DE102019101776A1

DE102019101776A1 - Beschichtungsanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102019101776A1
Application number: DE102019101776.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Haasemann; Christoph Häusler
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2020-07-30

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Beschichtungsanordnung (100) aufweisen: eine Transportrolle (112) zum Transportieren eines Substrats (902) entlang eines Transportpfades (111); eine Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung (114), welche einen Tiegel (114t) aufweist, zum Emittieren eines gasförmigen Beschichtungsmaterials zu dem Transportpfad (111) hin; einen Elektronenfänger (116), welcher zwischen dem Tiegel (114t) und der Transportrolle (112) angeordnet ist derart, dass zwei Dampfemissionspfade (104a, 104b), zwischen denen der Elektronenfänger (116) angeordnet ist, bereitgestellt werden, von denen jeder Dampfemissionspfad von einem gemeinsamen Ursprung in dem Tiegel (114t) aus geradlinig zu dem Transportpfad (111) erstreckt ist, so dass Elektronen, welche aus Richtung des Tiegels (114t) zu dem Transportpfad (111) hin emittiert werden, von dem Elektronenfänger (116) aufgefangen werden bevor diese den Transportpfad (111) erreichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsanordnung und ein Verfahren.
Im Allgemeinen kann ein Substrat derart behandelt (prozessiert), z.B. beschichtet werden, dass die chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften des Substrats verändert werden können. Zum Beschichten eines Substrats können verschiedene Beschichtungsverfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise eine Gasphasenabscheidung, z.B. eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), wie beispielsweise die Verdampfung mittels eines Elektronenstrahls (die sogenannte Elektronenstrahlverdampfung). Bei der Elektronenstrahlverdampfung wird das auf dem Substrat abzuscheidende Material (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet) mittels eines Elektronenstrahls erwärmt und dabei in die Gasphase überführt. Das damit bereitgestellte gasförmige Beschichtungsmaterial kann an dem Substrat kondensieren und somit eine Schicht bilden.
Einige Beschichtungsprozesse, wie beispielsweise die Elektronenstrahlverdampfung, können ein hohes Maß an thermischer Energie in das Substrat eintragen, welche das Substrat erwärmt. Wird das Substrat zu stark erwärmt, kann die dadurch bewirkte Temperatur das Substrat beispielsweise beschädigen.
Neben der Möglichkeit, die Beschichtungsrate und damit die gesamte in das Substrat eingetragene thermische Leistung zu verringern, wird herkömmlicherweise der Erwärmung des Substrats entgegengewirkt, indem ein besonders hoher thermischen Kontakt zwischen der Transportrolle und dem Substrat bereitgestellt wird, so dass ein Teil der thermischen Energie über die Transportrolle abgeführt werden kann (allgemeiner auch als Temperieren bezeichnet). Ein besonders hoher thermischer Kontakt kann beispielsweise bereitgestellt werden, indem zwischen das Substrat und die Transportrolle ein Gas eingebracht wird, welche die geringe Wärmeleitfähigkeit des Vakuums überbrückt.
Das zwischen die Transportrolle und das Substrat eingebrachte Gas muss dem Beschichtungsprozess wieder entzogen werden, was eine höhere Pumpleistung erfordert. Darüber hinaus ist der Wärmetransport über das Gas nach oben hin begrenzt, so dass die in das Substrat eingetragene thermische Leistung beschränkt werden muss. Ebenso sind nicht alle Substrate für eine thermische Kontaktierung zu der Transportrolle geeignet. Die Reduktion der Beschichtungsrate hat hingegen eine Verlangsamung des Beschichtungsprozesses zu Folge.
Soll ein sehr dünnes Substrat beschichtet werden, kann die Wärmekapazität des Substrats derart gering ausfallen, dass es trotz einer geringen Beschichtungsrate und/oder einem hohen thermischen Kontakt zu der Transportrolle zu einer starken Erhöhung der Temperatur des Substrats kommt, so dass das Risiko für eine Beschädigung des Substrats steigt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die thermische Leistung, die aufgrund des Beschichtungsprozesses in das Substrat eingetragen wird, reduziert. Dadurch wird das Risiko einer thermisch induzierten Beschädigung des Substrats verringert.
Anschaulich wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass die bei der Elektronenstrahlverdampfung vom Beschichtungsmaterial abgegebenen Sekundärelektronen einen spürbaren Anteil an der in das Substrat eingetragenen thermischen Leistung haben. In diesem Zusammenhang wurde erkannt, dass sich das Maximum der in das Substrat eingetragenen thermischen Leistung (bzw. des Energieeintrags) reduzieren lässt, auch wenn dabei optional in Kauf genommen wird, dass das Maximum der Beschichtungsrate kleiner wird. Beispielsweise lässt sich ausnutzen, wenn sich die Abstrahlung der Sekundärelektronen und die Ausbreitung des Beschichtungsmaterials voneinander in ihrer räumlichen Verteilung unterscheiden. Beispielsweise kann die Abstrahlungscharakteristik der Sekundärelektronen sehr viel lokalisierter sein, als die Ausbreitung des Beschichtungsmaterials. Dies ermöglicht es, einen Teil der Sekundärelektronen aufzufangen, bevor diese das Substrat erreichen, ohne dass damit einhergehend zu viel Beschichtungsmaterial abgefangen wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Teil dieser Sekundärelektronen abgefangen, bevor diese auf das Substrat treffen. Mit anderen Worten wird ein Teil des Substrats gegenüber der Bestrahlung mit Sekundärelektronen abgeschattet. Der abgeschattete Teil des Substrats kann beispielsweise nur derart klein sein, dass dennoch eine ausreichend hohe Beschichtungsrate (bezeichnet die auf dem Substrat abgeschiedene Menge an Beschichtungsmaterial pro Zeit) erreicht wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Beschichtungsanordnung aufweisen: eine Transportrolle zum Transportieren eines Substrats entlang eines Transportpfades; eine Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung, welche einen Tiegel aufweist, zum Emittieren eines gasförmigen Beschichtungsmaterials zu dem Transportpfad hin; einen Elektronenfänger, welcher zwischen dem Tiegel und der Transportrolle angeordnet ist derart, dass zwei Dampfemissionspfade, zwischen denen der Elektronenfänger angeordnet ist, bereitgestellt werden, von denen jeder Dampfemissionspfad von einem gemeinsamen Ursprung in dem Tiegel aus geradlinig zu dem Transportpfad erstreckt ist, so dass Elektronen, welche aus Richtung des Tiegels zu dem Transportpfad hin emittiert werden, von dem Elektronenfänger aufgefangen werden bevor diese den Transportpfad erreichen, so dass beispielsweise eine Erwärmung des Substrats zwischen den zwei Dampfemissionspfaden gehemmt wird.
Es zeigen:

1 und 3 jeweils eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2A eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht;
2B eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Diagramm;
4A bis 8B jeweils einen Elektronenfänger gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in verschiedenen Konfigurationen;
9 eine Vakuumanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
10 einen Tiegel gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht; und
11 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.
Als „Vertikale“ oder „vertikal“ kann hierin eine Richtung parallel zur Gravitationsrichtung der Erde verstanden werden. Als „Horizontale“ oder „horizontal“ kann hierin eine Richtung quer zur Gravitationsrichtung der Erde verstanden werden.
Ein Fluid kann hierin verstanden werden als gasförmiges oder als flüssiges Material aufweisend oder daraus gebildet. Mit anderen Worten kann das Fluid ein Gas und/oder eine Flüssigkeit 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 das Beschichtungsmaterial ein Metall, z.B. Kupfer aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ kann das Beschichtungsmaterial (auch als Verdampfungsgut bezeichnet) auch ein anderes Metall als Kupfer aufweisen. Allgemeiner gesprochen kann das Beschichtungsmaterial beispielsweise Kupfer (Cu), Silber (Ag), Zinn (Sn), Indium (In) und/oder Gold (Au) aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann ein solches Beschichtungsmaterial 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 Beschichtungsmaterial verdampft werden, z.B. ein Nichtmetall, ein Halbmetall, ein Halbleitermaterial oder ein Oxid dieser Materialien (beispielsweise Siliziumoxid).
Ein Freiheitsgrad kann zu genau einer Achse (auch als Freiheitsgrad-Achse bezeichnet) korrespondieren. Ein rotatorischer Freiheitsgrad (auch Rotationsfreiheitsgrad genannt) kann als Möglichkeit zur Drehung um die korrespondierende Freiheitsgrad-Achse herum verstanden werden. Ein translatorischer Freiheitsgrad (auch Translationsfreiheitsgrad genannt) kann hingegen als Möglichkeit zur Verschiebung entlang der korrespondieren Freiheitsgrad-Achse verstanden werden. Die Anzahl der Freiheitsgrade kann als Zahl der voneinander unabhängigen Bewegungsmöglichkeiten, z.B. als Zahl zueinander quer verlaufender Freiheitsgrad-Achsen, verstanden werden, entlang/um welcher/welche ein Gesamtsystem bewegt werden kann, bzw. entlang/um welcher/welche der Elektronenfänger bewegt werden kann.
1 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blickrichtung parallel zu einer Drehachse der Transportrolle 112).
Die Beschichtungsanordnung 100 kann aufweisen: die Transportrolle, die einen gekrümmten Transportpfad 111 für das Substrat definiert, eine Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114, welche einen Tiegel 114t aufweist, und einen Elektronenfänger 116. Die Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114 kann zum Emittieren eines gasförmigen Beschichtungsmaterials aus dem Tiegel 114t (z.B. dem Tiegelinneren) zu dem Transportpfad 111 hin eingerichtet sein, z.B. in eine Emissionsrichtung 105. Die Emissionsrichtung 105 kann beispielsweise quer zu dem Transportpfad 111 und/oder der Drehachse 112d der Transportrolle 112 sein und/oder die Drehachse 112d der Transportrolle 112 schneiden (vgl. 9).
Der Elektronenfänger 116 kann derart zwischen dem Tiegel 114t und der Transportrolle 112 angeordnet sein, dass mehrere Dampfemissionspfade 104a, 104b (auch als Emissionspfadschar bezeichnet) bereitgestellt sind, welche jeweils beidseitig des Elektronenfängers 116 zumindest einen Dampfemissionspfad 104a, 104b aufweisen. Die mehreren Dampfemissionspfade 104a, 104b können einen gemeinsamen Ursprung 104o aufweisen, welcher in dem Tiegel 114t angeordnet ist (d.h. dass diese sich alle in dem Ursprung 104o schneiden).
Beispielsweise können die mehreren Dampfemissionspfade 104a, 104b zumindest einen (d.h. einen oder mehr als einen) ersten Dampfemissionspfad 104a auf einer ersten Seite 111a des Elektronenfängers 116 und zumindest einen zweiten Dampfemissionspfad 104b auf einer der ersten Seite 111a gegenüberliegenden zweiten Seite 111b des Elektronenfängers 116 aufweisen, zwischen denen der Elektronenfänger 116 angeordnet ist.
