DE102018131904A1

DE102018131904A1 - Verdampfungsanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102018131904A1
Application number: DE102018131904.5A
Authority: DE
Inventors: Ekkehart Reinhold; Jörg Faber; Georg Haasemann
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-06-18
Also published as: CN111304600A

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) aufweisen: einen Tiegel (104) zum thermischen Verdampfen eines in dem Tiegel (104) aufgenommenen Verdampfungsguts (106); zwei Spulen (152a, 152b), die im Wesentlichen parallel zueinander längserstreckt sind entlang einer Achse (151), auf gegenüberliegenden Seiten der Achse (151) angeordnet sind, und jeweils mehrere Windungen aufweisen; eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) zum Bestrahlen des Tiegels (104) aus einer quer zu der Achse (151) verlaufenden Richtung; wobei die zwei Spulen (152a, 152b) einen kleineren Abstand von dem Tiegel (104) aufweisen als von der Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdampfungsanordnung und ein Verfahren.
Hochleistung-Elektronenstrahlen (z.B. mit mehreren Kilowatt Leistung) werden herkömmlicherweise in Vakuum-Prozess-Anlagen eingesetzt, um Substrate oder Werkstücke zu erwärmen, Materialien zu schmelzen oder um Beschichtungsmaterialien zur Verdampfung zu bringen.
Die Führung des Elektronenstrahls (auch als Strahlführung bezeichnet) oder mehrerer Elektronenstrahlen, die dann von einer Mehrzahl an Elektronenkanonen erzeugt werden, zum Prozessort erfordert herkömmlicherweise einen Schrägeinschuss, um Substrate und/oder die Prozesskonfigurationen nicht zu gefährden. Dabei kann ein flacher Einschusswinkel zu erheblichen Leistungsverlusten auf Grund des zunehmenden Anteils rückgestreuter Elektronen führen, der anschaulich ansteigt, je flacher der Auftreffwinkel des Elektronenstrahls wird. Deshalb wird angestrebt, den Auftreffwinkel in technischen Konfigurationen steiler als 45° zu halten.
Dies gelingt beispielsweise mit zusätzlichen magnetischen Umlenkfeldern, die außerhalb der Elektronenkanone erzeugt werden. Im einfachsten Fall werden externe Permanentmagneten verwendet, die den Elektronenstrahl umlenken. Solche Permanentmagneten kommen in sogenannten Transverse-Elektronenstrahl-Einrichtungen zum Einsatz. Ebenso werden herkömmlicherweise sogenannte Magnetfallen mit Ablenkspulen verwendet, die zur Führung eines horizontal und zum Teil schräg eingeschossenen Elektronenstrahls zum Prozessort eingerichtet sind. Mit solchen Magnetfallen können sogenannte Linienquellen mit einer Elektronenstrahlkanone erzeugt werden.
Alternativ werden Spulen eingesetzt, die hinter Verdampfer-Tiegeln quer zur EB-Einschussrichtung angeordnet werden, und deren Außenfeld zur Umlenkung des Elektronenstrahls genutzt wird, um entsprechend akzeptable Auftreffwinkel zu erreichen.
Herkömmlicherweise wird alternativ eine Helmholz-Spulenkonfiguration verwendet, in welcher ein Spulenpaar, bestehend aus identischen Spulen, die symmetrisch hintereinander entlang ihrer einander gegenüberliegenden Austrittspole angeordnet werden. Die Helmholz-Spulenkonfiguration des Spulenpaars, das eine einander gegenüberliegende Nord-Süd-Polung aufweist, erzeugt zwischen den Spulen ein zwar inhomogenes, aber symmetrisches Feld mit entsprechend die Pole verbindenden Feldlinien, in deren Symmetrieebene der Einschussort des Elektronenstrahls einer Elektronenstrahlkanone liegt. Diese Spulen in Helmholz-Spulenkonfiguration können in der Vakuumprozesskammer selbst oder auch außerhalb der Vakuumprozesskammer angeordnet sein, sofern die Prozesskammer unmagnetisch ist.
Diesen herkömmlichen Spulen-Konfigurationen ist gemeinsam, dass jeder von einer Elektronenstrahlkanone erzeugte Elektronenstrahl sein eigenes magnetisches Umlenksystem braucht. Der Einschuss einer Mehrzahl von Elektronenstrahlen in dasselbe Umlenkfeld ist aufgrund der Inhomogenität der erzeugten magnetischen Felder nur schwer möglich und erzeugt, wenn überhaupt, eine sehr inhomogene Leistungsverteilung. Den herkömmlichen Spulen-Konfigurationen ist ferner gemeinsam, dass der nutzbare Ablenkbereich des eingeschossenen Elektronenstrahls in den erzeugten Feldern räumlich eng begrenzt ist. Damit ist aber auch die Ausdehnung des Prozessbereichs, zum Beispiel die Ausdehnung des zu erzeugenden Dampfquellbereichs auf einem Tiegel, räumlich begrenzt.
Aus diesem Grund wird herkömmlicherweise in industriellen Beschichtungsanlagen und/oder bei erforderlichen großen Beschichtungsbreiten (z.B. über einem Meter) auf ein magnetisches Umlenksystem verzichtet. Auch eine Aneinanderreihung verschiedener Spulen-Konfigurationen konnte bisher keine attraktive Option für industrielle Beschichtungsanlagen und/oder für große Beschichtungsbreiten bereitstellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Verdampfungsanordnung und ein Verfahren bereitgestellt, welche anschaulich einen möglichst steilen Auftreffwinkel (d.h. zwischen 45° und 90°) des Elektronenstrahls auf das Verdampfungsgut mittels eines magnetischen Umlenkfeldes erzeugen. Das magnetische Umlenkfeld kann auf beliebige Prozessbreiten skaliert werden, wie zum Beispiel Dampfquellbereichsbreiten und damit Beschichtungsbreiten. Außerdem wird ermöglicht, mit mehreren Elektronenkanonen in dieses gemeinsame Umlenkfeld einzuschießen. Anschaulich wird eine solche Magnetfeldkonfiguration bereitgestellt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Verdampfungsanordnung aufweisen: einen Tiegel zum thermischen Verdampfen eines in dem Tiegel aufgenommenen Verdampfungsguts; zwei Spulen, die im Wesentlichen parallel zueinander längserstreckt sind entlang einer Achse (auch als Querachse bezeichnet), auf gegenüberliegenden Seiten der Querachse angeordnet sind, und jeweils mehrere Windungen aufweisen; eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone zum Bestrahlen des Tiegels aus einer quer zu der Querachse verlaufenden Richtung; wobei die zwei Spulen einen kleineren (z.B. vertikalen) Abstand von dem Tiegel aufweisen als von der Elektronenstrahlkanone.
Es zeigen

1 eine Verdampfungsanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2 eine Vakuumanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
3A und 3B bis 9, und 12 und 13 jeweils eine Verdampfungsanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten; und
10 und 11 jeweils 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.
Das Steuern kann verstanden werden als eine beabsichtigte Beeinflussung eines Systems. Dabei kann der Zustand des Systems gemäß einer Vorgabe verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung des Systems durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen Vorwärts-Steuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen. Bei einer Regelung wird ein Ist-Wert der Regelgröße (z. B. basierend auf einem Messwert ermittelt) mit einem Führungswert (einem Sollwert oder einer Vorgabe oder einem Vorgabewert) verglichen und entsprechend kann die Regelgröße mittels einer Stellgröße (unter Verwendung eines Stellglieds) derart beeinflusst werden, dass sich möglichst eine geringe Abweichung des jeweiligen IstWerts der Regelgröße vom Führungswert ergibt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verdampfungsgut beispielsweise Kupfer (Cu), Silber (Ag), Zinn (Sn), Indium (In) und/oder Gold (Au) aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann ein solches Verdampfungsgut andere edle metallische Verbindungen und Legierungen von beispielsweise Kupfer (Cu), Silber (Ag), Zinn (Sn), Indium (In) und/oder Gold (Au) aufweisen oder daraus gebildet sein. Prinzipiell können aber auch andere Typen von Verdampfungsgut verdampft werden, z.B. Metalle.
Die gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellte Verdampfungsanordnung lässt sich im Allgemeinen auch mit anderen Typen von Tiegeln und/oder Typen von Verdampfungsgut verwenden, beispielsweise ein Oxid-Verdampfungsgut, ein Graphit-Verdampfungsgut, oder ein Verdampfungsgut einer anderen chemischen Verbindung.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Metall (auch als metallischer Werkstoff bezeichnet) zumindest ein metallisches Element (d.h. ein oder mehrere metallische Elemente) aufweisen (oder daraus gebildet sein), z.B. zumindest ein Element aus der Folgenden Gruppe von Elementen: Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Titan (Ti), Nickel (Ni), Silber (Ag), Chrom (Cr), Platin (Pt), Gold (Au), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Zirkonium (Zr), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Vanadium (V), Barium (Ba), Indium (In), Calcium (Ca), Hafnium (Hf), Samarium (Sm), Silber (Ag), und/oder Lithium (Li). Ferner kann ein Metall eine metallische Verbindung (z.B. eine intermetallische Verbindung oder eine Legierung) aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Verbindung aus zumindest zwei metallischen Elementen (z.B. aus der Gruppe von Elementen), wie z.B. Bronze oder Messing, oder z.B. eine Verbindung aus zumindest einem metallischen Element (z.B. aus der Gruppe von Elementen) und mindestens einem nichtmetallischen Element (z.B. Kohlenstoff), wie z.B. Stahl.
Das verdampfte Verdampfungsgut kann an einem Substrat angelagert werden, und dort eine Schicht bilden (auch als Beschichten des Substrats bezeichnet). Die Schicht kann dann das Verdampfungsgut, z.B. dessen chemische Zusammensetzung, aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine Keramik, ein Glas, einen Halbleiter (z.B. einen amorphen, polykristallinen oder einkristallinen Halbleiter, z.B. Silizium), ein Metall (z.B. Aluminium, Kupfer, Eisen, Stahl, Platin, Gold, etc.), ein Polymer (z.B. Kunststoff) und/oder eine Mischung verschiedener Materialien, wie z.B. ein Verbundwerkstoff (z.B. Kohlenstofffaser-verstärkter-Kohlenstoff, oder Kohlenstofffaser-verstärkter-Kunststoff). Das Substrat kann als Platte oder als Band (z.B. eine Folie) bereitgestellt sein oder werden. Beispielsweise kann das Substrat eine Kunststofffolie, eine Halbleiterfolie, eine Metallfolie und/oder eine Glasfolie aufweisen oder daraus gebildet sein, und optional beschichtet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat beispielsweise Fasern aufweisen, z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern und/oder Kunststofffasern, z.B. in Form eines Gewebes, eines Netzes, eines Gewirks, Gestricks oder als Filz bzw. Flies.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein längsgestrecktes Spulenpaar verwendet werden, das sich im Wesentlichen parallel zueinander und/oder im Wesentlichen parallel zum Verdampfungstiegel erstreckt in Querrichtung (im Wesentlichen parallel zur Querachse) gegenüber dem Elektronenstrahleinschuss, und das so angeordnet wird, dass die Elektronenstrahl-Bahn(en) zur Prozesserzeugung im Tiegel in ihrer Verlängerung zwischen beiden Spulen verlaufen würden. Als Tiegel kann hierin auch eine Anordnung von mehreren Tiegelbehältern nebeneinander verstanden werden.
Das Spulenpaar wird in gleicher Richtung (z.B. bezüglich der Spulenachse der Spulen) von einem elektrischen Strom durchflossen, so dass die Feldlinien zwischen dem Spulenpaar sehr gut parallel verlaufen und der Bereich eine hohe Feldstärke aufweist (aufgrund magnetischer Abstoßung). Die Stromrichtung wird beispielsweise so gewählt, dass die Krümmung der Elektronenstrahl-Bahn(en) zum Tiegel hin erfolgt.
Das sich über die nahezu gesamte Länge der Spulen homogen ausbildende Magnetfeld kann beispielsweise je nach gewählter Spulenlänge in beliebiger Weite längs der Spulen ausgedehnt werden. Es ist möglich, mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Elektronenkanonen den Prozessort zu beaufschlagen.
