DE102015117182A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen von Material - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen von Material, bei dem eine bestimmte Menge Verdampfungsmaterial als Schüttgut bereitgestellt wird, wobei das Verdampfungsmaterial erst konditioniert und dann verdampft wird, wobei nur eine Teilmenge der bereitgestellten Menge von Verdampfungsmaterial konditioniert wird und dann die konditionierte Teilmenge verdampft wird, sowie eine Vorrichtung zum Verdampfen von Material, umfassend einen Verdampfertiegel zur Aufnahme von Verdampfungsmaterial sowie eine Energiequelle zum gerichteten Energieeintrag in das Verdampfungsmaterial, wobei der Verdampfertiegel so angeordnet ist, dass eine Oberfläche von auf oder in dem Verdampfertiegel bereitgestelltem Verdampfungsmaterial gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Verdampfen von Material.
  • Es werden Verfahren und Vorrichtungen zum Verdampfen verschiedener Materialien im Vakuum angegeben, wobei unter dem Begriff „Verdampfen“, abhängig von dem zu verdampfenden Material, auch Sublimation verstanden werden soll. Beispielsweise werden Verfahren und Vorrichtungen zum Verdampfen von als Schüttgut vorliegendem Verdampfungsmaterial, beispielsweise Oxiden und Oxidmischungen wie TiOx, SiOx, ZrO, NbOx, CrOx sowie Metallen und Metalllegierungen angegeben.
  • Bei der thermischen Verdampfung von Beschichtungsmaterial mit Hilfe von lokalem Energieeintrag (z.B. mittels Elektronenstrahl) gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, lange Kampagnendauern zu realisieren. Neben der Bevorratung von Verdampfungsmaterial in großen Verdampfertiegeln ist die Nachfütterung bzw. Nachführung von Material in geeigneter Form möglich. In vielen Fällen ist es notwendig, die Dampfquelle nahezu ortsfest im Bezug zu einem Ziel-Flächenbereich (auch als Beschichtungsfenster bezeichnet) zu halten, um Schwankungen der Beschichtungsrate zu vermeiden. So hat es sich bewährt, Verdampfungsmaterial in großen Verdampfertiegeln in einem Vorprozess zu konditionieren und dann durch geeignete Bewegungen eines Verdampfertiegels das konditionierte Verdampfungsmaterial abzutragen. Nachteil dieser Anordnung ist das meist recht große Volumen des Verdampfertiegels, was lange Konditionierungszeiten erforderlich macht, zu einer hohen thermischen Trägheit führt und außerdem durch die große, dem Substrat zugewandte Verdampfungsmaterialfläche zu einer starken thermischen Substratbelastung führt. Alternativ kann für Materialien, die in definierter Stabform hergestellt werden können, die Methode des umgekehrten Strangnachschubs eingesetzt werden, wobei ein Stab von unten in den Verdampfertiegel eingeführt wird. Für einige Materialien ist die Herstellung geeigneter Formstücke aber so aufwendig, dass sie nur als Stück- bzw. Schüttgut preiswert zur Verfügung stehen. Man kann das Schüttgut von oben in die Schmelze zuführen. Dabei treten aber immer Spritzer auf, was eine Unterbrechung des Beschichtungsversuchs erforderlich macht. Es ist auch bekannt, dass einige Materialien mit relativ niedrigen Leistungen verdampft werden können, indem sie als Schüttgut direkt in einen waagerecht stehenden, rotierenden, wassergekühlten Kupfertiegel, der rinnenförmig ausgeführt ist, eingebracht und mittels Elektronenstrahl vollständig verdampft werden. Dabei muss der Elektronenstrahl den Verdampfertiegel direkt beaufschlagen, was den maximal möglichen Energieeintrag deutlich begrenzt.
  • Ziel der Erfindung ist es, den bekannten Stand der Technik zu verbessern und Verfahren und Einrichtungen vorzuschlagen, bei denen Schüttgut dem Verdampfungsprozess so zugeführt wird, dass eine stabile, kontinuierliche Verdampfung über lange Zeiträume mit hohen Raten möglich ist und dabei einerseits große, aufzuheizende Mengen Verdampfungsmaterial vermieden werden und andererseits eine Unterbrechung des Verdampfungsprozesses zum Konditionieren nicht mehr erforderlich ist.
  • Dafür wird zunächst ein Verfahren zum Verdampfen von Material vorgeschlagen, bei dem eine bestimmte Menge Verdampfungsmaterial als Schüttgut bereitgestellt wird, wobei das Verdampfungsmaterial in einem verbundenen Prozess erst konditioniert und dann verdampft wird, wobei nur eine Teilmenge der bereitgestellten Menge von Verdampfungsmaterial dem Prozess aus einem Vorratsgefäß zugeführt und konditioniert wird und dann die konditionierte Teilmenge verdampft wird.
  • Im Gegensatz zu bekannten Lösungen, bei denen stets die gesamte Menge des beispielsweise in einem Verdampfungstiegel bereitgestellten Verdampfungsmaterials konditioniert wird, obwohl zu jedem Zeitpunkt nur ein relativ geringer Anteil aktuell verdampft wird, wird demnach bei der vorgeschlagenen Lösung stets nur eine geringe Teilmenge des bereitgestellten Verdampfungsmaterials konditioniert. Die gesamte Energiemenge, die in dem bereitgestellten Verdampfungsmaterial enthalten ist und sich möglicherweise negativ auf den Gesamtprozess auswirken kann, ist dadurch signifikant geringer als bei bekannten Verfahren. Ein wesentlicher Vorteil besteht in der dadurch erreichbaren Zeiteinsparung, weil die Konditionierung simultan neben der Verdampfung erfolgen kann. Die meist sehr zeitaufwändige Konditionierung des gesamten Verdampfungsguts vor der Verdampfung kann entfallen.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die konditionierte Teilmenge des bereitgestellten Verdampfungsmaterials nur einen Bruchteil der insgesamt bereitgestellten Menge von Verdampfungsmaterial darstellt, wobei der Bruchteil weniger als die Hälfte, weiter bevorzugt weniger als ein Viertel, weiter bevorzugt weniger als ein Zehntel, weiter bevorzugt weniger als ein Hundertstel der bereitgestellten Menge von Verdampfungsmaterial beträgt. Dabei ist das Verfahren umso effektiver und umso weniger die Ergebnisse des Verfahrens beeinträchtigend, je geringer die Teilmenge des konditionierten Verdampfungsmaterials relativ zur Menge des bereitgestellten Verdampfungsmaterials ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen einem Verdampfungsort und einem Niederschlagsort, d.h. dem Ort, an dem sich beispielsweise ein zu bedampfendes Substrat befindet oder an dem es, beispielsweise in einer Substrattransportebene, vorbeibewegt wird, konstant gehalten wird. Hierdurch werden einerseits besonders homogene Beschichtungsergebnisse erzielt. Änderungen und Driften des Beschichtungsergebnisses durch abstandsabhängige Prozessgrößen (z.B. Beschichtungsrate, Auftreffbereich der Energiequelle) können vermieden werden. Andererseits werden die negativen Beeinträchtigungen durch Sekundäreffekte (z.B. Belastung des Substrats durch Wärmestrahlung, Sekundärelektronen), die von dem konditionierten Anteil des bereitgestellten Verdampfungsmaterials auf zu behandelnde Substrate ausgehen können, einerseits konstant und andererseits so gering wie möglich gehalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Verdampfungsmaterial in einem Verdampfertiegel bereitgestellt wird, an einem unveränderlichen Verdampfungsort ein lokaler Energieeintrag in eine Teiloberfläche des Verdampfungsmaterials erfolgt und der Verdampfertiegel so bewegt wird, dass während der Bewegung fortlaufend neues Verdampfungsmaterial konditioniert wird und anschließend das konditionierte Verdampfungsmaterial verdampft wird.
