TWI405235B - 充電腹鈑或箔之方法 - Google Patents

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TWI405235B TW097145385A TW97145385A TWI405235B TW I405235 B TWI405235 B TW I405235B TW 097145385 A TW097145385 A TW 097145385A TW 97145385 A TW97145385 A TW 97145385A TW I405235 B TWI405235 B TW I405235B
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Description

充電腹鈑或箔之方法
本發明係關於一電子源及一操作電子源之方法。尤相關於一線性電子源，其用於產生一具有複數種電子能量與一能量分布之線性電子束。另外，其係關於電子源之應用及利用一電子源之系統。
電子源在多元化領域中為已知。因此，舉例來說，電子束係用於材料修改、表面充電、樣本成像等。
用於大面積基板或腹鈑上之電容、用於大面積箔之製造、用於薄膜太陽電池之製造等之現代製造過程具有藉由擴大基板或腹鈑而減少製造成本之傾向。另外，基板尺寸係增加以加速製造過程。為了增加一製造設備之產量，由一源提供至一基板、箔、薄板、或腹鈑上之某些製程所需之能量密度亦應增加。
舉例來說，可應用至在箔上藉由濺射沈積製程製造陶瓷及電解質電容。在材料沈積於箔上期間會產生熱，熱必須藉由使箔接觸冷卻滾輪來降低。因此，箔之冷卻是仰賴使箔接觸滾輪。接觸常藉由靜電力實現。因此，箔之表面可以一電子源充電。舉例來說，為了充電箔表面，可應用淹沒式電子槍。
為改善製造設備，茲期望擴大製造設備之規模及增加 箔、薄板、薄膜、電子部件等之製造速率之需求。
鑒於上文，提供一根據獨立請求項1之充電一腹鈑或箔之方法。
進一步的優點、特徵、實施態樣、及細節由獨立專利申請項、敘述、及圖式當可明白。
根據一實施例，提供一線性電漿電子源。該源包含一外殼，其作用如一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向；一第二電極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口，該第一側與該狹縫開口間隔一第一距離，其中該長度方向上之該電子源之長度至少為該第一距離之5倍；及至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中。
根據另一實施例，提供一製造一線性電漿電子源之方法。該方法包含製造一外殼，其作用如一第一電極並具有一狹縫開口，其界定一長度方向；設置一第二電極在該外殼中，其具有一第一側，該第一側可調整以面對該狹縫開口並與該狹縫開口間隔一第一距離，其中該第二電極具有：第二另側，其適以面對側壁、及第三另側，其適以面對該外殼；界定介於該第二電極之該第二另側及該外殼側壁和該第三另側及該外殼間之預定分隔空間；在該外殼中 裝配該第二電極，偕同該第二電極在該長度方向之一長度比該第二另側及該外殼側壁間之該預定分隔空間小至少1 mm；及連接至少一氣體供應器至該外殼。
根據尚有另一實施例，提供一蒸發設備，其用於蒸發一欲沈積之材料。該設備包含：至少一個蒸發坩鍋，其具有一主體，該主體具有一區域，其用於在一側接收該欲沈積之材料；一線性電子源，其係放置鄰接該蒸發坩鍋以用於在另一側上撞擊一電子束。該線性電子源包含一外殼，其作用如一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向；一第二電極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口；及至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中。
根據一進一步的實施例，提供一充電一腹鈑或箔之方法。該方法包含以至少一滾輪引導具有10 μm或更大厚度之一腹鈑或箔；設置一線性電子源，其具有一外殼，該外殼作用如一陽極，該外殼具有：側壁；一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一線性電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向；一陰極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口；至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中；及一電源供應器，其用於在該陽極及該陰極間提供一高電壓；及發射該線性電子束，其中該高電壓係調整用於提供一電子能量以在該腹鈑或箔內部佈植該電子束之電子。
根據一甚至進一步的實施例，提供一加熱或清潔一腹鈑或箔之方法。該方法包含設置一線性電漿電子源，其具有一外殼，該外殼作用如一陽極，該外殼具有：側壁；一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向；一陰極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口；至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中；及一電源供應器，其用於在該陽極及該陰極間提供一高電壓；在該狹縫開口前面可移動地引導該腹鈑或箔；及由該線性電漿電子源發射一線性電子束。
實施例亦針對設備，其用於實行該所揭示之方法，且包含設備部件，其用於執行各所述之方法步驟。這些方法步驟可經由硬體部件、一以適當軟體程式化之電腦、該兩者之任何組合、或任何其他方式執行。此外，根據本發明之實施例亦針對方法，該所述之設備係藉此操作。其包含方法步驟，該方法步驟係用於實行該設備之每種功能。
現將詳細參照本發明之不同實施例，其一或多個範例係在圖式中說明。在下列之圖式敘述中，相同的元件符號指示相同部件。一般說來，僅敘述關於個別實施例之差異。各範例係以解釋本發明之方式提供，且不意味作為本發明之限制。舉例來說，作為一實施例之部分之所說明或所述 的特徵可用在其他實施例上或連同其他實施例使用以產生尚有一進一步的實施例。吾人預期本發明包含這類修改及變化。
本發明之實施例係關於線性電子源及操作線性電子源之方法，其可用於數種應用。因此，陰極之長度及/或高度係增加以改善現代的薄膜、薄板、基板、腹鈑等之製造方法。圖1說明線性電子源100之實施例。因此，圖1顯示一概略橫剖面圖。線性電子源100包含外殼112，其作用如電子源之陽極。外殼112之前部分113具有開口114，舉例來說，一狹縫開口。在外殼112內部設有陰極110。在外殼中產生並加速朝向外殼112之前部分113之電子可通過開口114離開線性電子源100。
根據不同實施例，陽極可例如由銅、鋁、鋼、及其混合物等製造。
根據此處所述之實施例，其可與其他線性電子源之實施例結合，線性電子源可裝配在一真空室內部。因此，外殼112之外部區域，且尤其是介於電子源開口114及電子撞擊靶材間之區域可排空至例如10-2 至10-4 毫巴之一壓力。線性電子源100係連接至一氣體供應器，其具有一氣體導管130。氣流可經過調節以致外殼內部之壓力相當於超過10-3 毫巴之一壓力，一般為超過10-2 毫巴之一壓力。根據此處所述之不同實施例，通過氣體導管130注入外殼112中之氣體可為至少來自由惰性氣體(例如，氬、氮、氧、及其混合物)所構成之群組之一氣體。
根據此處所述之實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，陰極110係藉由導電管或導體120連接至一電源供應器。導電體通過絕緣陰極之支撐構件122。根據尚有進一步的實施例，絕緣陰極之支撐構件122亦以一氣密方式設置，以致可保持外殼112內部及外殼112外部之壓力差。外殼112係接地並作用如一陽極。因此，陰極110及陽極間之電壓導致電漿產生。在電漿中產生之電子係加速朝向陽極。加速朝向前部分113之電子可通過開口114離開線性電子源100。
根據某些實施例，提供陰極110電壓之電源供應器係適於可控制地提供位於，舉例來說，-5 kV至-30 kV之範圍間之一電壓，一般位於-5 kV至-14 kV之範圍間。圖1顯示一橫剖面圖，其中陰極110具有一矩形形狀並裝配在外殼112內部，以致在底部、頂部、及左側設有一分隔空間。這些分隔空間(亦即，未面對線性電子源100之前表面113之分隔空間)可形成為本質上一致。一般地，其足夠大以防止電弧，並可例如位於2至12 mm之範圍間，一般為3至8 mm，舉例來說，為4至5 mm。根據此處所述之實施例，分隔空間係選擇為足夠大以防止電弧，且足夠小以本質上防止陰極及外殼112之上部、下部、及左(見圖1)壁之氣體放電。