Die schräg eingeschossenen Elektronenstrahl-Bahn (en) mindestens einer Elektronenstrahlkanone werden beispielsweise durch das in Querrichtung homogen verlaufende Magnetfeld und die elektrisch festgelegte Feldrichtung zum Tiegel hin gekrümmt und erreichen auf diese Weise den Prozessort in einem steileren Winkel als beim Direkteinschuss.
Das Spulenpaar befindet sich beispielsweise unterhalb der Verdampfungsebene, um nicht beschichtet zu werden. Die Verdampfungsebene (auch als Badspiegel bezeichnet) wird durch die Verdampfungstiegel-Hafenfläche gebildet, die sich quer zum Substratüberlauf des Beschichtungsfensters und/oder quer zum Elektroneneinschuss aufspannt. Optional kann der Badspiegel breiter sein als die Beschichtungsbreite ist.
Der Abstand des parallelen Spulenpaars kann in einem Bereich von ungefähr 100 mm (Millimeter) bis ungefähr 800 mm sein. Der Abstand des parallelen Spulenpaars kann sich alternativ oder zusätzlich aus dem mit dem Elektronenstrahl zu überstreichenden Prozessflächenbereich auf dem Tiegel in Substratüberlaufrichtung ergeben und/oder breiter sein als diese.
Die Länge der Spulen orientiert sich beispielsweise an der Tiegellänge quer zum Elektronenstrahleinschuss. Die Spulen können länger als die Tiegellänge sein. Beiderseits ergibt sich beispielsweise ein symmetrischer Überstand über den Tiegelrand, damit der homogenisierte Magnetfeldbereich zwischen den Spulen über die gesamte Tiegelausdehnung gegeben ist. Das Maß des Überstands ergibt sich beispielsweise aus den Prozessanforderungen im Tiegelrandbereich.
Optional wird bei großen Beschichtungsbreiten die Dampfquellverteilung durch eine Vielzahl von Elektronenkanonen erzeugt. Diese werden nebeneinander und/oder in ihre Achsen parallel zueinander angeordnet. Mit ihren Ablenksystemen werden aneinander grenzende Dampfquellerzeugungsfiguren (auch als Auftrefffiguren bezeichnet) erzeugt, so dass der gewünschte, weit ausgedehnte Quellbereich für die vorgegebene Beschichtungsbreite beaufschlagt wird.
Optional kann ein magnetischer Shunt (auch als Abschirmstruktur bezeichnet) aufgesetzt werden, z.B. in Form eines magnetischen Rohrsegments. Die Abschirmstruktur kann beispielsweise auf die der Elektronenkanone zugewandte Spule aufgesetzt werden. Der Shunt kann beispielsweise in Richtung des einfallenden Elektronenstrahls gedreht sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann der rohrsegment-förmige Shunt eine Winkelausdehnung in einem Bereich von ungefähr 30° bis ungefähr 180° aufweisen.
Optional kann der Tiegel mittels einer Hubvorrichtung gelagert sein oder werden, welche eingerichtet ist, eine Position des Tiegels relativ zu der Elektronenstrahlkanone und/oder dem Spulenpaar entlang der Vertikalen zu verändern. Dies kann es erleichtern, die Elektronenstrahl-Bahn- und Beschichtungsgeometrie beizubehalten. Anschaulich kann der Tiegel (auch als Verdampfungstiegel bezeichnet) mittels der Hubvorrichtung (z.B. einen Hubmechanismus aufweisend) und einer optionalen Regelvorrichtung ausgerüstet sein, welche den Badstand (d.h. die Position der Oberfläche des Verdampfungsguts) relativ zum Magnetsystem und zum Beschichtungsfenster konstant hält während des Verdampfens.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Elektronenstrahleinschuss-Konfiguration auf beliebige Beschichtungsbreiten aufskalierbar sein und/oder die Möglichkeit eröffnen, eine weit ausgedehnte Quellerzeugung mit einer Mehrzahl an Elektronenkanonen zu erreichen, die mit dem Ablenkbereich einer einzigen Elektronenstrahlkanone technisch nicht mehr erreichbar wäre. Dadurch eröffnen sich die Möglichkeit, einer größeren Beschichtungsbreite (z.B. 3 Meter oder mehr) mit verbessertem energetischen Wirkungsgrad (steilerer Elektronenstrahl-Einschuss).
Alternativ oder zusätzlich kann mittels des in der Beschichtungskammer (auch als Vakuumkammer bezeichnet) angeordneten und optional aufskalierbaren Magnetsystems (das Spulenpaar aufweisend) erreicht werden, dass die Beschichtungskammer nicht aus kostenintensivem unmagnetischem Material gefertigt werden muss, sondern aus Baustahl gefertigt werden kann, was Kosten spart.
Die Folgende Beschreibung nimmt zum vereinfachten Verständnis Bezug auf eine erste Konfiguration, in welcher die zwei Spulen (auch als Spulenpaar bezeichnet) zwischen dem Tiegel und der Elektronenstrahlkanone angeordnet sind. Das Beschriebene kann in analoger Weise auch gelten für eine zweite Konfiguration, in welcher der Tiegel zwischen der Elektronenstrahlkanone und zwei Spulen angeordnet ist. Beispielsweise kann die zweite Konfiguration derart eingerichtet sein, dass zumindest ein Elektronenstrahl zuerst zwischen dem Spulenpaar hindurchgeschossen und gekrümmt wird und danach auf das Verdampfungsgut trifft. Beispielsweise kann der Tiegel in vertikaler Richtung unterhalb des Spulenpaars angeordnet sein.
Beispielsweise kann das Spulenpaar in vertikaler Richtung leicht oberhalb des Tiegels angeordnet sein. Der Elektronenstrahl passiert dann zuerst den Bereich zwischen dem Spulenpaar und trifft danach auf den Tiegel.
Beispielsweise kann ein oder mehr als ein Elektronenstrahl (z.B. können mehrere Elektronenstrahlen) den Auftreffbereich im Tiegel erreichen, nachdem sie den beabsichtigten Krümmungsbereich für ihre Bahnen, der durch das Magnetfeld der beiden Spulen erzeugt wird, durchlaufen haben.
Beispielsweise ist der ersten Konfiguration und der zweiten Konfiguration gemeinsam, dass die zwei Spulen einen kleineren Abstand von dem Tiegel aufweisen als von der Elektronenstrahlkanone. Damit kann das Umlenken des Elektronenstrahls direkt an dem Tiegel erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist der ersten Konfiguration und der zweiten Konfiguration gemeinsam, dass der Abstand der zwei Spulen von dem Tiegel kleiner ist als eine Ausdehnung der zwei Spulen entlang ihrer Spulenachse. Der Abstand kann beispielsweise entlang einer Richtung gemessen werden, welche quer zu einer Spulenachse ist.
1 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
Die Verdampfungsanordnung 100 kann ein, z.B. mehrteiliges, Gehäuse 102 aufweisen. Das Gehäuse 102 kann beispielsweise überdruckstabil eingerichtet sein und/oder gasdurchlässig, beispielsweise auch, wenn es zusammengefügt und/oder geschlossen ist. Das mehrteilige Gehäuse 102 erleichtert den Zugriff zum Gehäuseinnenraum 102i.
Das mehrteilige Gehäuse 102 kann eine Gehäusewanne 102w (auch als Tiegelträgerwanne 102w bezeichnet) und einen davon separaten (z.B. abnehmbaren) Gehäusedeckel 102d (auch als Abdeckbrille bezeichnet) aufweisen. Der Gehäusedeckel 102d kann beispielsweise rahmenförmig eingerichtet sein und/oder von einer Öffnung 102o (auch als Dampfaustrittsöffnung 102o bezeichnet) durchdrungen sein. Der Gehäusedeckel 102d kann mit seinem Rand auf der Gehäusewanne 102w aufliegen, z.B. formschlüssig und/oder verzapft (d.h. mittels einer Zapfenverbindung). Es können alternativ oder zusätzlich auch andere Formschluss-Verbindungen verwendet werden. Die Gehäusewanne 102w kann in Richtung des Gehäusedeckels 102d offen sein und den Gehäuseinnenraum 102i bereitstellen. Die Dampfaustrittsöffnung 102o kann den Gehäuseinnenraum 102i teilweise freilegen.
Die Verdampfungsanordnung 100 kann ferner einen Tiegel 104 aufweisen. Der Tiegel 104 kann zumindest einen (d.h. einen oder mehr als einen) Behälter 104b (auch als Verdampfungsgut-Behälter bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Der Tiegel 104, z.B. jeder Verdampfungsgut-Behälter 104b, kann eine Vertiefung 104t (auch als Tiegelhafen bezeichnet) aufweisen, in welcher das Verdampfungsgut 106 angeordnet ist. Das Verdampfungsgut 106 kann im Allgemeinen ein Material sein, welches unter Hitzeeinwirkung aufgeschmolzen werden kann und/oder in die Gasphase übergeht. Dazu kann der Verdampfungsgut-Behälter beispielsweise nach unten hin fluiddicht eingerichtet sein, so dass das verflüssigte Verdampfungsmaterial nicht aus diesem heraus austritt.
Beispielsweise kann die Vertiefung 104t unterhalb der Dampfaustrittsöffnung 102o angeordnet sein.
Das Überführen des Verdampfungsguts in die Dampfphase kann auch als thermisches Verdampfen bezeichnet sein oder werden. Das thermische Verdampfen kann sowohl den Übergang aus der flüssigen Phase in die Gasphase, wie auch den unmittelbaren Übergang aus der festen Phase in die Gasphase (auch als Sublimation bezeichnet) aufweisen.
Das in die Gasphase überführte (verdampfte) Verdampfungsgut kann zu der Dampfaustrittsöffnung hin in das Gehäuse 102 hinein und anschließend durch die Dampfaustrittsöffnung 102o hindurch aus dem Gehäuse 102 heraus emittiert werden.
Der Tiegel 104 kann zumindest teilweise (das heißt einige oder alle Bestandteile des Tiegels) aus einem hochtemperaturfesten Material gefertigt sein, d.h. dieses aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann der zumindest eine Verdampfungsgut-Behälter 104b das hochtemperaturfeste Material aufweisen oder daraus gebildet sein.
Als hochtemperaturfestes Material kann ein Material verstanden werden, welches unter Vakuum (zum Beispiel unter Sauerstoffausschluss) eine Zersetzungstemperatur (zum Beispiel Schmelztemperatur und/oder Sublimationstemperatur) aufweist, die größer ist als ungefähr 2500°C, zum Beispiel größer als ungefähr 2750°C, zum Beispiel größer als ungefähr 3000°C. Das hochtemperaturfeste Material kann beispielsweise Kohlenstoff, zum Beispiel in einer Kohlenstoffmodifikation, wie etwa Graphit, oder in einer Karbid-Verbindung, aufweisen oder daraus gebildet sein. Optional kann das hochtemperaturfeste Material Fasern aufweisen. Beispielsweise kann das hochtemperaturfeste Material ein Faserverbundmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, wobei das Faserverbundmaterial beispielsweise den Kohlenstoff aufweisen kann.
Beispielsweise kann das hochtemperaturfeste Material kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff (CFC) aufweisen oder daraus gebildet sein. Kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff kann beispielsweise eine preisgünstige Fertigung ermöglichen. Beispielsweise kann der kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoff kostengünstig bearbeitet werden und/oder eine vergleichsweise hohe Biegefestigkeit aufweisen.
Alternativ können auch andere Tiegeltypen verwendet werden, z.B. ein wassergekühlter Kupfer-Tiegel und/oder ein Tiegel ohne Gehäuse 102.
Die Verdampfungsanordnung 100 kann weiterhin eine Tiegelhaltestruktur 108 aufweisen, welche den Tiegel 104 innerhalb des Gehäuses 102 hält.
Optional kann das Gehäuse 102 eine Strahlungsschild-Anordnung 102s aufweisen. Die Strahlungsschild-Anordnung 102s kann beispielsweise einen Wärmeübergang von dem Tiegel 104 durch das Gehäuse 102 hindurch hemmen. Die Verdampfungsanordnung 100 kann optional eine Gasversorgungsstruktur 110 aufweisen. Die Gasversorgungsstruktur 110 kann eine oder mehr als eine Gasaustrittsöffnung (z.B. in Form eines Gasverteilers) aufweisen, welche beispielsweise zu dem Tiegel 104 hin gerichtet ist.