Auf der ersten Seite 111a des Elektronenfängers 116 kann ein erster Bereich 111a angeordnet sein, durch den hindurch der Transportpfad 111 verläuft und in den das Beschichtungsmaterial hinein emittiert werden kann. Auf der zweiten Seite 111b des Elektronenfängers 116 kann ein zweiter Bereich 111b angeordnet sein, durch den hindurch der Transportpfad 111 verläuft und in den das Beschichtungsmaterial hinein emittiert werden kann. Zwischen dem ersten Bereich 111a und dem zweiten Bereich 111b kann ein dritter Bereich 111c angeordnet sein, durch den hindurch der Transportpfad 111 verläuft. Der Elektronenfänger 116 kann eingerichtet sein, Sekundärelektronen aufzufangen, welche von dem Tiegel 114t in Richtung 104s (entlang eines Abschattungspfads 104s) des dritten Bereichs 111c hin emittiert werden, bevor diese auf den Transportpfad 111 treffen, so dass eine Erwärmung des Substrats in dem dritten Bereich 111c gehemmt wird.
Jeder Dampfemissionspfad 104a, 104b der mehreren Dampfemissionspfade 104a, 104b kann geradlinig von dem Ursprung 104o bis zu dem Transportpfad 111 hin verlaufen. Das aus dem Tiegel 114t verdampfte Beschichtungsmaterial kann sich entlang der mehreren Dampfemissionspfade 104a, 104b ausbreiten zu dem Transportpfad 111 hin.
Die Transportrolle 112 kann eingerichtet sein, das Substrat von der ersten Seite 111a in Richtung 111t (auch als Transportrichtung 111t bezeichnet) der zweiten Seite 111b zu transportieren.
Der zumindest eine erste Dampfemissionspfad 104a und der zumindest eine zweite Dampfemissionspfad 104b können beispielsweise einen Winkel 104w (auch als Abschattungswinkel 104w bezeichnet) einschließen der kleiner ist als ungefähr 40° oder weniger, z.B. als ungefähr 20° oder weniger, z.B. kleiner als ungefähr 10° oder weniger, z.B. als ungefähr 5° oder weniger, z.B. als ungefähr 2,5° oder weniger.
Zumindest zwei Pfade des zumindest einen ersten Dampfemissionspfads 104a können beispielsweise einen Winkel einschließen der größer ist als der Abschattungswinkel 104w und/oder als ungefähr 2,5° oder mehr (z.B. als ungefähr 5°, z.B. als ungefähr 10 oder ungefähr 15°). Zumindest zwei Pfade des zumindest einen zweiten Dampfemissionspfads 104b können beispielsweise einen Winkel einschließen der größer ist als der Abschattungswinkel 104w und/oder als ungefähr 2,5° oder mehr (z.B. als ungefähr 5°, z.B. als ungefähr 10° oder ungefähr 15°) .
Zwischen dem zumindest einen ersten Dampfemissionspfad 104a und dem zumindest einen zweiten Dampfemissionspfad 104b kann ein Pfad 104s (auch als Abschattungspfad 104s bezeichnet) angeordnet sein, der sich von dem Ursprung 104o zu dem Elektronenfänger 116 erstreckt. Der Abschattungspfad 104s kann innerhalb des Abschattungswinkels 104w angeordnet sein. Der Abschattungspfad 104s kann beispielsweise von dem Ursprung 104o zu der Drehachse 112d der Transportrolle 112 gerichtet sein und/oder den Elektronenfänger 116 durchqueren.
Der Ursprung 104o kann beispielsweise mittels eines Elektronenstrahls bestrahlt werden, so dass von diesem aus das Beschichtungsmaterial emittiert wird (auch als Dampfquelle 104o bezeichnet).
Jeder Dampfemissionspfad 104a, 104b der Emissionspfadschar kann frei von einem Festkörper sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtungsanordnung 100 zumindest einen verlagerbar gelagerten Festkörper (z.B. ein Verschluss oder eine Blende) aufweisen, der in einen oder mehr als einen Dampfemissionspfad 104a, 104b der Emissionspfadschar hinein oder aus diesem heraus verlagert werden kann, z.B. um den Strom an gasförmigen Beschichtungsmaterial aus dem Tiegel 114t heraus zu unterbrechen.
Das in dem Tiegel 114t angeordnete Beschichtungsmaterial kann mittels eines Elektronenstrahls (nicht dargestellt) in einen gasförmigen Materialdampfstrom (strömender Materialdampf) überführt werden. Der Materialdampfstrom kann eine Ausbreitungscharakteristik aufweisen, welche von einer Haupt-Ausbreitungsrichtung (auch als Emissionsrichtung bezeichnet) und einer mittleren Abweichung von der Emissionsrichtung (z.B. um einen Winkel 104w und/oder um einen Raumwinkel 104w) definiert ist. Die Emissionsrichtung kann eine Richtung bezeichnen, in welche sich die Bestandteile (z.B. Dampfteilchen) des Materialdampfstroms im Mittel (d.h. der Schwerpunkt des Materialdampfstroms) im zeitlichen Verlauf bewegen. Der Schwerpunkt des Materialdampfstroms (z.B. einer Vielzahl von Dampfteilchen oder einer räumlichen Verteilung von Dampfteilchen) kann als ein mit der Masse der Dampfteilchen gewichtetes Mittel der Positionen der Dampfteilchen beschreiben. Die Emissionsrichtung kann die Richtung des mit der Masse der Dampfteilchen gewichteten Mittels der Geschwindigkeitsvektoren der Dampfteilchen sein. Die mittlere Abweichung von der Emissionsrichtung kann als eine mit der Masse der Dampfteilchen gewichtete Standardabweichung (der Bewegungsrichtungen der einzelnen Dampfteilchen) um die Emissionsrichtung verstanden werden.
Das in dem Tiegel 114t angeordnete Beschichtungsmaterial kann ferner Elektronen (anschaulich auch als Parasitärelektronen bezeichnet) aussenden, z.B. aufgrund von Reflexion, Beugung und/oder Remission (auch als Parasitärelektronenstrom bezeichnet). Das Aussenden der Parasitärelektronen kann von dem Elektronenstrahl angeregt sein oder werden. Beispielsweise können bei dem Aufheizen des Tiegels 114t mittels des Elektronenstrahls Elektronen des Elektronenstrahls im Tiegelbad (die Oberfläche des zumindest teilweise geschmolzenen Beschichtungsmaterials) reflektiert werden. Sekundärelektronen können emittierte Elektronen bezeichnen, die durch Stoßprozesse mit anderen Ladungsträgern aus dem Beschichtungsmaterial herausgelöst werden. Die Sekundärelektronen können gemäß ihrem Anteil an den Parasitärelektronen gegenüber den reflektierten Elektronen eine untergeordnete Rolle spielen.
Der Parasitärelektronenstrom kann eine Abstrahlungscharakteristik aufweisen, welche von einer Haupt-Ausbreitungsrichtung (auch als Parasitärelektronenrichtung bezeichnet) und einer mittleren Abweichung von der Parasitärelektronenrichtung (z.B. um einen Winkel und/oder um einen Raumwinkel) definiert ist. Die Parasitärelektronenrichtung kann eine Richtung bezeichnen, in welche sich die Elektronen des Parasitärelektronenstroms im Mittel (d.h. der Schwerpunkt des Parasitärelektronenstroms) im zeitlichen Verlauf bewegen. Der Schwerpunkt des Parasitärelektronenstroms kann das räumliche Mittel der Positionen der Elektronen beschreiben. Die Parasitärelektronenrichtung kann die Richtung des Mittels der Geschwindigkeitsvektoren der Elektronen sein. Die mittlere Abweichung von der Parasitärelektronenrichtung kann als Standardabweichung (der Bewegungsrichtungen der einzelnen Elektronen) um die Parasitärelektronenrichtung verstanden werden.
Die Emissionsrichtung und/oder die Parasitärelektronenrichtung können beispielsweise zwischen dem zumindest einen ersten Dampfemissionspfad 104a und dem zumindest einen zweiten Dampfemissionspfad 104b angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Parasitärelektronenrichtung mit dem Abschattungspfad 104s zusammenfallen. Alternativ oder zusätzlich kann die Emissionsrichtung von dem Ursprung 104o zu der Drehachse 112d der Transportrolle 112 gerichtet sein.
Beispielsweise kann ein Abstand der Transportrolle 112 von dem Tiegel 104t in einem Bereich von ungefähr 0,2 Meter (m) bis ungefähr 0,8 m sein, z.B. ungefähr 0,4 m. Beispielsweise kann ein Durchmesser der Transportrolle 112 in einem Bereich von ungefähr 0,3 m bis ungefähr 1,2 m sein, z.B. ungefähr 0,6 m. Beispielsweise kann eine Ausdehnung des Elektronenfängers 116 (z.B. quer zu dem Abschattungspfad 104s und/oder dem ersten Dampfemissionspfad 104a) in einem Bereich von ungefähr 0,03 m bis ungefähr 0,14 m sein, z.B. ungefähr 0,07 m.
Beispielsweise kann ein erster Abstand des Elektronenfängers 116 von der Transportrolle 112 in einem Bereich von ungefähr 0,020 m m bis ungefähr 0,5 m sein, z.B. ungefähr 0,25 m (Meter) oder weniger. Beispielsweise kann ein zweiter Abstand des Elektronenfängers 116 von dem Tiegel 114t größer sein als der erste Abstand und/oder in einem Bereich sein von ungefähr 0,2 m bis ungefähr 0,75 m sein, z.B. ungefähr 0,5 m oder mehr. Beispielsweise kann der Elektronenfänger 116 näher an der Transportrolle 112 angeordnet sein als an dem Tiegel 104t.
Beispielsweise kann das Substrat eine auf seine zu beschichtende Fläche bezogene Wärmekapazität aufweisen von weniger als ungefähr 20 J/K/m² und/oder in einem Bereich sein von ungefähr 10 J/K/m² bis ungefähr 400 J/K/m² (Joule pro Kelvin und Quadratmeter), z.B. in einem Bereich sein von ungefähr 10 J/K/m² bis ungefähr 100 J/K/m², z.B. in einem Bereich sein von ungefähr 10 J/K/m² bis ungefähr 50 J/K/m².
2A veranschaulicht die Beschichtungsanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht 200 (mit Blick in die Emissionsrichtung und/oder zu der Drehachse 112d der Transportrolle 112 hin) und 2B ein dazu korrespondierendes schematisches Diagramm 200b, in welchem der thermische Leistungseintrag 205 (z.B. pro Fläche) in das Substrat, welcher von dem Beschichten des Substrats (auch als Beschichtungsprozess bezeichnet) bewirkt wird, über dem Ort 201 auf dem Substrat aufgetragen ist. Ein erstes Leistungsprofil 211 repräsentiert den Leistungseintrag 205 in einer nicht-abschattenden Konfiguration der Beschichtungsanordnung 100 und ein zweites Leistungsprofil 213 repräsentiert den Leistungseintrag 205 in einer abschattenden Konfiguration der Beschichtungsanordnung 100.
