DE2204467A1 - Device for vapor deposition of a surface metal layer or a metal coating on an elongated base with the aid of at least one electron gun - Google Patents

Device for vapor deposition of a surface metal layer or a metal coating on an elongated base with the aid of at least one electron gun

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DE2204467A1
DE2204467A1 DE19722204467 DE2204467A DE2204467A1 DE 2204467 A1 DE2204467 A1 DE 2204467A1 DE 19722204467 DE19722204467 DE 19722204467 DE 2204467 A DE2204467 A DE 2204467A DE 2204467 A1 DE2204467 A1 DE 2204467A1
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Lionel van Kortrijk Poucke (Belgien). M
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2204487Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2204487

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. Ä.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. Ä.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22MÖHLSTRASSE 22, NUMBER 48 39 21/22

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B—8550 Zuevegem, Belgien
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Vorrichtung zum Aufdampfsn einer Oberflächenmetallschicht oder eines Metallüberzuges auf eine langgestreckte Unterlage mit Hilfe uenigstens einer Elektronenkanone.Device for vapor deposition of a surface metal layer or a metal coating on an elongated base with the help of at least an electron gun.

Die Erfindung betrifft eine Aufdampfvorrichtung mit einem Tiegel mit dam aufzudampfenden Metall, uobei die Vorrichtung mit einer oder mehreren Elektronenkanonen ausgestattet ist; mit einer Einrichtung, um uenigstens eine langgestreckte Unterlage, uie etua einen Reifen, einen Streifen oder einen Draht kontinuierlich durch den Tiegel und die Aufdampfv/orrichtung zu bewegen, und mit einer Einrichtung, uie etua l/akuumpumpen, zur Erzeugung des geu.ünschten Vakuums in der Aufdampfvorrichtung und dem Tiegel.The invention relates to a vapor deposition device with a Crucible with the metal to be evaporated, including the device is equipped with one or more electron guns; with a device to at least one elongated Pad, such as a hoop, strip or wire, continuously through the crucible and the evaporation device to move, and with a device, uie etua l / akuumpumpen, to generate the desired vacuum in the Evaporation device and the crucible.

Derartige Vorrichtungen zum Aufdampfen eines Metalls, die mit Elektranenkanonen zum Aufheizen und zum Verdampfen des Metalls ausgestattet sind, sind bekannt. Dar große VorteilSuch devices for vapor deposition of a metal, which with electric guns for heating and for vaporizing the Metal are equipped are known. That’s great advantage

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bei der l/eruendung von Elektronenkanone!! besteht darin, daß die Wahl der aufzudampfenden Metalle praktisch unbegrenzt ist. Es ist in der Tat möglich, Metalle mit einem hohen Siedepunkt mit einer Elektronenkanone aufzudampfen. Ein weiterer Vorteil der Elektronenkanone besteht darin, daß auf der zu bedampfenden Metalloberfläche örtlich hohe Energiedichten erhalten werden können.when the electron gun was discovered !! is that the choice of metals to be vapor deposited is practically unlimited is. It is in fact possible to use metals with a high boiling point to vaporize with an electron gun. Another advantage of the electron gun is that on the too locally high energy densities can be obtained by evaporating metal surface.

