DE1648808C3

DE1648808C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Dampfdichte

Info

Publication number: DE1648808C3
Application number: DE1648808A
Authority: DE
Inventors: Hugh Roscoe Piedmont Calif. Smith Jun. (V.St.A.)
Original assignee: Airco Inc
Current assignee: Airco Inc
Priority date: 1966-10-31
Filing date: 1967-10-31
Publication date: 1974-04-04
Also published as: LU54739A1; AT296657B; CH487264A; DE1648808B2; NL6714765A; DE1648808A1; US3609378A; BE705816A; GB1189680A; SE348620B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Materialdampfs, zur Überwachung der Menge des erzeugten Materialdampfs und zum Aufbringen des überwachten Materialdampfs auf einen Träger,

¹S bei dem ein Material in einem Hochvakuum durch Beschüß mit in einem .Magnetfeld abgelenkten Elektronen bis zur Verdampfung erhitzt und der dabei entstehende Materialdampf auf einen ebenfalls im Hochvakuum angeordneten Träger niedergeschlagen wird,

²" unc! bei dem die Intensität einer von dem Materialdampf auf Grund des Beschüsses mit Elektronen ausgehenden elektromagnetischen Strahlung zur Überwachung der Menge des Materialdampfs durch Umsetzung in ein elektrisches Signal ausgewertet wird

²S und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Aus der belgischen Patentschrift 674605 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein hochenergetischer Elektronenstrahl durch ein senkrecht zur Elektronen-Strahlrichtung stehendes Magnetfeld auf das zu verdampfende Material gelenkt wird und dieses Material erhitzt. Der Elektronenstrahl tritt gleichzeitig durch den entstehenden Materialdampf und erzeugt hierbei Röntgenstrahlen, die von einem Röntgenstrahlende-

tekior aufgefangen und zur Bestimmung von Materialdampfmengen herangezogen werden können.

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß zur Erzeugung von Röntgenstrahlen Elektronen mit sehr hoher Energie erzeugt werden müssen. Die Intcnsität der erzeugten Röntgenstrahlen ist gering, was sich nachteilig auf die Meßgenauigkeit des Röntgenstrahlendetektors auswirkt. Vorrichtungen zum Messen der an unterschiedlichen Materialdämpfen erzeugten Röntgenstrahlen sind sehr kompliziert.

Die Erfindung hat deswegen die Aufgabe, das eingangs näher bezeichnete Verfahren so auszubilden, daß die Menge des erzeugten Materialdampfs genauer und einfacher überwacht werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Magnetfeld derart bemessen wird, daß die von den Elektronen im Materialdampf ausgelösten Sekundärelektronen eine hinreichende Weglänge im Materialdampf durchlaufen, um den Materialdampf zur Aussendung von sichtbarem Licht zu ionisieren und/oder anzuregen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat damit den Vorteil, daß die elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektrum ausgewertist werden kann. Diese Art der Auswertung ist einerseits genauer und andererseits mit konventionelleren Mitteln möglich. Der Materialdampf kann, verglichen mit dem bekannten Verfahren, bereits durch eine wesentlich geringere Energie zu hinreichend starker Lichtemission angeregt werden.

Wird der Elektronenstrahl, dessen Elektronen als Primärelektronen bezeichnet werden können, in den Materialdampf abgelenkt, so wird ein relativ geringer Prozentsatz der elektrisch neutralen Atome des Mate-

rialdampfs dem Bombardement durch die Primarelektronen ausgesetzt. Auf Grund dieses Bombardements werden die vorher elektrisch neutralen Atome ionisieri, da Elektronen aus dem A omverband herausgeschlagen werden. Diese E'-.ktronen können als Sekundärelektronen bezeichnet werden. Diese auf Grund Jer Ionisationszusammenstöße freiwerdenden Elektronen erhalten eine gewisse kinetische iinergie Es können auch Sekundärelektronen durch Aufireffen vor. Priinärelektronen auf das zu verdampfende Material erzeugt werden.

Die emitticiten Sekundäreiektronen bewegen sich im Vergleich z\x den Primärelektronen relativ langsam. Auf .Grund dieser langsameren Bewegung der Sekunuirelektronen ist der Zeitraum langer, in dem sie in Jen Bereich der elektrischen Felder anderer Atome des Materialdampfs gelangen können. Diese Sekuiitläielekticnen haben daher ei~e größere Möglichkeit, die Elektronen in den äußeren Elektronenhüllc! der neutralen Atome zu beeinflussen und können d^nit die neutralen Atome wirksamer ionisieren, als du sich schneller bewegenden Primärelektronen, vorausgesetzt natürlich, daß die Sekundärelektronen eine ausreichende Energie besitzen, um die Bindungsenerg!'.* der Elektronen an das Atom zu überwinden Je langsamer sich die durch die vorgenannten Ionisation, zusammenstoße erzeugten Sekundärelektronen bi wegen, um so mehr werden sie im Vergleich zu deii sich schneller bewegenden (höher energetischen ι Primärelektronen durch das Magnetfeld abgelenkt Die Wege der Sekundärelektronen werden daher im Vergleich zu denen der Primärelektroiien durch das Magnetfeld sehr stark gekrümmt. Die geringe Energie aufweisenden Sekundäreiektronen können daher durch das Magnetfeld effektiv eingefangen werden, während die Primärelektronen hoher Energie lediglich so weit abgelenkt werden, daß sie auf das zu verdampfende Material auf treffen. Der einzige Austrittsweg für diese Sekundärelektronen aus dem Materialdampf ist ein generell spiralförmiger Weg, welcher auf einen Polschuh des Magnets gerichtet ist. Dieser spiralförmige Weg der Sekundärelektronen ist wesentlich langer als der Weg der Primärelektronen, wodurch die Möglichkeit der Erzeugung zusätzlicher Ionen durch die Sekundärelektronea bei ihrem Durchtritt durch das Magnetfeld erhöht wird.

Ein auf Grund eines Ionisationszusammenstoßes erzeugtes einzelnes Sekundärelektron erhält oft eine ausreichende kinetische Energie, um die Bildung mehrerer zusätzlicher Ionen und dadurch freiwerdenden Sekundärelektronen hervorzurufen, bevor es aus dem Magnetfeld austritt. Jeder Ionisationszusammenstoß ergibt einen Verlust an kinetischer Energie des Sekundarclektrons, welcher gleich dem Ionisationspotential des speziell beteiligte,! Atoms ist. Enthält der Materialdampf beispielsweise Kupferatome, so kann ein Primärelektron mit einer Energie von 100 Elektronenvolt theoretisch 12 Kupferionen erzeugen, da das lonisationspotential von Kupfer gleich 7,723 Elektronenvolt ist. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die Ionisationsrate im Vergleich zur theoretisch vorausgesagten Ionisationsrate für mittlere Dichten von etwa 1 mm Quecksilbersäule nur halb so groß ist.

Neben ihrer Ionisationswirkung durch Herausschlagen von Sekundärelektronen aus den Molekülen können die Primär- und Sekundärelektronen auch Energie an die Atome abgeben, ohne ein Elektron freizumachen. Tritt ein Elektron in eine inelastische Wechselwirkung mit einem Atom, so regt es das Atom an, wodurch dessen Elektronen-Energiezustand auf ein höheres Energieniveau angehoben wird und ve/-liert bei diesem Vorgang kinetische Energie.

Das Atom emittiert eine vorgegebene Energiemenge in Form von Strahlung, wenn das Elektron in der Hülle wieder auf ein tieferes Energieniveau zurückfällt. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung ⁱ⁼. kann vorausgesagt werden, wenn der Typ des beteiligten Atoms und die Änderung seines Elektronenenergiezustandes bekannt ist. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessierenden zu verdampfenden Materalien emittieren generell Energie in Form ¹S von Lichtwellen in sichtbaren oder ultravioletten Bereichen.

Die Anzahl der inelastischen Wechselwirkungen und damit die emittierte Lichtmenge ist für eine gegebene Menge von Primärelekfronen um so größer, je großer die Dichte des Materialdampfs ist. Dieser Sachverhalt kann zur kontinuierlichen Überwachung der Dichte ausgenutzt werden. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Intensität des von verschiedenen vorgegebenen Stellen ausgehenden Lichts ausgewertet wird. In dieser Ausgestaltung kann somit die Verteilung des Materialdampfs bestimmt werden.

Eine andere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit dem elektrischen Signal die Erhitzung des Materials durch die Elektronen gesteuert wild. Auf diese Weise kann die Menge des Materialdampfs ständig auf einem vorgebbaren Wert gehalten werden.

Die Menge des Materialdampfs laßt sich, gemäß einer weiteren Ausgestaltung, besonders genau bestimmen, wenn das Licht wenigstens einer für ein bestimmtes Element charakteristischen Frequenz gesondert von dem Licht anderer Frequenzen ausgewertet wird. Das Licht wird hierzu zweckmäßigerweise gebündelt und die charakteristische Frequenz aus ihm herausgefiltert. In einer Abwandlung dieser weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß aus dem Licht ver schiedene, unterschiedlichen Elementen zugeordnete charakteristische Frequenzen herausgefiltert werden. Auf diese Weise kann eine Spektralanalyse des Materialdampfs durchgeführt werden. Zur Durchführung des Verfahrens ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die einen in einem Vakuumofen angeordneten Tiegel zur Aufnahme des zu verdampfender Materials, eine Elektronenquelle, deren Elektronen durch ein /wisehen der Elektronenquelle und der Oberfläche des zu verdampfenden Materials wirksames Magnetfeld auf die Oberfläche des zu verdampfenden Materials gerichtet sind und ein Strahlungsmeßgerät aufweist, das auf den Materialdampf über der Oberfläche des zu verdampfenden Materials gerichtet ist. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsmeßgerät ein Lichtintensitätsmeßgerät vorgesehen ist. Das Lichtintensitätsmeßgerät mißt die Intensität des ausgesandten Lichts und erzeugt das elektrische Signal. Zur Auswertung des elektrischen Signals ist in einer Ausführungsform der Vorrichtung vorgesehen, daß an den Ausgang des Lichtintensitätsmeßgeräts ein Aufzeichnungsgerät angeschlossen ist.

In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist an den Ausgang des Lichtintensitätsmeßgeräts ein Gerät zur Steuerung der Erhitzung

des Materials angeschlossen. Auf diese Weise kann etwa die Ausgangsleistung einer Elektronenkanone gesteuert werden. Das Lichtintensitätsmeßgerät enthält zweckmäßig eine Fotovervielfacherröhre als lichtempfindliches Element.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Lichtauf nahmeeinrichtung oder ein Lichtrohr 10, das in einem vorgegebenen Abstand von einem ein zu verdampfendes Material 14 enthaltenden Tiegel 12 angeordnet ist und in optischer Kopplung mit dem emittierten Dampf 15 steht.

Ein relativ schmales Bandpaß-Lichtfilter 18, das zur Übertragung speziell interessierender spektraler Bandbreiten dient, während es die Grundhelligkeit zusammen mit anderen unerwünschten Lichtquellen ausfiltert oder blockiert, ist zwischen dem Lichtrohr 10 und einem zweiten Lichtrohr 22 angeordnet, welches das durch das Filter 18 übertragene Lichtspektrum auf eine photoempfindliche Anordnung 26 überträgt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist speziell zur Verwendung in Verbindung mit einer Hochvakuum-Elektronenstrahlvorrichtung geeignet, in der das Vorhandensein von metallischem Dampf konventionelle Verfahren zur Überwachung der Dampfdichte ungeeignet macht. In einer derartigen Vorrichtung wird eine Menge des zu verdampfenden Materials 14, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, usw., gewöhnlich in den Tiegel 12 eingebracht, dei in einem konventionellen Hochvakuum-Elektronenstrahlofen angeordnet ist. Es ist grundsätzlich vorteilhaft, in die Tiegel 12 Kühlmittel einzugeben, um eine Reaktion zwischen diesen und dem verdampfenden Material 14 zu verhindern. Zwischen dem heißen verdampfenden Material 14 und dem gekühlten Tiegel 12 kann eine Auskleidung 36 aus hitze beständigem Material vorgesehen werden, so daß drr Tiegel 12 ausreichend kalt gehalten werden kann und damit fest bleibt, während das zu verdampfende Material 14 geschmolzen und verdampft wird. In dieser Hinsicht sind mehrere Wasserkühlrohre 38 in der Tiegelstruktur vorgesehen.

Eine Elektronenkanone 42 mit einer elektronenemittierenden Fadenkathode 44 und einer ßcschlcunigungsanode 46 ist im Elektronenstrahlofen 34angeordnet, und mit einer geeigneten Leistungsquelle SO verbunden. Die Elektronenkanone 42 dient zu Erzeugung eines Elektronenstrahls gewünschter Intensität, welcher sich in Abhängigkeit von dem von der Leistungsquelle 50 zur Kathode 44 gelieferten Strom ändert. Dieser Elektronenstrahl dient zum Aufschmelzen und Verdampfen eines speziellen Target-Materials. Die Elektronenkanone 42 ist in einem vorgegebenen Abstand vom zu verdampfenden Material 14 im Tiegel 12 und außerhalb des Weges des Dampfes 15 angeordnet. Damit wird, wie oben erwähnt, eine Verunreinigung der Elektronen emittierenden Kathode 44 durch das dampfförmige Material . 14 vermieden.

Der durch die Elektronenkanone 42 erzeugte Elektronenstrahl wird quer in ein Magnetfeld hineingeschickt, das im Bereich der Elektronenkanone 42 durch einen Magneten 51 erzeugt wird. Die Kraftlinien dieses Magnetfeldes verlaufen senkrecht zur Zeichenebene, wodurch der Elektronenstrahl, wie dargestellt, abgelenkt wird. Das Magnetfeld lenkt den Elektronenstrahl also auf das zu verdampfende Material 14 im Tiegel 12 ab. Durch Regelung der Intensität des Elektronenstrahls wird das zu verdampfende Material 14 verdampft, wodurch relativ dichte Dampfwolken im Bereich der Oberfläche des Tiegels 12 erzeugt werden. Durch geeignete Gestaltung der Oberflächen im Tiegel 12 wird der Dampf aus dem Tiegel 12 heraus in ein Substrat 52 gerichtet, an dem

ίο er kondensiert und dessen Oberflächen daher mit dem Material 14 überzieht.

Wie oben ausgeführt, führen die inelastischen Wechselwirkungen von Elektronen in der Dampfwolke 15 zur Emission von Strahlung, deren Intensität

>5 sich mit der Dampfdichte und deren Wellenlänge sich in Abhängigkeit von der im Dampf 15 enthaltenden Atomart ändert Wird beispielsweise relativ reines Aluminium verdampft, so werden Lichtwellen mil einer Spitzenintensität bei einer Wellenlänge von etwa

»o 3960 Angström emittiert. Diese Wellenlänge ist eine spezielle Eigenschaft des Elementes Aluminium. Jedes Element besitzt ein ihm zugehöriges charakteristisches Spektrum. Diese Spektren lassen sich wissenschaftlichen Tafelwerken, wie beispielsweise dem

»5 R. W. B. von Pearse oder der Arbeit »The Identification of Molecular Spectra«, von A. G. Gaydon, erschienen bei Chapman & Hall, Ltd. London, 3. Auflage 19f>3, entnehmen.

Das Liehtrohr 10 ist so angeordnet, daß es sich in den Ofen 34 hinein erstreckt. Dieses Rohr 10 besitzt vorzugsweise ein ^fenes Ende 53, das in einem vorgegebenen Abstand vom zu verdampfenden Material 14 und dessen zugehöriger Dampfwolke 15 bzw. dessen Plasma angeordnet ist. Das Lichtrohr 10 besitzt ein relativ kurzes gerades Stück in Form eines Hohlrohres, das aus einem nichtkorrodierenden Material hergestellt ist. An seinem dem offenen Ende 53 abgewandten Ende ist das Lichtrnhr 10 über ein transparentes Fenster 54 mit dem Lichtfilter 18 op-

4» tisch gekoppelt.

In dieser Hinsicht ist es generell wünschenswert, eine Einrichtung vorzusehen, mit der eine unerwünschte Trübung des Fensters 54 durch Dampfmoleküle zu vermeiden ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Einrichtung verwendet werden, wie sie in der USA-Patentschrift 3 170383 beschrieben ist. Zu diesem Zweck wird eine sehr geringe Menge eines nichtreagierenden Gases, wie beispielsweise Stickstoff, durch ein Einlaßrohr 56 im Bereich des Fensters 54 in das Lichtrohr 10 eingebracht. Da im Ofen 34 ein extrem hohes Vakuum aufrecht erhalten wird, ergibt sich im Rohr 10 ein Druckgradient, so daß ein eingebrachtes Gas zum offenen Ende 53 hin strömt. Auf diese Weise kollidieren die Dampfmoleküle mit den Molekülen des Stickstoff gases; sic werden daher aus dem Rohr 10 hinaus oder auf die Wände des Rohres abgelenkt, wo sie kondensieren, ohne die Oberfläche des Fensters 54 zu erreichen.

Das Lichtfilter 18 ist vorzugsweise so ausgewählt, daß es vorgegebene interessierende spektrale Bandbreiten überträgt und äußeres Licht, wie es beispielsweise in der Grundhelligkeit vorhanden ist, blockieii oder ausfiltert. Ist beispielsweise das zu verdampfende Material 14 Aluminium und ist es erwünscht, die vorhandene Dampfdichte zu überwachen, so wird das Filter so ausgewählt, daß es Licht mit einer Wellenläng« von etwa 3960 Angström überträgt.

Das zweite Lichtrohr 22 ist an das Ausgangsendt

des Filters 18 angekoppelt und steht mit dem ersten Lichtrohr 10 in optischer Kopplung, um das durch das erste Lichtrohr 10 übertragene gesammelte Licht aufzunehmen. Dies wird oft dadurch erreicht, daß das zweite Lichtrohr 22 lediglich zum ersten Lichtrohr 10 ausgerichtet wird. In bestimmten Fällen kann das Licht jedoch durch das Filter 18 gebrochen oder gebeugt werden. In solchen Fällen ist das zweite Lichtrohr 22 so angeordnet, daß es das abgelenkte Licht aufnimmt.

Das Lichtrohr 22 ist mit der photoeinpfinülkhon Anordnung 26 optisch gekoppelt, wobei die photoempfindliche Anordnung 26 vorzugsweise durch eine konventionelle Vervielfacherröhre gebildet wird. Die photoempfindliche Anordnung 26 ist so ausgewählt, daß sie ein geeignetes spektrales Ansprechvermögen besitzt; s<e ist vorzugsweise so ausgewählt, d»ß ihre Spitzenempfindlichkeit im Bereich des interessierenden Spektrums liegt. Zur Inbetriebnahme der Photovervielfaoherröhre 26 ist diese an eine Leistungsquellc 60 angekoppelt. Die Photovervielfacherröhre 26 dient zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das ein Maß für die Intensität des auf ihre Photokathode fallenden Lichtes ist. Die Photovervielfacherröhre 26 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie in einem weiten Lichtintensilätsbereich ein lineares Ansprechvermögen besitzt.

Das durch die Photovervieifa«.herröhre 26 erzeugte Ausganfssignal kann durch ein geeignetes Meßinstrument oder eine Aufzeichnungsanordnung überwacht werden, wodurch eine Anzeige der Dampfdichte im zum ersten Lichtrohr 1.0 benachbarten Bereich der Dampfwolke 15 möglich wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das durch die Photovervielfacherröhre 26 an einem Ausgangswiderstand 64 erzeugte Ausgangssignal aul einen Verstarker 68 gegeben, welcher zur Verstärkung eines elektrischen Signals von mehreren 10 Volt ein konventioneller Verstärkerkreis sein kann. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Kathodenfolgerkreis.

Das durch den Verstärker 68 gelieferte Ausgangssignal ist ebenfalls ein Maß für die Dampfdichte im Ofen 34. Zur Anzeigt dieses Ausgangssignais ist an den Verstärker ein geeignetes Meßinstrument 70, wie beispielsweise ein Oszillograph oder eine Aufzeichnungsanordnung angeschaltet, wodurch eine quantitative Messung der Darnpfdichte im Ofen 34 möglich wird.

In bestimmten Anwendungsf allen ist es vorteilhaft, einen bestimmten Teil des verstärkten Ausgangssignals zur Regelung des Ausgangssignals der Leistungsquelle 50 zurückzukoppeln. Dieses Rückkopplungssignal kann dazu verwendet werden, das Ausgangssignal der Leistungsquelle 50 einzustellen, das seinerseits den in die elektronenemittierende Fadenkathode 44 eingespeisten Strom steuert, wodurch die !ntensität des erzeugten Elektronenstrahls und damit die Dampfdichte im Ofen 34 geregelt wird. Das Rückkopplungssignal kann durch Vergleich des Signals vom Kathodcnfolger 68 mit einem Bezugssignal von einer Bezugsspannungsqueile 72 erzeugt wcrt'..-η. Diese Bezugsspannungsquelle umfaßt ein an einer festen Spannung von einer Fcstspannungsquelle 76 liegende Potentiometer 74. Der Vergleich wird durch Einspeisen der Signale auf entsprechende Eingänge eines Differenzverstärkers 78 gewonnen, welcher ein der Differenz zwischen diesen beiden Signalen proportionales Ausgangssignal liefert. Das Differenzsignal ist somit ein Maß für die Abweichung des Meßsignales vom Bezugssignal, das durch Einstellung des Potentiometers 74 festgelegt werden kann. Das Differenzsignal kann über einen Leiter 80 auf einen Regler 82 gegeben werden, welcher in konventioneller Weise den von der Leistungsquelle 50 in die Fadenkathode 44 der Elektronenkanone 42 gelieferten Strom und damit die Intensität des Elektronenstrahlstromes regelt. Der Regler 82 ändert den Kathodenstrom im Sinne einer Reduzierung des Differenzsignals gegen Null. Wird, wenn das Meßsignal größer als das Referenzsignal ist, ein positives Diffcrenzsignal erzeugt, so wird der Kathodenstrom und damit die Intensität des

¹S Elektronenstrahls sowie die Dampfdichte reduziert. Dies führt zu einer Reduzierung des Meßsignals. Ist die Verstärkung im System ausreichend, so wird die Dampfdichte reduziert, bis das Meßsignal am Ausgang des Kathodenfolgcrs 68 gerade gleich dem ge-

ao wählten Bezugssignal ist, wie es durch das Potentiometer 74 festgelegt wird.

Andererseits kann auch die Ausgangsspannung der Leistungsquelle 50 zur Regelung der Beschleunigungsspannung der Elektronenkanone geregelt wer-

»5 den.

Damit wird deren Ausgangsleistung und die übertragene Wärmeenergie geregelt. Beide Systeme bilden eine hochempfindliche Regelung der Dampfdichte an vorgegebenen Stellen im Ofen 34 und stellen eine gceignete Einrichtung zur Einstellung der Verdampfungsratc auf einen gewünschten Wert dar. Natürlich führt jede Änderung der Intensität des Primärelektronenstrahls nicht nur zu Änderungen der Dampfdichte, sondern auch zu Änderungen des lonisationsgrades, so daß die gemessene Lichtintensität direkt beeinflußt wird. Wird jedoch die Lichtintensität durch Regelung des Primärstrahls auf einem gewünschten Wert konstant gehalten, so wird nichtsdestoweniger auch die Dampfdichte konstant gehalten. Der Zusammenhang zwischen Lichtintensität und Dampfdichte, kann empirisch bestimmt werden, falls es erforderlich ist, die Regelung zu eichen.

Falls gewünscht, können das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur kontinuierlichen Überwachung der relativen Mengen von im Dampf vorhandenen verschiedenen Materialien herangezogen werden. Eine derartige Verfahrensweise zur genauen Überwachung der Zusammensetzung der Dampfwolke 15 eignet sich zur Anzeige, welche Substanzendem zu verdampfenden Material 14hinzuzufügen sind, um eine gewünschte vorgegebene Materialzusammensetzung im Dampf aufrechtzuerhalten. Diese relative Mengcnüberwachung kann durch eine spezielle Ausbildung des Filters 18 herbeigeführt werden, derart, daß es eine sequentielle Filteroperation ausführt. Zu diesem Zweck kann eine Programmierstufe 84 das Filterband automatisch ändern. Die Programmierstufe 84 kann ihrer Natur nach eine Zeitbezugsstufe sein, welche periodisch eine Betriebsspannung für einen Motor 85 erzeugt, der damit periodisch erregt wird. Der Motor 85 ist mittels einer Welle 86 an eine Scheibe 87 angekoppelt, auf der mehrere Filterelemente angebracht sind. Diese Filterelemente lassen jeweils selektiv entsprechende Frequenzen durch. Die Programmierstufc 84 betreibt daher den Motor 85 periodisch, wodurch die Scheibe 87 gedreht wird und die entsprechenden Filterelemente in Betriebsstellung gebracht werden.

409 614/54

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines Materialdampfs, zur Überwachung der Menge des erzeugten Materialdampfs und zum Aufbringen des überwachten Materialdampfs auf einen Träger, bei dem ein Material in einem Hochvakuum durch Beschüß mit in einem Magnetfeld abgelenkten Elektronen bis zur Verdampfung erhitzt und der dabei entstehende Materialdampf auf einen ebenfalls im Hechvakuum angeordneten Träger niedergeschlagenwird, und bei dem die Intensität einer von dem Materialdampf auf Grund des Beschüsses mit Elektronen ausgehenden elektromagnetischen Strahlung zur Überwachung der Menge des .Materialdampfs durch Umsetzung in ein elektrisches Signal ausgewertet wird, d adurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld derart bemessen wird, daß die von den Elektronen ;m Materialdampf ausgelösten Sekundärelektronen eine hinreichende Weglänge im Materialdampf durchlaufen, um den Materialdampf zur Aussendung von sichtbarem Licht zu ionisieren und/oder anzuregen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des von verschiedenen vorgegebenen Stellen ausgehenden Lichts ausgewertet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem elektrischen Signal die Erhitzung des Materials durch die Elektronen gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht wenigstens einer für ein bestimmtes Element charakteristischen Frequenz gesondert von dem Licht anderer Frequenzen ausgewertet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht gebündelt und die charakteristische Frequenz aus ihm herausgefiltert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Licht verschiedene, unterschiedlichen Elementen zugeordnete charakteristische Frequenzen herausgefiltert werden.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einer der vorangehenden Ansprüche mit einem in einem Vakuumofen angeordneten Tiegel zur Aufnahme des zu verdampfenden Materials, mit einer Elektronenquelle, deren Elektronen durch ein zwischen der Elektronenquelle und der Überfläche des zu verdampfenden Materials wirksames Magnetfeld auf die Oberfläche des zu verdampfenden Materials gerichtet sind und mit einem Strahlungsmeßgerät, das auf den Materialdampf über der Oberfläche des zu verdampfenden Materials gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Strarriungsmeßgerät ein Lichtintensitätsmeßgerät (26) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Lichtintensitätsmeßgeräts (26) ein Aufzeichnungsgerät (70) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Lichtintensitätsmeßgeräts (26) ein Gerät (82) zur Steuerung der Erhitzung des Materials angeschlossen 10 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtintensitätsmeßgerät (26) als lichtempfindliches Element eine Fotovervielfacherrohre enthalt.