DE2831602A1 - Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung

Info

Publication number
DE2831602A1
DE2831602A1 DE19782831602 DE2831602A DE2831602A1 DE 2831602 A1 DE2831602 A1 DE 2831602A1 DE 19782831602 DE19782831602 DE 19782831602 DE 2831602 A DE2831602 A DE 2831602A DE 2831602 A1 DE2831602 A1 DE 2831602A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
probe
charge carrier
yoke
movement
measuring method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782831602
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Dr Dietrich
Herbert Dr Stephan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold Heraeus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Heraeus GmbH filed Critical Leybold Heraeus GmbH
Priority to DE19782831602 priority Critical patent/DE2831602A1/de
Priority to US05/964,091 priority patent/US4233515A/en
Publication of DE2831602A1 publication Critical patent/DE2831602A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

6. Juni 1978 78515
LEYBOLD-HERAEUS GmbH
Bonner Straße 504
5000 Köln - 51
" Vorrichtung zur Erfassung von Strahlparametern eines periodisch über eine Zielflä'che geführten, fokussierten Ladungsträgerstrahls und Meßverfahren unter Verwendung der Vorrichtung "
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Strahlparametern eines periodisch über eine Zielfläche geführten, fokussierten Ladungsträgerstrahls, insbesondere beim Elektronenstrahlschmelzen und -verdampfen, wobei die Zielfläche die Oberfläche einer Schmelze ist. Die Erfindung betrifft außerdem Meßverfahren unter Verwendung dieser Vorrichtung.
909886/0045
6. Juni 1978 78515
Bei der Elektronenstrahl anwendung ist es häufig erwünscht, die Strahl parameter selbst, darunter den Fokussierungszustand bzw. den Brennfleckdurchmesser auf der Zielfläche, ebenso zu erfassen, wie das Ablenkmuster des Elektronen-Strahls auf einer Zielfläche, die um ein Vielfaches größer -..ist als der Brennfleck. Die Zielfläche kann dabei beispielsweise in X-Y-Koordinaten mittels des Elektronenstrahles abgetastet bzw. abgerastert werden.
Eine besondere Rolle spielt die Erfassung der Strahlpara·?
meter beim Verdampfen von Gemischen bzw. Legierungen aus Verdampfungsstoffen mit unterschiedlichen Schmelz- und Siedepunkten. Hierbei unterliegen die einzelnen Komponenten des Gemischs bzw. der Legierung einer unterschiedlich starken Verdampfung, die zu einer örtlichen Veränderung der Gemisch- bzw. Legierungszusammensetzung im Verdampfertiegel führt. Einzelheiten des Verhaltens von Legierungs- " schmelzen beim Verdampfen sowie gezielte Maßnahmen zu ihrer Beeinflussung sind in der DE-OS 28 12 285 beschrieben, Es ist bereits ein Vakuum-Aufdampfverfahren bekannt ge worden, bei dem oberhalb der Oberfläche und im Dampfstrahl des Verdampfungsguts eine elektrische Sonde angeordnet ist, die mit einem elektrischen Anzeigegerät verbunden ist. Diese Sonde dient jedoch lediglich zur Erfassung der Verdampfungsrate. Elektrisch geladene Dampfpartikel konden- sieren auf der Sonde, und die an die Sonde abgegebene Ladung ist ein Maß für die Dampfmenge pro Zeiteinheit. Die betreffende Sonde liegt jedoch nicht im Strahlweg eines
90.9886/0046 . 6 .
6. Juni 1978 \6· 78515
Elektronenstrahls; s-te darf auch nicht vom Elektronenstrahl getroffen werden, da dieser aufgrund der Ladungsabgabe an die·Sonde eine nicht vorhandene hohe Verdanipfungsrate vortäuschen würde. Bei dieser Sonde handelt es sich somit nicht um eine Vorrichtung zur Erfassung von Strahl Parametern eines Ladungsträgerstrahls.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, die es ermöglicht, verschiedene Strahlparameter sowie die räumliche Zuordnung des Ladungsträgerstrahls zur Zielfläche auf äußerst einfache und zuverlässige Weise zu erfassen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs angegebenen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daß in Strahlrichtung vor der Zielfläche und imi Strahlweg mindestens eine Sonde angeordnet ist, die mit einem elektrischen Anzeigegerät verbunden ist.