Ein großer Nachteil der soweit bekannten Aufdampfvorrichtungen, die mit Elektronenkanonen ausgestattet sind, besteht in ihrem niedrigen Materialwirkungsgrad. Unter dem Ausdruck "Wirkungsgrad·1 wird hier das l/erhältnis des Gewichtes des auf der Unterlage kondensierten Metalldampfes zu dem Gewicht des auf der Unterlage kondensierten Metalldampfes und dem Gewicht des verlorengegangenen Metalls verstanden. Der wesentlichste Grund für diesen niedrigen Wirkungsgrad liegt in dem Vorhandensein eines unzureichend abgeschlossenen Tiegels. Ein anderer Nachteil, der sich aus dem Vorhandensein eines unzureichend abgeschlossenen Tiegels ergibt, besteht darin, daß es sehr schwierig ist, in dem Tiegel oder in dem Raum über dem zu verdampfenden Metall einen ausreichend hohen Dampfdruck des verdampften Metalls zu erhalten. Da in demA major disadvantage of the evaporation devices known so far, which are equipped with electron guns, is their low material efficiency. The expression "efficiency * 1 is understood here as the ratio of the weight of the metal vapor condensed on the support to the weight of the metal vapor condensed on the support and the weight of the lost metal. The main reason for this low efficiency is the presence of a Insufficiently sealed crucible Another disadvantage resulting from the presence of an insufficiently sealed crucible is that it is very difficult to obtain a sufficiently high vapor pressure of the vaporized metal in the crucible or in the space above the metal to be vaporized. There in that

—4 Raum um den Tiegel herum ein hohes Vakuum von z. B. 10 Torr vorherrscht| fließt das verdampfte Metall in diesen Raum hin ab und schlägt sich auf den Wänden dieses Vakuumraums nieder. Die Größe dieses Leckflusses ist unter anderem proportional zu der Fläche der Öffnung in dem Tiegel und der vorhandenen Druckdifferenz. Wenn nunmehr eine langgestreckte Unterlage, z. B. ein Draht, mit einer Oberflächenschicht aus einem gegebenen Metall mit einer gegebenen Dicke überzogen werden soll, so sollte diese Unterlage mit einer gegebenen Geschwindigkeit, die von der Größe des Dampfdruckes in dem Tiegel abhängt, durch diesen Tiegel bewegt werden. Es ist klar, daß die Geschwindigkeit, mit der die Unterlage durch den Tiegel geführt wird, um so niedriger sein muß, je niedriger dar Dampfdruck in dem Tiegel ist. Folglich können- 4 space around the crucible a high vacuum of z. B. 10 torr prevails | the vaporized metal flows into this space and is reflected on the walls of this vacuum space. The size of this leakage flow is proportional, among other things to the area of the opening in the crucible and the pressure differential present. If now an elongated base, z. A wire, can be coated with a surface layer of a given metal of a given thickness should, this pad should travel at a given speed that depends on the size of the vapor pressure in the Crucible depends to be moved through this crucible. It is clear that the speed at which the pad passes through The crucible is guided, the lower the lower the vapor pressure in the crucible, the lower it must be. Consequently can

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mit den bisher bekannten Vorrichtungen nur niedrige Einführgeschuindigkeiten erhalten werden.with the previously known devices only low insertion speeds can be obtained.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen.The invention is based on the object of eliminating the disadvantages mentioned above.

Aus diesem Grunde uird eine Aufdampfvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Elektronenkanone mit stark fokussierenden Elementen, uie etwa Magnetlinsen oder -spulen und/oder Einrichtungen, uie etua einem hohen Beschleunigungspotential, versehen ist, um einen stark fokussierten Elektronenstrahl zu erhalten, daß der Tiegel nahezu vollständig verschlossen ist und lediglich für jede Elektronenkanone eine kleine Öffnung aufweist, wobei der Abstand zwischen dieser Öffnung in dem Tiegel und den Fokussierungselementen so bestimmt ist, daß diese Öffnung in oder in der Nähe des Fokus oder Fokussierungspunktes des gebildeten Elektronenstrahls liegt, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den ausgebildeten Elektronenstrahl in dem Tiegel mit einer geeigneten Geschwindigkeit über die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls zu bewegen.For this reason, a vapor deposition device is described in the opening paragraph described type provided, which is characterized in that each electron gun with strongly focusing elements, uie, for example, magnetic lenses or coils and / or devices, uie etua a high acceleration potential, in order to obtain a highly focused electron beam that the crucible is almost completely closed and only has a small opening for each electron gun, the distance between this opening in the crucible and the focusing elements is determined so that this opening in or near the focus or focus point of the formed electron beam lies, and that means are provided to the electron beam formed in the To move the crucible at a suitable speed over the surface of the metal to be vaporized.

