DE2429854A1 - Bedampfungsquellenanordnung - Google Patents
BedampfungsquellenanordnungInfo
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Description
F A T E M TA ISE W Ä L T E
2423854
MAMITZ. FEMSTEr1WALD! &. GRÄMKOW
A 3017
S. Jumi
85 Chestnut Ridge Road·» Montvale,, K.J.
0 S Ä
Bedampf ungsquellenanordnuiig
Die Erfindung bezieht sich auf das Verdampfen, von Substanzen
im Hochvakuum,; insbesondere auf eine Dampf- bzw«
Bedampfungsquellenanordnurag zur Verwendung in einer
Väicuunb-Bedampfungsanlage »
In Vakuum-Eedampfungsanlagen werden häufig Elektronenstrahlen
zum Erhitzen des zu verdampfenden Materials benutzt.
Üblicherweise befindet sich das Material in einem Tiegel
oder einem ähnlichen Behälter und wird mit mindestens einem Elektronenstrahl beschossen, um die Substanz in dem
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8MONCHEN1JIaVROBERT-KOCH-STRASSEl.- T STUTTGART 60 CBAD CANNSTATTl MÜNCHEN. KONTO-NUMMER 737Q
Tiegel auf eine zim ferdampfen ausreichend hohe Temperatur«
zu erhitzen. Das ¥erdasipfen kann je nach der Substanz durch Abdampfen oder durch Sublimieren, erf α Igen.«
Der Daapf bewegt sich dann von dem. Tiegel zu einem, an
einen passenden Platz gebrachten Substrat, auf dem der
Dampf kondensiert wird und die verlangte Beschichtung hervorbringt»
Eedampfungsqiiellenanordntingen werden in Vakuum-Abdampf—
und BedampfungsanXagen häufig als auswechselbare Bauteilgruppe
ausgeführt. Üblicherweise umfaßt eine; Bedampf ungsquelleuanordnung
einen Tiegel für die Aufnahme des zu verdampfenden Materials» einen Elektronenstrahlerzeuger
zum Erhitzen des in dem Tiegel befindlichen Materials und
eine geeignete Halterung« Die Eedampfungsquellenanordnung
kann mit einer Einrichtung zie Herstellen von mindestens einem magnetischen Felde ausgestattet sein, das den
Elektronenstrahl Icings einer gewünschten Bahn auf die Oberfläche des Materials in dem Tiegel richtig und den
Strahl soweit erforderlich bündelt und dadurch die Abmessungen
des auf der Oberseite des zu verdampfenden Materials entstehenden Auftreffeides steuert.
Elektronenstrahlerzeuger zur Verwendung in Bedampfungsquellenanordnungen
weisen im allgemeinen einen Elektronen aussendenden Draht oder ein sonstiges Gerät zum Aussenden
von Elektronen auf sowie eine Einrichtung zum Bündeln der Elektronen zu einem Strahl, Der Elektronenstrahl wird
auf einer Anfangsbahn mittels einer geeigneten Beschleunigungsanode beschleunigt.
Eine besonders vorteilhafte Bedampfungsquellenanordnung
verwendet einen Elektronenstrahlerzeuger, der sich unterhalb
des Tiegelniveaus in einer solchen Lage befindet, daß die
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Anfangsbahn des Elektronenstrahls von dem Material in dem Tiegel weg (d.h. nicht unmittelbar in das Zielgebiet)
gerichtet ist. Ein Magnetfeld oder Magnetfelder, deren
Kraftlinien quer zur Flugrichtung der Elektronen des Elektronenstrahls gerichtet sind, wird verwendet, um
den Elektronenstrahl auf einer gekrümmten Bahn auf das Ziel zu leiten. Dank der Ablenkung durch derartige sogenannte
Querfelder kann der Elektronen aussendende Draht aus der Sichtlinie des Ziels gerückt werden. Dadurch
ist der Draht nicht mehr unmittelbar den Stoffen ausgesetzt, die aus dem Bereich der zu verdampfen4en Substanzen
herrühren, und die abgegebenen kondensierbaren Substanzen gelangen nicht unmittelbar auf die Drahtflächen. Man erreicht
auf diese Weise eine deutliche Verringerung der Erosion des Elektronen aussendenden Drahtes und damit
eine höhere Lebensdauer des Drahtes, Ausserdem wird durch Verwenden von Querfeldern die Neigung zum Einfangen von
negativen Ionen und Sekundärelektronen durch den Elektronenstrahl erheblich herabgesetzt. Damit wird auch die
Entstehung von Raumladungen, die Bündelung und Ablenkung
beeinträchtigen können, erheblich eingeschränkt.