Die Koordinate „Ort 201 auf dem Substrat“ kann beispielsweise eine räumliche Koordinate sein, die für denselben Zeitpunkt verschiedene Positionen des Substrats repräsentiert. Die Koordinate „Ort 201 auf dem Substrat“ kann alternativ eine zeitliche Koordinate sein, die dieselbe Position des Substrats für verschiedene Zeitpunkte repräsentiert, d.h. welche zu einer zeitabhängigen Rotation der Transportrolle um einen Winkel 201 (auch als Drehwinkel 201 bezeichnet) und dem damit verbundenen Transport des Substrats korrespondiert. Die Koordinate „Ort 201 auf dem Substrat“ kann in Analogie dazu auch eine räumliche Koordinate des Transportpfads 111 sein.
Der Beschichtungsprozess kann thermische Leistung 205 in das Substrat eintragen (auch als Leistungseintrag 205 bezeichnet), wodurch das Substrat erwärmt (d.h. eine Temperatur erhöht) wird. Die in das Substrat eingetragene thermische Leistung 205 kann beispielsweise zumindest zum Teil aufgrund einen oder mehr als einen der folgenden Mechanismen auf das Substrat übertragen werden: der Kondensation des Beschichtungsmaterials (auch als Kondensationsenergie oder Kondensationswärme bezeichnet); der Bestrahlung des Substrats mit den Parasitärelektronen; und/oder Bestrahlung des Substrats mit Wärmestrahlung. Anschaulich können die Parasitärelektronen beispielsweise auf das Substrat treffen, dort wechselwirken und dabei ein Teil ihrer kinetischen Energie auf das Substrat übertragen.
Beispielsweise kann bei der Elektronenstrahlverdampfung das zu beschichtende Substrat durch mehrere Übertragungsprozesse erwärmt werden. Neben der Wärmestrahlung von dem heißen Tiegel 114t und der Kondensationswärme des Beschichtungsmaterials können die von dem Beschichtungsmaterial rückgestreuten Elektronen (d.h. die Parasitärelektronen) auch zu einem thermischen Leistungseintrag in das Substrat, z.B. einer PET-Folie auf einer Kühlwalze 112, führen. Ist die Summe des thermischen Leistungseintrags in das Substrat zu hoch, kann es zu dessen Schädigung des Substrats kommen. Dafür kann beispielsweise bei dünnen Kunststoffsubstraten ein hohes Risiko bestehen.
Im Folgenden wird zur Vereinfachung auf den Leistungseintrag 205 Bezug genommen. Das Beschriebene kann allerdings in Analogie auch für die von dem Leistungseintrag 205 bewirkte Temperatur 205 des Substrats gelten.
In dem ersten Bereich 111a kann der Leistungseintrag 205 in Richtung (Transportrichtung) des dritten Bereichs 111c zunehmen. In dem zweiten Bereich 111b kann der Leistungseintrag 205 abnehmen in Richtung (Transportrichtung) von dem dritten Bereich 111c weg. Mit anderen Worten kann der Leistungseintrag 205 beidseitig des dritten Bereich 111c jeweils in Richtung zu dem dritten Bereich 111c hin zunehmen. Beispielsweise kann der Leistungseintrag 205 beim Eintreten in den dritten Bereich 111c zunehmen und beim Austreten aus dem dritten Bereich 111c heraus abnehmen.
In der nicht-abschattenden Konfiguration der Beschichtungsanordnung 100 kann der Elektronenfänger im Gegensatz zur abschattenden Konfiguration der Beschichtungsanordnung 100 beispielsweise nicht vorhanden sein. Dadurch kann das Substrat in dem dritten Bereich 111c mit derart vielen Parasitärelektronen bestrahlt werden, dass der Leistungseintrag 205 in das Substrat einen kritischen Leistungseintrag 215 übersteigt. Der kritische Leistungseintrag 215 kann zu einer kritischen Temperatur des Substrats korrespondieren.
Wird mehr als der kritische Leistungseintrag 215 in das Substrat eingetragen, kann das Substrat über die dazu korrespondierende kritische Temperatur hinaus erwärmt werden. Die kritische Temperatur kann beispielsweise eine Temperatur sein, bei dem eine chemische und/oder körperliche Zersetzung (z.B. Umwandlung) des Substrats beginnt (d.h. thermisch angeregt wird). Die Zersetzung kann beispielsweise aufweisen, dass das Substrat chemisch reagiert, ein Phasenübergang durchläuft, einen Glasübergang durchläuft, oder aufgrund anderer Vorgänge viskos wird oder zumindest beginnt sich unter dem eigenen Gewicht plastisch zu verformen. Die chemische Reaktion der Zersetzung kann beispielsweise eine Kettenspaltung, eine Oxidation, eine Nitrierung, oder eine Depolymerisation aufweisen. Beispielsweise kann die kritische Temperatur 215 eine Phasenübergangstemperatur, eine Glasübergangstemperatur oder eine chemische Reaktionsinitiierungstemperatur sein.
Die kritische Temperatur des Substrats kann beispielsweise kleiner sein als ungefähr 500°C, z.B. als ungefähr 400°C, z.B. als ungefähr 300°C, z.B. als ungefähr 200°C. Beispielsweise kann das Substrat ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein.
Bei dünnen (z.B. weniger als 100 µm dicken) Substraten kann die eigene Wärmekapazität vernachlässigbar klein sein. Daher kann deren Temperatur derart empfindlich auf die eingetragene Leistung sein, dass das Risiko, dass die kritische Temperatur überschritten wird, sehr groß ist, wenn die eingetragene Leistung 205 an zumindest einer Stelle des Substrats zu groß wird (z.B. in dem dritten Bereich 111c).
Anhand der räumlichen Verteilung 211 des Leistungseintrags auf dem Substrat ist ersichtlich, dass diese Leistung den maximal zulässigen Wert 215 überschreitet, wodurch es anschaulich zu einer Überhitzung und damit zum Versagen des Substrats kommen kann. Anschaulich kann es auch dann zu einer Schädigung des Substrats kommen, wenn die über den gesamten Beschichtungsraum, in dem der erste, der zweite, und der dritte Bereich 111a, 111b, 111c angeordnet sind, gemittelte Temperatur des Substrats kleiner ist als die kritische Temperatur.
Werden die Parasitärelektronen, die sich zu dem dritten Bereich 111c hin bewegen, aufgefangen, kann der Leistungseintrag 215 in das Substrat in dem dritten Bereich 111c (auch als abgeschatteter Bereich 111c bezeichnet) stark reduziert werden, z.B. derart dass das Substrat in dem dritten Bereich 111c unterhalb der kritischen Temperatur verbleibt.
Der Elektronenfänger 116 kann eingerichtet sein, das Auffangen der Parasitärelektronen, welche von dem Tiegel 114t in Richtung des dritten Bereichs 111c hin emittiert werden, bevor diese auf den Transportpfad 111 treffen, so dass der Leistungseintrag in das Substrat und die davon bewirkte Erwärmung des Substrats in dem dritten Bereich 111c gehemmt wird. Das sich ergebende Leistungsprofil 213 kann beispielsweise einen monoton ansteigenden ersten Abschnitt in dem ersten Bereich 111a und einen monoton abfallenden zweiten Abschnitt in dem zweiten Bereich 111b aufweisen und zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Plateau, welches optional einen Graben aufweist an dem Ort 201, welche unmittelbar von dem Elektronenfänger 116 abgeschattet wird.
Beispielsweise kann der Elektronenfänger 116 erreichen, dass die gesamte auf die Fläche des Substrats bezogene Leistung (Leistungsdichte), die von dem Beschichtungsprozess in das Substrat eingetragen wird, um mehr als 30% reduziert wird.
3 veranschaulicht die Beschichtungsanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht 300. In 300 ist ferner eine Abstrahlungscharakteristik 301 (z.B. richtungsabhängige Verteilung 301) der Parasitärelektronen (z.B. rückgestreuten Elektronen) bei einem schräg einfallenden Elektronenstrahl 23 dargestellt, d.h. die richtungsabhängige Verteilung 301 des Parasitärelektronenstroms.
In dem Tiegel 114t kann das Beschichtungsmaterial 114m angeordnet sein, z.B. in einer Vertiefung (auch als Aufnahmeraum oder Tiegelinneres bezeichnet) des Tiegels 114t. Mittels des Elektronenstrahls 23 kann dem Beschichtungsmaterial 114m Leistung zugeführt werden, mittels welcher das Beschichtungsmaterial 114m in die Gasphase überführt werden kann. Das Überführen in die Gasphase (auch als Verdampfen bezeichnet) kann aufweisen, das Beschichtungsmaterial 114m zu verflüssigen und aus der flüssigen Phase in die Gasphase zu überführen und/oder das Beschichtungsmaterial 114m unmittelbar aus der festen Phase die Gasphase zu überführen (d.h. zu sublimieren). Das in die Gasphase überführte Beschichtungsmaterial kann sich in Richtung des Transportpfades 111 ausbreiten, z.B. mit der Ausbreitungscharakteristik, welche von der Emissionsrichtung 105 definiert ist.
Die Emissionsrichtung 105 kann beispielsweise im Wesentlichen senkrecht auf der Oberfläche des Beschichtungsmaterial 114m stehen (z.B. parallel zur Vertikalen). Der Anteil der gesamten Parasitärelektronen (z.B. bezüglich deren Strahlungsleistung), der von dem Beschichtungsmaterial in eine bestimmte Raumrichtung abgegeben wird, kann beispielsweise im Wesentlichen proportional zu cosⁿ(Θ) sein, wobei Θ der von der Emissionsrichtung 105 (d.h. Haupt-Ausbreitungsrichtung) und der Raumrichtung eingeschlossene Winkel ist. Der Exponent n kann von der Art des Beschichtungsmaterials und/oder dem zugrundeliegenden Verdampfungsprozess abhängig sein.
Im Allgemeinen kann Lage der Emissionsrichtung 105 von mehreren Umständen abhängen, wie beispielsweise der Art des Beschichtungsmaterials und/oder dem zugrundeliegenden Verdampfungsprozess. So kann die Emissionsrichtung 105 beispielsweise im Wesentlichen parallel zur Vertikalen sein, z.B. wenn das Beschichtungsmaterial 114m geschmolzen und aus seiner Schmelze in die gasförmige Phase (d.h. in den gasförmigen Aggregatszustand) überführt wird. Die Emissionsrichtung 105 kann aber auch schräg zur Vertikalen sein.
