DD282364A7 - Verdampfergut-schalttiegel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdampfergut-Schalttiegel (Mehrtiegelanordnung), der bei Elektronenstrahlbedampfungsanlagen Anwendung finden kann. Erfindungsgemaesz wird eine effektive Kuehlung der jeweils in Eingriff stehenden Verdampfertiegel durch zueinander ortsfeste Anordnung von Elektronenquelle und Kuehlmittelaustritt im drehbaren Tiegelkarussell erreicht, wobei die Tiegelpositionen durch ein Malteserkreuzgetriebe reproduzierbar fixiert werden.{Vorrichtung; Tiegel; Bedampfung; Elektronenstrahlbedampfungsanlage; Tiegelkarussell; Mehrtiegelanordnung; Malteserkreuzgetriebe; Positionierung; Kuehlung; Elektronenquelle; Elektronenkanone}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Mehrt;?gelanordnung für Elektronenstrahlbedampfungsanlagen, die insbesondere in der Mikroelektroniktechnolojie und in wissenschaftlichen Laboranlagen Anwendung finden kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits Mehrtiegelanordnungen bekannt, bei denen der Elektr. nenstrahl der Elektronenquelle (Elektronenkanone) nach den Haltepositionen von Rastgetrieben oder von Winkelstelleinrichtungen, die ein Tiegelkarussell bewegen können, justiert wird (DE-PS 3316554).

Nachteilig ist hierbei der hohe Aufwand für die exakte, reproduzierbare Positionierung der einzelnen Tiegel und die

Überwachung dieser Positionen, da der Brennfleck des Elektronenstrahls stets auf dem Verdampfergut (Ingot) liegen muß. Ein Aufheizen des Tiegels selbst oder des Tiegelkarussells kann zu seiner Zerstörung und im schlimmsten Fall, beim Durchbrennen der Tiegelwandung, infolge des austretenden Kühlwassers auch zur Schädigung der Vakuumanlage führen.

Ein weiterer Nachteil bekannter Mehrtiegelanordnungen besteht in der unbefriedigenden Lösung der Kühlungsprobleme.

Üblicherweise funktioniert die Kühlung unabhängig von der Positionierung der einzelnen Tiegel derart, daß das Tiegelkarussell von einem System von Kühlkanälen und/oder Höhlungen durchzogen wird oder alle Tiegel, einschließlich der ungeheizten, parallel gekühlt werden.

Die Herstellung eines solchen Kühlsystems in einem massiven Kupferblock (Tiegulkarussell) ist sehr aufwendig.

Außerdem ist der Leitungswiderstand des Kühlsystems sehr groß, oder es werden sehr große Kühlmitteldurchflußmengen benötigt, um eine sichere Kühlung auch des im Verdampfungsmodus befindlichen Tiegels zu gewährleisten.

Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen eine festpositionierte Kühlmittelzufuhr und eine an anderer Stelle befindliche Kühlmittelabfuhr unterhalb der Auftreffstelle des Elektronenstrahles angeordnet sind (DE-OS 3010925). Hierbei ist jedoch wegen der sehr breiten Wärmeübergangszone nur eine geringe Effektivität der Kühlung zu verzeichnen.

Aus der SU-PS 1068542 ist ein Lichtbcgenverdampfer bekannt, bsi dem die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr durch ein doppelwandiges Rohr erfolgt, wobei im äußeren Rohr der Zufluß und im inneren Rohr der Abfluß stattfindet. Hierbei soll jedoch die gesamte Anodenfläche intensiv gekühlt werden, wogegen bei Elektronenstrahlverdampferanordnungen ausschließlich die (kleinflächige) Irlektronenstrahlauff reffstelle, aber mit hoher Effektivität, gekühlt werden muß.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgte das Ziel, eine kostangünstige Gestaltung eines Mehrtiegelverdampters zu erreichen, der einfach zu handhaben ist und eine hohe Betriebssicherheit aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, r !ne Tiegelanordnung für Elektronenstrahlbedampfungsanlagen zu gestalten, die ohne Zwischenbelüftur-^en der Vakuumanlage den Wechsel des Verdampfungsgutes gestattet und dabei nur feste reproduzierbare Stellungen der Verdampfertiegel relativ zum Elektronenstrahl zuläßt. Darüber hinaus sollte eine sichere und effektive Kühlung des aufgeheizten Verdampfertiegels durch kürzestmögliche Wegführung des Kühlmittelstromes erreicht werden. Erfindungsgem iß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elektronenquelle und die Austrittsöffnung des Kühlmittels ortsfest zueinander ang.nrdnet sind. Dabei befindet sich die Kühlmittelaustrittsöffnung innerhalb eines drehbaren Tiegelkarussells, so daß die im Tiegelkarussell eingelassenen einzelnen Tiegel durch Drehung des Tiegelkarussells mit Hilfe eines Malteserkreuzgetriebes in feste Rastpositionen gebracht werden können, bei denen sich stets ein Tiegel unmittelbar über der Austrittsöffnung für das Kühlmittel befindet. Sogar bei fehlerhaften Zwischenpositionen mündet der Kühlmittelstrahl stets unter der Auftreffstelle des Elektronenstrahls. Das Malteserkreuzgetriebe sichert dabei einfach die reproduzierbare Positionierung der Tiegel über dem ortsfest angeordneten Kühlmittelaustritt und somit eine effektive Kühlung.

Anhand zweier Fig. soll die Erfindung näher beschrieben werden

Es zeigen:

Fig. 1: Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung Fig. 2: Draufsicht auf das Tiegelkarussell.

Das Tiegelkarussell 1 mit den Tiegeln 2 und dem Verdampfergut 3 ist auf eine Welle 4 angeflanscht, die vom Malteserkreuz eines Malteserkreuzgetriebes 5 in die Arbeitsstellungen gebracht wird.

Die durchbohrte Welle 4 ist vakuumdicht durch den Boden der Bedampfungsanlage 6 hindurchgeführt und nimmt das feststehende Kühlmittelzulaufrohr 7 aus dessen Austrittsöffnung für das Kühlmittel 10 sich dem in Eingriff stehenden Tiegel 2 anschmiegt.

Zwischen der Austrittsöffnung 10 des Kühlmittelzulaufrohres 7 und dem Boden des Tiegels 2 bildet sich eine DrosseNelle, welche das Kühlmittel auf kürzestem Wege erreicht und bei geringem Leitungswiderstand in voller Menge passiert, ehe es durch beliebige Höhlungen des Tiegelkarussells und anschließend durch den Raum zwischen Zulaufrohr 7 und Bohrungsinnenwand der Welle 4 nach außen gelangt.

bie Bewegungsverhältnisse des Malteserkreuzgetriebes 5 sichern die richtigen Arbeitsstellungen der Tiegel 2 bezüglich Elektronenstrahl 9 und Kühlmittelaustrittsöffnung 10 ohne kritische Winkeltoleranzen am Tiegelkarussell 1 und an der außerhalb des Rezipienten liegenden Antriebswelle A₁ unabhängig davon, ob eine Handbedienung oder ein elektrischer Antrieb vorgesehen ist.

Claims (1)

1. Verdampfergut-Schalttiegel für Elektronenstrahlbedampfungsanlagen mit einem mehrere Tiegel enthaltenden Tiegelkarussell, das an einer drehbar durch die Rezipientenwand geführten durchbohrten Welle befestigt ist, einer ortsfesten Elektronenquelle und einem ortsfesten Kühlmittelzulaufrohr, das im Inneren der durch die Rezipientenwand geführten durchbohrten Welle angeordnet ist, wobei zwischen Kühlmittelzulaufrohr und Wand der Bohrung der Rückstrom des Kühlmittels stattfindet und an der drehbaren Welle ein Malteserkreuzgetriebe zur schrittweisen Positionierung der im Tiegelkarussell angeordneten Tiegel befestigt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Kühlmittelaustrittsöffnung (10) des ortsfesten Kühlmittelzulaufrohres (7) in einem drehbaren Tiegelkarussel! (1) unterhalb der Auftreffstelle des Elektronenstrahles (9) positioniert ist.

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