根據此處所述之不同實施例，其可應用至此處所述之線性電子源之實施例，所發射之線性電子束之能量分布可受陰極電位及外殼112內部之壓力控制。因此，對一相對 厚的陰極鞘及相對薄的電漿區域來說，複數種不同能量可根據陰極鞘中之電子產生位置產生。另外，薄的電漿區域降低電漿區域內部能量消散之機率。反之，如果電漿區域之厚度增加，則在陰極鞘中產生之電子與電漿區域中之電子及離子相互作用之可能性會增加。因此，高能量電子散逸其能量給其他粒子，以致一較小的能量分布可發生。根據此處所述之實施例，藉由調整操作參數，能量分布(FWHM)一般可低於最大電子能量之50%、30%、或10%。舉例來說，可產生低於1000 eV(例如，100或10 eV)的值。在此技術中具有一般技能者當明白上文所提及之一能量分布寬度值亦將具有一最小值，其由一理論上的最小值給定，且其可位於0.1至1 eV之範圍間。
根據尚有進一步之實施例，其係針對圖2討論，一線性電子源亦可具有圓柱形陰極210及外殼212，其橫剖面圖為U形。因此，可提供介於陰極210及陽極間之本質上一致的分隔空間。不過，由於所產生離子(其在陰極之近處產生)之初始速度本質上將垂直陰極表面，一般可使用一矩形陰極。因此，所產生的電子之初始速度較佳地係朝前表面113(與213相比)(尤其是開口114(與開口214相比))定向。
示於圖2之一進一步的修改，其可與此處所述之其他實施例結合，為設置兩個氣體導管130以將氣體引入至外殼212中。因此，如圖2所示，一氣體，舉例來說，惰性氣體(例如，氬、氮、氧等)，可由外殼212之一上部部分 及一下部部分引入。此可改善外殼212內的氣體一致性。在外殼中(尤其是在面對出口狹縫214之陰極表面之近處)之更一致的氣體分配改善線性電子源200之電子產生之一致性。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，亦提供電引線給用於陰極之高電壓之陰極支撐構件122可設置，以致高電壓連接在一減少的大氣壓力下並不一定要適於絕緣高電壓。
圖3顯示由面對開口114之側所視之線性電子源100之側視圖。線性電子源100包含外殼112(其作用如一陽極並一般可接地)及陰極110。前部分113以一具有狹縫形開口114之遮蓋物遮蓋。如圖3所示，外殼112在兩端具有側壁312。
根據此處所述之實施例，線性電子源具有60公分、70公分、80公分或更大之長度，該長度即為由左側壁312至右側壁312之長度。根據一般實施例，其可藉由結合此處所述之其他實施例而產生，長度可為至少70公分，例如，介於1.5公尺至3公尺間，舉例來說，2公尺、2.5公尺、或2.8公尺。線性電子源之增加的長度可實現在製造過程中使用線性電子源，該等製造過程係需要高產量且使用例如大面積基板、寬腹鈑、薄板、或其他需要在一寬長度上之電子轟擊之靶材
因此，陰極110之長度亦因而增加。由於在操作期間之陰極加熱可上達300至500℃或甚至800℃之溫度，具有 增加長度之陰極110由於陰極材料之熱膨脹係數而變得更長。
這可是有意義的，尤其如果根據此處所述之實施例，可省略陰極及/或陽極之一冷卻單元。
如關於圖1及2所討論般，陰極110及外殼112在那些未面對狹縫開口114之相對表面處一般具有一致的分隔空間。在線性電子源100之操作啟動期間，陰極可加熱至攝氏數百度，導致陰極相對於其長度之顯著伸長。因此，陰極及個別的兩側壁間之分隔空間在陰極加熱期間變化。
因此，根據可與此處所述之其他實施例結合之實施例，在冷狀態(亦即，室溫)下之陰極長度可為如此以致在操作期間，陰極110及側壁312間之分隔空間比預期長度大上數毫米。根據不同實施例，冷狀態下之陰極可為約0.5 mm上至10 mm，其對所需的分隔空間來說太短而阻止了陰極及位於陽極電位上之外殼側壁間之輝光放電。
使冷狀態下之陰極長度較短，或換句話說，使操作期間由陰極側至外殼側壁之分隔空間大於所需，容許陰極在操作啟動期間之熱膨脹。
根據可與此處所述之其他實施例結合之不同實施例，陰極可包含一材料，其係選自由下列構成之群組：鋼、不鏽鋼、銅、鋁、石墨、CFC(碳纖維強化碳)、其複合物、或其混合物。
如果，例如由銅製成之陰極具有2公尺之長度，且在其中央具有一固定的陰極支撐件，亦即，陰極由一固定支 撐件向左延伸1公尺並向右延伸1公尺，基於17．10-6 1/K之熱膨脹係數之伸長在各側上可為約8.5 mm。根據不同實施例，由不鏽鋼陰極製成之相同的幾何形狀可具有位於2.5 mm至7.5 mm之範圍間之伸長，取決於所使用的不鏽鋼類型。根據尚有進一步的實施例，由石墨或CFC材料之陰極製成之相同的幾何形狀可具有位於0.75 mm至1.5 mm之範圍間之伸長。
因此，根據可與此處所述之其他實施例結合之某些實施例，冷狀態下之伸長乃至於附加的分隔空間，對例如某些不鏽鋼類型、石墨、或CFC之陰極材料而言可減少。
圖4說明一線性電子源之進一步的實施例。圖4所示之線性電子源包含外殼112、前部分113，其具有狹縫開口114、及側壁312，為了顯示外殼112內之陰極110，其僅部分顯示。如上文所述，對此處所述之實施例來說，外殼112可接地以作用如線性電子源之一陽極。此處所揭示之長度L，舉例來說，為1公尺至3公尺，一般為2公尺或其他值，係由箭頭L指示。圖4僅顯示一部分的線性電子源。根據可與此處所述之其他實施例結合之此處所述之實施例，二或多個氣體導管130係設置用於引入氣體至外殼112中。根據進一步的實施例，如圖2所示，二或多個氣體導管130可設置在一頂部側及一底部側上。根據尚有進一步的實施例，個別的氣體導管130間之距離可位於150至300 mm之範圍間，一般為200至250 mm。
根據尚有進一步的實施例，連接至一貯氣槽之氣體導 管130具有一類似長度及安排，該貯氣槽係用於提供諸如惰性氣體之類的所需氣體，例如，氬、氮、氧、及其混合物等。那就是說，設有氣體導管之一串接，其中位於外殼中由貯氣槽至氣體入口之個別部件對各氣體導管130來說本質上類似。此容許外殼中之各氣體入口之一致的壓力，及具有改善的一致性之電子束之產生。
如果例如一貯氣槽係透過一氣體導管連接至一閥，且一閥係連接至圖4所示之氣體導管130之部分，則由貯氣槽至閥之第一部分及由閥至氣體導管之第二部分對各氣體入口來說可具有一類似長度。因此，個別氣體導管之一小偏差是可接受的。一般說來，根據此處所述之實施例，一氣體導管、一閥、一貯氣槽等之一或多個元件可用在一氣體供應器中，其用於供應一諸如惰性氣體之類的氣體至該源之外殼中，該等氣體例如氬、氮、氧、及其混合物等。根據進一步的實施例，其可藉由與其他實施例結合而產生，可設置至少兩個氣體供應器或甚至至少7個氣體供應器。因此，二或多個氣體供應器一般可共享部件，例如，貯氣槽、由貯氣槽至一氣體分配器之氣體導管、及/或閥。
如圖4所示，根據此處所述之實施例，陰極110具有數側。陰極具有前側413及外側412。另外，陰極110具有上側414、下側414及背側414。前側413具有始於狹縫開口114之一距離D。側414與外殼112由分隔空間隔開。根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，側414及外殼112間之分隔空間本質上類似，且例如，位於3 mm至7 mm之範圍間，例如，5 mm。
線性電子源各端之側412在側412及外殼112之側壁312間具有進一步的分隔空間。在一操作狀態下，進一步的分隔空間可位於3 mm至7 mm之範圍間，例如，5 mm，及/或本質上類似於側414及外殼112間之分隔空間。不過，由於在操作期間藉由加熱至300℃至500℃之溫度之陰極110之伸長，在一非操作狀態下之進一步的分隔空間係介於1至10 mm間，一般比操作狀態下大2 mm、5 mm、或7 mm。
根據尚有進一步的實施例，如果，舉例來說，考慮一不同形狀之伸長陰極(例如，見圖2)，側413及414可理解為那些平行外殼壁或狹縫開口114之側。
根據此處所述之實施例，線性電子源具有長度L，其足夠長以提供一用於大面積基板、大腹鈑或薄板、或其他用於現代快速生產設備之寬面積之長線性電子束。該長度一般介於0.7公尺及3公尺，例如，2公尺或2.5公尺。狹縫開口及陰極前側413間之距離D(沿著源之光學軸或光學平面)一般位於1公分至11公分之範圍間，舉例來說，為2公分至5公分。根據此處所述之實施例，線性電子源之長度為由陰極前側413至開口114之距離D之至少5倍或甚至至少10倍。
圖5說明進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合。圖5所示之線性電子源包含外殼112，其具有側壁312。圖5顯示由背側(亦即，相對狹縫開口之側) 所視之透視圖。在外殼112之背側，其顯示用於支撐陰極之不同類型的支撐構件。根據此處所述之實施例，一線性電子源可具有一固定的陰極支撐構件及一或多個浮動的支撐構件。
圖5顯示中心陰極支撐構件122，其具有一引線，用於提供高電壓給陰極之導電管或導體120可透過此引線饋送。在外殼之背表面之兩端設有狹縫開口524。固定至陰極以支撐陰極之浮動支撐構件522可在狹縫開口524內滑動。此外，其顯示密封構件526。密封構件526密封狹縫開口524，以致來自外殼112內部及外殼112外部之壓力差可保持如所需。
根據不同實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，可設置一固定的支撐構件及二或多個浮動的支撐構件。根據進一步的實施例，可設置超過一個的固定支撐構件及超過兩個的支撐構件，舉例來說，四個浮動支撐構件。