Die Verdampfungsanordnung 100 kann optional einen Deckelverschluss 112 aufweisen. Der Deckelverschluss 112 kann eingerichtet sein, die Dampfaustrittsöffnung 102o zu verschließen oder zumindest abzudecken, wenn nicht verdampft werden soll.
Die mittels des Elektronenstrahls in das Verdampfungsgut 106 eingebrachte Leistung kann das Verdampfungsgut 106 erwärmen und schließlich in die Dampfphase überführen (auch als Verdampfen des Verdampfungsguts 106 bezeichnet). Das verdampfte Verdampfungsgut 106 kann aus der Dampfaustrittsöffnung 102o auftreten und sich an einem Substrat (nicht dargestellt) anlagern (das heißt eine Schicht darauf bilden).
2 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, z.B. die Verdampfungsanordnung 100 aufweisend, hier ohne die zwei Spulen veranschaulicht, welche später noch genauer beschrieben werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumanordnung 200 Folgendes aufweisen: eine Vakuumkammer 224 (auch als Vakuumprozesskammer oder Bedampfungskammer bezeichnet), in welcher ein Beschichtungsraum 224r angeordnet ist, wobei der Beschichtungsraum 224r beispielsweise das Innere der Vakuumkammer 224 ausfüllen und/oder zumindest ein Vakuum aufweisen kann. Der Beschichtungsraum 224r kann zumindest einen (d.h. genau ein oder mehr als einen) Auftreffbereich 224a, 224b aufweisen.
Die Vakuumkammer 224 kann eine oder mehr als eine Vakuumpumpe (z.B. Vorvakuumpumpe und/oder Hochvakuumpumpe) aufweisen zum Bereitstellen eines Vakuums im Inneren der Vakuumkammer 224 und/oder in dem Beschichtungsraum 224r.
Die Vakuumanordnung 200 kann ferner zumindest eine (d.h. genau eine oder mehr als eine) Elektronenstrahlkanone 122 aufweisen, welche beispielsweise eine Elektronenstrahlquelle 112q und ein Ablenksystem 142a (z.B. eine Toroid-Spulenkonfiguration oder Ringkern-Spulenkonfiguration aufweisend) zum Ablenken einen Elektronenstrahls 23 in den zumindest einen Auftreffbereich 224a, 224b aufweist. Die Elektronenstrahlquelle 112q kann eine Elektronenquelle (z.B. eine Kathode, z.B. Glühkathode) und eine Strahlformeinheit (z.B. eine Anode) aufweisen.
Der Auftreffbereich 224a, 224b, der sich beispielsweise auf dem Verdampfungsgut aufspannen kann, kann durch einen oder mehr als einen Elektronenstrahl erreicht werden, der beispielsweise zuvor einen Krümmungsbereich 311 durchlaufen haben kann, wie später noch genauer beschrieben wird.
Der Elektronenstrahl 23 kann beispielsweise gemäß einer (z.B. derselben) Ablenksequenz (auch als Elektronenstrahl-Ablenksequenz bezeichnet) abgelenkt werden, z.B. mehrmals hintereinander gemäß derselben Ablenksequenz. Eine Ablenksequenz kann anschaulich eine Abfolge von Soll-Auftreffpunkten und/oder eine Soll-Trajektorie (auch als Soll-Ablenktrajektorie bezeichnet) auf welche der Elektronenstrahl 23 gerichtet wird (d.h. welcher mittels des Elektronenstrahls 23 abgefahren werden soll), repräsentieren. Die oder jede Ablenksequenz kann eine in sich geschlossene Trajektorie 155 bzw. eine Abfolge von Soll-Auftreffpunkten 155 entlang der in sich geschlossenen Trajektorie 155 definieren, welche bestrahlt werden soll (die sogenannte Auftrefffigur 155). Die Auftrefffigur 155 kann beispielsweise eine Trajektorie T(P,t) des Auftrefforts P(x,y,z) des Elektronenstrahls 23 repräsentieren. Die Größe und Ausrichtung der Auftrefffigur 155 kann von ihrer Lage im Raum abhängen und optional zeitabhängig verändert und/oder transformiert werden.
Die Soll-Auftreffpunkte der Abfolge von Soll-Auftreffpunkten können beispielsweise äquidistant zueinander sein oder sich paarweise in ihrem Abstand voneinander unterscheiden (z.B. unregelmäßig).
Allgemeiner wird die Auftrefffigur 155 von der Ablenkfigur (auch als Ablenkmuster bezeichnet) beschrieben, welche beispielsweise auf den Ablenkwinkel (α_x(t), α_y(t)) bezogen sein kann, um welche der Elektronenstrahl 23 aus seiner Ruheposition abgelenkt wird. Die oder jede Ablenkfigur kann beispielsweise einem Auftreffbereich 224a, 224b zugeordnet sein oder werden. Beispielsweise kann die entsprechende Auftrefffigur in einem Auftreffbereich 224a, 224b angeordnet sein. Allgemeiner gesprochen, kann die Ablenkfigur den Elektronenstrahl 23 auf die Auftrefffigur 155 abbilden (analog zu einer Zentralprojektion). Die oder jede Ablenksequenz kann genau eine oder mehr als eine Ablenkfigur aufweisen oder daraus gebildet sein.
Ferner kann die Vakuumanordnung 200 zumindest einen Tiegel 104 (d.h. genau einen oder mehr als einen Tiegel) zum Halten des Targetmaterials (auch als Verdampfungsgut oder Beschichtungsmaterial bezeichnet) in einem oder mehr als einem Auftreffbereich der Vakuumanordnung 200 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann in dem oder jedem Auftreffbereich 224a, 224b ein Targetmaterial angeordnet sein oder werden, welches mittels des Elektronenstrahls 23 verdampft werden soll.
Im Verlauf der Zeit wird der Elektronenstrahl 23, der gemäß der Ablenksequenz angesteuert wird, zeitabhängig durch den Raum bewegt. Dieser Bewegung kann über die Änderung des Ablenkwinkels (z.B. Polarwinkel und Azimutwinkel in Kugelkoordinaten) des Elektronenstrahls 23 eine Richtung zugeordnet werden (auch als Bewegungsrichtung bezeichnet), in welche sich der Ablenkwinkel ändert. Die Bewegungsrichtung des Elektronenstrahls 23 kann anschaulich beispielsweise aussagen, ob der Elektronenstrahl 23 von links nach rechts und/oder von oben nach unten bzw. andersherum über das Verdampfungsgut bewegt wird.
Verlässt der Elektronenstrahl 23 die Elektronenstrahlkanone 122, behält er, ohne äußeren Einwirkungen ausgesetzt zu sein, seine Strahlrichtung bei, welche von der Ablenksequenz definiert ist. Mittels eines statischen (d.h. zeitinvarianten) externen Magnetfeldes (auch als Umlenkfeld bezeichnet) lässt sich der Elektronenstrahl 23 allerdings nach dem Verlassen der Elektronenstrahlkanone 122 zusätzlich krümmen, so dass dieser entlang eines Pfades (auch als Elektronenstrahl-Bahn oder Ausbreitungspfad bezeichnet) verläuft, welcher gekrümmt ist, wie später noch genauer beschrieben wird.
Beispielsweise kann das Umlenkfeld für einen Zeitraum invariant sein, der größer ist als die Dauer, welche eine Ablenkfigur oder mehrere (z.B. 10 oder mehr) Ablenkfiguren, z.B. die gesamte Ablenksequenz, benötigt.
Beispielsweise kann das Umlenkfeld für einen Zeitraum invariant sein, welcher für das Beschichten eines oder mehr als eines Substrats benötigt wird. Beispielsweise kann das Umlenkfeld für zumindest den Zeitraum des Beschichtens invariant sein.
Anschaulich kann das bereitgestellte magnetische Umlenkfeld ein zeitlich unveränderliches Feld sein, welches hinsichtlich einer optimalen Krümmung des Elektronenstrahls eingerichtet wird, im Beschichtungsprozess dann aber konstant bleibt.
Der oder jeder Tiegel 104 kann beispielsweise in einem Gehäuse 102 angeordnet sein oder werden, welches in der Vakuumkammer 224 angeordnet ist.
In dem Beschichtungsraum 224r kann das zu beschichtende Werkstück 202 angeordnet und/oder transportiert sein oder werden, z.B. ein plattenförmiges oder bandförmiges Substrat 202.
Das Targetmaterial, d.h. das zu verdampfende Material (Verdampfungsgut), kann z.B. ein Metall oder eine Metallverbindung (z.B. eine Legierung), ein Oxid, Graphit, ein organisches Material, einen Kunststoff oder eine Keramik aufweisen. Der Abstand der Elektronenstrahlquelle 112q zu dem Verdampfungsgut und/oder dem Gehäuse 102 kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,3 m bis ungefähr 5 m liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 2 m. Alternativ oder zusätzlich kann das Targetmaterial in einem Vakuum angeordnet sein oder werden, z.B. während es bestrahlt und/oder verdampft wird. Die Elektronenstrahlquelle 112q kann den Elektronenstrahl mit einer Leistung von mehreren kW (Kilowatt) bereitstellen, z.B. mit einer Strahlleistung in einem Bereich von ungefähr 1 kW bis ungefähr 1 MW.
Die eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122 kann mittels einer Energieversorgung 120 elektrisch versorgt werden. Beispielsweise kann die Energieversorgung 120 eine Beschleunigungsspannung und/oder einen Kathodenstrom der Elektronenstrahlkanone 122 bereitstellen. Die Beschleunigungsspannung kann mittels eines Transformators der Energieversorgung 120 bereitgestellt sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kammergehäuse 224, z.B. die oder jede darin bereitgestellte Vakuumkammer 224, derart eingerichtet sein, dass darin ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10 mbar bis ungefähr 1 mbar (mit anderen Worten Grobvakuum) bereitgestellt werden kann oder weniger, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-3 mbar bis ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10^-7 mbar. Dazu kann das Kammergehäuse 224 derart stabil eingerichtet sein, dass diese dem Einwirken des Luftdrucks im abgepumpten Zustand standhält.
3A veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 300a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
Der Tiegel 104 kann zum thermischen Verdampfen eines in dem Tiegel aufgenommenen Verdampfungsguts eingerichtet sein. Die zwei Spulen können eine erste Spule 152a und eine zweite Spule 152b aufweisen. Die erste Spule 152a und die zweite Spule 152b können nebeneinander auf gegenüberliegenden Seiten einer Querachse 151 angeordnet sein oder werden und/oder entlang der Querachse 151 erstreckt sein. Beispielsweise kann die erste Spule 152a mehrere erste zusammenhängende Windungen aufweisen und die zweite Spule 152b Spule kann mehrere zweite zusammenhängende Windungen aufweisen.
Eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122 kann zum Bestrahlen des Tiegels 104 aus einer quer zu der Querachse 151 verlaufenden Richtung eingerichtet sein.
Beispielsweise kann die Elektronenstrahlkanone 122 eingerichtet sein, einen Elektronenstrahl 23 mit einer Emissionsrichtung an dem Tiegel 104 vorbei oder zumindest in einen Krümmungsbereich 311, der über dem Tiegel 104 angeordnet ist, zu emittieren. Der so emittierte Elektronenstrahl 23 kann mittels des Magnetfeldes der zwei Spulen 152a, 152b (auch als magnetisches Umlenkfeld oder nur Umlenkfeld bezeichnet) umgelenkt werden, z.B. in Richtung des Tiegels 104 und/oder zu der Vertikalen 105 hin. Das Umlenken kann eine Krümmung der Elektronenstrahl-Bahn (d.h. dessen Ausbreitungspfad bzw. der Ausbreitungsrichtung) bewirken (auch als Krümmen des Elektronenstrahls bezeichnet).
Zu der Vertikalen 105 (die parallel zu der Lotrichtung, d.h. der Gravitationsrichtung, ist) hin krümmen kann verstanden werden, als dass ein Winkel, der von der Vertikalen 105 und dem Elektronenstrahl 23 eingeschlossen wird, vor dem Krümmen größer ist als nach dem Krümmen. Der Winkel kann beispielsweise von dem Skalarprodukt aus der Gravitationsrichtung und der Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls definiert sein oder werden.