  • Dies bedeutet, dass einerseits die Energiequelle, beispielsweise eine Elektronenstrahlkanone, fest verbaut sein kann und keinerlei weitere Einrichtungen zur großräumigen Bewegung des Auftrefforts des Elektronenstrahls benötigt werden, und andererseits, dass stets die nur nächste für die Verdampfung benötigte Teilmenge von Verdampfungsmaterial konditioniert werden muss, die anschließend direkt verdampft werden kann. Nicht zuletzt dadurch kann das Verfahren sehr energieeffizient durchgeführt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Verdampfungsmaterial in einem Verdampfertiegel bereitgestellt wird, wobei der Verdampfertiegel in einer gegenüber der Horizontalen geneigten Richtung bewegt oder/und um eine gegenüber der Vertikalen geneigte Achse gedreht wird. Insbesondere bei einer translatorischen Bewegung des Verdampfungstiegels in einer gegenüber der Horizontalen geneigten Richtung kann weiter vorgesehen sein, dass das Verdampfungsmaterial an einem Verdampfungsort verdampft wird, der an der höchsten Stelle des auf dem Verdampfertiegel angeordneten Verdampfungsmaterials angeordnet ist. Bei einem beispielsweise ringförmigen Verdampfertiegel, der um eine gegenüber der Vertikalen geneigte Achse gedreht wird, kann die Verdampfung beispielsweise zwischen der höchsten und der tiefsten Stelle der Tiegeloberfläche erfolgen. In diesem Fall verbleibt nach dem Durchlaufen des Verdampfungsortes in der Regel Verdampfungsmaterial im Tiegel. Dieses Verdampfungsmaterial erreicht erst nach einer weiteren Drehung, beispielsweise um etwa 90°, den höchsten Punkt der Tiegelrotation.
  • Hierdurch wird es möglich, dass sowohl die Konditionierung als auch die Verdampfung einerseits an einem festen Ort stattfinden können und andererseits der Energieeintrag in das Verdampfungsmaterial von dessen der Energiequelle zugewandter Oberfläche aus sehr weit in die Tiefe reicht. Auch diese Maßnahme trägt erheblich dazu bei, dass das vorgeschlagene Verfahren äußerst energieeffizient ist. Außerdem wird eine größere Querschnittsfläche des zugeführten Materials erreicht, als bei horizontaler Zuführung. Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Verdampfungsmaterial durch eine Bewegung eines Verdampfungsmaterial enthaltenden Verdampfertiegels oder/und durch eine Geschwindigkeit einer Bewegung eines Verdampfungsmaterial enthaltenden Verdampfertiegels einem Verdampfungsort so zugeführt wird, dass verdampftes Verdampfungsmaterial überwiegend in einer vorgebbaren Verdampfungsrichtung abgegeben wird.
  • Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Richtung, in der sich die verdampften Anteile des Verdampfungsmaterials von dem Verdampfertiegel abgegeben werden, gezielt zu beeinflussen. Mit anderen Worten ist es hierdurch möglich, beispielsweise einen im Wesentlichen vertikal nach oben gerichteten Dampfstrahl zu erzeugen. Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn beispielsweise plattenförmige Substrate in horizontaler Lage im Bereich der Vorrichtung angeordnet sind oder werden oder an der Vorrichtung vorbeibewegt werden, auf die der erzeugte Dampfstrahl trifft, wobei sich die Dampfteilchen auf der Oberfläche des Substrats niederschlagen und so eine dünne Oberflächenbeschichtung auf den Substraten ausbilden. Ebenso ist es möglich, beispielsweise einen im Wesentlichen horizontal gerichteten Dampfstrahl zu erzeugen. Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn beispielsweise plattenförmige Substrate in vertikaler Lage im Bereich der Vorrichtung angeordnet sind oder werden oder an der Vorrichtung vorbeibewegt werden, auf die der erzeugte Dampfstrahl trifft, wobei sich die Dampfteilchen auf der Oberfläche des Substrats niederschlagen und so eine dünne Oberflächenbeschichtung auf den Substraten ausbilden.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Verdampfungsmaterial in oder auf einem Verdampfertiegel bereitgestellt wird und an einem entfernt von einem Verdampfungsort angeordneten Nachfüllort Verdampfungsmaterial nachgefüllt wird.
  • Hierdurch ist es möglich, das Verfahren über lange Zeiträume unterbrechungsfrei zu gestalten. Durch das Nachfüllen von Verdampfungsmaterial an einem von dem Verdampfungsort entfernten Nachfüllort werden auch negative Effekte vermieden, die sich ansonsten ergeben können, wenn frisches Verdampfungsmaterial auf bereits konditioniertes Material gegeben wird.
  • Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Verdampfen von Material vorgeschlagen, die einen Verdampfertiegel zur Aufnahme von Verdampfungsmaterial sowie eine Energiequelle zum gerichteten Energieeintrag in das Verdampfungsmaterial umfasst, wobei der Verdampfertiegel so angeordnet ist, dass eine Oberfläche von auf oder in dem Verdampfertiegel bereitgestelltem Verdampfungsmaterial gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
  • Diese vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht es, dass sowohl die Konditionierung als auch die Verdampfung einerseits an einem festen Ort stattfinden können und andererseits der Energieeintrag in das Verdampfungsmaterial von dessen der Energiequelle zugewandter Oberfläche aus sehr weit in die Tiefe reicht. Diese Maßnahme trägt erheblich dazu bei, dass die vorgeschlagene Vorrichtung äußerst energieeffizient arbeitet.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Verdampfertiegel relativ zur Energiequelle beweglich ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Verdampfertiegel in einer gegenüber der Horizontalen geneigten Richtung bewegbar oder/und um eine gegenüber der Vertikalen geneigte Achse drehbar ist.
  • Weiterhin kann gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Energiequelle zur Erzeugung eines lokalen Energieeintrags in eine Teiloberfläche des Verdampfungsmaterials an einem unveränderlichen Verdampfungsort ausgebildet ist.
  • Dadurch kann einerseits die Energiequelle, beispielsweise eine Elektronenstrahlkanone, fest verbaut sein und weitere Einrichtungen zur großräumigen Bewegung des Auftrefforts des Elektronenstrahls werden nicht benötigt. Andererseits muss stets die nur nächste für die Verdampfung benötigte Teilmenge von Verdampfungsmaterial konditioniert werden, die anschließend direkt verdampft werden kann. Auch dadurch arbeitet die vorgeschlagene Vorrichtung sehr energieeffizient.
  • Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass an einem entfernt von einem Verdampfungsort angeordneten Nachfüllort eine Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen von Verdampfungsmaterial angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, eine sehr lange Kampagnendauer zu erreichen, ohne dass der Prozess unterbrochen werden müsste. Beispielsweise kann an dem Nachfüllort eine Nachfülleinrichtung angeordnet sein, mit der kontinuierlich oder diskontinuierlich bedarfsweise Verdampfungsmaterial in den Verdampfertiegel nachgefüllt werden kann.
  • Nachfolgend werden die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen anhand von Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei zeigen
  • 1 eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine Verdampfungszone bei einem beispielsweise durch Einwirkung eines Elektronenstrahl statisch erzeugten Verdampfungsort, und
  • 4 eine Verdampfungszone bei einem beispielsweise durch Einwirkung eines Elektronenstrahls dynamisch erzeugten Verdampfungsort.
  • Ein Verdampfertiegel 2 zur Zufuhr von Verdampfungsmaterial 4 von unten kann beispielsweise eine vorteilhafterweise wassergekühlten Rinne 3 umfassen, die schräg nach oben bewegt wird, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dargestellt. Die Form dieser Rinne 3 ist vorteilhafterweise so gestaltet, dass sie einen kreisförmigen, geschmolzenen bzw. konditionierten Bereich 5 seitlich vollständig begrenzt.
  • Diese Rinne 3 kann auch eine in sich geschlossene Form haben, die schräg im Raum angeordnet ist, so dass im Bereich der Verdampfung die Zufuhr des Verdampfungsmaterials 4 schräg von unten erfolgt. 2 zeigt einen runden, drehbaren Verdampfertiegel mit diesen Merkmalen. Dazu ist die Rotationsachse des Verdampfertiegels 2 gegenüber der Vertikalen gekippt. In der gewählten Darstellung ist dadurch der tiefste Punkt der Rinne 3 dem Betrachter zugewandt. Der Verdampfungsort 6 ist demgegenüber höher angeordnet.
  • Bei dieser Ausführung weist die Vorrichtung ein schräggestelltes rotierendes ringförmiges Rinnen-Verdampfertiegelsystem mit einer Rotationsachse auf, die eine Drehbewegung in der Ebene der Ringform erlaubt. Die Materialzuführung erfolgt vorteilhafterweise an der untersten Position 7 des Rings. Die Position der Dampfquelle 6 kann vorteilhaft auf halber Höhe des schräg angeordneten Rings erfolgen.
  • Die zugeführte Materialmenge ergibt sich durch den Vorschub und der pro Länge bevorrateten Menge Verdampfungsmaterial 4. Vorteilhafterweise verfügt die Einrichtung über ein System zur Erfassung der Position des Schmelzsees bzw. des konditionierten Bereichs 5 und einen Regelkreis, der die Vorschubgeschwindigkeit regelt.
  • Wie in 3 gezeigt, wird das Schüttgut während des Ringdurchlaufs in der Regel auf einem schon geschmolzenen und wieder erstarrten Bereich aufgebracht. Der beschickte Bereich wird dann in Richtung der Stelle des Energieeintrages bewegt.
  • Durch den sich um die Stelle des Energieeintrages ausbildenden konditionierten Bereich bzw. Schmelzsee 5 wird das Schüttgut aufgenommen bzw. eingeschmolzen, bevor es die Stelle des direkten Energieeintrages erreicht.
  • In einer besonderen Ausführungsform wird der Verdampfertiegel durch eine Blende, die temperiert sein kann, zumindest teilweise überdeckt und nur der Bereich 6, aus welchem verdampft wird, ist zum Beschichtungsfenster hin offen. Dadurch wird vermieden, dass Spritzer, die beim Einschmelzen entstehen könnten, zum Substrat hin gelangen. Außerdem wird die Abstrahlung vom heißen Verdampfungsmaterial 4 zum Beschichtungsfenster hin reduziert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung, die in 4 dargestellt ist, wird der durch die Energiequelle 1 beaufschlagte Bereich so gestaltet, dass sich ein für die Aufnahme des auf dem Ingot liegenden Schüttgutes besonders geformter Schmelzsee bzw. konditionierter Bereich ausbildet, ohne das Schüttgut direkt zu treffen. Mit anderen Worten erfolgt neben dem Energieeintrag zur Ausformung des Dampfquellbereichs 6 ein weiterer Energieeintrag zur speziellen Ausformung des Schmelzsees bzw. des konditionierten Bereichs 5 in das Verdampfungsmaterial. In dem konkreten Ausführungsbeispiel weist der konditionierte Bereich 5 neben der aus 3 bekannten einfachen Kreisform, die sich bei stationärem Energieeintrag ergibt, zwei sich von dem zentralen Bereich aus erstreckende Flügel auf, die durch entsprechende Lenkung des Elektronenstrahls 1 ausbilden. Im Wirkungsbereich dieser Flügel wird das Verdampfungsmaterial 4 unmittelbar vor dem Verdampfungsort auf einer eng begrenzten Fläche 5 konditioniert.
  • Eine Einrichtung zur Zufuhr von Stück- bzw. Schüttgut umfasst gemäß einer Ausgestaltung einen wassergekühlten rotierenden Verdampfertiegel 2 mit einem meist vorkonditionierten Ingot und ist mit einer Nachfülleinrichtung ausgestattet, die Stück- bzw. Schüttgut in definierter Menge an der vor Bedampfung geschützten Stelle in die Verdampfertiegelrinne 3 nachfüllt.
  • Vorteilhafter Weise wird die Nachfüllmenge entsprechend dem verdampften Volumen und der Vorschubgeschwindigkeit dosiert, was über einen Regelkreis erfolgen kann.
  • Die Beschickung mit Verdampfungsmaterial 4 kann wahlweise aus einem Vorratsreservoir von oben, horizontal oder auch schräg von unten erfolgen, wobei durch geeignete Mittel (z.B. Rüttelvorrichtung, Querschnittbegrenzung, Förderschnecke) eine Befüllung mit definiertem Querschnitt und definierter Schüttdichte in den Verdampfertiegel 2 eingebracht wird.
  • In einer besonderen Ausgestaltung wird der Verdampfertiegel durch mehrere Verdampfungs- und Nachfülleinrichtungen gespeist. Dadurch wird es beispielsweise auch möglich, zwei oder mehr verschiedene Materialien durch definierte oder definiert einstellbare Querschnitte in bestimmten Anteilen zuzuführen.
  • Die Verdampfung erfolgt aus einem überhitzten Verdampfungsbereich oder Dampfquellbereich 6 als Teilbereich des geschmolzenen bzw. konditionierten Bereichs 5 des Verdampfungsmaterials 4. Durch Bewegung des Verdampfertiegels 2 bei gleichzeitig ortsfester Position des Energieeintrages 1 zur Erzeugung des überhitzten Dampfquellbereichs 6 verschiebt sich der aufgeschmolzene bzw. konditionierte Bereich 5 entlang einer Bahn relativ zum Verdampfertiegel 2. Dabei wird das auf dieser Bahn als Schüttgut positionierte Verdampfungsmaterial 4 vom Rand der Schmelze bzw. des konditionierten Bereichs 5 erreicht und von der Schmelze bzw. dem konditionierten Bereich 5 aufgenommen. Vorteilhafterweise gelangt es dabei nicht in den direkt durch die Energiequelle 1 beaufschlagten Dampfquellbereich 6, bevor es aufgeschmolzen bzw. konditioniert ist, wodurch Spritzen im Dampfquellbereich vermieden wird.
  • Die Zuführung des Verdampfungsmaterials 4 erfolgt dabei vorteilhafterweise schräg von unten, indem ein Verdampfertiegel 2 bzw. eine tiegelähnliche Einrichtung eine Bewegungskomponente nach oben ausführt, wobei sich der aufgeschmolzene bzw. konditionierte Bereich 5 zumindest teilweise auf dem Schüttgut befindet. Die Nachfütterung kann zunächst durch im Verdampfertiegel 2 bevorratetes Verdampfungsmaterial 4 und wahlweise im Weiteren durch kontinuierlich zugeführtes Verdampfungsmaterial 4 erfolgen. Dabei werden folgende Vorteile für den Verdampfungsprozess erzielt:
    • 1. Es wird ein Verdampfungsprozess gestaltet, bei dem nur eine begrenzte Materialmenge in einer konditionierten Verdampfungsumgebung gehalten wird, wodurch die thermische Belastung zu beschichtender Substrate und der Prozessumgebung begrenzt wird.
    • 2. Der Bedampfungsabstand bleibt während der gesamten Kampagne konstant. Der Dampfquellbereich bleibt ortsfest, die Abdampfverhältnisse bleiben nahezu unverändert über lange Zeiträume während eines Beschichtungszyklus.
    • 3. Durch die Schrägstellung des Verdampfertiegels oder der tiegelähnlichen Einrichtung wird ein tieferer Abtrag des Verdampfungsmaterials erreicht, wodurch der Bewegungsvorgang zur Materialfütterung in den Verdampfungsbereich gegenüber horizontal angeordneten Systemen entsprechend langsamer erfolgen kann und wodurch eine Standzeiterhöhung des Prozesses erreicht wird
    • 4. Im Gegensatz zur seitlichen Materialzufuhr wird durch die schräge Zuführung von unten einer Schrägstellung der Dampfausbreitungsrichtung entgegengewirkt, insbesondere, wenn es sich um schwer bzw. zäh schmelzendes Verdampfungsmaterial handelt. Mit Hilfe der Vorschubgeschwindigkeit, die dann das lokale Abtragsprofil bestimmt, lässt sich die Orientierung der dampfabgebenden Fläche und damit die Richtung der Dampfausbreitung so beeinflussen, dass die Dampfabgabe z.B. vorwiegend senkrecht erfolgt. Es ist damit alternativ auch möglich, eine maximale Schrägstellung der Dampfausbreitung zu erreichen, um beispielsweise ein vertikal geführtes Substrat zu beschichten.
    • 5. Die Materialzuführung kann räumlich getrennt vom Dampfquellbereich erfolgen.
    • 6. Schließlich kann eine kontinuierliche Materialzuführung räumlich unterhalb des dampfabgebenden Dampfquellbereichs angeordnet sein, womit verhindert wird, dass die Funktionalität der Nachfülleinrichtung während eines vorgesehenen Verdampfungszyklus durch Streudampfablagerungen von der Dampfquelle beeinträchtigt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Energiequelle, z.B. Elektronenstrahl
    2
    Verdampfertiegel
    3
    Rinne
    4
    Verdampfungsmaterial
    5
    konditioniertes Verdampfungsmaterial
    6
    Verdampfungsort
    7
    Nachfüllort

Claims (13)

  1. Verfahren zum Verdampfen von Material, bei dem eine bestimmte Menge Verdampfungsmaterial (4) als Schüttgut bereitgestellt wird, wobei das Verdampfungsmaterial (4) in einem verbundenen Prozess erst konditioniert und dann verdampft wird, wobei nur eine Teilmenge der bereitgestellten Menge von Verdampfungsmaterial (4) dem Prozess aus einem Vorratsgefäß zugeführt und konditioniert wird und dann die konditionierte Teilmenge verdampft wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Teilmenge nur einen Bruchteil der bereitgestellten Menge darstellt, wobei der Bruchteil weniger als die Hälfte, weiter bevorzugt weniger als ein Viertel, weiter bevorzugt weniger als ein Zehntel, weiter bevorzugt weniger als ein Hundertstel der bereitgestellten Menge beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Abstand zwischen einem Verdampfungsort (6) und einem Niederschlagsort konstant gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Verdampfungsmaterial in einem Verdampfertiegel (2) bereitgestellt wird, an einem unveränderlichen Verdampfungsort (6) ein lokaler Energieeintrag in eine Teiloberfläche des Verdampfungsmaterials (4) erfolgt und der Verdampfertiegel (2) so bewegt wird, dass während der Bewegung fortlaufend neues Verdampfungsmaterial (4) konditioniert wird und anschließend das konditionierte Verdampfungsmaterial (5) verdampft wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem Verdampfungsmaterial (4) in einem Verdampfertiegel (2) bereitgestellt wird, wobei der Verdampfertiegel (2) in einer gegenüber der Horizontalen geneigten Richtung bewegt oder/und um eine gegenüber der Vertikalen geneigte Achse gedreht wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem Verdampfungsmaterial (4) an einem Verdampfungsort (6) verdampft wird, der an der höchsten Stelle des auf dem Verdampfertiegel (2) angeordneten Verdampfungsmaterials (4) angeordnet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem Verdampfungsmaterial (4) durch eine Bewegung eines Verdampfungsmaterial (4) enthaltenden Verdampfertiegels (2) oder/und durch eine Geschwindigkeit einer Bewegung eines Verdampfungsmaterial (4) enthaltenden Verdampfertiegels (2) einem Verdampfungsort (6) so zugeführt wird, dass verdampftes Verdampfungsmaterial (4) überwiegend in einer vorgebbaren Verdampfungsrichtung abgegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem Verdampfungsmaterial (4) in oder auf einem Verdampfertiegel (2) bereitgestellt wird und an einem entfernt von einem Verdampfungsort (6) angeordneten Nachfüllort (7) Verdampfungsmaterial (4) nachgefüllt wird.
  9. Vorrichtung zum Verdampfen von Material, umfassend einen Verdampfertiegel (2) zur Aufnahme von Verdampfungsmaterial (4) sowie eine Energiequelle (1) zum gerichteten Energieeintrag in das Verdampfungsmaterial (4), wobei der Verdampfertiegel (2) so angeordnet ist, dass eine Oberfläche von auf oder in dem Verdampfertiegel (2) bereitgestelltem Verdampfungsmaterial (4) gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verdampfertiegel (2) relativ zur Energiequelle (1) beweglich ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Verdampfertiegel (2) in einer gegenüber der Horizontalen geneigten Richtung bewegbar oder/und um eine gegenüber der Vertikalen geneigte Achse drehbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Energiequelle (1) zur Erzeugung eines lokalen Energieeintrags in eine Teiloberfläche des Verdampfungsmaterials (4) an einem unveränderlichen Verdampfungsort (6) ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei an einem entfernt von einem Verdampfungsort (6) angeordneten Nachfüllort (7) eine Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen von Verdampfungsmaterial (4) angeordnet ist.
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