Der große Vorteil der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung besteht darin, daß praktisch kein verdampftes Metall weiterhin aus dem Tiegel über die Öffnungen entweichen kann, durch die der Elektronenstrahl auf das zu bedampfende Metall in dem Tiegel fällt. Auf diese Ueise wird eine beträchtliche Erhöhung des Wirkungsgrades erhalten, und es wird möglich, in dem Tiegel einen hohen Dampfdruck aufzubauen, was zu hohen Aufdampfungsgeschwindigkeiten führt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß homogene Oberflächenschichten oder Überzüge erhalten werden.The great advantage of the device designed according to the invention is that there is practically no vaporized metal can still escape from the crucible through the openings, through which the electron beam falls on the metal to be vaporized in the crucible. In this way a considerable one becomes Increase in efficiency is obtained, and it becomes possible to build up a high vapor pressure in the crucible, which leads to leads to high vapor deposition rates. Another advantage consists in obtaining homogeneous surface layers or coatings.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In ύβτ Zeichnung zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to preferred exemplary embodiments shown in the drawing. In ύβτ drawing show:

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Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsfarm einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Bedampfungsvorrichtung, 1 shows a perspective view of an embodiment farm a steaming device designed according to the invention,

Fig.· 2 einen Teil dieser Vorrichtung in einer Vorderansicht,Fig. 2 shows a part of this device in a front view,

Fig, 3 eine Seitenansicht des in die Bedampfungsvorrichtung eingesetzten Tiegels, und3 shows a side view of the crucible inserted in the vapor deposition device, and FIG

Fig. 4 und 5 Seitenansichten abgewandelter Ausführungsformen des in Fig. 3 gezeigten Tiegels mit schematisch dargestellten Elektranenkanonen.Figures 4 and 5 are side views of modified embodiments of the crucible shown in Fig. 3 with schematically illustrated electric guns.

Die Aufdampfvorrichtung besteht aus einer Kammer 1, in der ein nahezu völlig abgeschlossener Tiegel 2 mit dem aufzudampfenden Metall 3 angeordnet ist. Der Tiegel 2 besitzt eine innere Auskleidung, die aus einem feuer- bzw. hitzebeständigen Material besteht, wie etwa Graphit, feuerbeständige Backsteine, ein hitzebeständiges Metall, uie etua Uolfram, Tantal usw., das nicht durch das geschmolzene Metall angegriffen uird, Um diese innere Auskleidung herum uird gegebenenfalls ein Isoliermantel angeordnet, der aus einem geeigneten Material hergestellt ist. Der Tiegel erhält vorzugsweise eine solche Form, daß das aufzudampfende Metall in dem Tiegel um die Unterlage herum vorhanden ist. Dies ist wichtig, um etwa bei Drähten, Blättern usu. eine homogene Schicht zu erhalten. Es können gleichfalls Einrichtungen vorgesehen werden, um das zu verdampfende Metall kontinuierlich in den Tiegel 2 einzuführen. The vapor deposition device consists of a chamber 1 in which an almost completely closed crucible 2 with the metal 3 to be vapor deposited is arranged. The crucible 2 has a inner lining made of a fire-resistant or heat-resistant material, such as graphite, fire-resistant bricks, a heat-resistant metal, uie etua Uolfram, tantalum etc. that will not be attacked by the molten metal, An insulating jacket made of a suitable material may be arranged around this inner lining is made. The crucible is preferably given a shape such that the metal to be vapor deposited in the crucible around the Pad is present around. This is important in order to obtain a homogeneous layer on wires, leaves, etc. Means can also be provided in order to continuously introduce the metal to be evaporated into the crucible 2.