Ein Tiegel 104 kann verstanden werden als ein oder mehr als ein temperaturbeständiger (z.B. mit einer Zersetzungstemperatur im Vakuum von 2000°C und mehr) Behälter (auch als Tiegelbehälter bezeichnet) aufweisend, welcher zum Aufnehmen des Verdampfungsguts eingerichtet ist. Dazu kann der Tiegel 104 bzw. jeder Tiegelbehälter beispielsweise eine oder mehr als eine Vertiefung (nicht dargestellt) aufweisen, in welcher das Verdampfungsgut angeordnet sein oder werden kann. Die oder jede Vertiefung (auch als Tiegelinneres bezeichnet) kann in Richtung der bestrahlenden oder zur Bestrahlung eingerichteten Elektronenstrahlkanone 122 hin geöffnet sein, so dass der Elektronenstrahl 23 auf das Verdampfungsgut gerichtet werden kann.
Das von den zwei Spulen 152a, 152b erzeugte Umlenkfeld kann den Krümmungsbereich 311 durchdringen und statisch (d.h. zeitlich im Wesentlichen invariant) sein. Der in den Krümmungsbereich 311 eintretende Elektronenstrahl 23 kann von dem Umlenkfeld gekrümmt werden, zum Beispiel zu dem Tiegel 104 hin oder zu der Vertikalen 105 in. Beispielsweise kann das Umlenkfeld für einen Zeitraum invariant sein, der größer ist als die Dauer, welche eine Ablenkfigur benötigt (z.B. Periodendauer des Ablenkens).
Optional kann ein Abstand der ersten Spule 152a von der zweiten Spule 152b und/oder von dem Tiegel 104 größer sein als der Durchmesser der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand der ersten Spule 152a von der zweiten Spule 152b in einem Bereich von ungefähr 100 mm (Millimeter) bis ungefähr 800 mm sein.
Optional kann die Verdampfungsanordnung 300a eine Kühlvorrichtung 322 aufweisen, welche eingerichtet ist, der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b thermische Energie zu entziehen. Dazu kann die Kühlvorrichtung 322 der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b thermisch gekoppelt sein, zum Beispiel in körperlichem Kontakt sein. Die Kühlvorrichtung 322 kann beispielsweise eine Fluidkühlung aufweisen oder daraus gebildet sein.
Beispielsweise kann der von der Elektronenstrahlkanone 122 emittierte Elektronenstrahl 23 in eine erste Richtung 301 (auch als Strahl-Emissionsrichtung 301 oder Emissionsrichtung bezeichnet) emittiert (d.h. ausgesandt) werden. Der Elektronenstrahl 23 kann in das von den zwei Spulen 152a, 152b erzeugte Magnetfeld (auch als Umlenkfeld bezeichnet) hinein gelangen und mittels des Umlenkfelds umgelenkt (d.h. dessen Pfad gekrümmt) werden. Nach der Umlenkung kann der Elektronenstrahl 23 in einer zweiten Richtung 303 (auch als Strahl-Auftreffrichtung 303) (auch als bezeichnet) auf den Tiegel 104 bzw. das darin angeordnete Verdampfungsgut treffen.
Die Strahl-Emissionsrichtung 301 kann in einem ersten Winkel zur Horizontalebene 101, 103 (die quer zur Vertikalen 105 ist) verlaufen. Die Strahl-Auftreffrichtung 303 kann in einem zweiten Winkel zur Horizontalebene 101, 103 verlaufen. Der erste Winkel kann kleiner sein als der zweite Winkel. Je größer der zweite Winkel ist, umso steiler kann der Elektronenstrahl 23 auf das Verdampfungsgut treffen, d.h. umso größer kann der Auftreffwinkel auf den Tiegel 104 bzw. das darin angeordnete Verdampfungsgut sein, was wiederum eine verbesserte Leistungseinkopplung zur Folge hat. Je größer der zweite Winkel (kann gleich dem Auftreffwinkel sein) ist, umso stärker wird der Elektronenstrahl 23 zu der Vertikalen 105 hin gekrümmt (d.h. dessen Ausbreitungsrichtung der Vertikalen angenähert).
Der erste Winkel kann kleiner sein als ungefähr 45° (z.B. als ungefähr 20°, z.B. als ungefähr 10°) und/oder größer als 0° oder gleich zu 0° (anschaulich bei horizontalem Einschuss des Elektronenstrahls 23). Der zweite Winkel kann größer sein als ungefähr 45° (z.B. als ungefähr 60°, z.B. als ungefähr 75°, z.B. als ungefähr 80°) und/oder kleiner als 90°.
Beispielsweise können die Strahl-Auftreffrichtung 303 und/oder die Strahl-Emissionsrichtung 301 eine erste Richtungskomponente aufweisen, die parallel zu der Gravitationsrichtung ist. Alternativ oder zusätzlich können Strahl-Auftreffrichtung 303 und/oder die Strahl-Emissionsrichtung 301 eine zweite Richtungskomponente aufweisen, die in einer Ebene 105, 103 liegt, wobei die Ebene 105, 103 quer zu der Querachse 151 ist.
Beispielsweise kann die erste Richtungskomponente der Strahl-Emissionsrichtung 301 in der Gravitationsrichtung ausgerichtet sein, wenn anschaulich von schräg oben nach unten eingeschossen wird. Alternativ kann die erste Richtungskomponente der Strahl-Emissionsrichtung 301 entgegen der Gravitationsrichtung ausgerichtet sein, wenn anschaulich von schräg unten nach oben eingeschossen wird. Beispielsweise kann die erste Richtungskomponente der Strahl-Auftreffrichtung 303 in der Gravitationsrichtung ausgerichtet sein.
Optional kann die Strahl-Emissionsrichtung 301 (ausgehend von der Elektronenstrahlkanone 122) an dem Tiegel vorbei gerichtet sein.
Die Strahl-Emissionsrichtung 301 kann sich im Allgemeinen in Abhängigkeit vom Ablenkwinkel des Elektronenstrahls 23 verändern. Allerdings ist dieser Ablenkwinkel begrenzt durch die kürzeste Verbindung zwischen dem Tiegel und der Elektronenstrahlkanone 122. Beispielsweise kann eine Varianz der Strahl-Emissionsrichtung 301 im Betrieb der Elektronenstrahlkanone 122 kleiner sein als 10° und/oder kleiner sein als eine Differenz (auch als Umlenkvermögen bezeichnet) zwischen dem ersten Winkel und dem zweiten Winkel.
Optional kann der Tiegel 104 mittels einer Hubvorrichtung 160 gelagert sein oder werden. Die Hubvorrichtung 160 kann eingerichtet sein, eine Position des Tiegels 104 relativ zu der Elektronenstrahlkanone 122, der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b zu verändern, wobei eine Richtung der Änderung der Position entlang der Vertikalen 105 ist (anschaulich Heben und/oder Senken). Die Hubvorrichtung 160 kann beispielsweise eine Steuervorrichtung (auch als Hub-Steuervorrichtung bezeichnet) aufweisen, welche eingerichtet ist, das Verändern der Position des Tiegels 104 auf Grundlage eines Parameters bereitzustellen, welcher eine in dem Tiegel 104 angeordneten Menge (z.B. Volumen) des Verdampfungsguts repräsentiert.
Der Parameter kann beispielsweise eine Menge an verdampfen Material sein, eine Verdampfungsrate und/oder eine Position der Oberfläche des Verdampfungsguts (auch als Verdampfungsebene bezeichnet). Alternativ oder zusätzlich kann der Parameter mittels eines entsprechenden Sensors erfasst werden.
Die zwei Spulen 152a, 152b können anschaulich möglichst gleichartig eingerichtet sein. Dazu können die zwei Spulen beispielsweise in einem oder mehreren von Folgendem im Wesentlichen übereinstimmen: der Richtung ihrer Windungen bezüglich ihrer Spulenachse (zum Beispiel im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn); der Anzahl ihrer Windungen, ihre Induktivitäten, ihre Ausdehnung entlang der Spulenachse (auch als Länge bezeichnet), die Material und/oder der chemischen Zusammensetzung der Windungen, ihrem ohmsche Widerstand, ihrem Durchmesser 151r (das heißt Ausdehnung quer zur Spulenachse, auch als Spulendurchmesser bezeichnet). Im Wesentlichen übereinstimmen kann in diesem Zusammenhang verstanden werden als dass eine Abweichung kleiner ist als ungefähr 10 %, als ungefähr zum Beispiel 5 %, als ungefähr zum Beispiel 2 %, als ungefähr zum Beispiel 1 %.
Die erste Spule 152a und/oder die zweite Spule 152b können beispielsweise eine Induktivität aufweisen von größer als ungefähr 1 H (Henry), z.B. größer als ungefähr 10 H, z.B. größer als ungefähr 100 H, z.B. größer als ungefähr 250 H, z.B. größer als ungefähr 400 H. Die erste Spule 152a und/oder die zweite Spule 152b können beispielsweise eine Induktivität aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 H bis ungefähr 400 H. Je größer die Induktivität ist, desto größere Krümmungen können erreicht werden (z.B. wenn schräg von unten nach oben, z.B. in den Krümmungsbereich, eingeschossen wird). Dagegen können die Spulen des Ablenksystems eine deutlich geringere Induktivität aufweisen, z.B. weniger als ein Zehntel Induktivität der ersten Spule 152a und/oder die zweite Spule 152b.
3B veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 300b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, die eingerichtet sein kann wie die Verdampfungsanordnung 300a, wobei die eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122 weggelassen ist.
Beispielsweise kann die erste Spule 152a mehrere erste zusammenhängende Windungen aufweisen und die zweite Spule 152b Spule kann mehrere zweite zusammenhängende Windungen aufweisen. Die ersten Windungen können um eine erste Spulenachse 151a herum gewickelt sein. Die zweiten Windungen können um eine zweite Spulenachse 151b herum gewickelt sein.
Eine Spulenachse kann beispielsweise die Symmetrieachse der Spule bezeichnen. Beispielsweise können die Windungen einer Spule einer Schraubenlinie (Helix) folgen. Die Schraubenlinie kann anschaulich entlang einer Kurve auf der Mantelfläche eines Zylinders verlaufen. Die Zylinderachse fällt in diesem Fall mit der Spulenachse zusammen. Weichen die Windungen einer realen Spule von einer solchen idealen Schraubenlinie ab, kann im Allgemeinen eine Schraubenlinie gefunden werden, welche im Mittel die geringste räumliche Abweichung von den Windungen der Spule aufweist. Diese Schraubenlinie kann dann die Zylinderachse definieren, wie vorstehend beschrieben ist, welche mit der Spulenachse zusammenfällt.
Optional kann die oder jede Spule mehrlagig sein, d.h. diese kann mehrere Lagen aufweisen, von denen jede Lage mehrere Windungen aufweisen kann. Die Windungen jeder Lage der Spule können eine gemeinsame Spulenachse aufweisen, z.B. wenn diese einer Schraubenlinie (Helix) mit gemeinsamer Zylinderachse folgen.
Die erste Spulenachse 151a und die zweite Spulenachse 151b können im Wesentlichen parallel zueinander sein. Im Wesentlichen parallel kann verstanden werden als weniger als 10° (als z.B. 5°, z.B. 2,5° oder z.B. 1°) voneinander abweichend.
Die erste Spule 152a kann beispielsweise entlang der ersten Spulenachse 151a längserstreckt sein. Die zweite Spule 152b kann beispielsweise entlang der zweiten Spulenachse 151b längserstreckt sein.
Der Tiegel 104 kann auf einer ersten Seite die eine oder mehr als eine Vertiefung 104t aufweisen, welche sich in den Tiegel hinein erstreckt. In der oder jeder Vertiefung 104t kann anschaulich das Verdampfungsgut aufgenommen sein oder werden.
Die zwei Spulen 152a, 152b können auf einer der oder jeder Vertiefung 104t gegenüberliegenden zweiten Seite angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Tiegel in eine Richtung (auch als Verdampfungsrichtung bezeichnet) von den zwei Spulen 152a, 152b weg geöffnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das vom Elektronenstrahl 23 durchlaufene Magnetfeld, das durch das Spulenpaar 152a, 152b erzeugt wird, um die Elektronenbahnen entsprechend zu krümmen, in Achsenrichtung 151 homogen eingerichtet sein. Für unterschiedliche Positionen der Elektronenstrahlkanone 122 relativ zum Tiegel 104 können unterschiedliche Positionen des Spulenpaars resultieren. Beispielsweise können sich die zwei Spulen 152a, 152b, wie abgebildet, unterhalb des Tiegels 104 angeordnet sein, In alternativen Konfigurationen gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zwei Spulen 152a, 152b auch über dem Tiegel 104 angeordnet sein.
4 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, z.B. die Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 300a oder 300b.
Die Verdampfungsanordnung 400 kann eine Abschirmstruktur 402 aufweisen, welche zwischen der ersten Spule und der Elektronenstrahlkanone 122 angeordnet ist, z.B. zwischen der ersten Spule und dem Tiegel 104 angeordnet ist. Die Abschirmstruktur 402 kann beispielsweise ein oder mehr als ein Abschirmschild (z.B. eine oder mehr als eine Platte und/oder ein oder mehr als ein Rohrsegment) aufweisen.
Die Abschirmstruktur 402 kann eine Abschirmung gegenüber dem kanonenseitigen Außenfeld des Spulenpaars 152a, bzw. der kanonenseitigen ersten Spule 152a, bereitstellen.
Die Abschirmstruktur 402 kann ein Material aufweisen, welches magnetisch leitfähig ist (auch als magnetisierbares Material bezeichnet). Magnetisch leitfähig kann verstanden werden, als dass das Material bzw. die Abschirmstruktur 402 magnetisierbar ist. Beispielsweise kann das Material bzw. die Abschirmstruktur 402 eine magnetische Permeabilität aufweisen von größer ungefähr 10, z.B. von größer ungefähr 100, z.B. von größer ungefähr 1000. Alternativ oder zusätzlich kann das Material bzw. die Abschirmstruktur 402 ferromagnetisch oder ferrimagnetisch sein.
Beispielsweise kann das magnetisierbare Material ein (z.B. weichmagnetisches) ferromagnetisches Material und/oder ein (z.B. weichmagnetisches) ferrimagnetisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ferromagnetischen Stahl. Beispielsweise kann das magnetisierte Material ein (z.B. hartmagnetisches) ferromagnetisches Material und/oder ein (z.B. hartmagnetisches) ferrimagnetisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Magnetmaterial.
Beispielsweise kann das magnetische Material bzw. die Abschirmstruktur 402 zumindest Eisen aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine (z.B. magnetisierbare) Legierung (z.B. Stahl), welche Eisen aufweist.
Demgegenüber kann der Tiegel anschaulich unmagnetisch sein, d.h. eine viel kleinere magnetische Permeabilität aufweisen als die Abschirmstruktur 402, z.B. eine magnetische Permeabilität aufweisen von weniger als ungefähr 10, z.B. von weniger als ungefähr 1. Beispielsweise kann der Tiegel 104 magnetisch neutral, paramagnetisch oder diamagnetisch sein.
Optional kann die Abschirmstruktur 402, zum Beispiel einer oder mehrere Abschirmschilde der Abschirmstruktur 402, gekrümmt sein, zum Beispiel um die erste Spule 152a herum.
Optional kann die Abschirmstruktur 402 auf einer der zweiten Spule 152b gegenüberliegenden Seite der ersten Spule 152a angeordnet sein.
Optional kann die Abschirmstruktur 402 mehr als 5 % (z.B. als 10%, z.B. als 20%) des Umfangs der ersten Spule 152a überlappen, z.B. die erste Spule 152a um 90° oder mehr umschließen, z.B. die erste Spule 152a um 180° umschließen. Beispielsweise kann die Abschirmstruktur 402 die erste Spule 152a in einem Bereich von ungefähr 45° bis ungefähr 135° oder in einem Bereich von ungefähr 90° bis ungefähr 180° umschließen.
Anschaulich kann die Abschirmstruktur 402 bewirken, dass das von den zwei Spulen 152a, 152b bereitgestellte Umlenkfeld deformiert und/oder abgeschwächt wird, so dass der Elektronenstrahl 23 nahe der Elektronenstrahlkanone 122 von dem Umlenkfeld unbeeinflusst oder im Wesentlichen unbeeinflusst ist. Damit kann erreicht werden, dass der Elektronenstrahl 23 möglichst geradlinig emittiert wird und erst kurz vor dem Tiegel 104 gekrümmt wird.
5 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 500 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht (zum Beispiel entlang der Vertikalen 105), z.B. die Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 300a bis 400.
Die Verdampfungsanordnung 500 kann mehrere Elektronenstrahlkanonen 122 aufweisen, welche beispielsweise entlang der Querachse 151 bzw. der ersten Spulenachse 152a nebeneinander angeordnet sind. In Draufsicht kann jede Elektronenstrahlkanone der mehreren Elektronenstrahlkanonen 122 eine Strahl-Emissionsrichtung zu dem Tiegel 104 hin aufweisen. In Seitenansicht kann jede Elektronenstrahlkanone der mehreren Elektronenstrahlkanonen 122 eine Strahl-Emissionsrichtung zu einem Bereich (auch als Krümmungsbereich 311 bezeichnet) aufweisen, welcher über dem Tiegel 104 angeordnet ist.
Die zwei Spulen 152a, 152b können ein Paar Spulen 152a, 152b (auch als Spulenpaar bezeichnet) bilden, wobei das Spulenpaar 152a, 152b mehrere Abschnitte aufweist, von denen jeder Abschnitt (z.B. genau) einer Elektronenstrahlkanone der mehreren Elektronenstrahlkanonen 122 zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Spulenpaar 152a, 152b zumindest einen zusätzlichen Abschnitt aufweisen, welcher zwei oder mehr als zwei Elektronenstrahlkanonen der mehreren Elektronenstrahlkanonen 122 zugeordnet ist. Die oder jede Elektronenstrahlkanone kann eingerichtet sein, denjenigen Abschnitt des Tiegels 104 zu bestrahlen, welcher über dem ihr zugeordneten Abschnitt des Spulenpaars 152a, 152b angeordnet ist.
Die mehreren Abschnitte sind körperlich miteinander verbunden. D.h. es handelt sich um ein durchgehendes Spulenpaar 152a, 152b.
Mit anderen Worten kann jede Elektronenstrahlkanone der mehreren Elektronenstrahlkanonen 122 eingerichtet sein, einen Elektronenstrahl in den Bereich hinein zu emittieren, welcher von dem Umlenkfeld, das von dem Spulenpaar 152a, 152b erzeugt wird, durchdrungen wird.
Beispielsweise können ein erster Abschnitt 311a des Krümmungsbereichs 311, in welchem ein erster Elektronenstrahl gekrümmt wird, und ein zweiter Abschnitt 311b des Krümmungsbereichs 311, in welchem ein zweiter Elektronenstrahl gekrümmt wird, in einem oder mehreren von Folgendem im Wesentlichen übereinstimmen: einer maximalen magnetischen Flussdichte und einer magnetischen Flussrichtung.
Eine Ausdehnung 151d der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b (z.B. deren zusammenhängende Windungen) entlang der Querachse 151 und/oder Spulenachse 151a, 151b kann größer sein als eine dazu parallele Ausdehnung des Tiegels 104, dessen Vertiefung 104t und/oder des Verdampfungsguts 106, z.B. um den Spulendurchmesser 151r oder mehr. Beispielsweise können die erste Spule 152a und/oder die zweite Spule 152b beidseitig des Tiegels überstehen, z.B. um den Spulendurchmesser 151r oder mehr. Dies ermöglicht eine homogenere Magnetfeldverteilung über dem Tiegel 104 in dem Krümmungsbereich 311, was wiederum einen homogeneren Leistungseintrag ermöglicht.
Ungleich lange Spulen 152a, 152b des Spulenpaars verkürzen das nutzbare Arbeitsfeld (d.h. verkleinern den Umlenkbereich) für den oder die Elektronenstrahl(en). Anschaulich kann der Bereich der parallel verlaufenden Spulen das homogene Magnetfeld bereitstellen.
6 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Schaltbild, z.B. die Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 300a bis 500.
Die Verdampfungsanordnung 600 kann eine Energieversorgung 610 aufweisen, welche eingerichtet ist, die erste Spule 152a und/oder die zweite Spule 152b mit elektrischer Energie zu versorgen. Beispielsweise kann ein elektrischer Strom im Betrieb der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b in einem Bereich von ungefähr 0,5 A (Ampere) bis ungefähr 10 A oder ungefähr 10A bis ungefähr 50A sein.
Beispielsweise können die erste Spule 152a und die zweite Spule 152b mittels der Energieversorgung 610 parallel zueinander geschaltet sein. Dies ermöglicht es, dass der Schaltungsaufbau vereinfacht wird.
Alternativ dazu können die zwei Spulen 152a, 152b individuell angesteuert sein oder werden. Dazu kann die Energieversorgung 610 beispielsweise eine optionale Steuervorrichtung 610a (auch als Spule-Steuervorrichtung 610a bezeichnet) aufweisen, welche einen ersten Leistungsausgang aufweist, an dem die erste Spule 152a angeschlossen ist, und einen zweiten Leistungsausgang aufweist, in dem die zweite Spule 152b angeschlossen ist. Ferner kann die Spule-Steuervorrichtung 610a eingerichtet sein, die ausgegebene elektrische Leistung an dem ersten Leistungsausgang und die ausgegebene elektrische Leistung an dem zweiten Leistungsausgang unabhängig voneinander zu steuern und/oder zu regeln. Das Steuern und/oder Regeln kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors erfolgen, welcher zumindest eines von folgenden Messgrößen erfasst: eine elektrische Größe, mit der die jeweilige Spule versorgt wird, eine magnetische Messgröße des Umlenkfelds (zum Beispiel eine räumliche Magnetfeldverteilung, eine magnetische Flussrichtung und/oder eine magnetische Flussdichte); eine Bestrahlung-Messgröße der Verdampfungsanordnung 600, und/oder eine Beschichtung-Messgröße (welche beispielsweise repräsentiert, mit welcher Rate und/oder räumlichen Verteilung das Substrat beschichtet wird).
Die eine elektrische Größe, mit der die jeweilige Spule versorgt wird, kann beispielsweise der elektrische Strom sein, welcher der Spule zugeführt wird. Anschaulich kann die die Energieversorgung 610 eingerichtet sein, den Strom zeitlich konstant halten, damit das Umlenkfeld sich zeitlich nicht ändert.
Die Bestrahlung-Messgröße der Verdampfungsanordnung 600 kann beispielsweise repräsentieren, welche Leistung und/oder mit welcher Verteilung die Leistung in das Verdampfungsgut eingebracht wird. Anschaulich können verschiedene Messgrößen verwendet werden, deren Messwert von der eingebrachten Leistung beeinflusst wird, und die somit ermöglichen auf die Leistung zurückzuschließen (d.h. diese repräsentieren einander).
Das Steuern und/oder Regeln kann ermöglichen, reproduzierbare Umlenk- und Ablenkverhältnisse zu erhalten, damit die Dampfquellverteilung nicht verschoben wird.
7 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht (mit Blick entlang der Vertikalen 105), z.B. die Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 300a bis 600.
Die Verdampfungsanordnung 700 kann eine Steuervorrichtung 702 (auch als Bestrahlung-Steuervorrichtung 702 bezeichnet) aufweisen, welche eingerichtet ist, eine erste Elektronenstrahlkanone 122a und eine zweite Elektronenstrahlkanone 122b anzusteuern gemäß einem Ablenkschema. Das Ablenkschema kann anschaulich für jede Elektronenstrahlkanone die (z.B. zeitabhängige) Ablenksequenz definieren, gemäß welcher dieser angesteuert wird, z.B. für die erste Elektronenstrahlkanone 122a und die zweite Elektronenstrahlkanone 122b.
Die erste Elektronenstrahlkanone 122a kann einen ersten Elektronenstrahl 23a und die zweite Elektronenstrahlkanone 122b einen zweiten Elektronenstrahl 23b erzeugen.