根據此處所述之實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，狹縫開口524之長度可位於0.5至10 mm之範圍間。狹縫開口524之長度取決於陰極長度及陰極材料。如上文所述，熱膨脹係數可非常顯著地取決於所用的陰極材料。舉例來說，如果設置具有2公尺長度之陰極，且陰極在陰極中央牢固地受到支撐，則相當於1公尺之熱膨脹可在各側發生。如果銅係用作陰極材料並以500℃之溫度差加熱陰極，狹縫開口524可具有7至10 mm之長度，舉例來說，為8.5 mm。對不鏽鋼陰極來說，狹縫開口524之長 度可例如位於3 mm至8 mm之範圍間。此值亦可取決於所用的不鏽鋼類型。如果石墨或CFC係用作陰極材料，狹縫開口524之長度可減少至約0.5至2 mm。
進一步的修改，其可替代或附加地設置用於一線性電子源之實施例，係示於圖6及7。其中，陰極係由支撐構件622支撐。這些支撐構件係設置在外殼112之一下部及一上部表面間。根據不同實施例，支撐構件622可由一絕緣材料製成，其不會影響陰極110及陽極間之電漿產生。根據尚有進一步的實施例，舉例來說，二、三、四、或更多的支撐構件可分別設置在陰極之上部及下部側上。
如圖7所示，支撐構件622可為浮動支撐構件，其可在狹縫開口724中滑動。倘若狹縫開口724穿透通過外殼112之壁，則可附加設置一密封件。或者，狹縫開口724可為外殼之內部分之一凹部，以致不需要任何密封件。根據尚有進一步的實施例，不具有浮動能力之替代或附加固定之支撐構件可設置用於下部及上部支撐構件622。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，具有氣體導管630之氣體供應器可附加具有氣體分配空間631。因此，氣體係透過氣體導管630提供至氣體分配空間631，且在氣體分配空間631及外殼112內部間設有小開口或小狹縫。
根據某些實施例，用於在外殼112中供應氣體之入口可為開口632，其具有0.5至1.5 mm之直徑，並具有5 mm至10 mm之位於線性電子源之長度方向之距離。氣體分配 區631或氣體分配空間沿線性電子源之長度提供一致的氣體分配，以致在各開口632提供一類似壓力。根據某些實施例，如圖6所示，作用如外殼112之氣體入口之開口係設置為由氣體導管630偏移。此可防止來自導管之直接氣流通過開口，藉此氣體分配區或空間631之效應可獲得改善。
如上文所提及，可沿線性電子源長度設置並具有200至300 mm或甚至500 mm(在氣體分配區631之情況下)之距離的個別氣體導管630係經過安排以致提供一串接氣體供應器模組。因此，各氣體導管、閥等具有由貯氣槽上至氣體分配區631之類似長度。
圖8為一線性電子源之橫剖面圖。因此，橫剖面係在沒有導電管120之位置及在沒有開口632(見圖6)之位置取得。根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，陰極810可具有核心814及外層812。因此，舉例來說，核心或主體814可由一材料製成，例如，不鏽鋼、銅、鋁、或其混合物。外層812可由例如石墨或CFC製成。設置一CFC外層可減少由於離子撞擊在陰極上而發生之陰極材料之濺射或移除。
一類似效應可以陰極910實現，其示於圖9。因此，設有主體914並在主體處設有前板912。根據某些實施例，主體914可包含一材料，例如，不鏽鋼、鋁、銅、及其混合物。前板可包含一材料，例如，石墨或CFC。因此，可減少由於離子撞擊在陰極上之陰極材料之濺射或移除。
圖10及11說明狹縫開口之修改，其設有一窗以用於所產生電子之離開。根據不同實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，開口1014可具有電子發射柵極1015，其裝配在一凹部中。因此，柵極裝配框架1016可用於在外殼112內側裝配電子發射柵極。因此，根據某些實施例，為接地電位之發射柵極及為接地電位之前部分或表面113可經過調整以致陰極及發射柵極1015間之距離小於陰極110及前表面113間之距離。因此，電場強度可如此設置以致一較高的電場強度設置在發射柵極之近處。根據某些實施例，電子發射柵極1015可為一材料粉料，例如，鎢等。因此，可提供用於使電子經此穿透之高透明度。
如圖10所示，根據此處所述之實施例，陰極110具有數個側。陰極具有前側413。已關於圖4敘述之另一側並未在圖10之橫剖面圖中顯示。另外，陰極110具有上側414、下側414、及背側414。前側413具有始於狹縫開口1014(也就是外殼112之前壁113中之開口)之距離D。側414與外殼112由分隔空間隔開。根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，側414及外殼112間之分隔空間本質上類似，且例如位於3 mm至7 mm之範圍間，例如5 mm。
根據尚有進一步的實施例，如果例如考慮一不同形狀之伸長陰極(例如，見圖2)，側413及414可理解為那些平行外殼壁或狹縫開口114之側。
根據此處所述之實施例，線性電子源具有一長度，其 足夠長以提供一用於大面積基板、大腹鈑或薄板、或其他用於現代快速生產設備之寬面積之長線性電子束。該長度一般介於0.7公尺及3公尺間，例如，2公尺或2.5公尺。狹縫開口及陰極前側413間之距離D(沿著源之光學軸或光學平面)一般位於1公分至11公分之範圍間，舉例來說，2公分至5公分。根據此處所述之實施例，線性電子源之長度為由陰極前側413至開口114之距離D之至少5倍或甚至至少10倍。
對應的尺寸規格在圖11中可見。如圖11所示，可省略前表面(例如，見圖10之113)。因此，開口1114可擴大以致更多電子可離開線性電子源。因此，陰極110之前側及開口1114間之距離D可界定如陰極表面及外殼112之末端間之距離，其界定擴大的開口1114。
由於擴大的開口1114，所發射之電子束強度可增加。舉例來說，此可利用在如果電子束之垂直寬度不需要藉由一狹縫開口調整之處。
另一方面，如圖12所示，調整板1213可沿開口1214設置。調整板1213提供可調整的狹縫開口1214。因此，板1213可裝配用於朝向及遠離彼此之滑動移動。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，擋門1250可設置用於閉合狹縫開口1214，以致沒有任何電子可撞擊靶材10。舉例來說，擋門可旋轉地裝配在線性電子源之下部部分。如果擋門1250往上旋轉，則開口1214閉合。如果擋門1250降下，在室112內側產 生之電子束可撞擊靶材10。
圖12顯示具有兩部分之擋門1250。一中心部分，其遮蓋大多數的狹縫1214(插入1252作為中心部分)、及邊緣部分1254。邊緣部分1254稍微比中心部分1252長。因此，邊緣部分1254遮蓋線性電子源外部1至3公分。因此，狹縫開口1214可在線性電子源之中心區域開啟，而狹縫開口之外部1至3公分仍可受到遮蓋。因此，電子束之中心部分可通過朝向靶材，而例如可不完全一致的電子束之外部部份可受阻擋。
根據此處所述之實施例，吾人希望使沿線性電子源長度之電子發射強度之一致性為±10%或更低或±5%或更低。因此，吾人可希望阻擋電子束之邊緣部分及/或採取適當測量，以用於如上文所述般改善外殼中之氣體壓力之一致性。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，線性電子束可以一磁場或靜電場聚焦。因此，聚焦必須以一圓柱透鏡之形式實施。圖13A及13B顯示線性電子源100及線圈1360，其圍繞線性電子源之外殼112設置。線圈1360提供一磁場，如箭頭1362所指示。因此，可提供線性電子束朝一水平中心軸或光學軸102之聚焦。根據某些實施例，來自線圈1360之磁場可另以磁極片引導。一般說來，磁場1362造就圍繞光學軸102旋轉的電子束之軌道(trajectory)。此旋轉軌道係朝光學軸102聚焦，類似於電子顯微鏡中之磁透鏡。如圖13B所示，即使線圈1360並非旋轉對稱，在沿線性電子源長度之各位置上可獲 得一聚焦性質。
根據尚有進一步的實施例，類似的磁場1462可由一對永久磁鐵1460提供，其圖示於圖14中。磁鐵1460沿線性電子源之長度延伸。虛線1464係設置用於說明之目的，並分隔永久磁鐵之北極與南極。
根據尚有進一步的實施例，靜電上部及下部電極可設置在外殼壁中或外殼內側以用於提供一圓柱長度。
具有用於控制操作參數之控制裝置之線性電子源100之實施例示於圖15。線性電子源100具有陰極110、及由外殼112提供之陽極，外殼112具有狹縫開口114，其設置在線性電子源100之前面。一高電壓可由電連接120提供給陰極。外殼係接地以提供陽極一接地電位。一如惰性氣體之氣體(例如，氬、氮、氧、或其混合物等)係由貯氣槽70透過閥72、73、導管130、及氣體分配空間631提供進入外殼112中以用於產生電漿。一般說來，根據某些此處所述之實施例，一氣體導管、一閥、一貯氣槽、一氣體分配空間等之一或多個元件可用在一氣體供應器中，其用於供應一類似惰性氣體的氣體至該源之外殼中，該氣體係例如，氬、氮、氧、及其混合物等。根據進一步的實施例，其可藉由與其他實施例結合而產生，可設置至少兩個氣體供應器或甚至至少7個氣體供應器。因此，二或多個氣體供應器一般可共享部件，例如，貯氣槽、由貯氣槽至一氣體分配器之氣體導管、及/或閥。