Ferner kann das Beschichtungsmaterial 114m Elektronen (auch als Parasitärelektronen bezeichnet) emittieren (auch als Parasitäremission bezeichnet), z.B. indem zumindest ein Teil der Elektronen des Elektronenstrahls 23 zurück gestreut werden. Für Parasitärelektronen kann die mittlere Abweichung von der Parasitärelektronenrichtung 301r größer sein als die mittlere Abweichung des Elektronenstrahls 23, d.h. von dessen Richtung (auch als Elektronenstrahlrichtung bezeichnet). Beispielsweise kann in Bezug auf die Dimension des Divergenzwinkels (anschaulich der Größe der räumlichen Streuung) der Parasitärelektronen der Elektronenstrahl nahezu keine Divergenz aufweisen.
Die Parasitärelektronenrichtung 301r kann von der Richtung des Elektronenstrahls 23 abhängen und/oder von der chemischen Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials 114m. Die Parasitärelektronenrichtung 301r kann beispielsweise mit der Vertikalen einen größeren Winkel einschließen als die Emissionsrichtung 105 und/oder einen kleineren Winkel einschließen als die Elektronenstrahlrichtung. Anschaulich gesprochen kann Abstrahlungscharakteristik 301 der Parasitärelektronen von der Vertikalen bzw. der Emissionsrichtung 105 weg gekippt sein.
Allgemeiner gesprochen kann eine Ebene 312, die von der Drehachse 112d der Transportrolle 112 und einer Bezugsrichtung aufgespannt wird, schräg zu der Parasitärelektronenrichtung 301r sein. Die Bezugsrichtung kann beispielsweise die Emissionsrichtung 105 oder die Vertikale sein.
Dementsprechend kann der Elektronenfänger 116 asymmetrisch bezüglich der Ebene 312 eingerichtet sein, z.B. bezüglich der Ebene 312 verschoben angeordnet und/oder bezüglich der Ebene 312 eine asymmetrische Form aufweisen. Damit kann erreicht werden, dass der Elektronenfänger 116 näher zu der Parasitärelektronenrichtung 301r angeordnet ist und somit mehr Parasitärelektronen auffängt.
Mittels des Elektronenfängers 116 über dem Tiegel 114t kann beispielsweise das Maximum des Leistungseintrags durch die rückgestreuten Elektronen deutlich reduziert werden. Dies kann beispielsweise mittels Reflexion der Elektronen an dem Elektronfänger 116 und/oder mittels Aufnahme der Elektronen an dem Elektronenfänger und Abtransport dieser zu einem Referenzpotenzial (z.B. als elektrischer Strom) erfolgen.
Wird beispielsweise ein metallisches Beschichtungsmaterial 114m verdampft, kann selbst bei Anlagerung des Beschichtungsmaterials 114m an dem Elektronenfänger 116 dieser elektrisch leitfähig bleiben, so dass die Elektronen als elektrischer Strom von diesem weg geführt werden können.
Das Maximum der Parasitärelektronen (z.B. rückgestreuten Elektronen) kann bei einem schräg einfallenden Elektronenstrahl 23 im Allgemeinen nicht mit dem Lot des Beschichtungsmaterials zusammenfallen. Dementsprechend kann der Elektronenfänger 116 entlang der Horizontalen derart verschoben angeordnet sein, dass dieser das Maximum der Parasitärelektronen mittig erfasst, z.B. die Parasitärelektronenrichtung 301r schneidet.
4A und 4B veranschaulichen jeweils den Elektronenfänger 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in verschiedenen Konfigurationen 400a, 400b (z.B. mit Blickrichtung entlang der Drehachse 112d der Transportrolle 112) .
Im Folgenden wird zum besseren Verständnis auf einen Querschnitt des Elektronenfängers 116 (z.B. quer zur Drehachse 112d der Transportrolle 112) Bezug genommen, der im Wesentlichen eine ovale (z.B. runde) Außenkontur aufweist, die optional segmentiert sein kann (vgl. 5B). Das für diesen Querschnitt beschriebene, kann in Analogie auch für eine andere Außenkontur des Querschnitts (d.h. mit einer anderen Form) gelten, z.B. für eine mehreckige Außenkontur des Querschnitts (vgl. beispielsweise 8) und/oder für eine Außenkontur mit einem oder mehr als einem gekrümmten Konturabschnitt und/oder einem oder mehr als einem geradlinigen Konturabschnitt.
Der Elektronenfänger 116 kann im Allgemeinen längserstreckt sein entlang der Drehachse 112d der Transportrolle 112. beispielsweise kann die Längserstreckung (Ausdehnung des Elektronenfängers 116 entlang der Drehachse 112d der Transportrolle 112) größer sein als eine dazu parallele Ausdehnung des Tiegel 114t oder dessen Aufnahmeraum.
In einer ersten Konfiguration 400a kann der Elektronenfänger 116 drehbar gelagert sein, z.B. mittels eines Drehlagers. Das Drehlager kann dem Elektronenfänger 116 beispielsweise eine Drehachse 116a bereitstellen, um welcher herum der Elektronfänger 116 gedreht 411 werden kann. Zum Drehen 411 des Elektronfängers 116 kann dieser beispielsweise mit einem Antrieb (z.B. einem elektrischen Motor) gekuppelt sein, welcher dem Elektronenfänger 116 ein Drehmoment zuführt.
Das Drehen 411 des Elektronfängers 116 kann beispielsweise ein gleichmäßiges Anlagern des Beschichtungsmaterials an dem Elektronfänger 116 erleichtern. Damit kann eine Vergrößerung des Elektronfängers 116 aufgrund des angelagerten Beschichtungsmaterials gehemmt werden. Anschaulich steht damit mehr Oberfläche zur Verfügung, auf welche sich das Beschichtungsmaterial verteilt. Beispielsweise kann der Elektronfänger 116 (z.B. eine Rollenblende) kontinuierlich gedreht werden, während dieser von der Tiegelseite aus beschichtet wird. Durch die Rotation kann gewährleistet werden, dass sich der Durchmesser des Elektronfängers 116 gleichmäßig vergrößert.
In einer zweiten Konfiguration 400b kann der Elektronfänger 116 alternativ oder zusätzlich zu der ersten Konfiguration 400a verschiebbar gelagert sein. Beispielsweise können dem Elektronenfänger 116 mehrere Montagepositionen bereitgestellt sein, in denen der Elektronenfänger 116 wahlweise montiert und/oder zwischen diesen verschoben 413 werden kann. Mit anderen Worten kann der Elektronenfänger zwischen mehreren Montagepositionen verschoben 413 werden. Die mehreren Montagepositionen können beispielsweise diskret voneinander sein oder kontinuierlich ineinander übergehen.
Das Verschieben 413 des Elektronenfängers 116 kann beispielsweise zu der Transportrolle 112 hin oder von dieser weg erfolgen. Das Verschieben 413 des Elektronenfängers 116 kann alternativ oder zusätzlich zu der Ebene 312 hin oder von dieser weg erfolgen. Somit kann die Position des Elektronenfängers 116 an die jeweiligen Prozessbedingungen angepasst werden. Beispielsweise kann der Elektronenfänger 116 in eine Montageposition von der Ebene 312 weg verschoben 413 werden, um zu kompensieren, dass die Parasitärelektronenrichtung 301r schräg zu der Ebene 312 ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Elektronenfänger 116 in eine Montagepositionen zu dem Transportpfad 111 hin verschoben 413 werden, um zu kompensieren, dass dieser im Verlauf des Beschichtungsprozesses größer wird, wenn sich Beschichtungsmaterial an diesem anlagert. Damit kann anschaulich die abgeschattete Fläche (anschaulich der „Elektronenschatten“), welchen der Elektronenfänger 116 auf den Transportpfad 111 wirft, möglichst gleich groß gehalten werden.
Optional kann der Elektronenfänger 116 in der zweiten Konfiguration 400b auch drehgesichert gelagert sein oder werden (z.B. mittels einer Drehmomentenstütze), d.h. dass dieser nicht gedreht werden kann. Dies erleichtert die Konstruktion. In dem Fall kann dem Elektronenfänger 116 beispielsweise ein Temperaturunterschied bereitgestellt sein oder werden, z.B. mittels einer Temperiervorrichtung, wie nachfolgend genauer beschrieben wird.
Die im Folgenden beschriebenen Konfigurationen des Elektronenfängers 116 können beispielsweise alternativ oder zusätzlich zu der ersten Konfiguration 400a und/oder zweiten Konfiguration 400b eingerichtet sein oder werden.
5A und 5B veranschaulichen jeweils den Elektronenfänger 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in verschiedenen Konfigurationen 500a, 500b.
In Konfiguration 500a kann der Elektronenfänger 116 ein oder mehr als ein Rohr 402 (z.B. Rolle 402) aufweisen oder zumindest rohrförmig (z.B. rollenförmig) eingerichtet sein. Als Rohr kann ein längserstreckter Hohlkörper verstanden werden, der entlang seiner Längserstreckung (z.B. der Drehachse 112d der Transportrolle 112) von einem Hohlraum 402h durchdrungen ist. Das oder jedes Rohr kann einen ovalen (z.B. runden) Querschnitt oder auch einen mehreckigen Querschnitt aufweisen.
Der Hohlraum 402h des Rohrs 402 kann es erleichtern, dem Elektronenfänger 116 weitere Bauelemente hinzuzufügen. Beispielsweise können mehrere Rohre 402 ineinander angeordnet und/oder relativ zueinander drehbar eingerichtet sein. Dann kann beispielsweise ein erstes Rohr (auch als Grundrohr bezeichnet) der mehreren Rohre 402 zum Halten zumindest eines zweiten Rohres der mehreren Rohre eingerichtet sein, welches das Grundrohr umgibt. Optional kann das zweite Rohr drehbar auf dem Grundrohr angeordnet sein, z.B. mittels eines Drehlagers.
Beispielsweise kann während des Verdampfungsprozesses der (Rollendurchmesser) Durchmesser der Rolle 402 (auch als Rollenblende bezeichnet) zunehmen, wodurch sich auch die abgeschattete Fläche auf dem Transportpfad 111 (bzw. dem Substrat) vergrößert. Um dem entgegen zu wirken, kann die Rollenblende basierend auf dem sich daraus ergebenden Durchmesser der Rollenblende während des Beschichtungsprozesses zum Transportpfad 111 bzw. Substrat hin bewegt werden.
In Konfiguration 500b kann der Elektronenfänger 116 alternativ oder zusätzlich zu der Konfiguration 500a mehrere thermisch voneinander separierte Segmente 404a, 404b aufweisen oder zumindest thermisch segmentiert sein.