Das Ablenkschema kann aufweisen: eine erste Phase, in welcher der ersten Elektronenstrahl 23a und der zweite Elektronenstrahl 23b entlang einer ersten Bewegungsrichtung 711 über den Tiegel 104 bzw. das Verdampfungsgut geführt werden, und eine zweite Phase, in welcher der erste Elektronenstrahl 23a und der zweite Elektronenstrahl 23b entlang einer zweiten Bewegungsrichtung, die entgegen der ersten Bewegungsrichtung 711 ist, über den Tiegel 104 bzw. das Verdampfungsgut geführt werden. Die erste Bewegungsrichtung 711 kann im Wesentlichen parallel zu der Querachse 151 bzw. der Spulenachse(n) 152a, 152b sein.
Das Ablenkschema kann alternativ oder zusätzlich dazu aufweisen: eine dritte Phase, in welcher ein erster Randabschnitt 104a des Tiegels 104 mittels des ersten Elektronenstrahls 23a bestrahlt wird und ein zentraler Abschnitt 104c des Tiegels 104 mittels des zweiten Elektronenstrahls 23b bestrahlt wird; und/oder eine vierte Phase, in welcher der zentrale Abschnitt 104c des Tiegels 104 mittels des ersten Elektronenstrahls 23a bestrahlt wird und ein zweiter Randabschnitt 104b des Tiegels 104 mittels des zweiten Elektronenstrahls 23b bestrahlt wird. Der erste Randabschnitt 104a und der zweite Randabschnitt 104b können auf einander entgegengesetzten Seiten des Tiegels 104 angeordnet sein, zum Beispiel entlang der Querachse 151 bzw. der Spulenachse(n) 152a, 152b. Der zentrale Abschnitt 104c kann zwischen dem ersten Randabschnitt 104a und dem zweiten Endabschnitt 104b angeordnet sein, zum Beispiel an diese angrenzend.
Das Bestrahlen mittels des ersten Elektronenstrahls 23a kann verstanden werden als dass das Bestrahlen mittels der ersten Elektronenstrahlkanone 122a erfolgt. Das Bestrahlen mittels des zweiten Elektronenstrahls 23b kann verstanden werden als dass das Bestrahlen mittels der zweiten Elektronenstrahlkanone 122b erfolgt.
In dem zentralen Abschnitt 104c kann zumindest ein Teil der Auftrefffigur 155 des ersten Elektronenstrahls 23 und zumindest ein Teil der Auftrefffigur 155 des zweiten Elektronenstrahls 23 angeordnet sein.
Optional können der zentrale Abschnitt 104c und der erste Randabschnitt 104a und/oder der zentrale Abschnitt 104c und der zweite Randabschnitt 104b aneinandergrenzen.
In analoger Weise können mehr als zwei Elektronenstrahlkanonen 122 angesteuert werden. Dann müssen die Randabschnitte, allgemeiner gesprochen, nicht notwendigerweise am Rand des Tiegels 104 angeordnet sein, sondern in einem Abstand davon angeordnet sein. Beispielsweise können in den Randabschnitten die jeweiligen Auftrefffiguren 155 angeordnet sein, z.B. deren Umkehrbereiche (dort wo der Richtungswechsel stattfindet).
Die Abschnitte 104a, 104b, 104c des Tiegels können zu den entsprechenden Abschnitten 104a, 104b, 104c des darin angeordneten Verdampfungsguts korrespondieren.
8 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 800 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ablenkschema (mit Blick entlang der Vertikalen 105), z.B. die Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 300a bis 700.
Die Trajektorie 155 (auch als Auftrefffigur 155 bezeichnet) kann beispielsweise ein Vieleck, z.B. ein Viereck, z.B. ein Rechteck, z.B. ein Quadrat sein. Alternativ kann die Trajektorie 155 ein Oval, z.B. eine Ellipse, z.B. ein Kreis, sein. Es können auch andersförmige Trajektorien 155 verwendet werden, z.B. meanderförmig oder Ähnliches (vgl. 9).
Die einander (z.B. unmittelbar) benachbarten Trajektorien 155 der verschiedenen Elektronenstrahlkanonen können einen Abstand voneinander aufweisen, aneinandergrenzen oder einander überlappen.
Das Ablenkschema kann aufweisen: die erste Phase 800b, in welcher der erste Elektronenstrahl 23a und der zweite Elektronenstrahl 23b entlang der ersten Bewegungsrichtung 711 über den Tiegel 104 geführt werden. Das Ablenkschema kann ferner aufweisen: die zweite Phase 800d, in welcher der erste Elektronenstrahl 23a und der zweite Elektronenstrahl 23b entgegen der ersten Bewegungsrichtung 711 (d.h. entlang der zweiten Bewegungsrichtung 713) über den Tiegel geführt werden.
Das Ablenkschema kann alternativ oder zusätzlich aufweisen: eine dritte Phase 800a, in welcher ein erster Abschnitt 104a des Tiegels 104 mittels des ersten Elektronenstrahls 23a bestrahlt wird und ein dritter Abschnitt 104c des Tiegels 104 mittels des zweiten Elektronenstrahls 23b bestrahlt wird. Das Ablenkschema kann alternativ oder zusätzlich ferner aufweisen: eine vierte Phase 800c, in welcher der dritte Abschnitt 104c des Tiegels 104 mittels des ersten Elektronenstrahls 23a bestrahlt wird und ein zweiter Abschnitt 104b des Tiegels 104 mittels des zweiten Elektronenstrahls 23b bestrahlt wird.
Der dritte Abschnitt 104c kann zwischen dem ersten Abschnitt 104a und dem zweiten Abschnitt 104b angeordnet sein.
Beispielsweise kann das Ablenkschema derart eingerichtet sein, dass die Auftrefffigur 155 des ersten Elektronenstrahls 23a und die Auftrefffigur 155 des zweiten Elektronenstrahls 23b einer Transformation ineinander überführt werden können.
Die Transformation (auch als Transformationsvorschrift bezeichnet) kann beispielsweise eine Ähnlichkeitsabbildung aufweisen oder sein. Eine Ähnlichkeitsabbildung kann anschaulich bewirken, dass die Trajektorie 155 ihre Form beibehält (auch als forminvariante Transformation bezeichnet). Allgemeiner gesprochen kann die Ähnlichkeitsabbildung die Streckenverhältnisse und Winkelwerte der Trajektorie unverändert lassen, wobei beispielsweise die Länge, Lage und/oder Ausrichtung der Trajektorie und/oder von dieser umspannte Fläche optional verändert werden kann.
Werden zusätzlich die Strecken unverändert gelassen, kann die Ähnlichkeitsabbildung als Kongruenzabbildung bezeichnet werden. Die Kongruenzabbildung (auch als form- und größeninvariante Transformation bezeichnet) kann beispielsweise eine (zeitlich und/oder räumliche) Spiegelung (z.B. Achsenspiegelung, Gleitspiegelung und/oder Schubspiegelung), eine (zeitlich und/oder räumliche) Verschiebung und/oder eine (zeitlich und/oder räumliche) Drehung implementieren.
Eine zeitliche Spiegelung kann beispielsweise bewirken, dass die Richtung, in der die Auftrefffigur 155 durchlaufen wird, umgekehrt wird. Eine räumliche Spiegelung kann beispielsweise bewirken, dass die Ausrichtung der Auftrefffigur 155 umgekehrt wird.
Beispielsweise können die Auftrefffigur 155 des Elektronenstrahls 23a und die Auftrefffigur 155 des zweiten Elektronenstrahls 23b zueinander invertiert sein und/oder in entgegengesetzter Richtung durchlaufen werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Auftrefffigur 155 des Elektronenstrahls 23a und die Auftrefffigur 155 synchron und/oder mit demselben Richtungssinn durchlaufen werden.
Optional kann eine Randüberhöhung implementiert werden, die bewirkt, dass eine nahe dem Rand des Tiegels eingebrachte Leistungsdichte größer ist als eine in den zentralen Abschnitt 104c des Tiegels 104 eingebrachte Leistungsdichte. Beispielsweise kann die Verweilzeit pro Auftreffort und/oder die räumliche Dichte der Auftrefforte am Rand des Tiegels größer sein als in den zentralen Abschnitt des Tiegels 104.
Optional kann der zentrale Abschnitt des Tiegels abwechselnd von dem ersten Elektronenstrahl 23a und dem zweiten Elektronenstrahl 23b bestrahlt werden, z.B. abwechselnd zwischen der dritten Phase 800a und der vierten Phase 800c.
In analoger Weise können mehr als zwei Elektronenstrahlkanonen 122 angesteuert werden. Dann müssen die Randabschnitte, allgemeiner gesprochen, nicht notwendigerweise am Rand des Tiegels 104 angeordnet sein, sondern können beliebige Abschnitte sein, in denen die jeweiligen Auftrefffiguren 155 angeordnet sind, z.B. deren Umkehrbereiche (dort wo der Richtungswechsel stattfindet).
9 veranschaulicht eine Verdampfungsanordnung 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablenkschema (mit Blick entlang der Vertikalen 105) ähnlich zu der Verdampfungsanordnung 800, wobei die Auftrefffigur 155 meanderförmig ist.
10 veranschaulicht ein Verfahren 1000 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm, z.B. zum Betreiben der Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 400a bis 900.
Das Verfahren 1000 kann in 1001 aufweisen: Bereitstellen eines Magnetfeldes mittels zwei Spulen, welche dieselbe Polungsrichtung aufweisen und entlang einer Richtung, die quer zu der Polungsrichtung oder parallel zu der Strahl-Emissionsrichtung 301 und/oder der Substrattransportrichtung ist, hintereinander angeordnet sind, d.h. quer zu der Polungsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Das Verfahren 1000 kann in 1003 aufweisen: Emittieren zumindest eines (d.h. eines oder mehr als eines) Elektronenstrahls in das Magnetfeld hinein, wobei der zumindest eine Elektronenstrahl mittels des Magnetfelds zu einer vertikalen Richtung hin gekrümmt wird.
Das Verfahren 1000 kann in 1005 aufweisen: Bestrahlen eines Verdampfungsguts mittels des zu der vertikalen Richtung hin gekrümmten zumindest einen Elektronenstrahls, wobei das Verdampfungsgut zwischen dem zumindest einen Elektronenstrahl und den zwei Spulen angeordnet ist. Das Bestrahlen kann in 1005a aufweisen: Überführen des Verdampfungsguts in eine Gasphase (auch als Verdampfen des Verdampfungsguts bezeichnet), zum Beispiel mittels der Leistung, welche das Bestrahlen in das Verdampfungsgut einbringt.
Das Überführen des Verdampfungsguts in seine Gasphase kann beispielsweise aufweisen, das Verdampfungsgut in ein Vakuum hinein zu emittieren, wobei beispielsweise in dem Vakuum das Substrat angeordnet ist.
Das Verfahren 1000 kann optional in 1007 aufweisen: Beschichten eines Substrats mit dem Verdampfungsgut. Das Beschichten kann aufweisen, eine Schicht auf dem Substrat zu bilden, welche das Material zumindest des Verdampfungsguts und/oder dessen chemische Zusammensetzung aufweist. Das Beschichten kann beispielsweise aufweisen, dass Verdampfungsgut aus der Gasphase auf dem Substrat abgelagert wird.
Das Verfahren 1000 kann optional in 1007 aufweisen: Ablenken des zumindest einen Elektronenstrahls gemäß dem Ablenkschema, wie es hierin beschrieben ist. Beispielsweise kann der zumindest eine Elektronenstrahl einen ersten Elektronenstrahl und einen zweiten Elektronenstrahl aufweisen, welche gemeinsam gemäß dem Ablenkschema abgelenkt werden.
Beispielsweise kann das Magnetfeld für einen Zeitraum invariant sein, der größer ist als die Dauer des Bestrahlens des Tiegels 104 bzw. des darin angeordneten Verdampfungsguts.
11 veranschaulicht ein Verfahren 1100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm, z.B. zum Betreiben der Verdampfungsanordnung 100, oder eine der Verdampfungsanordnungen 400a bis 900.
Das Verfahren 1100 kann in 1101 aufweisen: Bestrahlen eines Verdampfungsguts mittels eines ersten Elektronenstrahls und mittels eines zweiten Elektronenstrahls. Das Verdampfungsgut kann einen ersten Randabschnitt und einen diesem gegenüberliegenden zweiten Randabschnitt aufweisen.
