel 30 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 29, ferner aufweisend: Verlagern eines Verdampfungstiegels der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 zu dem in der Verdampfungsvorrichtung angeordneten Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 hin.
Beispiel 31 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 30, ferner aufweisend: Überführen (z.B. Verdampfen) des Verdampfungsguts, welches in der Verdampfungsvorrichtung angeordnet ist, in dessen Gasphase (z.B. mittels eines Elektronenstrahls).
Beispiel 32 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 31, wobei das Verlagern des Verdampfungstiegels 204t aufweist, den Verdampfungstiegel 204t zwischen zwei Positionen (z.B. derart, dass dieser über dem Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 angeordnet wird) zu verlagern, wobei beispielsweise der Verdampfungstiegel in einer ersten Position der zwei Positionen einen kleineren Abstand von dem in der Verdampfungsvorrichtung angeordneten Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 aufweist als in einer zweiten Position der zwei Positionen.
Beispiel 33 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 32, wobei das Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 in die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 hinein aufweist, das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 entlang eines ersten Pfades 113 (vgl. 4B) und/oder durch einen Verlagerungsbereich 113 hindurch zu verlagern, und wobei das Verlagern des Verdampfungstiegels 204t aufweist, den Verdampfungstiegel in den ersten Pfad 113 und/oder den Verlagerungsbereich 113 hinein oder aus diesem heraus zu verlagern.
Beispiel 34 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 33, wobei das Verlagern des Verdampfungstiegels 204t aufweist, den Verdampfungstiegel entlang eines zweiten Pfades 115 (vgl. 4c) zu verlagern, wobei der zweite Pfad 115 gekrümmt ist, senkrecht zu einer Schwenkachse der Verdampfungsvorrichtung ist und/oder sich in den Verlagerungsbereich 113 hinein erstreckt.
Beispiel 35 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 34, ferner aufweisend: Verlagern des Verdampfungstiegels 204t der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 derart, dass der Magazinaufnahmeraum 202a freigelegt wird, und Herausbringen des Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402 aus dem freigelegten Magazinaufnahmeraum.
Beispiel 36 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 35, wobei das Verlagern des Verdampfungstiegels 204t aufweist, den Verdampfungstiegel 204t mittels eines Gelenks zu schwenken.
Beispiel 37 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 36, wobei das Verlagern des Verdampfungstiegels 204t aufweist, den Verdampfungstiegel zu verlagern zwischen einer ersten Position, in der der Magazinaufnahmeraum freigelegt ist, und einer zweiten Position, in der der Magazinaufnahmeraum abgedeckt ist, z.B. gegenüber einem Beschichtungsbereich.
Beispiel 38 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 25 bis 37, ferner aufweisend: Erwärmen des Verdampfungsguts auf oder über eine Temperatur, bei welcher das Verdampfungsgut mehr Wasser abgibt als aufnimmt; und Bilden eines Vakuums in dem Vakuumbereich, in dem die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist, bevor das Verdampfungsgut von der Temperatur auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist.
Beispiel 39 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404, das Verfahren aufweisend: Erwärmen eines Verdampfungsguts (welches z.B. in dem Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 angeordnet ist) auf oder über eine Temperatur, bei welcher das Verdampfungsgut mehr Wasser abgibt als aufnimmt; (z.B. anschließendes oder davor erfolgendes) Anordnen des Verdampfungsgut-Magazins, in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist, in der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404; wobei das Verfahren optional aufweist: optionales Bilden eines Vakuums in dem Vakuumbereich, in dem die Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist, wobei beispielsweise das Bilden des Vakuums und/oder Anordnen des Verdampfungsgut-Magazins in der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 erfolgen, bevor das Verdampfungsgut von der Temperatur auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist, z.B. bevor das Verdampfungsgut von der Temperatur auf weniger als den Mittelwert der Temperatur und Umgebungstemperatur abgekühlt ist.
Beispiel 40 ist das Verfahren gemäß Beispiel 39, welches zum Ausgasen des Verdampfungsguts verwendet wird.
Beispiel 41 ist das Verfahren gemäß Beispiel 39 oder 40, wobei das Erwärmen des Verdampfungsguts erfolgt, wenn das Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 in der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 oder in einer Heizvorrichtung außerhalb des Vakuumbereichs und/oder außerhalb der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 angeordnet ist.
Beispiel 42 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 39 bis 41, wobei die Temperatur, auf die das Verdampfungsgut erwärmt wird, kleiner ist als eine Temperatur (auch als Gasübergangstemperatur bezeichnet), bei der das Verdampfungsgut in eine Gasphase übergeht (z.B. dessen Verdampfungstemperatur oder Sublimationstemperatur); und/oder größer ist als 50% der absoluten Gasübergangstemperatur des Verdampfungsguts.
Beispiel 43 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 33 bis 42, wobei das Verdampfungsgut hygroskopisch ist und/oder die Gasübergangstemperatur (z.B. Sublimationstemperatur oder Verdampfungstemperatur) von mehr als 1500°C aufweist.
Beispiel 44 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 33 bis 43, wobei das Verdampfungsgut nach dem Erwärmen weniger Wasser aufweist als vor dem Erwärmen; und/oder wobei das Verdampfungsgut weniger Wasser aufweist, wenn das Bilden des Vakuums erfolgt, als vor dem Erwärmen.
Beispiel 45 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 33 bis 44, ferner aufweisend: Überführen des Verdampfungsguts in dessen Gasphase (z.B. Verdampfen und/oder Sublimieren des Verdampfungsguts), wobei z.B. die Gasphase in den Vakuumbereich und/oder Beschichtungsbereich 202b hinein gelangt, wobei z.B. das Überführen mittels eines Elektronenstrahls erfolgt, wobei z.B. in dem Beschichtungsbereich 202b ein Werkstück angeordnet sein kann.
Beispiel 46 ist das Verfahren gemäß Beispiel 45, ferner aufweisend: Nachführen des Verdampfungsguts aus dem Verdampfungsgut-Magazin 100a, 100b, 200a, 402 in einen Verdampfungstiegel der Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404 hinein.
Beispiel 47 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 34 bis 46, ferner aufweisend: Beschichten des Werkstücks (z.B. einer Turbinenschaufel) mit dem Verdampfungsgut, wobei beispielsweise das Werkstück und das Verdampfungsgut sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und/oder mechanischen Härte unterscheiden und/oder wobei beispielsweise das Werkstück ein Metall (z.B. eine Legierung) aufweist oder daraus gebildet ist und/oder hygroskopischer als das Werkstück ist.
Beispiel 48 das Verwenden eines Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402, in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist, zum Beschicken einer Verdampfungsvorrichtung 200b, 300a, 404.
Beispiel 49 das Verwenden eines Verdampfungsgut-Magazins 100a, 100b, 200a, 402, in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist, zum Ausgasen des Verdampfungsguts, z.B. bevor dieses in eine Verdampfungsvorrichtung eingebracht wird.

Claims

Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) für eine Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404), das Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) aufweisend: • ein Gestell (102) mit einem ersten Träger (102a) und einem zweiten Träger (102b); • mehrere Schächte (104) zum Aufnehmen eines Verdampfungsguts, wobei die mehreren Schächte (104) nebeneinander angeordnet sind und sich durch den ersten Träger (102a) hindurch zu dem zweiten Träger (102b) hin erstrecken; und • eine Ankupplungsstruktur (106), welche mit dem Gestell (102) gekuppelt ist und derart eingerichtet ist, dass das Gestell (102) an der Ankupplungsstruktur (106) angehoben werden kann.
Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine erste Einsteckstruktur (108a) an dem ersten Träger (102a) und eine zweite Einsteckstruktur (108b) an dem zweiten Träger (102b), von denen jede Einsteckstruktur (108a, 108b) zum Ineinanderstecken mit einer zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur (118a, 118b) eingerichtet ist.
Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) gemäß Anspruch 2, wobei die erste Einsteckstruktur (108a) und/oder die zweite Einsteckstruktur (108b) ein Drehlager aufweisen, welches eine Drehachse (111) bereitstellt.
Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Einsteckstruktur (108b) eine Drehmoment-Kupplung aufweist zum Übertragen eines Drehmoments auf das Gestell (102).
Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ankupplungsstruktur (106) zum Bilden eines Formschlusses eingerichtet ist.
Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404), aufweisend: • ein Gestell (202), welches einen Magazinaufnahmeraum (202a) zum Aufnehmen eines Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402) aufweist; • einen Verdampfungstiegel-Träger (204); und • eine Gelenkstruktur (206), welche den Verdampfungstiegel-Träger (204) mit dem Gestell (202) kuppelt derart, dass der Verdampfungstiegel-Träger (204) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ist; • wobei der Verdampfungstiegel-Träger (204) in der ersten Position den Magazinaufnahmeraum (202a) abdeckt und in der zweiten Position den Magazinaufnahmeraum (202a) freilegt.
Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend: eine erste Einsteckstruktur (118a) an dem Gestell (202) und eine zweite Einsteckstruktur (118b) an dem Verdampfungstiegel-Träger (204), von denen jede Einsteckstruktur (118a, 118b) zum Ineinanderstecken mit einer zu diesen korrespondierenden Gegen-Einsteckstruktur (108a, 108b) des Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402) eingerichtet ist.
Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend: eine Elektronenstrahlquelle (308) zum Bestrahlen des Verdampfungstiegels.
Verfahren zum Betreiben einer Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404), das Verfahren aufweisend: • Bereitstellen eines Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402), in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist, und • Verlagern des Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402), in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in die Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) hinein.
Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: Erwärmen des Verdampfungsguts, welches in dem Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) angeordnet ist, auf oder über eine Temperatur, bei welcher das Verdampfungsgut mehr Wasser abgibt als aufnimmt.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, ferner aufweisend: Bilden eines Vakuums in einem Vakuumbereich, in dem die Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) angeordnet ist; • wobei das Bilden des Vakuums in dem Vakuumbereich erfolgt, bevor das Verdampfungsgut von der Temperatur auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist; und/oder • wobei das Bilden des Vakuums erfolgt, wenn das Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402), in welchem das Verdampfungsgut angeordnet ist, in der Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404), das Verfahren aufweisend: • Bereitstellen eines Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402), in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist; • Erwärmen des Verdampfungsguts, welches in einem Verdampfungsgut-Magazin (100a, 100b, 200a, 402) angeordnet ist, auf oder über eine Temperatur, bei welcher das Verdampfungsgut mehr Wasser abgibt als aufnimmt.
Verwenden eines Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402), in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist, zum Beschicken einer Verdampfungsvorrichtung (200b, 300a, 404).
Verwenden eines Verdampfungsgut-Magazins (100a, 100b, 200a, 402), in welchem ein Verdampfungsgut angeordnet ist, zum Ausgasen des Verdampfungsguts.