根據某些此處所述之實施例，如圖15所示，提供氣體 給上部氣體分配空間631之氣體導管130具有與提供氣體給下部氣體分配區631之氣體導管130類似之長度。因此，外殼中可產生一致的氣體壓力。應用至不同的氣體入口之氣體導管沿線性電子源100之長度設置在外殼之上部及/或下部部分。
在各氣體導管130內部，閥72及73分別設置用於控制電漿區域中之氣流。閥係以控制器90控制，如分別由箭頭74及75所指示。根據某些此處所述之實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，閥72及73分別可以位於1至10毫秒之範圍間之反應時間控制。因此，舉例來說，在陰極及陽極間發生電弧的情況下，可實現一快速反應。
一般說來，電流乃至於電子束強度，可以在電漿區域中提供之氣體量來控制。提供給線性電子源之電流係與由電子發射提供之電流成比例。舉例來說，如果電流必須減少，閥72及73係受控以致電漿區域中之氣體量增加。
用於陰極110之高電壓係由電源供應器80提供。根據某些實施例，控制器90測量由定電壓源80提供給陰極之電流。在圖15中，此係以箭頭95指示。另外，如箭頭82所指示，電壓供應80可包含一電弧抑制控制。如果電弧發生在陰極及陽極間，電流可顯示一迅速增加，其可由電源供應器80之電弧抑制裝置偵測。根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，電壓供應係適於以毫秒範圍開關，舉例來說，1毫秒至10毫秒。一般說來，反應時間可取決於基板沿電子源移動之速度。因此，對非常快速移 動的基板來說，反應時間甚至可更快，或如果基板並未移動或僅緩慢移動，則可更低。因此，如果電弧發生，電源供應器80可立即關掉，並進一步在電弧消失後立即再次開啟。一方面，此容許線性電子源之穩定操作。另一方面，操作可為擬連續的。如果線性電子源係用在靶材為快速移動之腹鈑及箔等之應用上，則此尤其有意義。
主要控制單元92提供所需的電流及電壓值，其可具有顯示裝置91及輸入裝置93，例如，鍵盤、滑鼠、觸碰式螢幕等。所需電流(亦即，電子束強度)係如箭頭94所指示般提供給控制器。控制器測量目前電流，且如果目前電流不等於所需電流，則調整氣流。主要控制單元92進一步如圖15之箭頭84所指示般給定電源供應器80一所需電壓值。在陰極及陽極間提供之電壓可用於影響所發射電子之能量。因此，電源供應器80將陰極110設在位於-3至-30 kV之範圍間之固定電位，一般為-5至-10 kV，舉例來說，-10 kV。由於陽極接地，一固定電壓係施加在陰極及陽極間。
在下列實施例中，使用線性電子源及整合線性電子源之設備之方法將關於圖16至21討論。因此，根據某些實施例，可使用如上文所述之線性電子源。另外可使用具有例如20至60公分長度之線性電子源。一般說來，線性電子源具有一陰極以及一陽極，一高電壓係由一電連接及一陽極提供給該陰極，該陽極係由線性電子源之外殼提供。
一般說來，根據此處所述之實施例，所發射之電子束沿線性電子源之長度具有一致性，其具有±10%或更低或 ±5%或更低之偏差。另外，對不同應用來說，線性電子束中之電子能量可適於不同應用，且線性電子束之強度可適於不同應用。
根據某些實施例，一線性電子源，尤其是一根據上文所述之實施例之線性電子源，可用於充電一箔或一腹鈑。根據此處所述之實施例，尤其是具有5至100 μm，一般為10 μm或25 μm之厚度之厚箔或腹鈑可以一線性電子源充電。如圖16所示，箔1622係在滾輪1620上方受到引導。箔1622在滾輪1620上方之這類引導或運送可用在複數種用於製造腹鈑或箔、用於在腹鈑或箔上沈積材料、用於在腹鈑或箔上圖案化薄膜層等之設備中。因此，由於數種原因，必須提供電荷給箔。一方面，滾輪1620可充電至一正電位，且一箔等可負充電以改善箔對滾輪之附著。另一方面，箔可以不同製程充電，且箔上之電荷必須移除。
尤其對上文之厚箔(舉例來說，10 μm)來說，箔上之表面電荷可常不導致所需結果。根據此處所述之實施例，線性電子源100可用於將電子佈植至箔中。因此，數μm的佈植深度(舉例來說，2 μm至10 μm)可取決於由線性電子源100發射之電子1612之能量而實現。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，佈植深度可調整為至少是箔厚度之20%，及/或介於箔厚度之50%及80%間。因此，在不使相當部分的電荷通過箔並撞擊相對電極的情況下，電荷可位於接近相對電極處。
根據不同實施例，為了提供所需的佈植深度，位於-5 至-10 kV之範圍間或甚至高達-20 kV之一電壓(例如，-15 kV)可施加至線性電子源100之陰極。在線性電子源內產生電子1612及離子1614。由於陰極及陽極間之電壓，電子會加速朝向線性電子源之前表面，並可通過開口114離開線性電子源以撞擊箔1622。
為了電子佈植之目的，一般說來，開口114之狹縫寬度可設置在由1 mm至10 mm之範圍間。因此，所發射之電流可限制在由電源供應器所提供之電流之10%至30%之範圍間。根據此處所述之實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，佈植深度係依據箔厚度作選擇，亦即，佈植深度必須小於箔厚度。
根據此處所述之實施例，用於控制氣體注入之閥之反應時間，以及用於電源供應器之電弧反應之反應時間可介於數毫秒之範圍間，一般為1毫秒至20毫秒。因此，對在滾輪1620上方高速運送的箔1622來說，可提供幾乎連續的電荷佈植，甚至在電弧發生於陰極和陽極間之情況下亦然。
根據其他實施例，其可與此處所述之實施例結合，電子佈植方法、加熱方法、或清潔方法可提供低於50 mm之用於電子轟擊之由開口114或1714(見圖17)至靶材之距離。因此，可減少具有分子出現在狹縫開口及靶材間之電子散射損耗。根據某些實施例，散射率可適於具有由開口發射撞擊靶材之電子之至少80%或90%。
根據尚有進一步的實施例，如圖17所示，電子佈植方 法、加熱方法、或清潔方法可設置開口1714，其具有一高度，該高度相當於外殼高度之至少50%、至少80%、至少90%、或甚至本質上為100%。因此，該高度係在垂直電子源長度之一平面中界定。電子源長度可界定為沿狹縫開口114或1714之方向延伸。因此，舉例來說，在圖16及17中，開口高度為開口之垂直尺寸。
因此，根據尚有其他實施例，介於開口114或1714及靶材間之用於電子轟擊之距離另可低於5 mm。因此，實質上所有未碰撞陽極之電子將引導至靶材上。
一使用一般線性電子源或此處所述之線性電子源之進一步的方法可為金屬箔之加熱及/或清潔。舉例來說，金屬箔係用於製造光電薄膜。在薄膜太陽能電池或其他金屬箔用於之薄膜之製造期間，金屬箔必須針對不同的處理步驟預先加熱。
圖17顯示線性電子源1700，其係放置在金屬箔1722前面並在滾輪1720上方受到引導。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，線性電子源1700之陰極1710可加大尺寸。因此，陰極表面可具有位於50至6000 cm2 之範圍間之面積。舉例來說，陰極高度(亦即，圖17之垂直方向)可位於1公分至30公分之範圍間。對加大尺寸來說，高度尤其可位於15公分至30公分之範圍間，舉例來說，為15公分或20公分。
對加熱方法來說，通常所發射之線性電子束之強度必須增加。擴大的陰極表面導致電子束強度增加，那就是說， 導致電子束電流增加。另外，線性電子源1700之開口1714係設置為外殼高度之至少80或90%。一般地，用於設置一狹縫開口之前表面可省略。因此，電子束電流可進一步增加。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，由線性電子源1700至箔1722之距離可減少為低於50 mm。因此，由寬開口發射之所有電子可撞擊箔。
根據此處所述之實施例，可藉由下述方式改善在一金屬箔上所提供之功率強度之效能：增加陰極1710之前表面；藉由設置寬開口1714，其本質上相當於線性電子源之外殼尺寸；及/或藉由減少線性電子源1700至靶材之距離。
根據此處所述之實施例，對一金屬箔之加熱及/或清潔來說，寬電子束開口可提供上達80%之效能。陰極及陽極間之一般電壓可位於5至10 kV之範圍間。另外，其亦可提供位於12至15 kV之範圍間之更高電壓，舉例來說，13 kV。
根據尚有進一步的實施例，加熱金屬箔之方法亦可用於清潔金屬箔。因此，黏附至金屬箔之油或其他材料之處置可藉由加熱金屬箔而蒸發。另外，複合化學成分(舉例來說，油)可藉由電子束提供之能量裂解。油等之裂解殘餘物接著可藉由蒸發而移除。根據尚有其他實施例，一般的線性電子源及根據此處所述之實施例之線性電子源可用於由腹鈑箔移除油。電容例如可藉由在箔上設置油之圖案，並在未受到油覆蓋之區域中沈積金屬薄膜而在一腹鈑 箔上製造。因此，在金屬沈積製程後，油必須移除，甚至是腹鈑上之小的油殘餘物會使欲製造之電容之操作惡化。因此，即使腹鈑在製造過程期間為高速，吾人希望具有由腹鈑移除油之快速製程。根據此處所述之實施例，來自腹鈑的油可藉由關於圖17所述之方法移除。
圖17顯示線性電子源1700，其係放置在金屬箔1722前面並在滾輪1720上方受到引導。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，線性電子源1700之陰極1710可加大尺寸。因此，陰極表面可具有位於50至6000 cm2 之範圍間之面積。舉例來說，陰極高度，亦即，圖17之垂直方向，可位於1公分至30公分之範圍間。對加大尺寸來說，高度尤其可位於15公分至30公分之範圍間，舉例來說，15公分或20公分。
對清潔或加熱方法來說，通常所發射之線性電子束之強度必須增加。擴大的陰極表面導致電子束強度增加，那就是說，導致電子束電流增加。另外，線性電子源1700之開口1714係設置為外殼高度之至少80或90%。一般地，用於設置一狹縫開口之前表面可省略。因此，電子束電流可進一步增加。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，由線性電子源1700至箔1722之距離可減少為低於50 mm。因此，由寬開口發射之所有電子可撞擊箔。
根據此處所述之實施例，在一金屬箔上提供功率強度之效能可藉由增加陰極1710之前表面、藉由設置寬開口 1714，其可本質上相當於線性電子源之外殼尺寸、及/或藉由減少線性電子源1700至靶材之距離來改善。
根據此處所述之實施例，對一金屬箔之加熱及/或清潔來說，寬電子束開口可提供上達80%之效能。陰極及陽極間之一般電壓可位於5至10 kV之範圍間。另外，其亦可提供位於12至15 kV之範圍間之更高電壓，舉例來說，13 kV。
根據此處所述之實施例，一般的線性電子源，尤其是此處所述之線性電子源，可用於一蒸發設備。
對一基板上之材料薄膜塗層來說，可使用一專用者。舉例來說，具有金屬薄膜之塗層，其提供大面板顯示器之電容或彈性結構或腹鈑上之保護層，可以蒸發器施加。一般說來，尤其對基板尺寸增加之大面板顯示器來說，塗層製程必須改善。
圖18顯示一蒸發器，其具有線性電子源100，其安排在蒸發坩鍋180下方。線性電子源100具有外殼112，其具有側壁312及狹縫開口114。狹縫開口114面對蒸發坩鍋180之下部部分。根據此處所述之實施例，在線性電子源之操作期間，電子束撞擊蒸發坩鍋180下側，從而加熱蒸發坩鍋。如果一材料(例如，鋁)欲在一坩鍋中蒸發，則鋁可饋送至位於凹部部分182中之蒸發坩鍋之熔化區。另外，鋁係加熱以致其蒸發並可沈積在一基板等之上。
一蒸發器之一進一步的實施例示於圖19。因此，複數個蒸發坩鍋980係放置在線性電子源100之狹縫開口114 上方。一般地，蒸發坩鍋980可相對於彼此安排以致在蒸發坩鍋間沒有任何間隙。如上文所述，一欲蒸發之材料可饋送至具有一凹部部分之各蒸發坩鍋中，且坩鍋係加熱以蒸發材料，例如，鋁等。
實施例之進一步的細節，其可與此處所述之其他實施例結合，係示於圖20。圖20顯示線性電子源100，其具有陰極110及外殼112，其作用如陽極。陰極110藉由電連接器120連接至高電壓源，電連接器120係設置通過陰極支撐構件122。一如惰性氣體之氣體(例如，氬、氮、氧、其混合物等)可經由氣體導管130注入。在線性電子源100之操作期間，電子係加速朝向為蒸發坩鍋2080之形式之靶材。因此，蒸發坩鍋係加熱以致欲沈積在基板上之材料熔化及蒸發。根據此處所述之不同實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，坩鍋溫度可位於1000℃至1600℃之範圍間，取決於欲蒸發之材料。蒸發坩鍋2080可具有凹部部分2084，其用於接收熔化的材料。如線2082所指示，材料可例如藉由一線連續饋送至蒸發坩鍋。
根據不同實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，用於製造蒸發坩鍋2080之材料一般可選自由下列構成之群組：金屬硼化物、金屬氮化物、金屬碳化物、非金屬硼化物、非金屬氮化物、非金屬碳化物、氮化物、硼化物、石墨、二硼化鈦、氮化硼、碳化硼、碳化矽、及其組合。另外，尤其可使用例如，氧化鋁或陶瓷材料。根據進一步的實施例，上述成分可經過選擇以致蒸發坩鍋2080具有相 當於2000 μΩ˙cm以上或300 μΩ˙cm以下之電阻之導電率。一般說來，此處提供之坩鍋電阻指的是冷狀態下之電阻。由於蒸發坩鍋並未由經此饋送之電流加熱，蒸發坩鍋之材料選擇顯著增加，且材料可獨立於坩鍋之電性質而選擇。
根據進一步的實施例，蒸發坩鍋2080係位於熱絕緣構件2086上。這些支撐構件不需為導電體。因此，材料選擇可適於熱絕緣。根據不同實施例，可使用類似高溫金屬、高溫陶瓷等之材料。另外，根據某些進一步的實施例，坩鍋接觸支撐構件之橫剖面面積可縮小至2 mm2 至10 mm2 。因此，用於蒸發坩鍋2080之支撐構件導致坩鍋及其支撐之組合之熱電容減少。減少的熱電容導致轉移至坩鍋以提供所需溫度之能量必須減少。舉例來說，坩鍋支撐件可具有100(W/m．K)或更低、或甚至10(W/m．K)或更低的導熱率。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，一般的電漿電子源(尤其是根據此處所述之實施例之線性電子源)可用於加熱一矽晶圓。在半導體製造期間，存在有必須加熱矽晶圓的複數種製程。這些製程可為沈積製程、退火製程、或其他必須使用升高的晶圓溫度之製程。許多半導體處理設備使用例如紅外線輻射形式之電磁輻射來加熱矽晶圓。不過，這些加熱製程遭受矽材料吸收紅外線輻射之害。另外，許多輻射源具有一相對寬的發射角度。因此，許多能量並未到達矽晶圓之欲加熱區。
如圖21所示，電漿電子源100可如此安排以致矽晶圓2102之表面受一電子束之輻射。電漿電子源包含陰極 110，一高電壓通過導電管120施加至此。外殼112作用如一陽極，舉例而言，其可接地。如惰性氣體之氣體(例如，氬、氮、氧、或其混合物等)係通過氣體導管130注入以在陰極110區提供一致的氣體壓力。由於陰極110及外殼112提供之陽極間之電壓，電漿因而產生。因此，電子產生。
根據此處所述之實施例，矽晶圓2102係位於支撐件2186上，以致晶圓之一表面可提供電子轟擊。一般地，電子撞擊矽晶圓之背側，也就是矽晶圓未受處理之側。
根據此處所述之實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，電子束離開之開口至少具有相當於陰極110之尺寸、至少具有相當於外殼112之個別尺寸大小之80或90%之尺寸、或具有相當於外殼112之尺寸，藉此可省略一前表面(例如，見圖1之113)。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，電漿電子源可為線性電漿電子源，較佳的是具有超過60公分之長度。一線性電漿電子源可為根據此處所述之實施例之一源。
藉由具有用於電子束離開之寬開口，到達靶材(即矽晶圓)之電流可因而增加。因此，由P=U*I給定之供應給矽晶圓之功率可增加及/或暫停，甚至對中等電子束能量來說亦然。因此，根據一般實施例，其可使用位於-5至-8 kV之範圍間之陰極電壓。因此，歸因於高能量電子之矽晶圓損壞可降低。增加的功率輸出保持矽晶圓之充分加熱而無 顯著損壞晶圓背側。
根據加熱矽晶圓、一金屬箔或一腹鈑等之實施例，來自電漿電子源(尤其是線性電漿電子源)之電子束可提供有效的能量轉移或電荷轉移，因為電子束可良好地導向所需靶材。根據此處所述之實施例，提供給源之能量之至少60%，例如70或80%，可轉移至靶材。
對電漿電子源用於加熱矽晶圓之實施例來說，電子直接提供能量至矽晶圓。因此，舉例來說，與電磁輻射相比，矽晶圓中之能量吸收獲得改善。因此，在晶圓表面提供之用於產生所需溫度之能量可減少。
根據此處所述之實施例，可提供一線性電漿電子源。該源包含一外殼，其作用如一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向；一第二電極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口，該第一側與該狹縫開口間隔一第一距離，其中該長度方向上之該電子源之長度至少為該第一距離之5倍；及至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中，其中該第一電極為陽極，且該第二電極為陰極。
根據尚有進一步的實施例，線性電漿源在長度方向上可具有至少20倍的第一距離之電子源長度。一般地，如一進一步的附加或替代實施方式，第二電極可具有第二另側，其面對側壁、及第三另側，其中第二電極之側與狹縫開口間隔一第一距離(D)，其中第二電極之第二另側及第三 另側與外殼間隔之間隔空間小於第一距離，且其中第二另側及側壁間之間隔空間係適於由非操作狀態至操作狀態增加至少1 mm。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，在長度方向上之外殼長度可為至少1.5公尺。此外或如一進一步的修改，其可與此處所述之實施例結合，第二電極可包含至少一材料，其選自由下列構成之群組：不鏽鋼、石墨、及CFC。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該源可進一步包含一第一支撐構件，其用於在相對於外殼之一固定位置上支撐第二電極、及至少一個第二支撐構件，其用於在相對於外殼之一浮動位置上支撐第二電極。因此，舉例來說，第二支撐構件可在外殼之一開口中浮動。如附加或替代的實施方式，第二電極可包含至少一材料，其選自由下列構成之群組：不鏽鋼及銅，且其中該開口具有一浮動長度，其在長度方向延伸至少3 mm，或第二電極可包含至少一材料，其選自由下列構成之群組：石墨及CFC，且其中該開口具有一浮動長度，其在長度方向延伸至少1 mm。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，外殼中之開口可為一狹縫開口，其用於該至少一個第二支撐構件之浮動移動並具有至少1 mm之浮動長度。對在外殼中具有一開口之實施例來說，可選擇地，該源包含至少一個密封件，其用於減少開口中之氣流，該開 口係用於該至少一個第二支撐構件之浮動移動。如一可附加或替代地提供之進一步的範例，該至少一個第二支撐構件可為至少兩個第二支撐構件。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，第二電極可連接至一電源供應器，其用於提供一高電壓給該第二電極。如一範例，該第二電極及一電源供應器可以一電連接連接，該電連接係安排通過該固定支撐構件。
根據尚有進一步的一般實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該第二電極可為一矩形橫剖面。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該至少一個氣體供應器可為複數個氣體供應器，其沿該長度方向具有至少200 mm之一距離。因此，該至少一個氣體供應器可包含一氣體導管，其用於該至少一個氣體供應器；及一氣體分配區或空間，其與該氣體導管連通，並鄰接該外殼，且用於改善沿該長度方向之氣體壓力之一致性。如一進一步的範例，一分隔該氣體分配空間及該外殼之壁可具有複數個開口，其用於將氣體注入該外殼中。
根據其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該線性電漿電子源可進一步包含支撐構件，其在該第三另側支撐該第二電極。如一進一步的選項，該進一步的支撐構件可適於相對於該外殼之浮動移動。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實 施例結合，該第二電極可具有一主體及一外部層。因此，如一範例，該主體可包含至少一材料，其選自由下列構成之群組：不鏽鋼、鋁、銅、及其混合物；且該外部層包含至少一材料，其選自由下列構成之群組：石墨、CFC、及其混合物。替代或附加地，該外部層可環繞該主體，或該外部層可設在該第二電極之該第一側。
根據尚有其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該源可進一步包含一充電粒子發射柵極，其由該狹縫開口朝該外殼內側凹入。
進一步的實施方式，其可與此處所述之其他實施例結合，具有一狹縫，其中該狹縫開口可具有一高度，也就是垂直該長度方向之一方向，其至少為該外殼高度之50%。舉例來說，該狹縫開口之高度實質上可相當於該外殼之高度。
根據其他修改，其可與此處所述之其他實施例結合，該源可包含至少一個狹縫高度調整板及/或一可移動擋門，其用於選擇性地阻擋充電粒子束。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該第二電極之該第一側可具有一高度，也就是垂直該長度方向之一尺寸，其至少為1至30公分或甚至為15至30公分。
進一步的修改，其可與此處所述之其他實施例結合，可包含一聚焦透鏡，其用於聚焦該線性充電粒子束朝向延伸通過該狹縫開口之該光學平面。因此，舉例來說，該聚 焦透鏡可包含一線圈，其圍繞該外殼纏繞、一永久磁鐵，其沿該長度方向延伸、及/或至少兩個電極。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該至少一個氣體供應器可包含複數個氣體導管、及至少一個閥，且其中該複數個氣體導管係類似以提供氣體供應器之一串接。因此，舉例來說，各該氣體供應器可設置一閥。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該至少一個氣體供應器可由一控制器控制，該控制器適於感測供應給該陰極之電流並具有100 ms或更快的反應時間，該控制器可連接至一主要控制單元，其用於接收一所需電流值，該電源供應器可包含一電弧抑制，其具有10 ms或更快的反應時間，及/或該電源供應器可連接至一主體控制單元，其用於接收一所需電壓值。
根據其他實施例，提供一製造一線性電漿電子源之方法。該方法包含製造一外殼，其作用如一第一電極並具有一狹縫開口，其界定一長度方向；設置一第二電極在該外殼中，其具有一第一側，該第一側適於面對該狹縫開口並與該狹縫開口間隔一第一距離，其中該第二電極具有第二另側，其適於面對側壁、及第三另側，其適於面對該外殼；界定介於該第二電極之該第二另側及該外殼側壁和該第三另側及該外殼間之預定分隔空間；在該外殼中裝配該第二電極，偕同該第二電極在該長度方向之一長度至少小於該第二另側及該外殼側壁間之該預定分隔空間1 mm；及連接 至少一個氣體供應器至該外殼。
因此，如一選擇性的修改，該第二電極可在一第一位置上固定地裝配至該外殼，並在另外的位置上以一浮動軸承裝配至該外殼。舉例來說，該第一位置本質上可位於該第二電極及/或該外殼之中心。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該方法可包含密封該浮動軸承及/或設置一密封電連接用於該第二電極。
根據尚有其他實施例，提供一用於蒸發欲沈積材料之蒸發設備。該蒸發設備包含至少一個蒸發坩鍋，其具有一主體，其具有一區域以用於在一側接收該欲沈積材料；一線性電子源，其位在鄰接該蒸發坩鍋處以用於使一電子束撞擊另一側。該線性電子源包含一外殼，其作用如一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位於該外殼中以用於穿透一電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向；一第二電極，其安排在該外殼內並具有一第一側，其面對該狹縫開口；及至少一個氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中。
因此，一般地，用於製造該蒸發坩鍋主體之材料可選自由下列構成之群組：金屬硼化物、金屬氮化物、金屬碳化物、非金屬硼化物、非金屬氮化物、非金屬碳化物、氮化物、硼化物、陶瓷材料、石墨、二硼化鈦、氮化硼、碳化硼、碳化矽、氧化鋁、及其組合。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實 施例結合，用於製造該蒸發坩鍋主體之材料可具有2000 μΩ．cm以上或具有300 μΩ．cm以下之電阻。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該蒸發設備可包含一坩鍋支撐件。舉例來說，該坩鍋支撐件可具有至該坩鍋之一接觸面積，其為.2 mm2 至10 mm2 ，及/或200(W/m．K)或更低的導熱率。
根據尚有其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，一根據此處所述之任何實施例之線性電子源可用於該蒸發設備。
根據另一實施例，提供一充電一腹鈑或箔之方法。該方法包含以至少一滾輪引導具有10 μm或更大厚度之一腹鈑或箔；設置一線性電子源，其具有一外殼，該外殼作用如一陽極，該外殼具有側壁、一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一線性電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向、一陰極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口、至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中、及一電源供應器，其用於在該陽極及該陰極間提供一高電壓；及發射該線性電子束，其中該高電壓係調整用於提供一電子能量以在該腹鈑或箔內部佈植該電子束之電子。如一範例，一般可具有至少25 μm之厚度之該箔或腹鈑受引導。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，電子可佈植達一佈植深度，其至少為箔厚度之20%，及/或達一佈植深度，其係調整為介於箔厚度之40%及80% 間。如進一步的實施方式，其可與此處所述之其他實施例結合，該高電壓可調整為介於4 kV至15 kV間，所提供之氣體可以一控制器控制，該控制器具有100 ms或更快的反應時間，及/或電弧可偵測且電弧之偵測以10 ms之反應時間切換該高電壓。
根據尚有進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，位於一垂直該長度方向之方向上之該狹縫開口之高度可為該外殼之對應高度之至少50%。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該線性電子源係如此設置以致介於該狹縫開口及該腹鈑或箔間之距離可為20 mm或更小。一般說來，對此處所述之應用，尤其是對具有該外殼高度之50%、80%、或甚至90%之該狹縫開口之大高度，來說，本質上可將該線性電子源直接放置在欲以電子轟擊之靶材處。
根據尚有其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，一根據此處所述之任何實施例之線性電子源可用於佈植電荷。
根據另一實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，提供一加熱或清潔腹鈑或箔之方法。該方法包含設置一線性電漿電子源，其具有一外殼，該外殼作用如一陽極，該外殼具有側壁、一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一電子束，該狹縫開口界定該源之一長度方向、一陰極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口、至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中、 及一電源供應器，其用於在該陽極及該陰極間提供一高電壓；在該狹縫開口前面可移動地引導該腹鈑或箔；及由該線性電漿電子源發射一線性電子束。
因此，根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該高電壓可調整為介於4 kV及15 kV間。根據尚有進一步的修改，其可與此處所述之其他實施例結合，所提供之氣體可以一控制器控制，該控制器具有100 ms或更快的反應時間，及/或電弧可偵測，且電弧之偵測以10 ms之反應時間切換該高電壓。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該開口之寬度可為該外殼之對應寬度之至少50%或甚至至少80%。一般地，舉例來說，由該電源供應器提供之功率之至少20%可提供給該腹鈑或箔，或提供由該電源供應器提供之功率之至少60%給該腹鈑或箔。
根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該電漿電子源可如此設置以致該開口及該腹鈑或箔間之距離為50 mm或更小，或該開口及該腹鈑或箔間之距離為10 mm或更小。
根據不同實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該腹鈑或箔可為一金屬箔。因此，舉例來說，其一般可以至少一滾輪並以至少1公分/分之速度沿該線性電漿電子源移動該受引導之金屬箔。另外，附加或替代地，該電子束之功率吸收可用於預先加熱該金屬箔，或該電子束之功率吸收可用於清潔該金屬箔。舉例來說，功率吸收可裂 解該金屬箔上之分子殘餘物。或者，該腹鈑或箔可為一腹鈑箔。因此，舉例來說，其一般可以至少一滾輪並以至少1公分/分之速度沿該電漿電子源移動該受引導之腹鈑箔。另外，附加或替代地，該電子束之功率吸收可用於清潔該腹鈑箔。如一一般選項，該電子束之功率吸收可用於由該腹鈑箔移除油。舉例來說，功率吸收可裂解該腹鈑箔上之分子殘餘物。
根據尚有其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，一根據此處所述之任何實施例之線性電子源可用於加熱或清潔一腹鈑或箔。
根據另一實施例，提供一加熱矽基板之方法。該方法包含設置一電漿電子源，其具有一外殼，該外殼作用如一陽極，該外殼具有側壁、一狹縫開口，其位於該外殼中用於穿透一電子束、一陰極，其係安排在該外殼內，並具有一第一側，其面對該狹縫開口、至少一氣體供應器，其用於提供一氣體至該外殼中、及一電源供應器，其用於在該陽極及該陰極間提供一高電壓；在該開口前面設置該矽基板；及發射該電子束以直接撞擊該矽晶圓。
因此，根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，由該電源供應器提供之功率之至少50%可由該矽基板吸收。
根據進一步的實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該高電壓可調整為介於4 kV及15 kV間，所提供之氣體可以一控制器控制，該控制器具有100 ms或更快的反 應時間，及/或電弧可偵測且電弧之偵測以10 ms之反應時間切換該高電壓。
根據尚有其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該開口之寬度可為該外殼之對應寬度之至少50%或至少80%。一般地，該電漿電子源可如此設置以致該開口及該矽基板間之距離為50 mm或更小，或該開口及該矽基板間之距離為10 mm或更小。
根據某些實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，該矽基板或箔可為一矽晶圓。一般地，該方法可包含在該晶圓面對該電子源之一背側支撐該矽基板。如一進一步可選擇的實施方式，其可與此處所述之其他實施例結合，該方法可包含在該電子束發射期間旋轉該矽基板。
根據尚有其他實施例，其可與此處所述之其他實施例結合，一根據此處所述之任何實施例之線性電子源可用於加熱一矽基板。
雖然前文係引導至本發明之實施例，本發明之其他及進一步的實施例可在不偏離其基本範圍之情況下發想，且其範圍係由跟隨之申請專利範圍決定。
L‧‧‧長度
D‧‧‧距離
10‧‧‧靶材
70‧‧‧貯氣槽
72‧‧‧閥
73‧‧‧閥
74‧‧‧箭頭
75‧‧‧箭頭
80‧‧‧電源供應器
82‧‧‧箭頭
84‧‧‧箭頭
90‧‧‧控制器
91‧‧‧顯示裝置
92‧‧‧主要控制單元
93‧‧‧輸入裝置
94‧‧‧箭頭
95‧‧‧箭頭
100‧‧‧線性電子源
102‧‧‧光學軸
110‧‧‧陰極
112‧‧‧外殼
113‧‧‧前部分
114‧‧‧狹縫開口
120‧‧‧導電管或導體
122‧‧‧支撐構件
130‧‧‧氣體導管
180‧‧‧蒸發坩鍋
182‧‧‧凹部部分
210‧‧‧第二電極
212‧‧‧外殼
213‧‧‧前表面
214‧‧‧開口
312‧‧‧側壁
412‧‧‧第二另側
413‧‧‧第一側
414‧‧‧第三另側
522‧‧‧浮動支撐構件
524‧‧‧狹縫開口
526‧‧‧密封構件
622‧‧‧支撐構件
630‧‧‧氣體導管
631‧‧‧氣體分配空間
632‧‧‧開口
724‧‧‧狹縫開口
810‧‧‧第二電極
812‧‧‧外層
814‧‧‧核心
910‧‧‧第二電極
912‧‧‧前板
914‧‧‧主體
980‧‧‧蒸發坩鍋
1012‧‧‧外殼
1014‧‧‧開口
1015‧‧‧電子發射柵極
1016‧‧‧柵極裝配框架
1114‧‧‧開口
1213‧‧‧調整板
1214‧‧‧開口
1250‧‧‧擋片
1252‧‧‧中心部分
1254‧‧‧邊緣部分
1360‧‧‧線圈
1362‧‧‧磁場
1460‧‧‧永久磁鐵
1462‧‧‧磁場
1464‧‧‧虛線
1612‧‧‧電子
1614‧‧‧離子
1620‧‧‧滾輪
1622‧‧‧箔
1700‧‧‧線性電子源
1710‧‧‧陰極
1714‧‧‧開口
1720‧‧‧滾輪
1722‧‧‧金屬箔
2080‧‧‧蒸發坩鍋
2082‧‧‧線
2084‧‧‧凹部部分
2086‧‧‧熱絕緣構件
2102‧‧‧矽晶圓
2114‧‧‧狹縫開口
2186‧‧‧支撐件
對在此技術中具有一般技能者來說，包含其最佳模式之本發明之完整且可實施之揭示係在此說明書之剩餘部分更具體地提出，其包含對伴隨圖式之參照，其中： 圖1顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之概略橫剖面圖；圖2顯示根據此處所述之實施例之一進一步的線性電子源之概略橫剖面圖；圖3顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之概略前視圖；圖4顯示根據此處所述之實施例之一長線性電子源之略圖；圖5顯示根據此處所述之實施例之一具有陰極支撐結構之線性電子源之略圖；圖6顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之略圖，其具有一受支撐的陰極及氣體入口裝置，其用於使氣體注入一致；圖7顯示一略圖，其進一步說明根據此處所述之實施例之一具有陰極支撐結構之線性電子源；圖8顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之略圖，其具有支撐結構及一具有兩部分之陰極；圖9顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之圖，其具有一具有兩部分之進一步的陰極；圖10顯示根據此處所述之實施例之一具有經過修改之出口狹縫之線性電子源之略圖；圖11顯示根據此處所述之實施例之一具有寬電子出口之線性電子源之略圖；圖12顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之 略圖，其具有一出口狹縫調整裝置及一擋門；圖13A及13B顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之略圖，其具有用於該線性電子束之聚焦裝置；圖14顯示根據此處所述之實施例之一線性電子源之略圖，其具有用於一線性電子束之聚焦元件；圖15顯示根據此處所述之實施例之一用於控制一線性電子源之系統之略圖；圖16顯示一略圖，其說明根據此處所述之實施例之一使用一線性電子源之方法；圖17顯示一略圖，其說明根據此處所述之實施例之使用一線性電子源之方法；圖18顯示一略圖，其說明根據此處所述之實施例之一使用一線性電子源之蒸發設備；圖19顯示一略圖，其說明根據此處所述之實施例之一使用一線性電子源之蒸發設備之進一步的實施例；圖20顯示一略圖，其說明根據此處所述之實施例之一使用一線性電子源之蒸發設備之進一步的實施態樣；及圖21顯示一略圖，其說明根據此處所述之實施例之用於加熱一矽晶圓及使用一線性電子源之實施例。
100‧‧‧線性電子源
112‧‧‧外殼
114‧‧‧狹縫開口
1612‧‧‧電子
1614‧‧‧離子
1620‧‧‧滾輪
1622‧‧‧箔

Claims (24)

  1. 一種充電一腹鈑或箔之方法，包含下列步驟：以至少一滾輪引導一腹鈑或箔，該腹鈑或箔具有10 μm或更大之厚度；設置一線性電子源(100、1700)，該線性電子源具有：一外殼(112、212、1012)，該外殼作用如一陽極，該外殼具有側壁(312)；一狹縫開口(114、1214、1714、2114)，該狹縫開口位於該外殼中用於讓一線性電子束穿透，該狹縫開口界定該線性電子源之一長度方向；一陰極，該陰極安排在該外殼內部並具有一第一側(413)，該第一側面對該狹縫開口；至少一氣體供應器(130、630、72、73、70)，該至少一氣體供應器用於提供一氣體至該外殼中；以及一電源供應器(80)，該電源供應器用於提供該陽極及該陰極間之一高電壓；以及發射該線性電子束，其中調整該高電壓以提供一電子能量，以在該腹鈑或箔內部佈植該線性電子束之電子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該箔或腹鈑具有至少25 μm之厚度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該等電子係佈植達一佈植深度，該佈植深度為該箔厚度之至少20%。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該等電子係佈植達一佈植深度，該佈植深度係調整為介於該箔厚度之至少40%及80%間。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該高電壓係調整為介於4 kV至15 kV間。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該氣體之提供係以一控制器控制，該控制器具有100 ms或更快的反應時間。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中偵測電弧且該偵測電弧係以10 ms或更短的反應時間切換該高電壓。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中位於一垂直該長度方向之方向上之該狹縫開口(114、1214、1714、2114)之高度為該外殼(112、212、1012)之對應高度之至少50%。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該線性電子源(100、1700)係設置為使該狹縫開口(114、1214、1714、2114)及該腹鈑或箔間之距離為20 mm或更小。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該第一側(413)係與該狹縫開口(114、1214、1714、2114)分隔一第一距離，其中位於該長度方向上之該線性電子源(100、1700)之長度至少為該第一距離之5倍，且其中該陽極為一第一電極而該陰極為一第二電極(110、210、810、910)。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二電極(110、210、810、910)係設置為具有：第二另側(412)，該第二另側面對該側壁(312)；及第三另側(414)，其中該第二電極(110、210、810、910)之該側(413)係與該狹縫開口(114、1214、1714、2114)分隔一第一距離(D)，其中該第二電極之該第二另側及該第三另側與該外殼(112、212、1012)由分隔空間分隔，該分隔空間小於該第一距離，且其中介於該第二另側及該側壁間之該分隔空間，係適以藉由增加至少1 mm而從一非操作狀態提升至一操作狀態。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該外殼(112、212、1012)在該長度方向上之長度(L)係設置為至少1.5公尺。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二電極(110、210、810、910)係設置以包含至少一材料，該至少一材料選自由下列構成之群組：不鏽鋼、石墨、及CFC。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，另包含設置：一第一支撐構件(122、622)，該第一支撐構件用於在一相對於該外殼(112、212、1012)之固定位置支撐該第二電極(110、210、810、910)；及至少一第二支撐構件(522)，該至少一第二支撐構件用於在一相對於該外殼(112、212、1012)之浮動位置支撐該第二電極。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該至少一第二支撐構件(522)係在該外殼(112、212、1012)之一開口(524)中浮動。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該外殼(112、212、1012)中之該開口為一狹縫開口(524、724)，該狹縫開口用於該至少一第二支撐構件(522)之浮動移動並具有至少1 mm之浮動長度。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之方法，另包含設置：至少一密封件(526)，該至少一密封件用於減少在該開口中之氣流，該開口係用於該至少一第二支撐構件(522)之浮動移動。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二電極(110、810、910)具有一矩形橫剖面。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該至少一氣體供應器(70)另包含：複數氣體導管(130、630)，該複數氣體導管沿該長度方向具有至少200 mm之距離；至少一氣體分配空間(631)，該至少一氣體分配空間與該複數氣體導管連通，並鄰接該外殼(112、212、1012)，以用於改善沿該長度方向之氣體壓力之一致性；至少一閥，其中該複數氣體導管係類似以提供一氣體供應器之串接，且其中一分隔該至少一氣體分配空間(631) 及該外殼(112、212、1012)之壁具有複數開口，以用於注入該氣體至該外殼中。
  20. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二電極(110、210、810、910)係設置為具有一主體(814、914)及一外部層(812、912)。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該主體包含至少一材料，該至少一材料選自由下列構成之群組：不鏽鋼、鋁、銅、及其混合物，且該外部層(812、912)包含至少一材料，該至少一材料選自由下列構成之群組：石墨、CFC、及其混合物。
  22. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該狹縫開口(114、1214、1714、2114)之寬度實質上相當於該外殼(112、212、1012)之高度。
  23. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二電極(110、210、810、910)之該第一側(413)係設置為具有一高度，也就是一垂直該長度方向之尺寸，該尺寸至少為1至30公分。
  24. 如申請專利範圍第10項所述之方法，另設置：一聚焦透鏡(1360、1460)，該聚焦透鏡用於聚焦一線性充電粒子束朝向一光學平面，該光學平面係延伸通過該狹縫開口(114、1214、1714、2114)。
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