Das Verfahren 1100 kann in 1009 aufweisen: Ablenken des ersten Elektronenstrahls und des zweiten Elektronenstrahls gemäß dem Ablenkschema.
Das Ablenkschema kann zumindest eine Phase (auch als dritte Phase bezeichnet) aufweisen, in welcher der erste Randabschnitt mittels des ersten Elektronenstrahls bestrahlt wird, und das Verdampfungsgut zwischen dem ersten Randabschnitt und dem zweiten Randabschnitt mittels des zweiten Elektronenstrahls bestrahlt wird.
Das Ablenkschema kann zumindest eine zusätzliche Phase (auch als vierte Phase bezeichnet) aufweisen, in welcher das Verdampfungsgut zwischen dem ersten Randabschnitt und dem zweiten Randabschnitt mittels des ersten Elektronenstrahls bestrahlt wird und der zweite Randabschnitt mittels des zweiten Elektronenstrahls bestrahlt wird.
Das Verfahren 1100 kann optional in 1003 das Emittieren des ersten Elektronenstrahls und/oder des zweiten Elektronenstrahls in das Magnetfeld hinein aufweisen, wie zu 10 beschrieben.
Beispielsweise kann das Magnetfeld für einen Zeitraum invariant (d.h. konstant) sein, der größer ist als die Dauer der ersten Phase, zweiten Phase, dritten Phase und/oder vierten Phase (z.B. zusammengenommen). Alternativ oder zusätzlich, kann das Magnetfeld für einen Zeitraum invariant sein, der größer ist als der zeitliche Abstand der ersten Phase zur dritten Phase. Beispielsweise kann das Magnetfeld für einen Beschichtung-Zeitraum und/oder Verdampfung-Zeitraum invariant sein. Die zeitliche Konstanz des Magnetfelds kann eine ortsstabile Dampfquellenerzeugung bereitstellen.
Das Verfahren 1100 kann optional in 1007 das Beschichten des Substrats mit dem Verdampfungsgut aufweisen, wie zu 10 beschrieben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine angrenzende Aneinanderreihung mehreren Auftrefffiguren (auch als Bestrahlungsfiguren bezeichnet) der entsprechenden Elektronenstrahlkanonen eingerichtet sein. Die Auftrefffiguren können beispielsweise in der Weise synchron abgetastet werden, dass sich die Elektronenstrahlen im den Grenzbereich (wo die Auftrefffiguren aneinandergrenzen) nicht begegnen.
Beispielsweise können mehrere unmittelbar (z.B. paarweise) aneinandergrenzende Auftrefffiguren (z.B. ohne einander zu überlappen) bereitgestellt sein oder werden, von denen jede Auftrefffigur mittels genau einer Elektronenstrahlkanone bzw. genau einem Elektronenstrahl abgefahren wird. Das Abfahren kann derart eingerichtet sein, dass sich die Elektronenstrahlen nacheinander (z.B. nicht gleichzeitig) die aneinandergrenzenden Abschnitte der Auftrefffiguren abfahren.
12 und 13 zeigen eine Verdampfungsanordnung 1200 und 1300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche eingerichtet sein können, wie die Verdampfungsanordnung 400 mit dem Unterschied, dass die Abschirmstruktur 402 neben dem Tiegel 104 angeordnet ist.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900, aufweisend: einen Tiegel 104 zum thermischen Verdampfen eines in dem Tiegel 104 aufgenommenen Verdampfungsguts 106; zwei Spulen 152a, 152b (die beispielsweise ein Spulenpaar bilden), die im Wesentlichen parallel zueinander längserstreckt sind entlang einer Achse 151 (auch als Querachse bezeichnet), auf gegenüberliegenden Seiten der Achse 151 angeordnet sind, und jeweils mehrere Windungen aufweisen; eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b (jede z.B. ein magnetisches oder elektrisches Ablenksystem aufweisend) zum Bestrahlen des Tiegels 104 aus einer quer zu der Achse 151 verlaufenden Richtung; wobei die zwei Spulen 152a, 152b einen kleineren Abstand von dem Tiegel 104 aufweisen als von der Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b und/oder eine Induktivität aufweisen von größer als ungefähr 1 H (Henry); wobei beispielsweise der Tiegel 104 zwischen den zwei Spulen 152a, 152b (d.h. dem Spulenpaar) und der Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b angeordnet ist oder wobei beispielsweise die zwei Spulen 152a, 152b zwischen dem Tiegel 104 und der Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b angeordnet sind.
Beispiel 2 ist eine Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900, aufweisend: einen Tiegel 104 (welcher beispielsweise zumindest eine Vertiefung aufweist) zum thermischen Verdampfen eines in der zumindest einen Vertiefung aufgenommenen Verdampfungsguts 106; eine erste Spule 152a, die eine erste Spulenachse 151a und mehrere um die erste Spulenachse 151a herumgewickelte Windungen aufweist, und eine zweite Spule 152b, die eine zweite Spulenachse 151b und mehrere um die zweite Spulenachse 151b herumgewickelte Windungen aufweist; wobei die erste Spulenachse 151a und die zweite Spulenachse 151b im Wesentlichen parallel zueinander und/oder nebeneinander angeordnet sind; wobei ein Abstand (z.B. ein erster Abstand der ersten Spule 152a und ein zweiter Abstand der zweite Spule 152b) der ersten Spule 152a und der zweiten Spule 152b von dem Tiegel 104 kleiner ist als eine Ausdehnung 151d (z.B. Längserstreckung, z.B. Länge) der ersten Spule 152a und der zweiten Spule 152b (z.B. ein erste Längserstreckung der ersten Spule 152a und eine zweite Längserstreckung der zweite Spule 152b) entlang der ersten Spulenachse 151a und der zweiten Spulenachse 151b ist; wobei optional die zumindest eine Vertiefung auf einer ersten Seite des Tiegels 104 angeordnet ist; wobei optional die erste Spule 152a und die zweite Spule 152b auf einer zweiten Seite des Tiegels 104, welche der ersten Seite gegenüberliegt, angeordnet sind; und optional eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b zum Bestrahlen des Tiegels 104 aus einer quer zu der Spulenachse(n) 151a, 151b verlaufenden Richtung.
Beispiel 3 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei der Tiegel 104 entlang der Achse 151 bzw. der Spulenachse(n) 151a, 151b längserstreckt ist.
Beispiel 4 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die zwei Spulen 152a, 152b bezüglich der Achse 151 bzw. der Spulenachse(n) 151a, 151b in dieselbe Richtung gepolt und/oder gewickelt sind.
Beispiel 5 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei eine Ausdehnung jeder der zwei Spulen 152a, 152b entlang der Achse 151 bzw. der Spulenachse(n) 151a, 151b im Wesentlichen gleich ist und/oder größer ist als eine dazu parallele Ausdehnung des Tiegels 104.
Beispiel 6 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei ein im Betrieb mittels der zwei Spulen 152a, 152b gemeinsam bereitgestelltes Umlenkfeld einen magnetischen Fluss bereitstellt, welcher längs (z.B. an) der Achse 151 bzw. der Spulenachse(n) 151a, 151b im Wesentlichen parallel zu dieser ist.
Beispiel 7 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei jede Spule der zwei Spulen 152a, 152b (z.B. die erste Spule 152a und die zweite Spule 152b) im Betrieb einen magnetischen Nordpol und einen magnetischen Südpol aufweist, wobei der magnetische Nordpol der zwei Spulen 152a, 152b unmittelbar einander gegenüber liegt.
Beispiel 8 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei der Tiegel 104 zumindest eine Vertiefung zum Aufnehmen des Verdampfungsguts 106 aufweist, wobei eine Ausdehnung jeder der zwei Spulen 152a, 152b entlang der Achse 151 bzw. der Spulenachse(n) 151a, 151b größer ist als eine dazu parallele Ausdehnung der zumindest einen Vertiefung.
Beispiel 9 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, ferner aufweisend: eine Kühlvorrichtung, welche mit den zwei Spulen 152a, 152b thermisch gekoppelt ist.
Beispiel 10 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei der Tiegel mehrteilig ist (z.B. mehrere Tiegelbehälter aufweist) und/oder wobei der Tiegel mehrere Vertiefungen zum Aufnehmen von Verdampfungsgut aufweist, wobei beispielsweise jeder Tiegelbehälter eine oder mehr als eine Vertiefung zum Aufnehmen von Verdampfungsgut aufweist.
Beispiel 11 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, ferner aufweisend: eine Abschirmstruktur 402, welche zwischen der Elektronenstrahlkanone 122 und einer Spule der zwei Spulen 152a, 152b (beispielsweise zwischen dem Tiegel 104 und einer Spule der zwei Spulen 152a, 152b) angeordnet ist, z.B. derjenigen Spule 152a, 152b, welche der Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b zugewandt ist, wobei die Abschirmstruktur 402 magnetisch leitfähig ist und/oder eine größere magnetische Permeabilität aufweist als der Tiegel 104. Alternativ oder zusätzlich kann die Abschirmstruktur (402) zwischen dem kanonenseitigen Strahleinschussraum und der kanonenseitigen Spule angeordnet ist sein.
Beispiel 12 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei die zwei Spulen 152a, 152b eine im Wesentlichen gleiche Induktivität aufweisen (z.B. weniger als 10% voneinander verschieden).
Beispiel 13 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei die zwei Spulen 152a, 152b sich voneinander unterscheiden in ihrem Abstand von dem Tiegel 104 und/oder deren Spulenachse(n) 151a, 151b in einer Ebene liegen, die schief zu der Horizontalebene ist.
Beispiel 14 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, ferner aufweisend: eine Hubvorrichtung 160 mittels welcher der Tiegel gelagert ist, wobei die Hubvorrichtung 160 eingerichtet ist eine Position des Tiegels 104 relativ zu der Elektronenstrahlkanone 122, der ersten Spule 152a und/oder der zweiten Spule 152b zu verändern, wobei beispielsweise eine Richtung der Veränderung der Position im Wesentlichen parallel zu der Vertikalen ist.
Beispiel 15 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung 610a zum individuellen Versorgen der zwei Spulen 152a, 152b mit elektrischer Leistung und/oder zum individuellen Ansteuern der zwei Spulen 152a, 152b, wobei das individuellen Ansteuern beispielsweise aufweist, den zwei Spulen die elektrische Leistung unabhängig voneinander einzukoppeln.
Beispiel 16 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei die zwei Spulen 152a, 152b parallel zueinander verschaltet sind.
Beispiel 17 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei eine Anzahl an Elektronenstrahlkanonen (z.B. der zumindest einen Elektronenstrahlkanone) der Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900, welche eingerichtet sind, die Tiegel zu bestrahlen, größer ist als eine Anzahl an Spulen 152a, 152b, welche zum Umlenken der Anzahl an Elektronenstrahlkanonen verwendet wird.
Beispiel 18 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, wobei die eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b mindestens zwei Elektronenstrahlkanonen 122, 122a, 122b aufweist.
Beispiel 19 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei die zwei Spulen 152a, 152b jeweils einen ferromagnetischen Spulenkern (z.B. Eisenkern) aufweisen.
Beispiel 20 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, wobei die zwei Spulen 152a, 152b als Luftspulen ausgebildet sind.
Beispiel 21 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 20, wobei der Tiegel 104 unmagnetisch ist.
Beispiel 22 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 21, wobei der Tiegel 104 Kohlenstoff (z.B. Graphit) aufweist oder daraus gebildet ist, und/oder wobei der Tiegel 104 Fasern (z.B. aus Kohlenstoff) aufweist.
Beispiel 23 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 22, wobei jede der zwei Spulen 152a, 152b mehr als 100 (z.B. mehr als 500 oder als 1000 oder als 10000 oder als 20000 oder als 30000) Windungen aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1000 Windungen bis ungefähr 5000 Windungen, wobei optional die jede der zwei Spulen 152a, 152b mehrere Lagen aufweist, von denen jede Lage mehrere Windungen aufweisen kann (auch als mehrlagige Spule bezeichnet).
Beispiel 24 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 23, wobei eine Ausdehnung jeder Spule (z.B. deren zusammenhängender Windung) der zwei Spulen 152a, 152b mehr als 3 Meter (z.B. mehr als 4, 5, oder 6 Meter) ist.
Beispiel 25 ist die Verdampfungsanordnung 100, 300a bis 900 gemäß einem der Beispiele 1 bis 24, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung 702 welche eingerichtet ist, eine erste Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b und eine zweite Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b der einen oder mehr als einen Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b anzusteuern gemäß einem Ablenkschema, wobei das Ablenkschema aufweist: eine Phase, in welcher ein erster Abschnitt (z.B. Randabschnitt) des Tiegels 104 mittels der ersten Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b bestrahlt wird, und der Tiegel 104 zwischen dem ersten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) des Tiegels 104 und einem zweiten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) des Tiegels 104 mittels der zweiten Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b bestrahlt wird, und eine zusätzliche Phase, in welcher der Tiegel 104 zwischen dem ersten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) des Tiegels 104 und dem zweiten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) des Tiegels 104 mittels der ersten Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b bestrahlt wird und der zweite Abschnitt (z.B. Randabschnitt) des Tiegels 104 mittels der zweiten Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b bestrahlt wird.
Beispiel 26 ist ein Verfahren, aufweisend: Bereitstellen eines Magnetfeldes mittels zwei Spulen 152a, 152b, welche dieselbe Polungsrichtung aufweisen und quer zu Polungsrichtung nebeneinander angeordnet sind; Emittieren eines Elektronenstrahls in das Magnetfeld hinein, wobei der Elektronenstrahl mittels des Magnetfelds zu einer vertikalen Richtung hin gekrümmt wird; und Bestrahlen eines Verdampfungsguts 106 mittels des zu der vertikalen Richtung hin gekrümmten Elektronenstrahls, wobei optional das Verdampfungsgut 106 zwischen dem Elektronenstrahl und den zwei Spulen 152a, 152b angeordnet ist; das Verfahren optional aufweisend: zweitabhängiges Ablenken des Elektronenstrahls bevor dieses in das Magnetfeld hinein emittiert wird, z.B. gemäß mehrerer Ablenkparameter; wobei optional der Elektronenstrahl (oder mehrere Elektronenstrahlen) den Auftreffbereich im Tiegel erreichen, nachdem dieser den beabsichtigten Krümmungsbereich für seine Bahnen, der mittels des Magnetfelds (z.B. der zwei Spulen) erzeugt wird, durchlaufen habt.
Beispiel 27 ist ein Verfahren, aufweisend: Bestrahlen eines Verdampfungsguts 106 mittels eines ersten Elektronenstrahls und mittels eines zweiten Elektronenstrahls, wobei das Verdampfungsgut 106 einen ersten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) und einen (z.B. diesem gegenüberliegenden) zweiten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) aufweist; Ablenken des ersten Elektronenstrahls und des zweiten Elektronenstrahls gemäß einem Ablenkschema, wobei das Ablenkschema aufweist: eine Phase, in welcher der erste Abschnitt (z.B. Randabschnitt) mittels des ersten Elektronenstrahls bestrahlt wird, und das Verdampfungsgut 106 zwischen dem ersten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) und dem zweiten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) mittels des zweiten Elektronenstrahls bestrahlt wird, und eine zusätzliche Phase, in welcher das Verdampfungsgut 106 zwischen dem ersten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) und dem zweiten Abschnitt (z.B. Randabschnitt) mittels des ersten Elektronenstrahls bestrahlt wird und der zweite Abschnitt (z.B. Randabschnitt) mittels des zweiten Elektronenstrahls bestrahlt wird.
Beispiel 28 ist das Verwenden eines Magnetfeldes, welches von (z.B. genau) zwei Spulen 152a, 152b erzeugt wird, zum Umlenken von zwei oder mehr als zwei Elektronenstrahlen.
Beispiel 29 ist das Verwenden von (z.B. genau) zwei Spulen 152a, 152b, die dieselbe Polungsrichtung aufweisen und quer zu Polungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, zum Umlenken von zwei oder mehr als zwei Elektronenstrahlen.
Beispiel 30 ist eine Elektronenstrahlanordnung, aufweisend: zwei Spulen 152a, 152b, die im Wesentlichen parallel zueinander längserstreckt sind entlang einer Achse 151, auf gegenüberliegenden Seiten der Achse 151 angeordnet sind, und jeweils mehrere Windungen aufweisen; und eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b, von denen jede Elektronenstrahlkanone eingerichtet ist, einen Elektronenstrahl aus einer Richtung quer zu der Achse in einen Bereich 311 zwischen den zwei Spulen 152a, 152b hinein zu emittieren, z.B. den Elektronenstrahl in eine Emissionsrichtung zu emittieren, wobei beispielsweise die Emissionsrichtung auf den Bereich 311 zwischen den zwei Spulen 152a, 152b gerichtet ist und eine Richtungskomponente quer zu der Achse 151 aufweist, wobei beispielsweise der Elektronenstrahl zwischen den zwei Spulen 152a, 152bh hindurch emittiert und/oder umgelenkt wird, wobei von der einen oder mehr als einen Elektronenstrahlkanone jede Elektronenstrahlkanone ein Ablenksystem aufweist (so dass der Elektronenstrahl gemäß einer Ablenksequenz in den Bereich 311 abgebildet werden kann), wobei beispielsweise der emittierte Elektronenstrahl gemäß der Ablenksequenz zeitabhängig abgelenkt wird.
Beispiel 31 ist die Elektronenstrahlanordnung gemäß Beispiel 30, wobei die oder jede Elektronenstrahlkanone 122, 122a, 122b aufweist: eine Elektronenstrahlquelle 112q zum Erzeugen des Elektronenstrahls 23 und ein Ablenksystem 142a zum Ablenken des Elektronenstrahls 23 zu den zwei Spulen hin, z.B. in die Emissionsrichtung.
Beispiel 32 ist die Elektronenstrahlanordnung gemäß Beispiel 31, wobei das Ablenksystem 142a eine oder mehr als eine Ablenkspule aufweist.

Claims

Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900), aufweisend: • einen Tiegel (104) zum thermischen Verdampfen eines in dem Tiegel (104) aufgenommenen Verdampfungsguts (106) ; • zwei Spulen (152a, 152b), die im Wesentlichen parallel zueinander längserstreckt sind entlang einer Achse (151), auf gegenüberliegenden Seiten der Achse (151) angeordnet sind, und jeweils mehrere Windungen aufweisen; • eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) zum Bestrahlen des Tiegels (104) aus einer quer zu der Achse (151) verlaufenden Richtung; • wobei die zwei Spulen (152a, 152b) einen kleineren Abstand von dem Tiegel (104) aufweisen als von der Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b).
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß Anspruch 1, wobei der Tiegel (104) entlang der Achse (151) längserstreckt ist.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Spulen (152a, 152b) bezüglich der Achse (151) in dieselbe Richtung gepolt und/oder gewickelt sind.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Ausdehnung jeder Spule der zwei Spulen (152a, 152b) entlang der Achse (151) im Wesentlichen gleich ist und/oder größer ist als eine dazu parallele Ausdehnung des Tiegels (104).
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein im Betrieb mittels der zwei Spulen (152a, 152b) gemeinsam bereitgestelltes Umlenkfeld einen magnetischen Fluss bereitstellt, welche an der Achse (151) im Wesentlichen parallel zu dieser ist.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Tiegel (104) eine Vertiefung zum Aufnehmen des Verdampfungsguts (106) aufweist, wobei eine Ausdehnung jeder Spule der zwei Spulen (152a, 152b) entlang der Achse (151) größer ist als eine dazu parallele Ausdehnung der Vertiefung.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: eine Abschirmstruktur (402), welche zwischen der Elektronenstrahlkanone (122) und einer Spule der zwei Spulen (152a, 152b) angeordnet ist, wobei die Abschirmstruktur (402) magnetisch leitfähig ist und/oder eine größere magnetische Permeabilität aufweist als der Tiegel (104).
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zwei Spulen (152a, 152b) sich voneinander unterscheiden in ihrem Abstand von dem Tiegel (104).
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zwei Spulen (152a, 152b) parallel zueinander verschaltet sind.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) mindestens zwei Elektronenstrahlkanonen (122, 122a, 122b) aufweist.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung (702) welche eingerichtet ist, eine erste Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) und eine zweite Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) der einen oder mehr als einen Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) anzusteuern gemäß einem Ablenkschema, wobei das Ablenkschema aufweist: • eine Phase, in welcher ein erster Abschnitt des Tiegels (104) mittels der ersten Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) bestrahlt wird, und der Tiegel (104) zwischen dem ersten Abschnitt des Tiegels (104) und einem zweiten Abschnitt des Tiegels (104) mittels der zweiten Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) bestrahlt wird, und • eine zusätzliche Phase, in welcher der Tiegel (104) zwischen dem ersten Abschnitt des Tiegels (104) und dem zweiten Abschnitt des Tiegels (104) mittels der ersten Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) bestrahlt wird und der zweite Abschnitt des Tiegels (104) mittels der zweiten Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b) bestrahlt wird.
Verdampfungsanordnung (100, 300a bis 900), aufweisend: • einen Tiegel (104), welcher eine Vertiefung aufweist, zum thermischen Verdampfen eines in der Vertiefung aufgenommenen Verdampfungsguts (106); • eine erste Spule (152a), die eine erste Spulenachse (151a) und mehrere um die erste Spulenachse (151a) herumgewickelte Windungen aufweist, und eine zweite Spule (152b), die eine zweite Spulenachse (151b) und mehrere um die zweite Spulenachse (151b) herumgewickelte Windungen aufweist; • wobei die erste Spulenachse (151a) und die zweite Spulenachse (151b) im Wesentlichen parallel zueinander und nebeneinander angeordnet sind; • wobei ein Abstand der ersten Spule (152a) und der zweiten Spule (152b) von dem Tiegel (104) kleiner ist als eine Ausdehnung (151d) der ersten Spule (152a) und der zweiten Spule (152b) entlang der ersten Spulenachse (151a) und der zweiten Spulenachse (151).
Verfahren, aufweisend: • Bereitstellen eines Magnetfeldes mittels zwei Spulen (152a, 152b), welche dieselbe Polungsrichtung aufweisen und quer zu Polungsrichtung nebeneinander angeordnet sind; • Emittieren eines Elektronenstrahls in das Magnetfeld hinein, wobei der Elektronenstrahl mittels des Magnetfelds zu einer vertikalen Richtung hin gekrümmt wird; und • Bestrahlen eines Verdampfungsguts (106) mittels des zu der vertikalen Richtung hin gekrümmten Elektronenstrahls.
Verfahren, aufweisend: • Bestrahlen eines Verdampfungsguts (106) mittels eines ersten Elektronenstrahls und mittels eines zweiten Elektronenstrahls, wobei das Verdampfungsgut (106) einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist; • Ablenken des ersten Elektronenstrahls und des zweiten Elektronenstrahls gemäß einem Ablenkschema, wobei das Ablenkschema aufweist: eine Phase, in welcher der erste Abschnitt mittels des ersten Elektronenstrahls bestrahlt wird, und das Verdampfungsgut (106) zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt mittels des zweiten Elektronenstrahls bestrahlt wird, und eine zusätzliche Phase, in welcher das Verdampfungsgut (106) zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt mittels des ersten Elektronenstrahls bestrahlt wird und der zweite Abschnitt mittels des zweiten Elektronenstrahls bestrahlt wird.
Verwenden von zwei Spulen (152a, 152b), die dieselbe Polungsrichtung aufweisen und quer zur Polungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, zum Umlenken von zwei oder mehr als zwei Elektronenstrahlen.
Elektronenstrahlanordnung, aufweisend: • zwei Spulen (152a, 152b), die im Wesentlichen parallel zueinander längserstreckt sind entlang einer Achse (151), auf gegenüberliegenden Seiten der Achse (151) angeordnet sind, und jeweils mehrere Windungen aufweisen; und • eine oder mehr als eine Elektronenstrahlkanone (122, 122a, 122b), von denen jede Elektronenstrahlkanone eingerichtet ist, einen Elektronenstrahl aus einer Richtung quer zu der Achse (151) und in einen Bereich (311) zwischen den zwei Spulen (152a, 152b) hinein zu emittieren.