In der Oberseite der Kammerd sind z. B, zwei Elektronenkanonen 4 und 5 vorgesehen. Diese Elektronenkanonen haben z. B. ein Leistungsvermögen von 3D kU und eine Spannung von 60 kV. De höher diese Spannung oder das Beschleunigungspotential bei einer gegebenen Type von Elektronenkanone und gegebener Leistungsfähigkeit ist, um so schmaler ist der emittierteIn the top of the chamber are z. B, two electron guns 4 and 5 provided. These electron guns have e.g. B. a capacity of 3D kU and a voltage of 60 kV. De higher this voltage or acceleration potential for a given type of electron gun and given Efficiency, the narrower is the emitted

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Elektronenstrahl. Dia Elektronenkanonen sind mit der Kammer 1 derart verbunden, daß sie einen Teil der Kammer bilden. Die Kammer 1 kann mit Hilfe einer Trennwand 6 in zwei Räume unterteilt werden, in denen jeueils eine Elektronenkanone und ein ^Tiegel vorhanden sind. Die Vakuumpumpen 7, die mit diesen Räumen verbunden sind, dienen dazu, in diesen Räumen der Kammer 1 das
zu erzeugen.
Electron beam. The electron guns are connected to the chamber 1 so as to form part of the chamber. The chamber 1 can be divided into two rooms with the aid of a partition 6, each of which contains an electron gun and a crucible. The vacuum pumps 7, which are connected to these rooms, are used in these rooms of the chamber 1 the
to create.

Kammer 1 das gewünschte l/akuum, z. B. in Höhe von 10"" Torr,Chamber 1 the desired l / acuum, z. B. in the amount of 10 "" Torr,

Die Uände des Tiegels erhitzen sich durch Zurückstreuung der emittierten Elektronen ebenso wie durch die erzeugten heißen Metalldampfe, wodurch das hierauf auftreffende verdampfte Metall zu einer Flüssigkeit kondensiert, die zurück in den Tiegel fließt oder sonstwo wieder verdampft. Uenn eine Uiederverdampfung erreicht werden soll, so ist es gleichfalls möglich, den Tiegel mit Hilfe von bekannten Einrichtungen von außen auf die erforderliche Temperatur zu bringen.The edges of the crucible heat up due to the back-scattering of the emitted electrons as well as through the generated hot metal vapors, whereby the incident on them evaporated Metal condenses into a liquid that flows back into the crucible or evaporates again elsewhere. Uenn a re-evaporation is to be achieved, it is also possible to use the crucible with the help of known devices from to bring the outside to the required temperature.

Mit Hilfe von nicht dargestellten Einrichtungen, wie etwa Aufwickelspulen, die mit einer geeigneten Geschwindigkeit angetrieben werden,und losen Abwickelspulen, können die langgestreckten Unterlagen 8, die bedampft werden sollen, wie etwa Drähte, Steifen, usw. durch die Kammer 1 und den Tiegel 2 bewegt werden. Zu diesem Zweck sind in dem Tiegel und der Kammer geeignete Einlaßöffnungen 9, 10 und 9', 10' vorgesehen. Die Abmessungen dieser Öffnungen sind sehr klein und sie sind an die Abmessungen der zu beschichtenden Unterlagen angepaßt. Durch (nicht dargestellte) Führungselemente wird sichergestellt, daß die Unterlagen während des Durchlaufs durch den Tiegel und die Kammer praktisch keine seitlichen Bewegungen ausführen können.With the help of devices not shown, such as take-up reels, at a suitable speed driven, and loose supply reels, the elongated Supports 8 to be vapor deposited, such as wires, stiffeners, etc. through the chamber 1 and the crucible 2 are moved. For this purpose, suitable inlet openings 9, 10 and 9 ', 10' are provided in the crucible and the chamber. The dimensions of these openings are very small and they are based on the dimensions of the substrates to be coated customized. By (not shown) guide elements ensure that the documents during the passage can practically not perform any lateral movements through the crucible and the chamber.

Stark fokussierende Elemente, wie etwa Nagnetlinsen 11 (siehe Fig. 2), dienen dazu, den aus den Elektronenkanonen emittierten Elektronenstrahl zu fokussieren. Der Speisestrom in diesen Magnetlinsen oder -spulen kann geändert werden, umHighly focusing elements such as magnetic lenses 11 (see Fig. 2), serve to focus the electron beam emitted from the electron guns. The feed stream in these magnetic lenses or coils can be changed to

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die Fokussierung des Strahls zu ändern» Es ist gleichfalls möglich, in dem Kopf der Elektronenkanonen eine zusätzliche Fokussierungslinse 11' vorzusehen.to change the focus of the beam »It is also possible to place an additional in the head of the electron gun Providing focusing lens 11 '.

Pro Elektronenkanone ist in dBm Tiegel 2 lediglich eine kleine Öffnung 12 (siehe Fig. 2) vorgesehen. Der Abstand zwischen dieser Öffnung 12 in dem Tiegel 2 und den Fokussiarungselementen 11, 11! und dar Speisestrom in diesen Elementen 11, 11' sind so gewählt, daß diese Öffnung 12 in oder in der Nähe des Brennpunktes oder des Fokussierungspunktes des gebildeten Elektronenstrahls liegt. Der Ausdruck Brennpunkt oder Fokussierungspunkt bezeichnet hier den Punkt, an dem der gebildete Elektronenstrahl am stärksten gebündelt ist. Natürlich trifft dies nicht auf einen geometrischen Punkt zu. Es ist in der Tat möglich und sogar erwünscht, daß der Elektronenstrahl mit Hilfe von geeigneten Magnetlinsen 11 über eine bestimmte Länge zwischen der Elektronenkanone und der Oberfläche des zu bedampfenden Metalls gebündelt wird. Die Öffnung 12 kann so auf ein Minimum beschränkt werden, z.. B. auf eine runde Öffnung mit einem Durchmesser von etwa 5 mm. Die Elektronenkanonen können auch an anderen Punkten als an der Oberfläche der Kammer 1 angebracht werden (siehe Fig. 4 und 5) und der emittierte und gebildete Elektronenstrahl kann elektrostatisch oder magnetisch in geeigneter Weise auf die Öffnung 12 des Tiegels 2 hir>4bgelenkt werden.Only one small opening 12 (see FIG. 2) is provided per electron gun in dBm crucible 2. The distance between this opening 12 in the crucible 2 and the focusing elements 11, 11 ! and the supply current in these elements 11, 11 'are chosen so that this opening 12 is in or near the focal point or the focusing point of the electron beam formed. The term focal point or focussing point here denotes the point at which the electron beam formed is most strongly focused. Of course, this does not apply to a geometric point. It is in fact possible and even desirable for the electron beam to be focused with the aid of suitable magnetic lenses 11 over a certain length between the electron gun and the surface of the metal to be vapor deposited. The opening 12 can thus be restricted to a minimum, for example to a round opening with a diameter of approximately 5 mm. The electron guns can also be attached to points other than the surface of the chamber 1 (see FIGS. 4 and 5) and the emitted and formed electron beam can be directed electrostatically or magnetically in a suitable manner onto the opening 12 of the crucible 2.

Dieser stark fokussierte Elektronenstrahl mit hoher Leistung trifft auf das zu bedampfende Metall 3 nur in einem sehr kleinen Gberflächenbereich auf. Es ist deshalb notwendig, daß an der Vorrichtung Einrichtungen vorgesehen werden, um diesen gebildsten Elektronenstrahl in dem Tiegel 2 mit ausreichend hoher Geschwindigkeit über die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls zu bewegen.This highly focused electron beam with high power strikes the metal 3 to be vaporized only in a very small way small surface area. It is therefore necessary that means are provided on the device to this formed electron beam in the crucible 2 with sufficient to move high speed over the surface of the metal to be vapor-deposited.

Um diesen Elektronenstrahl in dem Tiegel 2 über die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls 3 mit geeigneter GeschwindigkeitTo this electron beam in the crucible 2 over the surface of the metal 3 to be vapor deposited at a suitable speed

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zu bewegen, ist die gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung mit einer Ragnetkette 13 versehen. Diese Kette 13 besteht aus einem nicht geschlossenen Kern 14 aus ferromagnetischsm Material. Ein Leiter 15 ist um einen Teil dieses Kernes 14 gewickelt und mit einer Uechselstromquelle verbunden, und diese Quelle erzeugt einen Strom, der in Bezug auf die Amplitude und die Frequenz gesteuert werden kann. Der Tiegel 2 ist zwischen den Enden oder den Polschuhen 16 dieser Magnetkette 13 (siehe Fig. 2) angeordnet. Das Material der Uände der Kammer 1 und des Tiegels 2 dürfen nicht aus einem ferromagnetischen Material bestehen, und sie dürfen während der Verwendung dieser Vorrichtung auch keine ferromagnetischen Eigenschaften aufweisen. Dies ist wesentlich, damit die Kraftlinien, die durch die Magnetkette 13 verlaufen, sich selbst in dem Raum über dem zu bedampfenden Metall schließen können.to move is the device designed according to the invention provided with a magnetic chain 13. This chain 13 consists of a non-closed core 14 made of ferromagnetic Material. A conductor 15 is wound around part of this core 14 and connected to a source of alternating current, and this source produces a current which can be controlled in terms of amplitude and frequency. The crucible 2 is between the ends or the pole pieces 16 of this magnetic chain 13 (see Fig. 2) arranged. The material of the walls of the chamber 1 and the crucible 2 must not consist of a ferromagnetic Material, and they must not be ferromagnetic while using this device Have properties. This is essential so that the lines of force that run through the magnetic chain 13 can self-align close to the space above the metal to be vaporized.

Wenn nunmehr ein Wechselstrom durch die Spule 15 geleitet wird, so wird zwischen den Enden oder den Polschuhen 16 des Kerns 14 oder in dem Raum über dem zu bedampfender/ietall 3 in dem Tiegel 2 ein Magnetwechselfeld B erzeugt. Die Größe des Magnetfeldes B hängt unter anderem von der Größe des Stromes in der Spule oder dem Leiter 15 ab. Der in den Tiegel eintretende Elektronenstrahl wird nunmehr diesem Magnetwechselfeld ausgesetzt. Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen verläuft die Richtung des Magnetfeldes B zwischen den Polen 16 senkrecht zu der Bewegungsrichtung ν des gebildeten Elektronenstrahls. Uenn ein geladenes Teilchen Q einer gegebenen Geschwindigkeit ν in dieses Magnet— Wechselfeld B eintritt, dessen Feldrichtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung ν verläuft, dann wirkt auf das Teilchen Q eine Kraft F = B · Q . v, wobei die Richtung der Kraft F senkrecht auf der Fläche steht, in der der Vektor B und die Bewegungsrichtung ν liegen. Da die Kraft F immer senkrecht zu der Bewegungsrichtung ν gerichtet ist, beschreiben die geladenen Teilchen des gebildeten Elektronenstrahls über die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls 3 eine gebogene Bahn.If now an alternating current is passed through the coil 15 is, then between the ends or the pole pieces 16 of the core 14 or in the space above the metal 3 to be vaporized an alternating magnetic field B is generated in the crucible 2. The size of the magnetic field B depends, among other things, on the magnitude of the current in the coil or the conductor 15. The one in the crucible Entering electron beam is now exposed to this alternating magnetic field. With those shown in the figures In embodiments, the direction of the magnetic field B between the poles 16 runs perpendicular to the direction of movement ν of the formed electron beam. If a charged particle Q of a given velocity ν enters this magnet - An alternating field B occurs, the field direction of which is perpendicular to the direction of movement ν, then acts on the particle Q a force F = B · Q. v, where the direction of the force F is perpendicular to the surface in which the vector B and the Direction of movement ν lie. Since the force F is always directed perpendicular to the direction of movement ν, the charged Particles of the electron beam formed over the surface of the metal 3 to be vapor deposited a curved path.