Durch die räumliche Lage der Sonde im Verhältnis zur Zielfläche des Ladungsträgerstrahls hat man es in der Hand, das Auftreffen des Ladungsträgerstrahls auf der Sonde zur Anzeige zu bringen. Im einfachsten Fall könnte die Sonde aus einem metallischen Rahmen, beispielsweise aus einem quadratischen Drahtbügel bestehen, der dem äußeren Umfang der Zielfläche entspricht. Jedes Auftreffen des Ladungsträgerstrahls auf der Sonde bzw. ein überschreiten der Sonde wUrde sich in einem elektrischen Impuls äußern, der zur An-
ORIGINAL INSPECTED 9Q988S/004S - ι -
7. 6. Junf 1978
78515
zeige gebracht werden kann. Eine derartige Sonde könnte bei einem beispielsweise rechteckigen Verdampfertiegel die Form eines Rechtecks haben, wo6ei die einzelnen Seiten des Rechtecks einen gewissen Abstand von den Tiegel rändern haben. Die Bedeutung dieser Maßnahme ist darin zu sehen, daß der Elektronenstrahl nicht auf den Tiegelrand auftreffen darf, weil er dort Zerstörungen des Tiegels herbeiführen kann, zumindest aber durch partielle Verdampfung des Tiegelmaterials äußerst unerwünschte Verunreinigungen erzeugt. Es ist aber mit besonderem Vorteil möglich, die Sonde auf dem Umfang des Verdampfertiegels in einzelne Abschnitte zu unterteilen und diese Abschnitte entweder mit unterschiedlichen Anzeigegeräten zu verbinden oder ein einziges Anzeigegerät zyklisch mit den Sonden zu verbinden. Auf diese Weise können die Strahlparameter örtlich, d.h. an bestimmten Stellen der Zielfläche unabhängig voneinander untersucht werden.
Es ist hierbei besonders vorteilhaft, die Sonde aus einem elektrisch leitfähigen Steg zu bilden, dessen Breite geringer ist als der Strahldurchmesser. Es versteht sich, daß als Material für die Sonde vorzugsweise ein hochschmelzender metallischer Werkstoff verwendet wird, wobei es sogar möglich ist, für die Sonden dünne Röhrchen zu verwenden, die von einem Kühlmedium durchströmt werden. Oe dUriner die Sonde ist, um so größer ist ihr Auflösungsvermögen.
Sofern ein Elektronenstrahl gegebener Abmessungen quer über
909886/0048
6. Juni 1978 •ο* 78515
die Sonde bewegt wird, erzeugt er einen Impuls von etwa sinusähnlicher Form, wöbet die Amplitude und der Flankenabstand des Impulses Anhalts-werte für den Fokussi erungszustand des Ladungsträgerstrahls liefern. Je größer die Amplitude und je geringer der Flankenabstand des Impulses, um so schärfer ist der Strahl fokussiert, und umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich dadurch weiter ausbauen, daß man in Richtung der Strahlbewegung hintereinander zwei oder mehrere Stege anordnet. Auf diese Weise läßt sich die Strahlpositionierting auf der Zielfläche, vor allem der sogenannte Utnkehrpunkt des Ladungsträgerstrahls auf der Zielfläche an deren Ende genauer lokalisieren,
Die Lokalisierung der Umkehrpunkte läßt sich aber auch mittels eines einzigen Steges durchführen, der quer zur Richtung der Strahlbewegung angeordnet ist,'und zwar bei einem Meßverfahren, bei dem das Ausgangssignal der Sonde mittels einer Katodenstrahlröhre aufgezeichnet wird. Sofern der Umkehrpunkt jenseits des Steges liegt, erzeugt der Ladungsträgerstrahl auf seinem Hinweg beim überschreiten des Steges einen ersten Impuls und bei der Rückkehr über den Steg einen zweiten Impuls. Aus dem zeitlichen Abstand der Signalmaxima unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Strahlbewegung bzw. Strahlablenkung läßt sich auf einfache Weise der Umkehrpunkt des Ladungsträgerstrahls bestimmen.
Andererseits kann die Sonde jedoch auch aus einem U-förmigen
909 8.8 6/0046
6. Juni 1978 78515
Drahtbügel bestehen, dessen Joch parallel zur Strahlbewegung ausgerichtet ist. Sofern das Joch sich im Strahlweg befindet, erzeugt der Ladungsträgerstrahl von seinem Auftreffen auf das Joch bis zu seinem Abgleiten vom Joch einen Langzeitimpuls, dessen Dauer der Jochlä'nge proportional und der Ablenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls im Bereich der Sonde umgekehrt proportional ist. Aus dem zeitlichen Abstand der Signalflanken unter Berücksichtigung der Jochlänge läßt sich auf einfache Weise die Ablenkgeschwindigkeit des Ladungsträgerstrahl im Bereich der Sonde bestimmen.
Diese Sonde läßt sich gemäß der weiteren Erfindung dadurch ausgestalten, daß sie aus einem U-förmigen Drahtbügel besteht, parallel zu dessen Joch ein weiterer, elektrisch leitfähiger Steg angeordnet ist, der mit der Sonde in leitender Verbindung steht. Durch eine solche Sonde kann, wenn sie im Bereich der Tiegelwandung angebracht wird, der Strahlweg im Bereich der Tiegelwandung genauer verfolgt werden, d.h. das "Auflösungsvermögen" der Sonde nimmt zu. Hierbei ist darauf zu achten, daß das Joch sowie der weitere leitfähige Steg parallel zu dem betreffenden Teil der Tiegelwandung ausgerichtet sind. Sofern sich der Ladungsträgerstrahl bei der Abrasterung der Ziel fläche dem Joch nähert und schließ- · lieh auf das Joch auftrifft, entsteht zunächst ein sogenannter Langzeitimpuls. Wenn sich dann der Ladungsträgerstrahl dem Tiegelrand weiter nähert, überschreitet er zunächst nur die beiden Schenkel des Drahtbügels, wobei zwei einzelne Impulse mit einem Abstand der Maxima erzeugt werden, der der
909886/0045 - 10 -
6. Juni 1978 78515
Jochlänge proportional und der Ablenkgeschwindigkeit des Strahls umgekehrt proportional ist. Auch hieraus läßt sich die Ablenkgeschwtndigkeit des Ladungsträgerstrahls bestimmen. Nähert steh der Ladungsträgerstrahl nunmehr wiederum der Tiegelwand an, so trifft er auf den parallel zum Joch angeordneten leitfähigen Steg auf, und erzeugt hier wiederum einen Langzeitimpuls, der mit dem Langzeitimpuls beim Auftreffen auf dem Joch Übereinstimmt. Dieser Vorgang läßt sich zeitlich genau verfolgen, so daß die Beobachtungsperson Auskunft Über die relative Lage des Brennflecks gegenüber dem Tiegelrand Auskunft geben kann.
Die Sonde läßt sich gemäß der weiteren Erfindung zu einem feinmaschigen Netzwerk ausgestalten, dessen einzelne Leiter ein Koordinatensystem bilden und an eine Katodenstrahlröhre angeschlossen sind, so daß der Weg des Ladungsträgerstrahls, auch als Integral, laufend verfolgt werden kann. Es ist selbstverständlich möglich, die Ausgangssignale einer oder mehrerer Sonden einer elektronischen Regelanordnung aufzuschalten, welche die gewünschten Strahlparameter selbsttätig einregelt. Auf diese Weise ist es möglich, eine automatische Nachstellung des Fokussierungszustandes oder eine automatische Regelung der Lage der Zielfläche zum Verdampfer zu erreichen, wobei noch zu bemerken wäre, daß der Umfang der Zielfläche im wesentlichen durch die Umkehrpunkte des Ladungsträgerstrahls bestimmt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
- 11 909886/0045
2331602
6. Juni 1978 78515
/ff
ergeben sich aus den Unteransprllchen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes mit unterschiedlich gestalteten Sonden seien nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vakuum-
aufdampfanlage für das diskontinuierliche Bedampfen einer Vielzahl von Substraten,
Figur 2 eine Draufsicht auf den Verdampfertiegel und die Oberfläche der Schmelze mit ober
halb der Zielfläche in unterschiedlichen Lagen und Formen angeordneten Sonden,
Figur 3 eine Detaildarstellung einer aus dem Strahlweg herausschwenkbaren Sonde und
Figur 4 mehrere Diagramme a bis e. unterschiedlicher,
von den verschiedenen Sonden bei bestimmten Strahlbewegungen erzeugter Signale..
In Figur 1 ist eine Vakuumkammer 10 dargestellt, die an der linken Seite einen Anschlußflansch 11 für die Verbindung mit einer nicht dargestellten Schleusenkammer und einer gleichfalls nicht dargestellten Vorheizkammer aufweist. Durch den Anschlußflansch 11 ragt ein Substrathalter 12, der an einer
909886/0045
6. Juni 1978 78515
/a-
Transportstange 13 befestigt ist, horizontal in die Vakuumkammer 10. An dem Substrathalter 12 sind mehrere Substrate 14 in Form von Turbinenschaufel η befestigt, und zwar in der Weise, da3 sie bis auf einen geringen Zwischenraum die ihnen zugedachte horizontale Fläche nahezu;vol1 ständig ausfüllen.
Unterhalb des Substrathalters 12 ist ein Verdampfertiegel angeordnet, der aus Metall (Kupfer) besteht und Kühlkanäle 16 aufweist. In dem Verdampfertiegel befindet sich ein Bad aus geschmolzenem Verdampfungsgut, das nach oben hin durch eine Oberfläche 18 begrenzt ist, in der auch die Zielfläche der Ladungsträgerstrahlen liegt. Zwischen dem Badspiegel und den Substraten wird ein etwa quaderförmiger Raum 19 gebildet, durch den der Dampfstrom von der Oberfläche 18 zu den Substraten 14 aufwärts wandert. In einer oberen Kammerwand 20 der Vakuumkammer 10 sind zwei Elektronenstrahlkanonen 21 und 22 angeordnet, die über eine Steueranordnung 23 mit elektrischer Energie versorgt werden. Diese Steueranordnung versorgt die Kanonen 21 und 22 nicht nur mit der erforderlichen Hochspannung, sondern auch mit dem Heizstrom für die Katoden der Kanonen. Außerdem erzeugt die Steueranordnung 23 auch die erforderlichen Ablenksignale für die Ladungsträgerstrahlen. Zum Zwecke der Strahlablenkung sind die Kanonen 21 und 22 mit einem X-Ablenksystem 24 und einem ' Y-Ablenksystem 25 versehen. Die Kanonen 21 und 22 sind oberhalb der Oberfläche 18 und seitlich außerhalb des Verdampfertiegels 15 angeordnet. Sie erzeugen Ladungsträgerstrahlen 35 und 36, die, von dem X-Ablenksystem 24 ausgehend, unter einem Winkel auf die Oberfläche 18 auftreffen und diese
909886/0045
- 13 -
6. Juni 1978 78515
Ai-
nach einem vorgegebenen Flächenmuster in X- und Y-Richtung abrastern.
In Strahlrichtung gesehen befinden sich vor der Oberfläche bzw. vor der Zielfläche im Strahlweg zwei Sonden 40, die über IsolationsdurchfUhrungen 41 durch die Vakuumkammer hindurchgeflihrt und mit Anzeigegeräten 42 verbunden sind.
Gemäß Figur 2 hat der Verdampfertiegel 15 einen rechteckigen Grundriß mit zwei Langseiten 27 und zwei Schmalseiten 28. Durch eine kurze Symmetrieachse S-S wird das Bad 17 sinngemaß in zwei Badhälften 17a und 17b unterteilt. Der Ladungs trägerstrahl 35 (Figur 1) ist der linken Badhälfte 17a und der Ladungsträgerstrahl 36 der rechten Badhälfte 17b zugeordnet.
Die Sonden 40 sind im Bereich der Schmalseiten 28 angeordnet und befinden sich unmittelbar oberhalb der Oberfläche 18 des Bades 17 bzw. des Tiegelrandes 43 (Figur 3). Sie bestehen aus einem U-förmigen Drahtbügel, dessen Joch quer zu der hier betrachteten Richtung der Strahlbewegung ausgerichtet ist. Jeder Drahtbügel besteht aus zwei parallelen Schenkeln 44 und einem rechtwinklig hierzu angeordneten Joch 45. Parallel zum Joch 45 ist ein weiterer elektrisch leitfähiger Steg 46 angeordnet, der in der gleichen Ebene wie die Schenkel und das Joch liegt. Auf der rechten Seite von Figur 2 ist eine weitere Sonde 47 dargestellt, bei welcher der Steg 46 nicht vorhanden ist.
Vier weitere Sonden 48 sind im Bereich der Langseiten 27 ange-
909886/0045
- 14 -
6. Juni 1978 78515
ordnet. Dte Anordnung sämtlicher Sonden ist dabei so getroffen, daß die Joche 45 bzw. Stege 45 parallel zu demjenigen Teil des Tiegelrandes verlaufen, dem sie zugeordnet sind. Die Schenkel, welche gleichzeitig die elekirischen Anschlüsse der Sonden bilden, verlaufen hierbei rechtwinklig zu dem betreffenden Abschnitt des Tiegelrandes.
In Figur 2 sind Brennflecke mehrerer Elektronenstrahlen
A, B, C, D und E dargestellt, wobei unterstellt wird,
daß es sich im Grunde um die Brennflecke zweier Ladungsträgerstrahlen gemäß Figur 1 in unterschiedlichen Positionen handelt. Der Ladungsträgerstrahl A bewegt sich auf seinem gestrichelt angedeuteten Weg über die beiden Schenkel 44 der Sonde 48 und erzeugt hierbei auf seinem Durchgang in einer Richtung zwei Spannungsimpulse, die in Figur 4a
grafisch dargestellt und mit 44' bezeichnet sind. Aus dem Abstand der Maxima der beiden Kurven läßt sich in Kenntnis des Abstandes der beiden Schenkel 44 auf die Ablenkgeschwindigkeit des Ladungsträgerstrahls A schliessen. Desgleichen ergibt sich ein Aufschluß über den Fokussierungszustand. Wäre der Ladungsträgerstrahl weniger stark fokussiert, d.h. wäre der Brennfleck größer, so würde sich die Strahlleistung
auf eine größere Fläche verteilen, d.h. die Intensität wäre geringer. Andererseits würde die Verweilzeit des Strahls auf jedem der beiden Schenkel bei gleicher Ablenkgeschwindigkeit entsprechend länger. Dies würde sich in dem Diagramm gemäß Figur 4a durch Impulse äußern, deren Amplitude geringer
909886/0045
- 15 -
6. Juni 1978 78515
deren Flankenabstand jedoch größer ist.
Der Ladungsträgerstrahl B bewegt sich in Verfolgung der gestrichelt angedeuteten Bewegungsbahn über den Steg 46 der Sonde 48 und erzeugt hierbei einen Impuls, dessen Form im Diagramm gemäß Figur 4b dargestellt ist. Das gleiche Impulsdiagramm würde entstehen, wenn der Ladungsträgerstrahl B beispielsweise Über das zum Steg 46 parallele Joch 45 der Sonde 48 geführt würde. Auf einem Weg zwischen Joch 45 und Steg 46 würde wiederum ein Diagramm gemäß Figur 4a entstehen. Da der Ladungsträgerstrahl B nach Art eines Linienrasters über die Zielfläche geführt wird, ähnlich wie dies von der Fernsehbildröhre her bekannt ist, streift er zunächst das Joch 45 unter Erzeugung eines Meßimpulses gemäß Figur 4b, danach erzeugt er zwei Impulse gemäß Figur 4a und anschliessend wieder einen Langzeitimpuls gemäß Figur 4b. Würde sich der Ladungsträgerstrahl der Langseite 27 des Tiegels 15 noch weiter annähern, so entstünde wiederum ein Impulsdiagramm gemäß Figur 4a. Aus dieser zeitlichen Veränderung kann genau auf den Weg des Ladungsträgerstrahls im Bereich der Sonde 48 geschlossen werden.
Sofern ein Ladungsträgerstrahl C am Ende seiner gleichfalls gestrichelt angedeuteten Bewegungsbahn auf dem Steg 46 ankommt, d.h. sofern der Umkehrpunkt des Ladungsträgerstrahls C auf diesem Steg 46 liegt, entsteht ein Impulsdiagramm gemaß Figur 4c, welches drei Maxima'aufweist. Zwei Impulse 45'
909886/0045 - 16 -
JIi-
6. Juni 1978 78515
entstehen beim Obergang des Ladungsträgerstrahls C über das Joch 45; der dazwischen liegende Impuls 46' entsteht während der VerweiMzeit des Ladungsträgerstrahls C auf dem Steg 4F, Kehrt dieser nicht sofort entlang der gestrichelten Linie um, d.h. wird eine längere Verweilzeit auf dem Steg 46 gewählt, so äußert sich dies durch einen entsprechend verlängerten Impuls 46' bzw. durch einen größeren Abstand der beiden Impulse 45' in Figur 4c. Würde der Ladungsträgerstrahl C nur in den Zwischenraum zwischen
10' Joch 45 und Steg 46 hineinbewegt und dann seine Bewegungsrichtung umkehren, so entstünde ein Impulsdiagramm analog Figur 4a. Würde der Ladungsträgerstrahl C jedoch über den Steg 46 hinaus nach rechts bewegt, so würden insgesamt vier Impulse angezeigt, da der Ladungsträgerstrahl bei seinem Hin- und Hergang sowohl das Joch 45 als auch den Steg 46 zweimal berühren würde. Somit läßt sich aus Anzahl und Lage der Sondenteile in Verbindung mit der erfaßten Anzahl der von der Sonde abgegebenen Spannungsimpulse der Weg des Ladungsträgerstrahls einschließlich seines Umkehrpunktes genau verfolgen. Bei Kenntnis der Ablenkgeschwindigkeit läßt sich aus dem zeitlichen Abstand der Impulsmaxima die Lage de-s Umkehrpunktes noch genauer bestimmen.
Der Ladungsträgerstrahl D bewegt sich im Weiterverfolgung seines gestrichelt dargestellten Weges auf einem Schenkel der linken unteren Sonde 40. Er erzeugt hierbei ein Impulssignal gemäß Figur 4d. Auch hier läßt sich aus dem Flanken-
909886/0045
- 17 -
6, Juni 1978 78515
Al··
.γί.
abstand des Impulses bei Kenntnis der Ablenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls und gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Strahlstillstandes im Umkehrpunkt dessen Lage genau bestimmen.
Schließlich läßt sich auch der Umkehrpunkt eines Ladungsträgerstrahls E dann bestimmen, wenn dieser einen Teil der Sonde eben gerade berührt, wie beispielsweise das Joch 45 der Sonde 40 links oben. In diesem Falle entsteht ein Impulsdiagramm gemäß Figur 4e.
Eine vereinfachte Form einer Sonde 47 ist in Figur 2 rechts unten dargestellt. Diese besteht lediglich aus einem Drahtbügel mit zwei Schenkeln 44 und einem Joch 45. Der nicht näher bezeichnete, schraffiert dargestellte Ladungsträgerstrahl überstreicht bei seinem Hin- und Hergang zweimal das Joch 45, wodurch ein Impulssignal analog Figur 4a gebildet würde. Auch hieraus läßt sich die Lage des Umkehrpunktes zwischen dem Joch 45 und dem Tiegelrand genau bestimmen.
In Figur 3 ist eine Sonde 40 dargestellt, die abgekröpft und rechtwinklig über den Tiegelrand 43 geführt ist. Die Sonde 40 ist über ein Gelenk 49 an einem Träger 50 befestigt, der seinerseits von einem Isolator 51 gehalten wird. Das Gelenk 49 steht über eine Leitung 52 mit einem Anzeigegerät 42 in Verbindung. Sofern die Sonde 40 nicht benötigt wird, kann sie um das Gelenk 49 aus dem Strahlweg herausgeschwenkt
909886/00A5 1Q
6. Juni 1978 78515
werden, so daß eine thermische Belastung der Sonde vermieden wird. Der Betrieb der Sonde kann dahingehend automatisiert werden, daß die Sonde in regelmäßigen Abständen in den Strahlweg eingeschwenkt wird, und daß während dieser Zeitdauer eine Kontrolle und/oder eine Justierung der Strahlparameter vorgenommen wird.
909886/0045
Leerseite

Claims (1)

  1. 6. Juni 1978 78515
    ANSPROCHE;
    Vorrichtung zur Erfassung von Strahlparametern eines periodisch über eine Zielfläche geführten fokussierten Ladungsträgerstrahls, insbesondere beim Elektronenstrahlschmelzen und -verdampfen, wobei die Zielfläche die Oberfläche einer Schmelze ist» dadurch gekennzeichnet, daß in Strahl richtung vor der Zi el fläche und im Strahl weg mindestens eine Sonde (40, 47, 48) angeordnet ist, die mit einem elektrischen Anzeigegerät (42) verbunden ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde aus einen elektrisch, leitfähigen Steg besteht, dessen Breite geringer ist als der Strahldurchmesser.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg quer zur Strahlbewegung angeordnet ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Stege in Richtung der Strahlbewegung hintereinander angeordnet sind.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (40, 4.7) aus einem U-förmigen Drahtbügel besteht, dessen Joch (45) quer zur Strahl bewegung . ausgerichtet ist.
    909886/0046
    6. Juni 1978 78515
    6. Vorrichtung nach Anspruch. 1Γ cfa'duYcti.' sgeic e ήηζ e i c hn e t, daß die Sonde (48) aus einem U-förmigen Drahtbügel besteht, dessen Joch [45) parallel zur Strahlbewegung ausgerichtet ist.
    7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5 oder 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (40, 48) aus einem U-förmigen Drahtbügel besteht, parallel zu dessen Joch (45) ein weiterer, elektrisch leitfähiger Steg (46) angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde bei Vakuumaufdampftiegeln (15) im Randbereich des Tiegels angeordnet ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (40) aus dem Strahlweg herausschwenkbar ist.
    10. Meßverfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Sonde mittels einer Katodenstrahlröhre aufgezeichnet wird, und daß aus dem zeitliehen Abstand der Signalmaxima unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Strahlbewegung der Umkehrpunkt des Ladungsträgerstrahls bestimmt wird.
    11. Meßverfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gek'enn'zetchnet, daß
    909886/0045
    6. Juni 1978
    J 78515
    das Ausgangssignal der Sonde mittels einer Katodenstrahlröhre aufgezeichnet wird, und daß aus dem zeitlichen Abstand der Signalflanken unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Strahlbewegung der Querschnitt des Ladungsträgerstrahls an der Auftreffstelle bestimmt wird.
    12. Meßverfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Sonde mittels einer
    Katodenstrahlröhre aufgezeichnet wird, und daß aus dem zeitlichen Abstand der Signal flanken unter Berücksichtigung der Jochlänge die Ablenkgeschwindigkeit des Ladungsträgerstrahls im Bereich der Sonde bestimmt wird.
    909886/0046
DE19782831602 1978-07-19 1978-07-19 Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung Withdrawn DE2831602A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782831602 DE2831602A1 (de) 1978-07-19 1978-07-19 Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung
US05/964,091 US4233515A (en) 1978-07-19 1978-11-24 Instrument for determining the radiation parameters of a focused charged-particle beam and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782831602 DE2831602A1 (de) 1978-07-19 1978-07-19 Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2831602A1 true DE2831602A1 (de) 1980-02-07

Family

ID=6044709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782831602 Withdrawn DE2831602A1 (de) 1978-07-19 1978-07-19 Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4233515A (de)
DE (1) DE2831602A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632410C1 (de) * 1996-08-02 1997-04-24 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung eines Bauteils mit einer Wärmedämmschicht

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5618422A (en) * 1979-07-23 1981-02-21 Hitachi Ltd Measuring method for diameter of electron beam
US4496448A (en) * 1983-10-13 1985-01-29 At&T Bell Laboratories Method for fabricating devices with DC bias-controlled reactive ion etching
US5714875A (en) * 1995-02-23 1998-02-03 Atomic Energy Of Canada Limited Electron beam stop analyzer
CA2159531A1 (en) * 1995-09-29 1997-03-30 Courtland B. Lawrence Method for monitoring absorbed dose in an electron beam
US8748773B2 (en) * 2007-03-30 2014-06-10 Ati Properties, Inc. Ion plasma electron emitters for a melting furnace
WO2018217646A1 (en) 2017-05-22 2018-11-29 Howmedica Osteonics Corp. Device for in-situ fabrication process monitoring and feedback control of an electron beam additive manufacturing process
AU2019206103A1 (en) 2018-07-19 2020-02-06 Howmedica Osteonics Corp. System and process for in-process electron beam profile and location analyses

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1172783B (de) * 1960-09-06 1964-06-25 Heurtey Sa Verfahren und Vorrichtung zur Ablenkung und Leistungsmodulation eines Elektronenbuendels in einem mit Elektronenbeschuss arbeitenden Ofen
DE1765269A1 (de) * 1967-04-25 1971-07-08 Welding Inst Abington Hall Verfahren und Vorrichtung zum Pruefen des Fokussierungszustandes eines Elektronenstrahls fuer einen Elektronenstrahl-Schweissvorgang

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3547074A (en) * 1967-04-13 1970-12-15 Block Engineering Apparatus for forming microelements
GB1280341A (en) * 1969-03-13 1972-07-05 Automatic Radio Mfg Co Improvements in and relating to position responsive apparatus
US3699304A (en) * 1969-12-15 1972-10-17 Ibm Electron beam deflection control method and apparatus
FR2181467B1 (de) * 1972-04-25 1974-07-26 Thomson Csf
US3784909A (en) * 1973-01-23 1974-01-08 Atomic Energy Commission Picosecond beam monitor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1172783B (de) * 1960-09-06 1964-06-25 Heurtey Sa Verfahren und Vorrichtung zur Ablenkung und Leistungsmodulation eines Elektronenbuendels in einem mit Elektronenbeschuss arbeitenden Ofen
DE1765269A1 (de) * 1967-04-25 1971-07-08 Welding Inst Abington Hall Verfahren und Vorrichtung zum Pruefen des Fokussierungszustandes eines Elektronenstrahls fuer einen Elektronenstrahl-Schweissvorgang

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632410C1 (de) * 1996-08-02 1997-04-24 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung eines Bauteils mit einer Wärmedämmschicht

Also Published As

Publication number Publication date
US4233515A (en) 1980-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3105359C2 (de)
EP0013573B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Positionsregelung eines Ladungsträgerstrahls in einer Ladungsträgerstrahl-Werkzeugmaschine
DE1053691B (de) Verfahren und Einrichtung zur Materialbearbeitung mittels Ladungstraegerstrahl
DE3502902A1 (de) Ionenstrahl-aufdampfvorrichtung
EP0910110B1 (de) Verfahren für den Betrieb eines Hochleistungs-Elektronenstrahls
CH395373A (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen oder Löten im dafür nicht direkt zugänglichen Innern eines Werkstückes
DE10050200A1 (de) Ionenimplantationsanlage und Strahlblende dafür
DE2801916A1 (de) Fernsehbildroehre
DE2831602A1 (de) Vorrichtung zur erfassung von strahlparametern eines periodisch ueber eine zielflaeche gefuehrten, fokussierten ladungstraegerstrahls und messverfahren unter verwendung der vorrichtung
DE2812285C2 (de) Verfahren zum Verdampfen von Legierungsschmelzen aus Metallen mit voneinander abweichenden Dampfdrücken
DE1943206A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Auftreffpunktes des Elektronenstrahles bei Elektronenstrahl-Schweissmaschinen
DE2812311A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vakuumaufdampfen duenner schichten mittels elektronenstrahlen, insbesondere zur herstellung von turbinenschaufeln
DE1615507B2 (de) Vorrichtung zum Überwachen des Auftreffpunktes eines zum Elektronenstrahlschweißen verwendeten Elektronenstrahles auf einem Werkstück
EP1566827A1 (de) Sputtervorrichtung mit einem Magnetron
WO2011107313A1 (de) Bestrahlungsvorrichtung und bestrahlungsverfahren zur deposition einer dosis in einem zielvolumen
DE1121747B (de) Verfahren zur Herstelung einer gleichmaessigen Verteilugn der Energiedichte in einem pulsierenden Strahl geladener Teilchen
DE1765269A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Pruefen des Fokussierungszustandes eines Elektronenstrahls fuer einen Elektronenstrahl-Schweissvorgang
DE2122304B2 (de) Ionisationsmeßgerät zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines Gases
DE4233830A1 (de) Strahlpositionsmonitor und verfahren zur erfassung der strahlposition
DE4102983A1 (de) Oberflaechenstruktur einer walze sowie verfahren und vorrichtung zur erzeugung der oberflaechenstruktur
DE102017120408B4 (de) Verfahren und Anordnung zum Ermitteln eines elektrischen Potentials und zum Ermitteln einer Verteilungsdichtefunktion eines Stromes von einem Strahl von Teilchen
DE1244972B (de) Verfahren zum Bestrahlen mittels Korpuskularstrahlen
DE3043048C2 (de)
DE2204295A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen bei höheren Geschwindigkeiten
DE2808119C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OAM Search report available
OC Search report available
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal