操作用于将液态金属供给至蒸发器设备的装置的方法制造方法及图纸

技术编号:19874959 阅读:28 留言:0更新日期:2018-12-22 16:43
本发明专利技术涉及一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,其中,供给管从适于容纳液态金属的容器延伸至蒸发器设备,且电磁泵设置在供给管中,且阀设置在供给管中并在电磁泵和蒸发器设备之间。至少局部气体可透过的电磁泵用于该方法中,该电磁泵包封在压力控制罩中,其中,电磁泵和压力控制罩控制成使得蒸发器设备和供给管的填充和排出能够在不影响真空腔室中的真空压力的情况下完成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】操作用于将液态金属供给至蒸发器设备的装置的方法
本专利技术涉及一种操作用于将液态金属供给真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法。这种设备例如用于通过物理气相沉积(PVD)而在基板上沉积金属涂层。
技术介绍
对于工业规模的连续或半连续PVD涂层处理,真空涂层设备需要能够长时间地处理大量的涂层材料。而且,当使用热蒸发时,在蒸发器设备中的液体的温度必须远高于要蒸发材料的熔点。因此,希望有小型蒸发器设备和将材料供给到蒸发器设备中以满足需求,这具有成本效益。能够供给固体或液体材料。不过,最好的方法是从大型液体储存器来供给液态金属,这样的优点是在蒸发器中的氧化物含量最小,且不必在蒸发器设备处提供材料的熔化潜热和比热。US2664852中公开的PVD涂层设备具有在真空腔室中的用于液态金属的储存器。使用这种设置,最大活动长度非常有限。在最近的PVD涂层设备中,液态金属储存器布置在真空腔室外部,见例如WO2012081738。不过,由于在蒸发器设备处的真空和液态金属储存器之间的压力差,力将施加在储存器中的液态金属上,这需要进行控制。当储存器中的液面高度下降、蒸发器设备处的真空压力变化或蒸发器设备中的高度变化时,该力将变化,需要进行控制,以便保持恒定供给到蒸发器设备,以保证恒定的蒸发。液态金属从液态金属容器到蒸发器设备的供给能够以不同的方式来控制。在US3059612中,公开了提升具有液态金属的容器,以便使得在蒸发器设备中的液态金属表面和在液态金属容器中的液面高度之间的高度差保持恒定。不过,气压的变化将引起在蒸发器设备中的不同高度,并因此导致蒸发变化。在US3581766中,在主液态金属容器和蒸发器设备之间设置了附加储存器。在该中间储存器中,高度通过溢流排出部保持恒定,通过该溢流排出部,液体从中间储存器流出,流回至主液态金属容器。不过,变化气压的问题仍然存在,且如何在不破坏真空的情况下启动或停止系统的问题可能会很困难。因此,首先在液态金属容器和蒸发器设备之间需要阀,见例如WO2012081738。它试图使用这种阀来控制流动,但这是不实际的,且不可能在实验结束时在不破坏真空的情况下排空蒸发器设备。在WO2013143692中公开了一种更好的解决方案,其中,阀和泵都用于控制流动。不过,还存在上述文献中未涉及的其它问题。在储存器位于真空腔室外部的情况下的一个问题与供给管必须穿过真空腔室的壁有关。穿过供给管的供给必须能够适应在整个装置加热过程中发生的膨胀差,但应该使得腔室中的真空条件不受影响。这能够通过波纹管式连接来实现,见例如GB1220020,但同样重要的是这种设置不会产生冷点,该冷点可能导致熔融物冻结和因此堵塞。另一个要求是所有管和电磁泵应当加热至所需温度,并在操作过程中保持在该温度。更特别是,电磁泵的加热需要特别注意,因为由于电磁泵的结构,可能很容易产生泵中的冷点。在储存器位于外部的情况下的另一问题是来自液体容器的氧化物可能污染供给系统,该氧化物可能引入蒸发器或管中,并产生蒸发或堵塞的问题。在专利JPS5938379中介绍了一种启动程序,它使用还原气体来除去氧化物。不过,这并不适用于所有类型的液体,且在该处理中将改变真空。另一要求是所有的管应当加热至所需的温度,而且如专利US3408224中所述,可能需要在沉积之前使得液体材料脱气,以便保证在蒸发器中不发生这种脱气,该脱气可能干扰蒸发处理。最后,WO2015067662中公开的方法使得能够在不破坏真空的情况下排空蒸发器,但在没有另外措施的情况下不能排空在系统中的所有管。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,而不会在操作过程中影响真空腔室中的真空。本专利技术的另一目的是提供一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,而不会在蒸发器设备的填充过程中影响真空腔室中的真空。本专利技术的另一目的是提供一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,而不会在蒸发器设备和与蒸发器设备连接的供给管的排出过程中影响真空腔室中的真空。本专利技术的另一目的是提供一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,而不会影响真空腔室中的真空,该方法能够以直接的方式来操作。根据本专利技术的第一方面,本专利技术的一个或多个目的通过提供一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法来实现,其中,供给管从适于容纳液态金属的容器延伸至蒸发器设备,且电磁泵提供在供给管中,阀设置在供给管且在电磁泵和蒸发器设备之间,其特征在于该方法包括:-提供电磁泵,该电磁泵至少局部气体可透过;-使得电磁泵包封在压力控制罩中,-在由液态金属填充电磁泵之前和/或填充时降低压力控制罩中的压力和/或保持真空,-在操作过程中保持在压力控制罩中的真空,以及-在从电磁泵排出液态金属之前和/或排出时增加压力控制罩中的压力和/或保持增加压力。在液态金属从真空腔室外部的容器通过供给管而供给至蒸发器设备的情况下,很可能将影响在真空腔室中的真空。特别是,在蒸发处理(例如PVD处理)开始和结束时最可能这样。在该处理开始时,供给管中的阀将防止在真空腔室和外部环境之间有直接连接。不过,当液态金属从容器通过供给管而供给至蒸发器设备时,在供给管中的阀必须打开,在阀下游的供给管中仍然存在的空气或气体将被吸入真空腔室中。在空气或气体进入真空腔室的情况下,真空腔室中的真空压力将受到影响,并必须再次降低至预定的真空压力,这将花费时间和能量。另一个问题是外部空气污染物可能进入真空腔室。根据本专利技术的方法具有的优点是,通过使用气体可透过的电磁泵,能够在打开阀之前用液态金属填充供给管,同时驱除在供给管中存在的大部分空气或气体。以相反顺序,蒸发器设备能够在第一步骤中排空,直到液态金属低于在供给管中的阀,然后阀关闭,且通过使空气或气体经过气体可透过的电磁泵进入供给管,能够完全排空供给管。使用如上所述的气体可透过电磁泵的前提条件是使得气体可透过的电磁泵封闭在压力控制罩中。在没有这种罩的情况下,空气将在正常操作过程中通过气体可透过的电磁泵而吸入供给管中,真空腔室的真空仍然将受损。压力控制罩中的压力在1-1000毫巴或大约大气压的压力范围内变化。通过填充供给管,在正常操作过程中,压力控制罩中的压力优选是保持在1-200mbar的范围内。在压力控制罩中的压力在该范围内的情况下,没有空气或其它气体通过供给系统而吸入真空腔室内。通过排空蒸发器设备和供给管,压力控制罩中的压力增加至大气压或更高,以使得空气或其它气体通过气体可透过的电磁泵而进入供给管。在液态金属的液面高度低于供给管中的阀之后,压力控制罩中的压力增加。低于供给管中的阀是直接低于阀或在电磁泵中的这样高度,该高度可以是电磁泵仍然能够在液态金属上施加洛伦兹力的高度。根据本专利技术的另一方面,压力控制罩还包封供给管的至少一部分。该特征提供了减少热损失的优点,因为通过对流的热损失将在真空中有很大程度的降低。另一优点是,通过使得供给管的、位于电磁泵上面的包封部分至少局部气体可透过,供给管能够用于从供给管中除去空气或其它气体,并在排出供给管的情况下填充供给管和使得空气进入供给管。这特别应用于供给管的、在气体可透过电磁泵和供给管中的阀本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,其中,供给管从适于容纳液态金属的容器延伸至蒸发器设备,电磁泵设置在供给管中,阀设置在供给管中且在电磁泵和蒸发器设备之间,其特征在于所述方法包括:‑设置电磁泵,所述电磁泵至少局部气体可透过;‑使得电磁泵包封在压力控制罩中,‑在由液态金属填充电磁泵之前和/或填充时降低压力和/或保持在压力控制罩中的真空,‑在操作过程中保持在压力控制罩中的真空,以及‑在从电磁泵排出液态金属之前和/或排出时增加压力控制罩中的压力和/或保持增加的压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.03 EP 16168162.21.一种操作用于将液态金属供给至在真空腔室中的蒸发器设备的装置的方法,其中,供给管从适于容纳液态金属的容器延伸至蒸发器设备,电磁泵设置在供给管中,阀设置在供给管中且在电磁泵和蒸发器设备之间,其特征在于所述方法包括:-设置电磁泵,所述电磁泵至少局部气体可透过;-使得电磁泵包封在压力控制罩中,-在由液态金属填充电磁泵之前和/或填充时降低压力和/或保持在压力控制罩中的真空,-在操作过程中保持在压力控制罩中的真空,以及-在从电磁泵排出液态金属之前和/或排出时增加压力控制罩中的压力和/或保持增加的压力。2.根据权利要求1所述的方法,其中:压力控制罩中的真空是低真空。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中:压力控制罩中的增加压力是大气压或更高压力。4.根据前述任意一项权利要求所述的方法,其中:阀在电磁泵的填充和排出之前关闭。5.根据前述任意一项权利要求所述的方法,其中:压力控制罩包封供给管的至少一部分。6.根据权利要求4所述的方法,其中:供给管的、位于电磁泵上面的包封部分至少局部气体可透过。7.根据前述任意一项权利要求所述的方法,其中:电磁泵至少局部由石墨制成。8.根据前述任意一项权利要求所述的方法,其中:供给管的至少包封部分至少局部由石墨制成。9.根据前述任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员:E·策斯特贝尔根C·科芒德尔R·J·斯尼耶德斯E·P·M·巴克P·W·哈泽勒特D·A·哈密尔顿S·J·威狄斯T·D·凯泽
申请(专利权)人:塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:荷兰,NL

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