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Da nunmehr ein UQchsBlfeld B verwandt wird, wird diese Bahn abwechselnd in beiden Richtungen hin und her geführt· Die Frequenz, mit der diese Bahn hin und her geführt uird, uird durch die Frequenz des Stromes in dem Leiter/|5 bestimmt, die vorzugsweise bei 50 Hz liegt.Since a UQchsBlfeld B is now used, this path becomes alternately guided back and forth in both directions · The frequency with which this path is guided back and forth determined by the frequency of the current in the conductor / | 5, which is preferably 50 Hz.

Die große Stärke bzw. Leistung des stark fokussierten Elektronenstrahls wird auf diese Ueise gleichmäßig über die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls verteilt. Durch Einstellung der Grüße des Stromes in dem Leiter 15 kann natürlich das Feld B und folglich die Kraft F geändert werden. Die Fig. 3 zeigt klar, daß der Strahl über die gesamte Oberfläche des zu bedampfenden Metalls hin und her bewegt wird.The great strength or power of the highly focused electron beam becomes in this way evenly over the surface of the metal to be vaporized. By adjusting the magnitude of the current in conductor 15, of course, that can Field B and consequently the force F can be changed. Fig. 3 clearly shows that the beam over the entire surface of the metal to be vaporized is moved back and forth.

Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei abgeänderte Ausführungsformen. Hier ist es wesentlich, daß der Strahl, der in den Tiegel eintritt, zuerst um 90 bzw, 180 abgelenkt wird, um die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls 3 zu erreichen. Dies kann z. B. mit Hilfe von permanenten Magneten erreicht werden. Es kann auch die Kette 13 mit Einrichtungen vorgesehen werden, wie etwa einem Leiter, der um den Kern 14 gewickelt und mit einer einstellbaren Gleichstromquelle verbunden ist, so daß in dem Tiegel über dem zu bedampfenden Metall ein besonderes Magnetfeld erregt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch den Leiter 15 einen Uechselstrom zu schicken, der einem Gleichstrom überlagert ist. Es können viele bekannte elektronische Anordnungen zu diesem Zweck verwandt werden. Um zu überprüfen, ob der einfallende und sich hin und her bewagende Elektronenstrahl auf das zu bedampfende Metall in' dem Tiegel 2 auftrifft, werden in der Kammer 1 und im Tiegel 2 vorzugsweise Öffnungen vorgesehen, die verschlossen werden können.Figures 4 and 5 show two modified embodiments. Here it is essential that the beam entering the crucible is first deflected by 90 or 180, respectively, around the surface of the metal 3 to be vaporized. This can e.g. B. can be achieved with the help of permanent magnets. It The chain 13 can also be provided with means, such as a conductor wound around the core 14 and with an adjustable direct current source is connected, so that in the crucible above the metal to be vaporized a special Magnetic field is excited. Another possibility is to send an alternating current through conductor 15, which is superimposed on a direct current. Many known electronic arrangements can be used for this purpose. Around to check whether the incident electron beam, which moves back and forth, hits the metal to be vaporized in ' the crucible 2 strikes, openings are preferably provided in the chamber 1 and in the crucible 2, which are closed can.

Eine andsre Einrichtung, um die durch den Elektronenstrahl erhaltene Leistung gleichmäßig über die Oberfläche des zu bedampfenden Metalls zu verteilen besteht darin, den Elektronen-Another device to that obtained by the electron beam Distributing power evenly over the surface of the metal to be vaporized consists in reducing the electron

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strahl in dem Tiegel zu defokussieren oder zu zerstreuen, indem man z. B. in dem Tiegel ein Streufeld erzeugt, obgleich dies wesentlich schwieriger durchzuführen ist.to defocus or diffuse the beam in the crucible by e.g. B. generates a stray field in the crucible, although this is much more difficult to do.

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Claims (3)

PatentansprücheClaims 1. Aufdämpfvorrichtung mit einem Tiegel für das aufzudampfende Metall, mit einer oder mehreren Elektronenkanonen, mit Einrichtungen, um wenigstens eine langgestreckte Unterlage, uie etua ain Band, einen Streifen oder einen Draht kontinuierlich durch den Tiegel und die Aufdampfvorrichtung zu bewegen und mit Einrichtungen, uie etua Vakuumpumpen, um in der Aufdampfvorrichtung und dem Tiegel das gewünschte Vakuum zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß jede Elektronenkanone (4, 5) mit stark fokussieranden Elementen (iii wie etwa Magnetlinsen oder -spulen und/oder Einrichtungen, uie etua einem hohen BeschleunigungspatentiaJ, versehen ist, um einen stark fokussierten Elektronenstrahl zu erhalten, daß der Tiegel (2) nahezu vollständig geschlossen ist und lediglich eine kleine Öffnung (12) für jede Elektronenkanone aufweist, wobei der Abstand zwischen dieser Öffnung in dem Tiegel und den Fokussierungselementen (11) so bestimmt ist, daß diese Öffnung in oder in der Nähe des Brennpunktes oder des Fokussierungspunktes des gebildeten Elektronenstrahls liagt, und daß Einrichtungen, (13, 14, 15), vorgesehen sind, um den gebildeten Elektronenstrahl in dem Tiegel mit einer geeigneten Geschwindigkeit übar dia Oberfläche des zu bedampfenden Metalls (3) zu bewegen.1. Steaming device with a crucible for the steam to be evaporated Metal, with one or more electron guns, with devices to hold at least one elongated base, uie etua ain tape, strip or wire continuously to move through the crucible and the evaporation device and with facilities, uie etua vacuum pumps to to generate the desired vacuum in the vapor deposition device and the crucible, characterized in that that each electron gun (4, 5) with strongly focussing elements (iii such as magnetic lenses or coils and / or Facilities, uie etua a high acceleration patent, is provided in order to obtain a highly focused electron beam that the crucible (2) is almost completely closed and has only one small opening (12) for each electron gun, the distance between this opening in the crucible and the focusing elements (11) is determined so that this opening in or in the The proximity of the focal point or the focussing point of the electron beam formed, and that devices (13, 14, 15), are provided to move the formed electron beam into the crucible at a suitable speed übar to move the surface of the metal to be vaporized (3). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel (2) zwischen den Enden der Polschuhe (16) einer Magnetkntta (14) angeordnet ist, die mit bekannten Einrichtungen zur Erzsugung eines in der Amplitude und der Frequenz einstellbaren Hagnetwechselfeldes in dem Tiegel übar dem zu bedampfenden Metall versehen ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the crucible (2) between the ends the pole shoes (16) of a Magnetkntta (14) is arranged, which with known devices for ore suction an in the amplitude and frequency of the adjustable magnetic alternating field is provided in the crucible übar the metal to be vaporized. 209838/ 1032209838/1032 2204A672204A67 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Einrichtungen zur Erzeugung eines in der Amplitude einstellbaren Magnetfeldes in dem Tiegel über dem zu bedampfenden Retall vorgesehen sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that known devices for Generation of a magnetic field with adjustable amplitude provided in the crucible above the retall to be steamed are. 209838/1032209838/1032 LeerseiteBlank page
DE19722204467 1971-02-09 1972-01-31 Device for vapor deposition of a surface metal layer or a metal coating on an elongated base with the aid of at least one electron gun Pending DE2204467A1 (en)

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