Beispielsweise können die mehreren Segmente 404a, 404b im Inneren der Rolle 402 angeordnet sein oder werden. Alternativ können die mehreren Segmente 404a, 404b frei liegen und/oder dem Beschichtungsmaterialstrom ausgesetzt sein. Optional kann ein oder mehr als ein Segment der mehreren Segmente als Rohr 402 oder Halbrohr eingerichtet sein, z.B. mit einem Querschnitt in Form eines Kreissegments (d.h. durch eine Kreissehne begrenzt). Alternativ oder zusätzlich kann ein oder mehr als ein Segment der mehreren Segmente einen quaderförmigen Querschnitt aufweisen.
Optional kann ein erstes Segment der mehreren Segmente eine Aussparung aufweisen, in der ein zweites Segment der mehreren Segmente angeordnet ist.
Im Folgenden wird der Elektronenfängers 116 zum einfacheren Verständnis als Rohr 402 dargestellt. Das für das Rohr 402 Beschriebene kann alternativ oder zusätzlich auch für mehrere Rohre 402 oder für ein oder mehr als ein Segment der mehreren Segmente 404a, 404b gelten.
6A und 6B veranschaulichen jeweils den Elektronenfänger 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in verschiedenen Konfigurationen 600a, 600b.
In Konfiguration 600a kann eine äußere Oberfläche 116o des Elektronenfängers 116 (z.B. dessen Mantelfläche) elektrisch leitfähig eingerichtet sein. Dies kann es erleichtern, die Elektronen als elektrischen Strom von dem Elektronenfänger 116 weg abzuführen. Die äußere Oberfläche 116o kann beispielsweise dem Tiegel unmittelbar gegenüberliegen, vollumfänglich freiliegen und/oder dem Beschichtungsmaterialstrom ausgesetzt sein.
In Konfiguration 600a kann die äußere Oberfläche 116o des Elektronenfängers 116 beispielsweise ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Kupfer. Alternativ oder zusätzlich kann die äußere Oberfläche 116o des Elektronenfängers 116 das Beschichtungsmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
In Konfiguration 600a kann die äußere Oberfläche 116o des Elektronenfängers 116 optional elektrisch leitfähig mit einem Referenzpotenzial gekoppelt sein. Das Referenzpotenzial kann beispielsweise elektrische Masse sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Referenzpotenzial ein elektrisches Potenzial des Tiegels 114t und/oder der Transportrolle 112 sein. Damit kann ein Ladungsausgleich zwischen den Bestandteilen der Beschichtungsanordnung erfolgen.
In Konfiguration 600b kann der Elektronenfänger 116 eine Temperiervorrichtung 116t aufweisen. Die Temperiervorrichtung 116t kann beispielsweise im Inneren der Rolle 402 angeordnet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiervorrichtung 116t mit einem oder mehr als einem Segment der mehreren Segmente 404a, 404b thermisch gekoppelt sein oder zumindest teilweise in dieses eingebettet.
Die Temperiervorrichtung 116t kann mit einer oder mehr als einer zu temperierenden Oberfläche des Elektronenfängers 116 thermisch gekoppelt sein. Beispielsweise kann die Temperiervorrichtung 116t eingerichtet sein, der einen oder mehr als einen zu temperierenden Oberfläche thermische Energie zuzuführen und/oder zu entziehen (beides im Allgemeinen auch als Temperieren bezeichnet).
Die eine oder mehr als eine zu temperierende Oberfläche kann beispielsweise eine äußere Oberfläche 116o des Elektronenfängers 116 sein.
Die eine oder mehr als eine zu temperierende Oberfläche kann beispielsweise eine Oberfläche der Rolle 402 und/oder eines Segments der mehreren Segmente 404a, 404b aufweisen.
Die Temperiervorrichtung 116t kann beispielsweise eine Kühlvorrichtung zum Entziehen der thermischen Energie (auch als Kühlen bezeichnet) aufweisen. Die Temperiervorrichtung 116t kann alternativ oder zusätzlich eine Heizvorrichtung zum Zuführen der thermischen Energie (auch als Heizen bezeichnet) aufweisen. Die Kühlvorrichtung oder die Heizvorrichtung können beispielsweise eine Fluidleitung aufweisen, durch welche hindurch ein temperiertes Fluid geführt werden kann. Das temperierte Fluid kann beispielsweise eine kleinere Temperatur als die zu temperierende Oberfläche aufweisen, so dass dieser thermische Energie entzogen wird. Das temperierte Fluid kann beispielsweise eine größere Temperatur als die zu temperierende Oberfläche aufweisen, so dass dieser thermische Energie zugeführt wird. Die Heizvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich einen elektrothermischen Wandler, z.B. eine resistive Heizvorrichtung (z.B. eine Heizwendel), aufweisen oder daraus gebildet sein.
Das Entziehen der thermischen Energie kann einer Erwärmung des Elektronenfängers 116 entgegenwirken. Dies kann beispielsweise die Lebensdauer des Elektronenfängers 116 vergrößern. Beispielsweise kann die Temperiervorrichtung 116t eingerichtet sein, der (z.B. freiliegenden) Mantelfläche 116o der Rolle 402 (auch als Rollenblende bezeichnet) thermische Energie zu entziehen. Mit anderen Worten kann die Rollenblende aktiv gekühlt werden. Beispielsweise kann eine der Transportrolle 112 zugewandte und/oder unmittelbar gegenüberliegenden Oberfläche des Elektronenfängers 116 gekühlt werden (auch als kühlbare Oberfläche bezeichnet). Die kühlbare Oberfläche kann beispielsweise eine Oberfläche des Rohrs 402 oder eines Segments 404b der mehreren Segmente aufweisen. Damit kann der Elektronenfänger 116 beispielsweise als Wärmesenke wirken, welche einer Erwärmung des Substrats weiter entgegenwirkt.
Das Zuführen von thermischer Energie kann alternativ oder zusätzlich zu dem Entziehen der thermischen Energie erfolgen, beispielsweise gleichzeitig auf einander gegenüberliegenden Seiten des Elektronenfängers 116. Es kann allerdings auch der gesamte Elektronenfänger gekühlt werden, wenn beispielsweise der Beschichtungsprozess besonders viel thermische Energie freisetzt. Weist der Elektronenfänger hingegen ein temperaturbeständiges Material auf, kann dieser auch geheizt werden (z.B. zumindest abschnittsweise). Das temperaturbeständige Material kann beispielsweise eine größere Schmelztemperatur aufweisen als das Beschichtungsmaterial.
Das Zuführen von thermischer Energie kann bewirken, dass zumindest ein Teil des an dem Elektronenfänger 116 angelagerten Beschichtungsmaterials wieder verdampft wird. Damit kann eine Beschichtung des Elektronenfängers 116 gehemmt werden. Beispielsweise kann eine dem Tiegel zugewandte und/oder unmittelbar gegenüberliegenden Oberfläche des Elektronenfängers 116 geheizt werden (auch als beheizbare Oberfläche bezeichnet). Die beheizbare Oberfläche kann beispielsweise eine Oberfläche des Rohrs 402 oder eines Segments 404a der mehreren Segmente aufweisen.
7A und 7B veranschaulichen jeweils den Elektronenfänger 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in verschiedenen Konfigurationen 700a, 700b.
In Konfiguration 700a kann der Elektronenfänger 116 eine oder mehr als eine Vertiefung 116v aufweisen, welche sich in den Elektronenfänger 116 hinein erstreckt. Die oder jede Vertiefung 116v kann anschaulich eine Tasche bereitstellen zum Aufnehmen von abgeschiedenem Beschichtungsmaterial. Damit kann einer Größenzunahme des Elektronenfängers 116 aufgrund des abgeschiedenen Beschichtungsmaterials weiter entgegengewirkt werden.
Beispielsweise kann der Elektronenfänger 116, z.B. dessen Rolle 402, einen sternförmigen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise ermöglicht ein sternförmiger Querschnitt, dass sich die Taschen zwischen den Spitzen über einen längeren Prozesszeitraum mit Beschichtungsmaterial füllen, während der projizierte Querschnitt vom Tiegel auf die Transportrolle 112 nahezu gleichbleibt.
Alternativ oder zusätzlich kann das erste Segment 404a eine oder mehr als eine Vertiefung aufweisen, welche dem Tiegel 114t zugewandt ist.
Beispielsweise kann der Elektronenfänger 116 mehrere Vertiefungen 116v aufweisen, z.B. mindestens zwei (d.h. zwei oder mehr als zwei), z.B. mindestens drei, z.B. mindestens vier, z.B. mindestens fünf, z.B. mindestens sechs, z.B. mindestens sieben, z.B. mindestens acht, z.B. mindestens neun, z.B. mindestens zehn, Vertiefungen 116v. Die mehreren Vertiefungen 116v können beispielsweise entlang des Umfangs des Elektronenfängers 116 herum verteilt sein und/oder entlang dessen Längserstreckung längserstreckt sein.
Beispielsweise kann der Elektronenfänger 116, der die eine oder mehr als eine Vertiefung 116v aufweist, eine äußere Oberfläche mit einem Flächeninhalt aufweisen, wobei der Flächeninhalt mehr als doppelt so groß ist wie ein Flächeninhalt eines zylindrischen Körpers, der die selbe Längserstreckung und dasselbe Volumen aufweist wie der Elektronfänger 116, der die eine oder mehr als eine Vertiefung 116v aufweist.
In Konfiguration 700b kann der Elektronenfänger 116 ein Gestell 116g aufweisen. Das Gestell 116g kann beispielsweise mittels eines Rohrs 402 (auch als Grundrohr bezeichnet) bereitgestellt sein und/oder drehbar gelagert sein. Das Gestell kann allerdings auch anders ausgebildet sein.
Ferner kann der Elektronenfänger 116 eine Hülle 116h aufweisen, welche auswechselbar (z.B. geklemmt oder geschraubt) an dem Gestell 116g montiert ist und das Gestell 116g (z.B. in radialer Richtung vollständig) umgibt. Dies kann es ermöglichen, die Hülle 116h samt dem darauf angelagerten Beschichtungsmaterial gegen eine unbeschichtete Hülle 116h auszutauschen und erleichtert somit die Wartung des Elektronenfängers 116.
Die Hülle 116h kann beispielsweise die äußere Oberfläche des Elektronenfängers 116 bereitstellen und/oder dem Beschichtungsmaterialstrom ausgesetzt sein.
Die Hülle 116h kann optional einen ovalen (z.B. reisförmigen) Querschnitt aufweisen oder, alternativ, eine oder mehr als eine Vertiefung 116v.
Die Hülle 116h kann beispielsweise ein oder mehr als ein chemisches Element des Beschichtungsmaterials aufweisen und/oder mit diesem in der chemischen Zusammensetzung übereinstimmen. Dies kann es ermöglichen, die demontiert Hülle samt dem darauf angelagerten Beschichtungsmaterial (z.B. umgeformt) zum Beschichten des Substrats wiederzuverwenden (auch als Recyceln bezeichnet). Dies reduziert die Kosten. Beispielsweise kann die Hülle das Beschichtungsmaterial aufweisen, so dass diese wieder zum Beschichten des Substrats verwendet werden kann. Beispielsweise kann die demontiert Hülle samt dem darauf angelagerten Beschichtungsmaterial (z.B. umgeformt und) in dem Tiegel angeordnet werden. Das von dem Elektronenfänger 116 (z.B. der Rollenblende) aufgenommene Beschichtungsmaterial kann so einfacher nach Beendigung einer Beschichtungskampagne recycelt werden.
In Konfiguration 700b kann der Elektronenfänger 116 beispielsweise ein temperiertes (z.B. gekühltes) Grundrohr 116g aufweisen, wobei ein dünneres Rohr 116h oder eine Folie 116h aus dem Beschichtungsmaterial als Hülle 116h verwendet werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise eine bessere Demontage (d.h. Trennung) von Grundrohr und aufgedampften Beschichtungsmaterial. Ferner kann die Beibehaltung der Reinheit des Beschichtungsmaterials beim Recyceln der Hülle gewährleistet werden, wenn die Hülle aus dem Beschichtungsmaterial ist.
8A und 8B veranschaulichen jeweils den Elektronenfänger 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in verschiedenen Konfigurationen 800a, 800b, die auf den vorhergehend beschriebenen Konfigurationen 400a bis 700b des Elektronenfänger 116 basieren.
In Konfiguration 800a kann der Elektronenfänger 116 eine Rolle 402 aufweisen, welche drehbar 411 gelagert ist. Im Inneren der Rolle 402 kann eine Fluidleitung 116t angeordnet sein, welche zum Kühlen der Rolle 402 eingerichtet ist. Optional kann die Fluidleitung 116t als Grundrohr oder drehgesichert eingerichtet sein. Das Drehlager, mittels welchem die Drehachse 116a des Elektronenfängers 116 bereitgestellt ist, kann beispielsweise eine Drehdurchführung aufweisen. Mittels der Drehdurchführung kann die Fluidleitung 116t mit einem Fluid-Kühlkreislauf gekoppelt sein. Der Fluid-Kühlkreislauf kann beispielsweise einen Kompressor und/oder eine Pumpe aufweisen.
In Konfiguration 800b kann der Elektronenfänger 116 ein erstes Segment 404a aufweisen, welches dem Tiegel 114t unmittelbar gegenüber liegt und/oder eine diesem unmittelbar gegenüber liegende Oberfläche aufweist. Ferner kann der Elektronenfänger 116 ein zweites Segment 404b aufweisen, welches zwischen dem ersten Segment 404a und der Transportrolle 112 angeordnet ist.
Das erste Segment 404a und das zweite Segment 404b können thermisch voneinander separiert eingerichtet sein. Die thermische Separation 404c kann beispielsweise bewirken, dass ein Wärmeaustausch zwischen diesen Segmenten 404a, 404b gehemmt wird, z.B. mittels einer thermischen Barriere 404c (auch als drittes Segment bezeichnet) und/oder mittels eines Spalts 404c.
Die thermische Separation 404c kann beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als ungefähr 1 Watt pro Meter und Kelvin (W/(m·K)) aufweisen, z.B. als ungefähr 0,1 W/(m·K), z.B. als ungefähr 0,01 W/(m·K).
Die thermische Separation 404c (z.B. thermische Barriere 404c) kann beispielsweise das erste Segment 404a und das zweite Segment 404b voneinander räumlich separieren, d.h. dass diese in einem Abstand voneinander angeordnet sind.
Die thermische Barriere 404c kann optional ein thermisch isolierendes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Die thermische Barriere 404c kann optional einen Hohlraum aufweisen. Die thermische Barriere 404c kann optional einen oder mehr als einen Strahlungsschild aufweisen, welcher räumlich von dem ersten Segment 404a und/oder dem zweiten Segment 404b separiert ist, z.B. mittels des Hohlraums. Das Strahlungsschild kann beispielsweise für Wärmestrahlung einen größeren Emissionsgrad als Absorptionsgrad aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Strahlungsschild ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein.
Das thermisch isolierende Material kann beispielsweise eine Keramik mit aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Oxid oder ein Karbid.
Optional kann die Temperiervorrichtung 116t eingerichtet sein, dem ersten Segment 404a thermische Energie zuzuführen, z.B. mittels einer Heizvorrichtung welche mit dem ersten Segment 404a gekoppelt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiervorrichtung eingerichtet sein dem zweiten Segment 404b thermische Energie zu entziehen, z.B. mittels einer Kühlvorrichtung welche mit dem zweiten Segment 404b gekoppelt ist.
Je heißer der Elektronenfänger 116, z.B. das Rohr 402 (z.B. die Rollenblende), ist, desto geringer kann die Nettosumme des angelagerten Beschichtungsmaterials (auch als Nettobeschichtung bezeichnet) sein. Allerdings kann dadurch gleichzeitig mehr Wärmestrahlung in Richtung des Transportpfades 111 abgegeben werden, was wiederum das Substrat erwärmt. Die Nettobeschichtung kann anschaulich das das Resultat aus dem Gleichgewicht zwischen an dem Elektronenfänger 116 angelagerten und davon wieder verdampften Beschichtungsmaterial verstanden werden, und repräsentiert die Menge an Beschichtungsmaterial, welches im zeitlichen Mittel an dem Elektronfänger 116 verbleibt.
Um die in Richtung des Transportpfades abgegebene Wärmestrahlung zu verringern, kann die Temperiervorrichtung 116t des Elektronenfängers 116 eingerichtet sein, einer dem Transportpfad 111 zugewandten Oberfläche des Elektronenfängers 116 thermische Energie zu entziehen.
Im Fall eines kalten Elektronenfängers 116, der nur wenig Wärmestrahlung in Richtung des Transportpfades 111 abgibt, kann wiederum die Nettobeschichtung zunehmen.
Mittels eines segmentieren Elektronenfängers (z.B. mit rechteckigen Querschnitt) kann ein geheiztes unteres Segment 404a (Unterteil) und ein gekühltes oberes Segment 404b (Oberteil) bereitgestellt sein, so dass gleichzeitig die Nettobeschichtung und die zu dem Transportpfad 111 emittierte Wärmestrahlung minimiert werden.
Optional kann das erste Segment 404a eine Aussparung aufweisen, in welcher das zweite Segment 404b und/oder die thermische Barriere 404c angeordnet sind. Beispielsweise kann das erste Segment 404a seitliche Stege 25 aufweisen, welche das gekühlte Oberteil 404b, das in Form eines Einsatzes bereitgestellt ist, zumindest teilweise umgeben. Das Oberteil 404b kann somit die von dem Unterteil 404a zu dem Transportpfad 111 emittierte Wärmestrahlung reduzieren. Die seitliche Stege 25 erreichen, dass eine seitliche Beschichtung gehemmt wird. Ferner muss eine solche Konfiguration nicht notwendigerweise gedreht werden, so dass die Konstruktion vereinfacht wird.
Wenn die Temperatur des Unterteils 404a derart hoch eingerichtet ist, dass die Nettobeschichtung sehr gering ist, kann die Verschiebung des Elektronenfängers 116 zu dem Transportpfad 111 hin seltener erforderlich sein und optional darauf verzichtet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Drehen des Elektronenfängers 116 langsamer erfolgen und optional gar nicht erfolgen (d.h. dieser ist lagefest eingerichtet), wenn die Temperatur des Unterteils 404a derart hoch eingerichtet ist, dass die Nettobeschichtung sehr gering ist.
Allgemeiner gesprochen kann die Temperiervorrichtung 116t eingerichtet sein, dem Elektronenfänger einen Temperaturunterschied bereitzustellen, wobei die Temperatur in Richtung des Tiegels 114t zunimmt. Beispielsweise kann auch dem rohrförmigen Elektronenfänger 116 der Temperaturunterschied bereitgestellt sein oder werden, z.B. indem dessen Temperiervorrichtung zwei halbrohrförmige Segmente 404a, 404b aufweisen, um welche herum ein Rohr 402 gedreht wird, von denen ein das erste Segment 404a eine Heizvorrichtung und das zweite Segment 404b eine Kühlvorrichtung aufweist. Beispielsweise können die Kühlvorrichtung und die Heizvorrichtung jede ein Halbrohr aufweisen, welches von einem Fluid durchflossen wird.
Der mittels der Temperiervorrichtung 116t bereitgestellte Temperaturunterschied kann größer sein als ungefähr 200 K (Kelvin) und/oder in einem Bereich sein von ungefähr 200 K bis ungefähr 1000 K, z.B. in einem Bereich sein von ungefähr 200 K bis ungefähr 500 K oder in einem Bereich sein von ungefähr 500 K bis ungefähr 1000 K.
9 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, z.B. die Beschichtungsanordnung 100 aufweisend.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumanordnung 900 ferner eine Vakuumkammer 224 (auch als Vakuumprozesskammer oder Bedampfungskammer bezeichnet) aufweisen, in welcher die Beschichtungsanordnung 100 und beispielsweise ein Beschichtungsraum 224r angeordnet ist, wobei der Beschichtungsraum 224r beispielsweise im Betrieb der Vakuumanordnung 900 ein Vakuum aufweisen kann. Die Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114 der Beschichtungsanordnung 100 kann zumindest eine (d.h. genau eine oder mehr als eine) Elektronenstrahlkanone 122 und zumindest einen Tiegel 104t aufweisen. Der Beschichtungsraum 224r kann den ersten, zweiten und/oder dritten Bereich 111a, 111b, 111c aufweisen oder daraus gebildet sein.
In der Vakuumkammer 224 kann zumindest ein (d.h. genau ein oder mehr als ein) Auftreffbereich 224a, 224b angeordnet sein, von denen jeder Auftreffbereich in dem Inneren eines Tiegels 104t angeordnet ist. Der Ursprung 104o kann beispielsweise Teil des Auftreffbereichs 224a, 224b sein.
Die Elektronenstrahlkanone 122 kann beispielsweise eine Elektronenstrahlquelle 112q und ein Ablenksystem 142a zum Ablenken eines Elektronenstrahls 23 in den zumindest einen Auftreffbereich 224a, 224b aufweisen. Die Elektronenstrahlquelle 112q kann eine Elektronenquelle (z.B. eine Kathode, z.B. Glühkathode) und eine Strahlformeinheit (z.B. eine Anode) aufweisen.
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.
In dem Beschichtungsraum 224r kann das zu beschichtende Substrat 902 transportiert sein oder werden, z.B. während das Verdampfen des Beschichtungsmaterials erfolgt. Beispielsweise kann das Substrat 902 ein plattenförmiges oder bandförmiges Substrat 902 aufweisen oder daraus gebildet sein.
Das Substrat 902 kann optional ortsfest in dem Beschichtungsraum 224r angeordnet sein oder werden. Alternativ kann das Substrat 902 entlang des Transportpfads 111 in dem Beschichtungsraum 224r transportiert werden, z.B. mittels einer Transportvorrichtung. Die Transportvorrichtung kann beispielsweise eine oder mehr als eine Transportrolle 112 aufweisen, welche das Substrat berühren und/oder umlenken.
Der Abstand der Elektronenstrahlquelle 112q zu dem Tiegel 104t 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 oder mehr als 2 m. Alternativ oder zusätzlich kann das Beschichtungsmaterial 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 und/oder von mehr als ungefähr 100 kW (Kilowatt), z.B. ungefähr 150 kW oder mehr.
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.
10 veranschaulicht einen Tiegel 114t gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht 1000.
Der Tiegel 104t kann zumindest einen (d.h. einen oder mehr als einen) Behälter 1002 (auch als Verdampfungsgut-Behälter bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Behälter 1002 kann eine Vertiefung 1002v (auch als Tiegelinneres bezeichnet) zum Aufnehmen des Beschichtungsmaterials 114m aufweisen. Der Behälter 1002 kann beispielsweise aus einem hochtemperaturfesten Material gefertigt sein und/oder eine Fluidleitung zum Kühlen aufweisen.
Der Tiegel 114t kann optional eine Blende 1004 (auch als Tiegelblende bezeichnet) aufweisen, welcher von einer Öffnung 1004o (auch als Dampfaustrittsöffnung 1004o bezeichnet) durchdrungen ist, wobei die Öffnung das Tiegelinnere 1002v freilegt. Die Tiegelblende 1004 kann beispielsweise rahmenförmig eingerichtet sein.
Das Beschichtungsmaterial 114m kann im Allgemeinen ein Material sein, welches unter Hitzeeinwirkung aufgeschmolzen werden kann und/oder in die Gasphase übergeht. Dazu kann der Verdampfungsgut-Behälter 1002 beispielsweise nach unten hin fluiddicht eingerichtet sein, so dass das verflüssigte Beschichtungsmaterial 114m nicht aus diesem heraus austritt. Beispielsweise kann die Vertiefung 1002v unterhalb der Dampfaustrittsöffnung 1004o 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.
Als hochtemperaturfestes Material kann ein Material verstanden werden, welches unter Vakuum (z.B. unter Sauerstoffausschluss) eine Zersetzungstemperatur (z.B. Schmelztemperatur und/oder Sublimationstemperatur) aufweist, die größer ist als ungefähr 2500°C, z.B. größer als ungefähr 2750°C, z.B. größer als ungefähr 3000°C. Das hochtemperaturfeste Material kann beispielsweise Kohlenstoff, z.B. 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. Alternativ können auch andere Tiegeltypen verwendet werden, z.B. ein wassergekühlter Kupfer-Tiegel und/oder ein Tiegel ohne Gehäuse 102.
Der Tiegel 104t kann optional einen Verschluss 1112 aufweisen. Der Verschluss 1112 kann eingerichtet sein, den Beschichtungsmaterialstrom zu unterbrechen, wenn nicht verdampft werden soll. Dazu kann dem Verschluss 1112 ein Verlagerungspfad 1112p bereitgestellt sein oder werden, entlang dessen der Verschluss 1112 verlagert werden kann, z.B. in zumindest eine erste Position und eine zweite Position. In der ersten Position kann der Verschluss 1112 beispielsweise unmittelbar zwischen dem Behälter 1002 und dem Transportpfad 111 angeordnet sein, z.B. derart, dass dieser die Emissionspfadschar 104a, 104b unterbricht. In der zweiten Position kann der Verschluss neben der Emissionspfadschar 104a, 104b angeordnet sein. Der Verlagerungspfad 1112p kann beispielsweise zwischen dem Elektronenfänger 116 und dem Behälter 1002 angeordnet sein.
11 veranschaulicht ein Verfahren 1100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram.
Das Verfahren 1100 kann aufweisen: in 1101, Transportieren eines (z.B. bandförmigen oder plattenförmigen) Substrats entlang eines (z.B. gekrümmten) Transportpfades durch den dritten Bereich 111c hindurch; in 1103, Beschichten des Substrats beidseitig des dritten Bereichs 111c mit einem Beschichtungsmaterial, indem das Beschichtungsmaterial mittels eines Elektronenstrahls in die Gasphase überführt wird; und in 1105, Auffangen von Elektronen, welche von dem Beschichtungsmaterial in Richtung des dritten Bereichs 111c hin emittiert werden, bevor diese auf das Substrat treffen, so dass eine Erwärmung des Substrats in dem dritten Bereich 111c gehemmt wird.
Das Transportieren des (z.B. bandförmigen) Substrats kann ferner durch den ersten Bereich 111a und den zweiten Bereich 111b hindurch erfolgen, zwischen denen der dritte Bereich 111c angeordnet ist und/oder welche an den dritten Bereich 111c angrenzen. Das Transportieren des (z.B. bandförmigen) Substrats kann beispielsweise mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich von ungefähr 5 m/min (Meter pro Minute) bis ungefähr 1200 m/min erfolgen, z.B. ungefähr 100 m/min oder weniger, und/oder in einem Bereich von ungefähr 10 m/min bis ungefähr 500 m/min, z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 m/min bis ungefähr 200 m/min.
In dem ersten Bereich 111a, dem zweiten Bereich 111b und/oder dem dritten Bereich 111c kann ein Vakuum gebildet sein oder werden.
Das Beschichten des Substrats beidseitig des dritten Bereichs 111c kann aufweisen: Beschichten des Substrats in dem ersten Bereich 111a mit dem Beschichtungsmaterial, und Beschichten des Substrats in dem zweiten Bereich 111b mit dem Beschichtungsmaterial. Das Beschichten des Substrats kann optional in dem dritten Bereich 111c erfolgen, z.B. indem das Beschichtungsmaterial mit der Prozessatmosphäre wechselwirkt und somit gestreut wird.
Das Beschichten des Substrats kann aufweisen: Bilden einer Schicht, die das Beschichtungsmaterial aufweist oder ausgebildet ist.
Das Beschichten kann dem Substrat thermische Energie zuführen, so dass eine sich daraus ergebende Temperatur des Substrats beidseitig des dritten Bereichs 111c jeweils in Richtung zu dem dritten Bereich 111c hin zunimmt. Beispielsweise kann die Temperatur des Substrats in dem zweiten Bereich 111b in eine Richtung (z.B. entgegen der Transportrichtung) zu dem dritten Bereich hin zunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperatur des Substrats in dem ersten Bereich 111a in eine Richtung (z.B. in Transportrichtung) zu dem dritten Bereich hin zunehmen.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Beschichtungsanordnung 100, aufweisend: eine Transportrolle 112 zum Transportieren eines (z.B. bandförmigen) Substrats 902 entlang eines (z.B. gekrümmten) Transportpfades 111; eine Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114, welche einen Tiegel 114t aufweist, zum Emittieren eines gasförmigen Beschichtungsmaterials zu dem Transportpfad 111 hin; einen Elektronenfänger 116, welcher zwischen dem Tiegel 114t und der Transportrolle 112 angeordnet ist derart, dass zwei Dampfemissionspfade 104a, 104b, zwischen denen der Elektronenfänger 116 angeordnet ist, bereitgestellt werden, von denen jeder Dampfemissionspfad von einem gemeinsamen Ursprung in dem Tiegel 114t aus geradlinig zu dem Transportpfad 111 (z.B. an diesen heran) erstreckt ist, so dass Elektronen, welche aus Richtung des Tiegels 114t zu dem Transportpfad 111 hin emittiert werden, von dem Elektronenfänger 116 aufgefangen werden bevor diese den Transportpfad 111 erreichen, so dass eine Erwärmung des Substrats 902 zwischen den zwei Dampfemissionspfaden 104a, 104b gehemmt wird.
Beispiel 2 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 1, wobei der Elektronenfänger 116 eine äußere Oberfläche 116o und eine Temperiervorrichtung 116t aufweist, wobei die Temperiervorrichtung 116t eingerichtet ist, der Oberfläche 116o thermischer Energie zuzuführen und/oder zu entziehen.
Beispiel 3 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 2, wobei die Temperiervorrichtung 116t eine Fluidleitung aufweist, deren Inneres gegenüber der Oberfläche 116o fluiddicht separiert ist.
Beispiel 4 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 2 oder 3, wobei die Temperiervorrichtung 116t einen elektrothermischen Wandler (z.B. elektrische Heizvorrichtung) und/oder zumindest einen Stromanschluss aufweist.
Beispiel 5 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei ein Abstand der Transportrolle 112 von dem Tiegel 114t kleiner ist als ein Durchmesser der Transportrolle 112; und/oder wobei der Durchmesser der Transportrolle 112 kleiner ist als eine dazu parallele Ausdehnung des Elektronenfängers 116; und/oder wobei die Ausdehnung des Elektronenfängers 116 (z.B. quer zur Drehachse 112d der Transportrolle 112 und/oder quer zu der Emissionsrichtung) kleiner ist als der Abstand des Elektronenfängers 116 von dem Tiegel 114t und/oder von der Transportrolle 112.
Beispiel 6 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, ferner aufweisend: eine Lagervorrichtung 412, welche dem Elektronenfänger 116 einen oder mehr als einen Freiheitsgrad bereitstellt, gemäß welchem der Elektronenfänger 116 verlagerbar (z.B. drehbar und/oder verschiebbar) gelagert ist.
Beispiel 7 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 6, die Lagervorrichtung 412 aufweisend: ein Drehlager, mittels welchem der Elektronenfänger 116 drehbar gelagert ist; und/oder eine Haltevorrichtung, welche mehrere räumlich voneinander separierte Positionen für den Elektronenfänger 116 und/oder das Drehlager bereitstellt, zwischen denen diese verlagert (und beispielsweise darin montiert) werden können.
Beispiel 8 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 7, wobei von den mehreren Positionen zumindest zwei Positionen einen Winkel bezüglich einer Drehachse 112d der Transportrolle einschließen, und optional im Wesentlichen in ihrem Abstand von der Transportrolle übereinstimmen und/oder horizontal nebeneinander angeordnet sind.
Beispiel 9 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 7 oder 8, wobei sich von den mehreren Positionen eine erste Position und eine zweite Position sich in ihrem Abstand von der Transportrolle unterscheiden (z.B. vertikal nebeneinander angeordnet sind), wobei beispielsweise die erste Position zwischen der zweiten Position und der Transportrolle 112 angeordnet ist.
Beispiel 10 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 6 bis 9, die Lagervorrichtung 412 aufweisend: einen Antrieb zum Drehen des Elektronenfängers 116.
Beispiel 11 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei der Elektronenfänger 116 asymmetrisch bezüglich einer Ebene 312, die von einer Drehachse 112d der Transportrolle 112 und einer vertikalen Richtung und/oder einer Emissionsrichtung des Tiegels 114t aufgespannt wird, eingerichtet (z.B. angeordnet) ist, z.B. neben der Ebene angeordnet.
Beispiel 12 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei die Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114 ferner eine Elektronenstrahlkanone 122 aufweist, die eingerichtet ist, einen Elektronenstrahl auf den Tiegel 114t zu richten.
Beispiel 13 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei die zwei Dampfemissionspfade 104a, 104b im Betrieb der Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114 frei von einem Festkörper sind; und/oder wobei entlang der zwei Dampfemissionspfade 104a, 104b im Betrieb der Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114 ein Beschichtungsmaterial an den Transportpfad herangebracht wird.
Beispiel 14 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei die zwei Dampfemissionspfade 104a, 104b in einem Winkel, den diese mit dem Transportpfad 111 einschließen, übereinstimmen; und/oder wobei die zwei Dampfemissionspfade 104a, 104b quer zu einer Drehachse 112d der Transportrolle 112 sind; und/oder wobei die zwei Dampfemissionspfade 104a, 104b in einem Winkel, den diese mit der Vertikalen einschließen, übereinstimmen.
Beispiel 15 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei der Elektronenfänger 116 entlang einer Drehachse 112d der Transportrolle 112 längserstreckt ist.
Beispiel 16 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei die Längserstreckung des Elektronenfängers 116 größer ist als eine dazu parallele Ausdehnung einer Vertiefung des Tiegels 114t.
Beispiel 17 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei der Elektronenfänger 116 elektrisch mit einem Referenzpotential der Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 114 (z.B. dem Tiegel 114t und/oder elektrischer Masse) und/oder der Transportrolle 112 verbunden ist.
Beispiel 18 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, wobei der Elektronenfänger 116 eine elektrisch leitfähige äußere Oberfläche 116o (z.B. aus Metall) aufweist; und/oder wobei der Elektronenfänger 116 eine fluiddichte äußere Oberfläche 116o aufweist; und/oder wobei das Innere des Elektronenfängers 116 von einem Äußeren des Elektronenfängers 116 fluiddicht separiert ist.
Beispiel 19 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei der Elektronenfänger 116 eine Rolle 402 aufweist, wobei beispielsweise die Rolle 402 eine zylinderförmige Oberfläche aufweist.
Beispiel 20 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, wobei der Elektronenfänger 116 ein Gestell 116g und eine oder mehr als eine Hülle 116h aufweist, wobei die Hülle 116h auswechselbar (z.B. gesteckt, geklemmt und/oder geschraubt) an dem Gestell 116g montiert ist und/oder das Gestell 116g umgibt, wobei beispielsweise mehrere Hüllen 116h gegeneinander austauschbar sind.
Beispiel 21 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 20, ferner aufweisend: das Beschichtungsmaterial 114m, welches zumindest teilweise in dem Tiegel 114t angeordnet ist; wobei die Hülle 116h das Beschichtungsmaterial 114m aufweist oder daraus gebildet ist.
Beispiel 22 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 21, wobei der Elektronenfänger 116 (z.B. die Rolle) mehrere Vertiefungen 116v aufweist zum Aufnehmen von abgeschiedenem Beschichtungsmaterial 114m.
Beispiel 23 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 22, wobei der Elektronenfänger 116 näher an der Transportrolle 112 angeordnet ist als an dem Tiegel 114t.
Beispiel 24 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 23, wobei die Transportrolle 112 eine Gasleitung aufweist zum Zuführen von Gas an den Transportpfad 111.
Beispiel 25 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 24, wobei die Transportrolle 112 eine Mantelfläche aufweist, welche den Transportpfad 111 umlenkt, und eine Kühlvorrichtung, welche eingerichtet der Mantelfläche thermische Energie zu entziehen.
Beispiel 26 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 25, wobei der Elektronenfänger 116 mehrere Segmente 404a, 404b aufweist, von denen ein erstes Segment dem Tiegel 114t unmittelbar gegenüberliegt und ein zweites Segment zwischen dem ersten Segment und dem Transportpfad 111 angeordnet ist, wobei das erste Segment und das zweite Segment thermisch und/oder räumlich voneinander separiert sind.
Beispiel 27 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 26, wobei sich ein drittes Segment der mehreren Segmente, welches zwischen dem ersten Segment und dem zweiten Segment angeordnet ist, von dem ersten Segment und/oder dem zweiten Segment unterscheidet in einer chemischen Zusammensetzung und/oder thermischen Leitfähigkeit.
Beispiel 28 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 27, wobei das dritte Segment der mehreren Segmente, mittels dessen das ersten Segment und das zweite Segment thermisch und/oder räumlich voneinander separiert sind, einen thermischen isolierenden Festkörper aufweist oder daraus gebildet ist.
Beispiel 29 ist die Beschichtungsanordnung 100 gemäß Beispiel 27 oder 28, wobei das drittes Segment der mehreren Segmente, mittels dessen das ersten Segment und das zweite Segment thermisch und/oder räumlich voneinander separiert sind, eine oder mehr als eine Strahlungsabschirmung aufweist, welche mittels eines Hohlraumes räumlich von dem ersten Segment und dem zweiten Segment separiert ist.
Beispiel 30 ist ein Verfahren, z.B. zum Betreiben der Beschichtungsanordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 29, das Verfahren 1100 aufweisend: Transportieren 1101 eines (z.B. bandförmigen) Substrats 902 entlang eines (z.B. gekrümmten) Transportpfades 111 durch einen Bereich 111c hindurch; Beschichten 1103 des Substrats 902 beidseitig des Bereichs 111c mit einem Beschichtungsmaterial 114m, indem das Beschichtungsmaterial 114m mittels eines Elektronenstrahls 23 in die Gasphase überführt wird; wobei das Beschichten dem Substrat 902 thermische Energie zuführt, so dass eine sich daraus ergebende Temperatur des Substrats 902 beidseitig des Bereichs 111c jeweils in Richtung zu dem Bereich 111c hin zunimmt (z.B. beim Eintreten in den Bereich zunimmt und/oder beim Austreten aus dem Bereich abnimmt), Auffangen 1105 von Elektronen, welche von dem Beschichtungsmaterial 114m in Richtung des Bereichs 111c emittiert werden, bevor diese auf das Substrat 902 treffen, so dass eine Erwärmung des Substrats 902 in dem Bereich 111c gehemmt wird.
Beispiel 31 ist das Verfahren 1100 gemäß Beispiel 30, wobei das Substrat 902 eine Dicke (d.h. Ausdehnung quer zur Transportrichtung) von weniger als ungefähr 100 Mikrometer (µm), z.B. als ungefähr 50 µm, z.B. als ungefähr 25 µm, z.B. als ungefähr 10 µm, z.B. als ungefähr 5 µm, z.B. als ungefähr 2,5 µm, z.B. als ungefähr 1 µm.

Claims

Beschichtungsanordnung (100), aufweisend: • eine Transportrolle (112) zum Transportieren eines Substrats (902) entlang eines Transportpfades (111); • eine Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung (114), welche einen Tiegel (114t) aufweist, zum Emittieren eines gasförmigen Beschichtungsmaterials zu dem Transportpfad (111) hin; • einen Elektronenfänger (116), welcher zwischen dem Tiegel (114t) und der Transportrolle (112) angeordnet ist derart, dass zwei Dampfemissionspfade (104a, 104b), zwischen denen der Elektronenfänger (116) angeordnet ist, bereitgestellt werden, von denen jeder Dampfemissionspfad von einem gemeinsamen Ursprung in dem Tiegel (114t) aus geradlinig zu dem Transportpfad (111) erstreckt ist, so dass Elektronen, welche aus Richtung des Tiegels (114t) zu dem Transportpfad (111) hin emittiert werden, von dem Elektronenfänger (116) aufgefangen werden bevor diese den Transportpfad (111) erreichen.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Elektronenfänger (116) eine äußere Oberfläche und eine Temperiervorrichtung (116t) aufweist, wobei die Temperiervorrichtung (116t) eingerichtet ist, der Oberfläche thermischer Energie zuzuführen und/oder zu entziehen.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, ferner aufweisend: eine Lagervorrichtung (412), welche dem Elektronenfänger (116) einen oder mehr als einen Freiheitsgrad bereitstellt, gemäß welchem der Elektronenfänger (116) verlagerbar gelagert ist.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 3, die Lagervorrichtung (412) aufweisend: ein Drehlager, mittels welchem der Elektronenfänger (116) drehbar gelagert ist; und/oder eine Haltevorrichtung, welche mehrere räumlich voneinander separierte Positionen für den Elektronenfänger (116) und/oder das Drehlager bereitstellt, zwischen denen diese verlagert werden können.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Elektronenfänger (116) entlang einer Drehachse (112d) der Transportrolle (112) längserstreckt ist.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Längserstreckung des Elektronenfängers (116) größer ist als eine dazu parallele Ausdehnung einer Vertiefung des Tiegels (114t).
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Elektronenfänger (116) elektrisch mit einem Referenzpotential der Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung (114) und/oder der Transportrolle (112) verbunden ist.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Elektronenfänger (116) eine elektrisch leitfähige äußere Oberfläche (116o) aufweist.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Elektronenfänger (116) eine Rolle (402) aufweist.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Elektronenfänger (116) ein Gestell (116g) und eine Hülle (116h) aufweist, wobei die Hülle (116h) auswechselbar an dem Gestell (116g) montiert ist und das Gestell umgibt.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Elektronenfänger (116) mehrere Vertiefungen (116v) aufweist zum Aufnehmen von abgeschiedenem Beschichtungsmaterial.
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Elektronenfänger (116) näher an der Transportrolle (112) angeordnet ist als an dem Tiegel (114t).
Beschichtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Elektronenfänger (116) mehrere Segmente aufweist, von denen ein erstes Segment dem Tiegel (114t) unmittelbar gegenüberliegt und ein zweites Segment zwischen dem ersten Segment und dem Transportpfad (111) angeordnet ist, wobei das erste Segment und das zweite Segment thermisch und/oder räumlich voneinander separiert sind.
Verfahren (1100), aufweisend: • Transportieren (1101) eines Substrats (902) entlang eines Transportpfades (111) durch einen Bereich (111c) hindurch; • Beschichten (1103) des Substrats (902) beidseitig des Bereichs (111c) mit einem Beschichtungsmaterial, indem das Beschichtungsmaterial mittels eines Elektronenstrahls (23) in die Gasphase überführt wird; • wobei das Beschichten dem Substrat (902) thermische Energie zuführt, so dass eine sich daraus ergebende Temperatur des Substrats (902) beidseitig des Bereichs (111c) jeweils in Richtung zu dem Bereich (111c) hin zunimmt, • Auffangen (1105) von Elektronen, welche von dem Beschichtungsmaterial in Richtung des Bereichs (111c) emittiert werden, bevor diese auf das Substrat (902) treffen, so dass eine Erwärmung des Substrats (902) in dem Bereich (111c) gehemmt wird.