Eine mit Erfolg eingesetzte ElektronenStrahlanordnung dieser
Art ist in der USA-Patentschrift 3 177 5 35 beschrieben.
Wie in dem genannten Patent angegeben, arbeiten Bedampfungsquellenanlagen
häufig mit einem aufrecht stehenden Tiegel. Unter bestimmten Umständen stellen dae Abplatzen
von kondensiertem Material von den gekühlten Flächen des Vakuumgehäuses und das Spritzen von geschmolzenem Material
aus dem stehenden Tiegel eine mögliche Beeinträchtigung des einwandfreien Arbeit·»· einer Elektronenstrahlquelle,
wie sie in dem genannten Patent beschrieben ist, dar. Wenn
dies« Erscheinungen zu eine« Problem werden, lasten sich
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-H-
die Schwierigkeiten dadurch herabsetzen, daß der Elektronen aussendende Draht unterhalb des Tiegels angeordnet
wird und daß der Elektronenstrahl auf einer um etwa 2 70 gekrümmten Bahn geführt wird. Bei dieser Bauweise
ist der Elektronen aussendende Draht gegen abplatzendes und spritzendes Material geschützt.
Wenn man mit einer Bedampfungsquellenanordnung der eben
beschriebenen Art arbeitet, kann es sich als zweckmässig erweisen, ein Querfeld zu verwenden, das durch auf den beiden
Seiten des Tiegels angeordnete Polteile herzustellen ist# Da der Tiegel zwischen den zu seinen beiden Seiten
angeordneten Polteilen oder Polstücken steht, verläuft das magnetische Querfeld zum Steuern des Strahls auf
seiner gekrümmten Bahn durch den Tiegel hindurch. Infolgedessen setzt sich die Wirkung des Magnetfeldes auf die Bahnkrümmung
auch noch im Tiegel selbst fort und wird den Strahl auf einer gekrümmten Bahn laufen lassen.
Wenn der Elektronenstrahl sich aus den oben angegebenen Gründen innerhalb des Tiegels auf einer gekrümmten Bahn
bewegt, hängt der Bereich, innerhalb dessen der Strahl auf die Oberseite des zu verdampfenden Materials fällt, von
der Höhe dieser Fläche innerhalb des Tiegels ab. Wenn sich in dem Tiegel eine schmelzflüssige Masse befindet,
machen Änderungen des Niveaus dieser flüssigen Masse eine ständige Überwachung und Änderungen des Magnetfeldes erforderlich,
damit die AuftreffVerhältnisse auf der Oberseite
des zu verdampfenden Materials unverändert bleibt. In manchen Fällen kann eich dae Materialniveau in dem
Tiegel soweit senken, daß der Strahl sich zu weit zu krümmen und eine ungleichmässige Erhitzung des Tiegels
herbeizuführen vermag. Bei geschmolzenen Substanzen ergibt
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sich dadurch eine Rührwirkung, die in manchen Fällen starke Erosion des Tiegels zur Folge hat. In extremen
Fällen kann der Strahl sich um volle 360° drehen.und aus dem Dampfbereich heraustreten und dabei Beschädigungen
der benachbarten Bauteile hervorrufen. Dadurch ergeben sich nicht nur gefahrbringende Verhältnisse, sondern
die Menge des nutzbringend zu verdampfenden Materials wird dadurch auch beschränkt.
Arbeitet man mit sublimierenden Substanzen, so neigt der Strahl, wenn er nach dem Berühren der Substanzoberfläche
gekrümmt bleibt, dazu, unter einem spitzen Winkel in das Material einzudringen und schlechte Aufdampfergebnisse
herbeizuführen. Im Idealfall trifft der Strahl unter einem rechten Winkel auf die Materialoberfläche auf und setzt
seinen Weg geradlinig bis zum Tiegelboden fort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bedampfungsquellenanordnung zu entwickeln.
Bei der erfindungsgemäßen Bedampfungsquellenanordnung sollen Niveauänderungen der Substanzoberfläche nicht zu
Änderungen beim Auftreffwinkel des Elektronenstrahls führen.
Weiter soll mit der Erfindung eine Bedampfungsquellenanordnung geschaffen werden, bei der der Elektronenstrahl
senkrecht auf die Oberfläche der Substanz auftrifft und
seinen Weg, unabhängig von der Höhe des Substanzniveaus in dem Tiegel, bis zum Boden das Tiegels fortsetzt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben, sich für den
Fachmann aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, deren einzige Figur eine Seitenansicht,
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teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Bedampfungsquellenanordnung
darstellt.
Insbesondere weist die Anordnung eine Einrichtung 11 auf, die einen Tiegel 12 bildet, der zu verdampfendes Material
13 enthält. Eine EIektronenstrahlquelle 14 erzeugt einen
Elektronenstrahl 15, und der Strahl wird auf einer gekrümmten Bahn durch ein magnetisches Querfeld geführt, dessen
Kraftlinien quer zu der Bahn des Elektronenstrahls verlaufen. Das Querfeld wird zwischen zwei Polstücken 16 und
17 gebildet, die an jeweils einer Seite des Tiegels angeordnet sind. Magnetische Abschirmungen 19 befinden sich
zwischen den Polstücken und dem Tiegel und sorgen dafür,
daß keine Kraftlinien den Tiegel durchsetzen können.
Im einzelnen weist die den Tiegel bildende Einrichtung einen Kupferblock auf. An einem Ende der Unterseite des
Blocks ist eine Ausnehmung 21 vorgesehen, die über die gesamte Breite des Blocks reicht. Koaxial zu dem Tiegel
12 ist an der Unterseite des Blocks eine kreisförmige Ausnehmung 23 vorgesehen. An dem der Ausnehmung 21 gegenüberliegenden
Ende des Blocks ist eine Ausnehmung 25 angebracht. Der Tiegel 12 besitzt kegelstumpfartige Wände.
Ein zweiter kegelstumpfförmiger Abschnitt 27 erstreckt sich von dem oberen Rand 29 des Tiegels 12 bis zur Oberseite
des Blocke 11 und bildet einen oberen Kegel oder Trichter
für den Tiegel» Dadurch werden die Polstücke 16 und 17 gegen Daepfkondensation geschützt und wird ein Trichter zum
Schmelzen von losem festem Material gebildet« Zum Kühlen
des Blocks »Ind in ihn Kühlmittelgänge 31 gebohrt, und
daran angepaßte Kühlmittelleitungen 33 stehen mit den Gängen 31 in Verbindung und leiten Wasser oder ein anderes
Kühlmittel in die Gänge hinein und aus ihnen weg.
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Die Leitungen 33 sind mit passenden Rohranschlüssen 35 versehen.
Eine insgesamt U-förmige, waagrecht liegende Ausnehmung
37. befindet sich in dem Block 11 gerade unterhalb seiner Oberseite, wodurch zwei etwa waagerecht verlaufende
Stege 39 und 41 entstehen, die von dem Block 11 ausgehen und oberhalb der Ausnehmung 25 liegen. Eine Öffnung 4 3
befindet sich in dem Block 11 und reicht von dessen Oberseite bis zur Unterseite des unteren Rahmens 41 in die
Ausnehmung 25. Die öffnung schneidet teilweise auch die kegeIstumpfförmzge Fläche 27 an, die sich aus der halben
Höhe des Blocks bis zum oberen Rand 29 des Tiegels 12 erstreckt. Die Öffnung 4 3 und die Ausnehmung 37 lassen
somit eine vertikale Wand 45 stehen, die die Öffnung 43 von der Ausnehmung 37 trennt und zwischen den Stegen 39
und 41 verläuft»
Die Halterung für die Bedampfungsquellenanordnung weist
eine insgesamt rechteckige Grundplatte 47 aus nichtmagnetischem Material mit einem darauf befindlichen und
durch Schweissen oder auf andere Weise daran befestigtem Stützblock 51 auf. Ein quaderförmiger Permanentmagnet
53 ist zwischen der Grundplatte 47 und dem Block 11 durch nicht gezeichnete Schrauben befestigt, die durch den
Magneten hindurch bis in den Block reichen. Der den Tiegel bildende Block 11 ruht auf dem Block 51 und dem Magneten
53, wobei der Magnet 5 3 in die Ausnehmung 21 in dem
Block 11 eingepaßt ist·
Die Ablenkeinrichtung besteht au· einem Paar paralleler Polplatten 16 und 17, di· von dem Magneten 5 3 polarisiert
sind. Die Polplatten 16 und 17 haben «n eich Recht-
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eckform, abgesehen von Abschrägungen 57 in den unteren
Rändern an einem Ende. Dadurch erhalten die Platten eine geringfügige Verjüngung. Die Unterkante jeder
Platte 16 und 17 ruht auf der Oberseite der Grundplatte 47, und die einander gegenüberstehenden Seiten der Platten
16 und 17 liegen an der jeweils benachbarten Seite des Blocks 51 an. Dieselben Seiten der Platten 16 und 17
liegen auch an entgegengesetzten Seiten des den Tiegel bildenden Blocks 11 an. Nicht gezeichnete passende Schrauben
dienen zum Befestigen der Platten 16 und 17 an der Grundplatte 47 und dem Block 11, so daß ein starres Gebilde
entsteht.
Der Permanentmagnet 5 3 polarisiert die Polplatten 16 und 17 derart, daß das Hauptmagnetfeld zwischen den beiden
Polplatten entsteht. Die Stärke des Hauptmagnetfeldes
ändert sich natürlich etwas mit dem Abstand von dem Magneten· Die Verjüngung verhindert ein zu starkes Abfallen
der Feldstärke und für alle in der Praxis vorkommenden Fälle hat das Hauptmagnetfeld eine praktisch gleichförmige
Stärkeverteilung und die Feldstärkeänderungen sind zu vernachlässigen.
Der Elektronenstrahlerzeuger 14 ist an dem Block 51 knapp
oberhalb der Grundplatte 47 im Bereich zwischen den Polplatten 16 und 17 angeordnet. Die Bauart des Elektronenstrahlerzeuger
s ist beliebig. Bei der gezeichneten Ausführungsform weist der Elektronenstrahlerzeuger jedoch
einen Elektronen aussendenden Glühdraht 61 in Form eines umgekehrten U auf. Der Querschnitt des Glühdrahts in dem
U kann, wie an sich bekannt, die Form einer Wendel zeigen, so daß eine große Emissionsfläche entsteht. Der Glühdraht
besteht aus Wolfram oder einem anderen geeigneten emittierenden Material»
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Der Glühdraht wird in aufrechter Stellung mit jedem seiner parallelen Schenkel von Spannklötzen 63 gehalten.
Die Spannklötze 63 werden von Schrauben 65 gehalten und drücken den Glühdräht gegen einen von zwei Katodenblöcken
69. Die Spannklötze weisen eine geeignete, nicht gezeichnete Nut auf, die die Arme des Glühdrahts aufnehmen.
Die Katodenblöcke bestehen aus Molybdän und sind gegeneinandergesetzt
und mit einer Mittelöffnung 71 versehen, über die hinweg der querstehende Abschnitt des Glühdrahtes
61 verläuft. Die Blöcke sind elektrischvoneinander getrennt,
so daß ein geeigneter Heizstrom, der der weiter unten erwähnten Hochspannung überlagert ist, durch den Glühdraht
geschickt werden kann, der den Glühdraht auf Einssionstemperatur
erhitzt.
In der Rückseite jedes Katodenblockes ist eine Ausnehmung 75 vorgesehen, in die die Spannklötze aufgenommen sind.
Glühdrahtstrom und hohe negative Spannung werden den Katodenblöcken
69 mit Hochspannungsanschlüssen 7 9 zugeführt, die in passender Weise an die Katodenblöcke geschraubt sind.
Die Hochspannungsanschlüsse sind an den Katodenblöcken mittels Schrauben 85 befestigt, die in einen Stab 86 aus
unmagnetischem Stahl an der anderen Seite der Katodenblöcke eingreifen. An der Rückseite und über den oberen
Teil der Katodenblöcke 69 hinweg erstreckt sich eine Strahlbündelungsplatte 81. Diese Platte ist elektrisch so geschaltet,
daß ein elektrischer Kurzschluß des Glühfadenstroms ausgeschlossen ist. Die Strahlbündelungsplatte 81 verschließt
die von den Katodenblöcken 69 gebildete öffnung 71 an der
Oberseite und stellt eine Rückwand für die öffnung dar. Der Glühdraht befindet sich dadurch gewissermaßen in einer
Ausnehmung in einem auf sehr hohem negativen Potential ge-
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- ίο -
haltenen Strahlbündelungsblock.
Ober die Oberseite der Strahlbündelungsplatte 81 ist in einigem Abstand von ihr eine Anodenplatte gebogen. Die
Anodenplatte wird von einem passend geformten Haltebügel 93 getragen, der Abstand von dem Stab 86 hat und gegen
ihn isoliert ist. Während der Elektronenerzeuger l*f arbeitet,
liegt die Anodenplatte 91 an Erde.
Bei entsprechender Energiezufuhr erzeugt der Elektronenstrahlerzeuger
14 einen Elektronenstrom in Form eines Elektronenstrahls 15, der aus der öffnung 71 zunächst
in einer dem zu verdampfenden Material entgegengesetzten Richtung heraustritt. Diese Anfangsrichtung
verläuft praktisch horizontal und ist in der Zeichnung
nach rechts gerichtet. Wegen des zwischen den Polplatten 16 und 17 herrschenden magnetischen Querfeldes, und nachdem
die Richtung der Kraftlinien in einem derartigen Feld entsprechend der Rechte-Hand-Regel passend gewählt
ist, werden die Elektronen in dem Elektronenstrahl aufwärts umgelenkt und dann auf einer gekrümmten Bahn derart
bewegt, daß eine Umlenkung von ungefähr 270° in Richtung auf die Oberseite des Materials 13 in dem Tiegel
12 stattfindet.
Eine Ablenkeinrichtung 18 ist vorgesehen, die den Strahl über die Oberfläche des zu verdampfenden Materials bewegt·
Diese Einrichtung weist drei Wicklungen nach Art von Zylinderpsulen auf, von denen ein Stück (103) gezeichnet
ist» Die nicht gezeichneten Wicklungen haben allgemein parallele Achsen, und die Wicklung ist so angebracht,
daß sie quer zu den Spulen 101 und 105 an deren einem Ende steht und ein etwa U-förmiges Gebilde schafft.
Die Wicklungen sind in einem U-förmigen Gehäuse 107 von
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- li -
praktisch quadratischem Querschnitt zweckmässig angeordnet.
Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung für die Wicklungen an dem Gehäuse sind Anschlüsse 111 vorgesehen.
Wenn man den verschiedenen Wicklungen über die Anschlüsse
111 Ströme unterschiedlicher Stärke und Richtung zuführt, kann innerhalb des von den Wicklungen berandeten Gebiets
ein Magnetfeld erzeugt werden. Dieses Magnetfeld hat Kraftlinien variabler oder regelbarer Orientierung. Wenn der
Elektronenstrahl durch diesen Bereich läuft, kann er gemäß der Orientierung der in dem Gebiet verlaufenden Kraftlinien
abgelenkt werden. Durch geeignete Regelung von Richtung und Stärke der Kraftlinien, kann man den Elektronenstrahl
über die Oberseite des in dem Tiegel 12 befindlichen, zu verdampfenden Materials hinweg bewegen oder
die Oberfläche abtasten lassen.
Bei praktischen Arbeiten mit der Vorrichtung werden elektrische Verbindungen hergestellt, so daß an den Katodenblöcken
69 und der Strahlbündelungsplatte 81 ein negatives Hochspannungspotential herrscht und ein Heizstrom für den
Glühdraht 61 geliefert wird. Der so gebildete Elektronenstrahl wird durch das Hauptmagnetfeld im Bogen herumgelenkt
und durchsetzt dabei den von der Abtasteinrichtung 18 definierten Bereich. Durch geeignete Steuerung der Abtastvorrichtung
kann eine periodische, mit hoher Frequenz ablaufende Abtastung der Oberseite der Schmelze herbeigeführt
werden. Der auf diese Weise erzeugte Dampf wandert auf das nicht gezeichnete Substrat und erzeugt dadurch
eine Schicht auf dem Substrat.
Unter bestimmten Umständen erfolgt die Verdampfung bestimm-
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ter Materialien (ζ,B. von Aluminium) effektiver, wenn
der Elektronenstrahl diffuser und nicht dünn und eng gebündelt ist. Zu diesem Zweck können an den Polplatten
16 und 17 kleine Platten 113 mit Schrauben 11? befestigt
werden. Die Platten 113 zeigen von den Polplatten 16 und
17 aus nach innen. Je breiter die Platten sind, umso größer ist die resultierende Strahldiffusion. Die Platten
sind so lang, daß sie die Breite des mittleren Querschnitts des Gehäuses 107 übersteigen.
Bei der gezeichneten Ausführungsform hat der Tiegel Kegelstumpfform
und somit Kreisquerschnitt. Die gezeichnete magnetische Abschirmung 19 weist einen Ringkörper oder
eine zylindrische Wand aus Flußstahl auf, die in die die Basis des Tiegels umgebende Ausnehmung 2 3 paßt und darin
mit einer Justierschraube 121 gehalten wird. Der Flußstahlzylinder wirkt als Nebenschluß für das Magnetfeld im
Bereich des Tiegels. Dadurch werden magnetische Kraftlinien daran gehindert, den Tiegel zu durchsetzen, wodurch
die einleitend beschriebenen unerwünschten Erscheinungen vermieden werden, die zuweilen bei zahlreichen in Gebrauch
befindlichen Elektronenstrahl-Bedampfungsquellenanordnungen mit Que8feld auftreten. Die magnetische Abschirmung kann
nachAbmessungen und verwendetem Material variiert werden.
Die erfindungsgemäße Bedampfungsquellenanordnung bewirkt eine gleichmäßige Erhitzung, weil ungewollte Änderungen
des Punktes, an dem der Elektronenstrahl auf die Oberfläche des zu verdampfenden Materials auftrifft, nicht eintreten.
Dadurch wird die Gefahr einer Erosion durch vorherrschende Erhitzung an einer Seite des Tiegels stark
herabgesetzt· Ferner kann jetzt ein langer Arbeitszyklus je Tiegelfüllung erwartet werden, weil die Änderung der
Spiegelhöhe des Materials in dem Tiegel praktisch keine Wir-
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kung mehr ausübt. Bei einer erfindungsgemäßen Bedampf
ungsquellenanordnung kann der Tiegel üblicherweise bis zu weniger als einem Drittel der Füllhöhe entleert
werden. Beim Verdampfen einer Aluminiumcharge bei 12 kW führt das zu einem nicht unterbrochenen Arbeitszyklus
von mehr als einer Stunde; das stellt eine erhebliche Verbesserung gegenüber den früheren Verhältnissen
dar. Da die Strahlauftreffstelle von der Füllhöhe des zu verdampfenden Materials nicht beeinflußt wird,
ist eine Konstantjustierung der Strahllage in Abhängigkeit von der Materialhöhe nicht erforderlich. Ferner wird die
Gefahr ausgeschaltet, daß der Elektronenstrahl bei extrem geringem Füllungsgrad des Tiegels aus dem Tiegel vollständig
heraustritt, ausgeschaltet. Bei sublimierenden Materialien verläuft die Erosion nun in vertikaler Richtung
und nicht mehr tunnelartig unter einem Winkel rückwärts, wodurch sich einebessere und eine besser vorhersehbare
Verteilung der Beschichtung ergibt. Die magnetische Abschirmung verursacht wegen ihres einfachen Aufbaus nur
ver.hältnismässig niedrige Kosten.
Die genaue Höhe der magnetischen Abschirmung wird gemäß den verlangten Systemeigenschaften gewählt. Es hat sich
gezeigt^ daß bei einer Tiegeltiefe von 25 mm (one inch)
eine Axialhöhe der magnetischen Abschirmung von 12 mm (one-half inch) ein zufriedenstellendes Arbeiten ermöglicht.
Die Stärke der magnetischen Abschirmung ist so groß zu wählen, daß die magnetischen Kraftlinien ausreichend
zurückgehalten werden.
Die Erfindung stellt somit eine verbesserte Elektronenstrahl-Bedampfungsquellenanordnung
dar. Die Tiegelerosion wird herabgesetzt, und die Lage des Auftreffpunkts des
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Elektronenstrahls bleibt, unabhängig von der wechselnden Höhe des Tiegelinhalts unverändert. Bei sublimerenden
Materialien ergibt sich eine gleichmässigere Beschichtung, und je Arbeitszyklus läßt sich eine grössere Materialmenge
verdampfen»
I&entansprüche;
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Claims (1)
1. Bedampfungsquellenanordnung mit einer Einrichtung,
in der ein Tiegel zur Aufnahme von zu verdampfendem Material ausgebildet ist, mit einem Elektronenstrahlerzeuger
zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und mit einer Ablenkeinrichtung, die mindestens ein magnetisches
Feld hervorruft, dessen Kraftlinien quer zu der Bahn
des Elektronenstrahls verlaufen und den Elektronenstrahl auf eine gekrümmte Bahn umlenken, die von dem Elektronenstrahlerzeuger
bis zu dem Tiegel führt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ablenkeinrichtung (18)
zwei Polstücke (16, 17) an den entgegengesetzten Seiten des Tiegels (11) vorgesehen sind, sowie eine magnetische
Abschirmung (19) zwischen den Polstücken (16, 17) und dem Tiegel (11), um zu verhindern, daß zwischen den Polstücken verlaufende Kraftlinien den Tiegel durchsetzen.
2, Bedampfungsquellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung aus einer koaxial zu dem Tiegel verlaufenden Wand aus magnetischem
Material besteht,
3, Bedampfungsquellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge-
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kennzeichnet, daß der Tiegel (11) Zylinderquerschnitt
aufweist und daß die Wand Zylinderform hat.
aufweist und daß die Wand Zylinderform hat.
BedampfungsqueIlenanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (18) eine Einrichtung zum Steuern des Elektronenstrahls in der Weise aufweist, daß die Lage der Auftreffstelle des Elektronenstrahls auf die in dem Tiegel enthaltene, zu verdampfende Substanz verändert werden kann.
gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (18) eine Einrichtung zum Steuern des Elektronenstrahls in der Weise aufweist, daß die Lage der Auftreffstelle des Elektronenstrahls auf die in dem Tiegel enthaltene, zu verdampfende Substanz verändert werden kann.
50981 0/0640
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38648973A | 1973-08-08 | 1973-08-08 | |
US38648973 | 1973-08-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2429854A1 true DE2429854A1 (de) | 1975-03-06 |
DE2429854B2 DE2429854B2 (de) | 1976-10-14 |
DE2429854C3 DE2429854C3 (de) | 1977-05-26 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112146730A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 一种坩埚内材料质量的在线测量装置和方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112146730A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 一种坩埚内材料质量的在线测量装置和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5050275A (de) | 1975-05-06 |
CH583301A5 (de) | 1976-12-31 |
FR2240300B1 (de) | 1976-12-24 |
JPS5325554B2 (de) | 1978-07-27 |
GB1432090A (en) | 1976-04-14 |
FR2240300A1 (de) | 1975-03-07 |
CA1000803A (en) | 1976-11-30 |
DE2429854B2 (de) | 1976-10-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |