線性電子源和使用線性電子源的蒸發器以及電子源的應用的制作方法

專利名稱：線性電子源和使用線性電子源的蒸發器以及電子源的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一電子源及一操作電子源的方法。尤其涉及一線性電子源，其用于產 生一具有多種電子能量與一能量分布的線性電子束。另外，本發明涉及電子源的應用及利 用一電子源的系統。
背景技術：
電子源在多元化領域中是已知的。因此，舉例來說，電子束用于材料改性、表面充 電、樣本成像等。用于大面積基板或腹板上的電容、用于大面積箔的制造、用于薄膜太陽能電池的 制造等的現代制造過程傾向于藉由擴大基板或腹板而減少制造成本。另外，增加基板尺寸 以加速制造過程。為了增加制造設備的產量，由一源提供至一基板、箔、薄板、或腹板上的一 些過程所需的能量密度也應增加。舉例來說，可應用在箔上藉由濺射沉積工序制造陶瓷及電解質電容。在箔上沉積 材料的期間會產生熱，熱必須藉由使箔接觸冷卻滾輪來降低。因此，箔的冷卻是仰賴于使箔 接觸滾輪。接觸常藉由靜電力實現。因此，箔的表面可通過一電子源充電。舉例來說，為了 給箔表面充電，可應用淹沒式電子槍。為改善制造設備，期望擴大制造設備的規模及增加箔、薄板、薄膜、電子部件等的 制造速率的需求。

發明內容
鑒于上文，提供一根據獨立權利要求1的給一腹板或箔充電的方法。進一步的優點、特征、實施方式、及細節由獨立權利要求、進一步地敘述、及附圖使 其明白。根據一實施例，提供一線性等離子體電子源。該源包含一外殼，其用作一第一電 極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位于該外殼中用于穿透一電子束，該狹縫開口界定該 源的一長度方向；一第二電極，其安排在該外殼內，并具有一第一側，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，其中該長度方向上的該電子源的長度至少為該第一 距離的5倍；及至少一氣體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中。根據另一實施例，提供一制造一線性等離子體電子源的方法。該方法包含制造一 外殼，其用作一第一電極并具有一狹縫開口，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并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，和第三另側，其適以面對該外殼；界定 介于該第二電極的該第二另側及該外殼側壁和該第三另側及該外殼間的預定分隔空間；在 該外殼中裝配該第二電極，并且該第二電極在該長度方向的一長度比該第二另側及該外殼 側壁間的該預定分隔空間小至少Imm ；及連接至少一氣體供應器至該外殼。根據還有的另一實施例，提供一蒸發設備，其用于蒸發一欲沉積的材料。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，其用于在一側接收該欲沉積的 材料；一線性電子源，其是鄰接該蒸發坩鍋放置以用于在另一側上撞擊一電子束。該線性電 子源包含一外殼，其用作一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位于該外殼中用于 一電子束穿透，該狹縫開口界定該源的一長度方向；一第二電極，其是安排在該外殼內，并 具有一第一側，其面對該狹縫開口 ；及至少一氣體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中。根據一進一步的實施例，提供給一腹板或箔充電的方法。該方法包含通過至少一 滾輪引導具有IOym或更大厚度的一腹板或箔；設置一線性電子源，其具有一外殼，該外殼 用作一陽極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位于該外殼中用于一線性電子束穿透，該 狹縫開口界定該源的一長度方向；一陰極，其是安排在該外殼內，并具有一第一側，其面對 該狹縫開口 ；至少一氣體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中；及一電源供應器，其用于 在該陽極及該陰極間提供一高電壓；及發射該線性電子束，其中該高電壓是調整用于提供 一電子能量以在該腹板或箔內部注入該電子束的電子。根據一更進一步的實施例，提供一加熱或清潔一腹板或箔的方法。該方法包含設 置一線性等離子體電子源，其具有一外殼，該外殼用作一陽極，該外殼具有側壁；一狹縫 開口，其位于該外殼中用于一電子束穿透，該狹縫開口界定該源的一長度方向；一陰極，其 是安排在該外殼內，并具有一第一側，其面對該狹縫開口 ；至少一氣體供應器，其用于提供 一氣體至該外殼中；及一電源供應器，其用于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板或箔；及由該線性等離子體電子源發射一線性電子束。實施例也針對設備，其用于實行該所揭示的方法，且包含設備部件，其用于執行各 所述的方法步驟。這些方法步驟可經由硬件部件、適當軟件程序化的計算機、該兩者的任何 組合、或任何其它方式來執行。此外，根據本發明的實施例也針對方法，該所述的設備是藉 此操作。其包含方法步驟，該方法步驟是用于實行該設備的每種功能。


對在此技術中具有一般技能的人員來說，包含其最佳模式的本發明的完整且可實 施的公開是在此說明書的剩余部分更具體地提出，其包含對所附的附圖的參照，其中圖1表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意剖面圖；圖2表示根據此處所述的實施例的一進一步的線性電子源的示意剖面圖；圖3表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意前視圖；圖4表示根據此處所述的實施例的一長線性電子源的示意圖；圖5表示根據此處所述的實施例的一具有陰極支撐結構的線性電子源的示意圖；圖6表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意圖，其具有一受支撐的陰 極及氣體入口裝置，其用于使氣體注入一致；圖7表示一示意圖，其進一步說明根據此處所述的實施例的一具有陰極支撐結構 的線性電子源；圖8表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意圖，其具有支撐結構及一 具有兩部分的陰極；圖9表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的圖，其具有一具有兩部分的進 一步的陰極；
圖10表示根據此處所述的實施例的一具有經過改變的出口狹縫的線性電子源的 示意圖；圖11表示根據此處所述的實施例的一具有寬電子出口的線性電子源的示意圖；圖12表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意圖，其具有一出口狹縫
調整裝置及一擋門；圖13A及13B表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意圖，其具有用于 該線性電子束的聚焦裝置；圖14表示根據此處所述的實施例的一線性電子源的示意圖，其具有用于一線性 電子束的聚焦組件；圖15表示根據此處所述的實施例的一用于控制一線性電子源的系統的示意圖；圖16表示一示意圖，其說明根據此處所述的實施例的一使用一線性電子源的方 法；圖17表示一示意圖，其說明根據此處所述的實施例的使用一線性電子源的方法；圖18表示一示意圖，其說明根據此處所述的實施例的一使用一線性電子源的蒸 發設備；圖19表示一示意圖，其說明根據此處所述的實施例的一使用一線性電子源的蒸 發設備的進一步的實施例；圖20表示一示意圖，其說明根據此處所述的實施例的一使用一線性電子源的蒸 發設備的進一步的實施方式；及圖21表示一示意圖，其說明根據此處所述的實施例的用于加熱一硅晶片及使用 一線性電子源的實施例。
具體實施例方式現將詳細參照本發明的不同實施例，其一或多個范例是在圖中說明。在下列的附 圖敘述中，相同的組件符號指示相同部件。一般說來，僅敘述關于個別實施例的差異。各范 例是以解釋本發明的方式提供，且不意味作為本發明的限制。舉例來說，作為一實施例的部 分的所說明或所述的特征可用在其它實施例上或連同其它實施例使用以產生還有一進一 步的實施例。申請人預期本發明包含這類修改及變化。本發明的實施例是關于線性電子源及操作線性電子源的方法，其可用于多種應 用。因此，增加陰極的長度及/或高度以改善現代的薄膜、薄板、基板、腹板等的制造方法。 圖1說明線性電子源100的實施例。因此，圖1表示一剖面示意圖。線性電子源100包含 外殼112，其用作電子源的陽極。外殼112的前部分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。在外殼中產生的并朝向外殼112的前部分113被加速 的電子可通過開口 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、及其混合物等制造。根據此處所述的實施例，其可與其它線性電子源的實施例結合，線性電子源可裝 配在一真空室內部。因此，外殼112的外部區域，且尤其是介于電子源開口 114及電子撞擊 靶材間的區域可抽空至例如10_2至10_4毫巴的一壓力。線性電子源100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的壓力相當于超過10_3毫巴的一壓力，一般為超過10_2毫巴的一壓力。根據此處所述的不同實施例，通過氣體導管130注 入外殼112中的氣體可為至少來自由惰性氣體(例如，氬、氮、氧、及其混合物)所構成的群 組的一氣體。根據此處所述的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，陰極110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的支撐構件122。根據更進一步 的實施例，絕緣陰極的支撐構件122也以一氣密方式設置，以致可保持外殼112內部及外殼 112外部的壓力差。外殼112接地并用作一陽極。因此，陰極110及陽極間的電壓導致等離 子體產生。在等離子體中產生的電子是朝向陽極被加速。加速朝向前部分113的電子可通 過開口 114離開線性電子源100。根據某些實施例，提供陰極110電壓的電源供應器適于可控制地提供位于，舉例 來說，-5kV至-30kV的范圍間的一電壓，一般位于_5kV至-14kV的范圍間。圖1表示一剖 面圖，其中陰極110具有一矩形形狀并裝配在外殼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的前表面113的分隔空間)可 形成為本質上一致。一般地，其足夠大以防止電弧，并可例如位于2至12mm的范圍間，一般 為3至8mm，舉例來說，為4至5mm。根據此處所述的實施例，分隔空間是選擇為足夠大以防 止電弧，且足夠小以本質上防止陰極和外殼112的上部、下部、及左(見圖1)壁間的氣體放 H1^ ο根據此處所述的不同實施例，其可應用至此處所述的線性電子源的實施例，所發 射的線性電子束的能量分布可受陰極電位及外殼112內部的壓力控制。因此，對一相對厚 的陰極鞘及相對薄的等離子體區域來說，多種不同能量可根據陰極鞘中的電子產生位置產 生。另外，薄的等離子體區域降低等離子體區域內部能量消散的機率。反之，如果等離子體 區域的厚度增加，則在陰極鞘中產生的電子與等離子體區域中的電子及離子相互作用的可 能性會增加。因此，高能量電子散失其能量給其它粒子，以致發生一較小的能量分布。根 據此處所述的實施例，藉由調整操作參數，能量分布(FWHM) —般可低于最大電子能量的 50%、30%、或10%。舉例來說，可產生低于IOOOeV(例如，100或IOeV)的值。在此技術中 具有一般技能的人當明白上文所提及的一能量分布寬度值也將具有一最小值，其由一理論 上的最小值給定，且其可位于0. 1至IeV的范圍間。根據更進一步的實施例，其是針對圖2進行討論，一線性電子源也可具有圓柱形 陰極210及外殼212，其剖面圖為U形。因此，可提供介于陰極210及陽極間的本質上一致 的分隔空間。不過，由于所產生離子(其在陰極的近處產生)的初始速度本質上將垂直于 陰極表面，因此一般可使用一矩形陰極。因此，所產生的電子的初始速度較佳地是朝前表面 113(與213相比)尤其是開口 114(與開口 214相比))定向。示于圖2的一進一步的改變，其可與此處所述的其它實施例結合，是設置兩個氣 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的一上部部分及一下部部分引入。這可改善外殼212 內的氣體一致性。在外殼中(尤其是在面對出口狹縫214的陰極表面的近處)的更一致的 氣體分配改善線性電子源200的電子產生的一致性。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，可設置陰極支撐構件122， 其給用于陰極的高電壓提供電引線(feedthrough)，以致高電壓連接在一減少的大氣壓力下并不一定要適于絕緣高電壓。圖3表示從面對開口 114的側所觀察的線性電子源100的側視圖。線性電子源 100包含外殼112 (其用作一陽極并一般可接地)及陰極110。前部分113被一具有狹縫形 開口 114的遮蓋物遮蓋。如圖3所示，外殼112在兩端具有側壁312。根據此處所述的實施例，線性電子源具有60厘米、70厘米、80厘米或更大的長度， 該長度即為由左側壁312至右側壁312的長度。根據一般實施例，其可藉由結合此處所述 的其它實施例而產生，長度可為至少70厘米，例如，介于1. 5米至3米間，舉例來說，2米、 2. 5米、或2. 8米。線性電子源的增加的長度可實現在制造過程中使用線性電子源，該些制 造過程是需要高產量且使用例如大面積基板、寬腹板、薄板、或其它需要在一寬長度上的電 子轟擊的靶材。因此，陰極110的長度也因而增加。由于在操作期間的陰極加熱可上達300至 500°C或甚至800°C的溫度，具有增加長度的陰極110由于陰極材料的熱膨脹系數而變得更長。這可是有意義的，尤其是，如果根據此處所述的實施例，可省略陰極及/或陽極的
一冷卻單元。如關于圖1及2所討論的，陰極110及外殼112在那些未面對狹縫開口 114的相 對表面處一般具有一致的分隔空間。在線性電子源100的操作啟動期間，陰極可加熱至攝 氏幾百度，導致陰極相對于其長度的顯著伸長。因此，陰極及個別的兩側壁間的分隔空間在 陰極加熱期間變化。因此，根據可與此處所述的其它實施例結合的實施例，在冷狀態(也即，室溫)下 的陰極長度可使得在操作期間，陰極110及側壁312間的分隔空間比預期長度大幾毫米。根 據不同實施例，冷狀態下的陰極可為約0. 5mm到上至10mm，其對所需的分隔空間來說太短 而阻止了陰極和位于陽極電位上的外殼側壁間的輝光放電。使冷狀態下的陰極長度較短，或換句話說，使操作期間由陰極側至外殼側壁的分 隔空間大于所需要的，可容許陰極在操作啟動期間的熱膨脹。根據可與此處所述的其它實施例結合的不同實施例，陰極可包含一材料，其是選 自由下列構成的群組鋼、不銹鋼、銅、鋁、石墨、CFC(碳纖維強化碳)、其復合物、或其混合 物。如果，例如由銅制成的陰極具有2米的長度，且在其中央具有一固定的陰極支撐 件，也即，陰極由一固定支撐件向左延伸1米并向右延伸1米，基于17 ·IO-6VK的熱膨脹系 數的伸長在各側上可為約8. 5mm。根據不同實施例，由不銹鋼陰極制成的相同的幾何形狀可 具有位于2. 5mm至7. 5mm的范圍間的伸長，取決于所使用的不銹鋼類型。根據更進一步的 實施例，由石墨或CFC材料的陰極制成的相同的幾何形狀可具有位于0. 75mm至1. 5mm的范 圍間的伸長。因此，根據可與此處所述的其它實施例結合的一些實施例，冷狀態下的伸長乃至 于附加的分隔空間，對例如一些不銹鋼類型、石墨、或CFC的陰極材料而言可減少。圖4說明一線性電子源的進一步的實施例。圖4所示的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，為了表示外殼112內的陰極110，其僅部分示 出。如上文所述，對此處所述的實施例來說，外殼112可接地以用作線性電子源的一陽極。此處所揭示的長度L，舉例來說，為1米至3米，一般為2米或其它值，是由箭頭L指示。圖 4僅示出一部分的線性電子源。根據可與此處所述的其它實施例結合的此處所述的實施例， 二或更多個氣體導管130設置用于引入氣體至外殼112中。根據進一步的實施例，如圖2 所示，二或更多個氣體導管130可設置在一頂部側及一底部側上。根據更進一步的實施例， 個別的氣體導管130間的距離可位于150至300mm的范圍間，一般為200至250mm。根據更進一步的實施例，連接至一貯氣槽的氣體導管130具有一類似長度及安 排，該貯氣槽是用于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，設有氣體導管的一串接，其中位于外殼中由貯氣槽至氣體入口的個別部件對各氣 體導管130來說本質上類似。這使得外殼中的各氣體入口的壓力一致，及產生具有改善的 一致性的電子束。如果例如一貯氣槽是透過一氣體導管連接至一閥，且一閥是連接至圖4所示的氣 體導管130的部分，則由貯氣槽至閥的第一部分及由閥至氣體導管的第二部分對各氣體入 口來說可具有一類似長度。因此，個別氣體導管的一小偏差是可接受的。一般說來，根據 此處所述的實施例，一氣體導管、一閥、一貯氣槽等之一或更多個組件可用在一氣體供應器 中，其用于供應一諸如惰性氣體之類的氣體至該源的外殼中，該些氣體例如氬、氮、氧、及其 混合物等。根據進一步的實施例，其可藉由與其它實施例結合而產生，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，二或更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的氣體導管、及/或閥。如圖4所示，根據此處所述的實施例，陰極110具有多個側。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具有始于狹縫開口 114的一距離D。側414與外殼112由分隔空間隔開。根據某些實施例，其可與此處所述的 其它實施例結合，側414及外殼112間的分隔空間本質上類似，且例如，位于3mm至7mm的 范圍間，例如，5mm。線性電子源各端的側412在側412和外殼112的側壁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于3mm至7mm的范圍間，例如，5mm，及/或本 質上類似于側414和外殼112間的分隔空間。不過，由于在操作期間藉由加熱至300°C至 500°C的溫度的陰極110的伸長，在一非操作狀態下的進一步的分隔空間是介于1至IOmm 間，一般比操作狀態下大2mm、5mm、或7mm。根據更進一步的實施例，如果，舉例來說，考慮一不同形狀的伸長陰極(例如，見 圖2)，側413及414可理解為那些平行于外殼壁或狹縫開口 114的側。根據此處所述的實施例，線性電子源具有長度L，其足夠長以提供一用于大面積基 板、大腹板或薄板、或其它用于現代快速生產設備的寬面積的長線性電子束。該長度一般介 于0. 7米及3米，例如，2米或2. 5米。狹縫開口及陰極前側413間的距離D (沿著源的光學 軸或光學平面)一般位于1厘米至11厘米的范圍間，舉例來說，為2厘米至5厘米。根據 此處所述的實施例，線性電子源的長度為由陰極前側413至開口 114的距離D的至少5倍 或甚至至少10倍。圖5說明進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合。圖5所示的線性 電子源包含外殼112，其具有側壁312。圖5表示從背側(也即，相對狹縫開口的側)所看 的透視圖。在外殼112的背側，其表示用于支撐陰極的不同類型的支撐構件。根據此處所述的實施例，一線性電子源可具有一固定的陰極支撐構件及一或更多個浮動的支撐構件。圖5表示中心陰極支撐構件122，其具有一引線(feedthrough)，用于提供高電壓 給陰極的導電管或導體120可通過此引線饋送。在外殼的背表面的兩端設有狹縫開口 524。 固定至陰極以支撐陰極的浮動支撐構件522可在狹縫開口 524內滑動。此外，其表示密封 構件526。密封構件526密封狹縫開口 524，以致外殼112內部和外殼112外部可保持所需 要的壓力差。根據不同實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，可設置一固定的支撐構件 及二或更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。根據此處所述的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，狹縫開口 524的長 度可位于0.5至IOmm的范圍間。狹縫開口 524的長度取決于陰極長度及陰極材料。如上 文所述，熱膨脹系數可非常顯著地取決于所用的陰極材料。舉例來說，如果設置具有2米長 度的陰極，且陰極在陰極中央牢固地受到支撐，則相當于1米的熱膨脹可在各側發生。如果 銅是用作陰極材料并以500°C的溫度差加熱陰極，狹縫開口 524可具有7至IOmm的長度，舉 例來說，為8. 5mm。對不銹鋼陰極來說，狹縫開口 524的長度可例如位于3mm至8mm的范圍 間。此值也可取決于所用的不銹鋼類型。如果石墨或CFC是用作陰極材料，狹縫開口 524 的長度可減少至約0. 5至2mm。進一步的改變，其可替代或附加地設置用于一線性電子源的實施例，是示于圖6 及7。其中，陰極是由支撐構件622支撐。這些支撐構件是設置在外殼112的一下部及一上 部表面間。根據不同實施例，支撐構件622可由一絕緣材料制成，其不會影響陰極110及陽 極間的等離子體產生。根據更進一步的實施例，舉例來說，二、三、四、或更多的支撐構件可 分別設置在陰極的上部及下部側上。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的壁，則可附加設置一密封件。或者，狹縫開口 724可為外 殼的內部分的一凹部，以致不需要任何密封件。根據更進一步的實施例，不具有浮動能力的 替代或附加固定的支撐構件可設置用于下部及上部支撐構件622。根據某些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，具有氣體導管630的氣體 供應器可附加具有氣體分配空間631。因此，氣體是通過氣體導管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。根據一些實施例，用于在外殼112中供應氣體的入口可為開口 632，其具有0. 5至 1. 5mm的直徑，并具有5mm至IOmm的位于線性電子源的長度方向的距離。氣體分配區631 或氣體分配空間沿線性電子源的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。根據一些實施例，如圖6所示，用作外殼112的氣體入口的開口是設置為從氣體導管 630偏移。這可防止來自導管的直接氣流通過開口，藉此氣體分配區或空間631的效應可獲 得改善。 如上文所提及，可沿線性電子源長度設置并具有200至300mm或甚至500mm (在氣 體分配區631的情況下)的距離的個別氣體導管630是經過安排以致提供一串接氣體供應 器模塊。因此，各氣體導管、閥等具有從貯氣槽上至氣體分配區631的類似長度。
圖8為一線性電子源的剖面圖。因此，剖面是在沒有導電管120的位置及在沒有開口 632(見圖6)的位置取得。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，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可由一材料制成，例如， 不銹鋼、銅、鋁、或其混合物。外層812可由例如石墨或CFC制成。設置一 CFC外層可減少 由于離子撞擊在陰極上而發生的陰極材料的濺射或移除。一類似效應可以陰極910實現，其示于圖9。因此，設有主體914并在主體處設有 前板912。根據某些實施例，主體914可包含一材料，例如，不銹鋼、鋁、銅、及其混合物。前 板可包含一材料，例如，石墨或CFC。因此，可減少由于離子撞擊在陰極上的陰極材料的濺射 或移除。圖10及11說明狹縫開口的改變，其設有一窗以用于所產生電子的離開。根據不同 實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，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可用于在外殼112內側裝配電子發射柵極。因此， 根據某些實施例，為接地電位的發射柵極及為接地電位的前部分或表面113可經過調整使 得陰極及發射柵極1015間的距離小于陰極110和前表面113間的距離。因此，可設置電場 強度使得一較高的電場強度設置在發射柵極的近處。根據一些實施例，電子發射柵極1015 可為例如鎢等材料的粉料。因此，可提供用于使電子經此穿透的高透明度。如圖10所示，根據此處所述的實施例，陰極110具有多個側。陰極具有前側413。 已關于圖4敘述的另一側并未在圖10的剖面圖中顯示。另外，陰極110具有上側414、下 側414、及背側414。前側413具有始于狹縫開口 1014(也就是外殼112的前壁113中的開 口)的距離D。側414與外殼112由分隔空間隔開。根據一些實施例，其可與此處所述的其 它實施例結合，側414及外殼112間的分隔空間本質上類似，且例如位于3mm至7mm的范圍 間，例如5mm。根據更進一步的實施例，如果例如考慮一不同形狀的伸長陰極(例如，見圖2)，側 413及414可理解為那些平行于外殼壁或狹縫開口 114的側。根據此處所述的實施例，線性電子源具有一長度，其足夠長以提供一用于大面積 基板、大腹板或薄板、或其它用于現代快速生產設備的寬面積的長線性電子束。該長度一般 介于0. 7米及3米間，例如，2米或2. 5米。狹縫開口及陰極前側413間的距離D (沿著源的 光學軸或光學平面)一般位于1厘米至11厘米的范圍間，舉例來說，2厘米至5厘米。根據 此處所述的實施例，線性電子源的長度為由陰極前側413至開口 114的距離D的至少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的 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的前側及 開口 1114間的距離D可界定為如陰極表面和外殼112的末端間的距離，其界定擴大的開口 1114。由于擴大的開口 1114，所發射的電子束強度可增加。舉例來說，這可利用在如果電 子束的垂直寬度不需要藉由一狹縫開口調整的地方。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可裝配用于朝向及遠離彼此而滑動移動。根據更進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，擋門1250可設置用 于閉合狹縫開口 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的下部部分。如果擋門1250往上旋轉，則開口 1214閉合。如果擋門1250降下， 則在室112內側產生的電子束可撞擊靶材10。圖12表示具有兩部分的擋門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)，和邊緣部分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厘米。因此，狹縫開口 1214可在線性電子源的中 心區域開啟，而狹縫開口的外部1至3厘米仍可受到遮蓋。因此，電子束的中心部分可朝向 靶材通過，而例如可不完全一致的電子束的外部部份可受阻擋。根據此處所述的實施例，申請人希望使沿線性電子源長度的電子發射強度的一致 性為士 10%或更低或士5%或更低。因此，申請人可希望阻擋電子束的邊緣部分及/或采 取適當測量，以用于如上文所述那樣改善外殼中的氣體壓力的一致性。根據更進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，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的形式實施。圖13a及13b表示線性電 子源100及線圈1360，其圍繞線性電子源的外殼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的聚焦。根據一些實 施例，來自線圈1360的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 旋轉的電子束的軌道(trajectory)。此旋轉軌道是朝光學軸102聚焦，類似于電子顯微鏡 中的磁透鏡。如圖13b所示，即使線圈1360并非旋轉對稱，在沿線性電子源長度的各位置 上也可獲得一聚焦性質。根據更進一步的實施例，類似的磁場1462可由一對永久磁鐵1460提供，其圖示于 圖14中。磁鐵1460沿線性電子源的長度延伸。虛線1464是設置用于說明的目的，并分隔 永久磁鐵的北極與南極。根據更進一步的實施例，靜電上部及下部電極可設置在外殼壁中或外殼內側以用 于提供一圓柱長度(cylindrical length)。具有用于控制操作參數的控制裝置的線性電子源100的實施例示于圖15。線性 電子源100具有陰極110、及由外殼112提供的陽極，外殼112具有狹縫開口 114，其設置在 線性電子源100的前面。一高電壓可由電連接120提供給陰極。外殼是接地以提供給陽極 一接地電位。一如惰性氣體的氣體(例如，氬、氮、氧、或其混合物等)是由貯氣槽70通過 閥72、73、導管130、及氣體分配空間631提供進入外殼112中以用于產生等離子體。一般 說來，根據一些此處所述的實施例，一氣體導管、一閥、一貯氣槽、一氣體分配空間等之一或 更多個組件可用在一氣體供應器中，其用于供應一類似惰性氣體的氣體至該源的外殼中， 該氣體是例如，氬、氮、氧、及其混合物等。根據進一步的實施例，其可藉由與其它實施例結 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，二或更多個氣體 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的氣體導管、及/或閥。根據一些此處所述的實施例，如圖15所示，提供氣體給上部氣體分配空間631的 氣體導管130具有與提供氣體給下部氣體分配區631的氣體導管130類似的長度。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的氣體導管沿線性電子源100的長 度設置在外殼的上部及/或下部部分。在各氣體導管130內部，閥72及73分別設置用于控制等離子體區域中的氣流。閥 是由控制器90控制，如分別由箭頭74及75所指示。根據一些此處所述的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，閥72及73分別可以位于1至10毫秒的范圍間的反應時間控 制。因此，舉例來說，在陰極和陽極間發生電弧的情況下，可實現一快速反應。一般說來，電流乃至于電子束強度，可以在等離子體區域中提供的氣體量來控制。 提供給線性電子源的電流是與由電子發射提供的電流成比例。舉例來說，如果電流必須減 少，則閥72及73受控以使等離子體區域中的氣體量增加。用于陰極110的高電壓是由電源供應器80提供。根據一些實施例，控制器90測 量由定電壓源80提供給陰極的電流。在圖15中，此是以箭頭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和陽極間，電流可呈現迅 速增加，其可由電源供應器80的電弧抑制裝置偵測。根據一些實施例，其可與此處所述的 其它實施例結合，電壓供應是適于以毫秒范圍開關，舉例來說，1毫秒至10毫秒。一般說來， 反應時間可取決于基板沿電子源移動的速度。因此，對非常快速移動的基板來說，反應時間 甚至可更快，或如果基板并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，并進一步在電弧消失后立即再次開啟。一方面，這使得線性電子源的穩 定操作。另一方面，操作可為擬連續的。如果線性電子源是用在靶材為快速移動的腹板及 箔等的應用上，則這尤其有意義。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、鼠標、觸碰式屏幕等。所需電流(也即，電子束強度)如箭頭94所指示那樣提 供給控制器。控制器測量目前電流，且如果目前電流不等于所需電流，則調整氣流。主要控 制單元92進一步如圖15的箭頭84所指示那樣給定電源供應器80 —所需電壓值。在陰極 和陽極間提供的電壓可用于影響所發射電子的能量。因此，電源供應器80將陰極110設在 位于_3至_30kV的范圍間的固定電位，一般為_5至-10kV，舉例來說，-10kV。由于陽極接 地，一固定電壓施加在陰極和陽極間。在下列實施例中，使用線性電子源及整合線性電子源的設備的方法將參照圖16 至21討論。因此，根據一些實施例，可使用如上文所述的線性電子源。另外可使用具有例 如20至60厘米長度的線性電子源。一般說來，線性電子源具有一陰極以及一陽極，一高電 壓是由一電連接和一陽極提供給該陰極，該陽極是由線性電子源的外殼提供。一般說來，根據此處所述的實施例，所發射的電子束沿線性電子源的長度具有一 致性，其具有士 10%或更低或士5%或更低的偏差。另外，對不同應用來說，線性電子束中 的電子能量可適于不同應用，且線性電子束的強度可適于不同應用。根據一些實施例，一線性電子源，尤其是一根據上文所述的實施例的線性電子源， 可用于給一箔或一腹板充電。根據此處所述的實施例，尤其是具有5至100 μ m, 一般為 ΙΟμπι或25μπι的厚度的厚箔或腹板可由一線性電子源充電。如圖16所示，箔1622是在 滾輪1620上方受到引導。箔1622在滾輪1620上方的這類引導或運送可用在多種用于制 造腹板或箔、用于在腹板或箔上沉積材料、用于在腹板或箔上圖案化薄膜層等的設備中。因 此，由于多種原因，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的附著。另一方面，箔可以不同工序充電，且箔上的電荷必須移除。尤其對上文的厚箔(舉例來說，ΙΟμπι)來說，箔上的表面電荷可常不導致所期望 的結果。根據此處所述的實施例，線性電子源100可用于將電子注入至箔中。因此，數μπι 的注入深度(舉例來說，2μπι至ΙΟμπι)可取決于由線性電子源100發射的電子1612的能量而實現。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，注入深度可調整為至少是 箔厚度的20%，及/或介于箔厚度的50%和80%間。因此，在不使相當部分的電荷通過箔 并撞擊相對電極的情況下，電荷可位于接近相對電極處。根據不同實施例，為了提供所需的注入深度，位于_5至-IOkV的范圍間或甚至高 達-20kV的一電壓(例如，_15kV)可施加至線性電子源100的陰極。在線性電子源內產生 電子1612及離子1614。由于陰極和陽極間的電壓，電子會加速朝向線性電子源的前表面， 并可通過開口 114離開線性電子源以撞擊箔1622。為了電子注入的目的，一般說來，開口 114的狹縫寬度可設置在從Imm至IOmm的 范圍間。因此，所發射的電流可限制在由電源供應器所提供的電流的10%至30%的范圍 間。根據此處所述的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，注入深度是依據箔厚度作 選擇，也即，注入深度必須小于箔厚度。根據此處所述的實施例，用于控制氣體注入的閥的反應時間，以及用于電源供應 器的電弧反應的反應時間可介于幾毫秒的范圍間，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注入，甚至在電弧發生于陰極 和陽極間的情況下亦然。根據其它實施例，其可與此處所述的實施例結合，電子注入方法、加熱方法、或清 潔方法可提供低于50mm的用于電子轟擊的由開口 114或1714(見圖17)至靶材的距離。因 此，可減少具有分子出現在狹縫開口及靶材間的電子散射損耗。根據一些實施例，散射率可 適于具有由開口發射撞擊靶材的電子的至少80 %或90 %。根據更進一步的實施例，如圖17所示，電子注入方法、加熱方法、或清潔方法可設 置開口 1714，其具有一高度，該高度相當于外殼高度的至少50%、至少80%、至少90 %、或 甚至本質上為100%。因此，該高度是在垂直于電子源長度的一平面中界定。電子源長度可 界定為沿狹縫開口 114或1714的方向延伸。因此，舉例來說，在圖16及17中，開口高度為 開口的垂直尺寸。因此，根據還有的其它實施例，介于開口 114或1714及靶材間的用于電子轟擊的 距離另可低于5mm。因此，實質上所有未碰撞陽極的電子將引導至靶材上。一使用一般線性電子源或此處所述的線性電子源的進一步的方法可為金屬箔的 加熱及/或清潔。舉例來說，金屬箔是用于制造光電薄膜。在薄膜太陽能電池或其它金屬 箔用于的薄膜的制造期間，金屬箔必須針對不同的處理步驟預先加熱。圖17表示線性電子源1700，其是放置在金屬箔1722前面并在滾輪1720上方受到 引導。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，線性電子源1700的陰極 1710可加大尺寸。因此，陰極表面可具有位于50至6000cm2的范圍間的面積。舉例來說， 陰極高度(也即，圖17的垂直方向)可位于1厘米至30厘米的范圍間。對加大尺寸來說， 高度尤其可位于15厘米至30厘米的范圍間，舉例來說，為15厘米或20厘米。對加熱方法來說，通常所發射的線性電子束的強度必須增加。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的開口 1714是 設置為外殼高度的至少80或90%。一般地，用于設置一狹縫開口的前表面可省略。因此，電子束電流可進一步增加。根據還有的進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，由線性電子源 1700至箔1722的距離可減少為低于50mm。因此，由寬開口發射的所有電子可撞擊箔。根據此處所述的實施例，可藉由下述方式改善在一金屬箔上所提供的功率強度的 效能增加陰極1710的前表面；藉由設置寬開口 1714，其本質上相當于線性電子源的外殼 尺寸；及/或藉由減少線性電子源1700至靶材的距離。根據此處所述的實施例，對一金屬箔的加熱及/或清潔來說，寬電子束開口可提 供上達80%的效能。陰極及陽極間的一般電壓可位于5至IOkV的范圍間。另外，其也可提 供位于12至15kV的范圍間的更高電壓，舉例來說，13kV。根據還有的進一步的實施例，加熱金屬箔的方法也可用于清潔金屬箔。因此，黏附 至金屬箔的油或其它材料的處置可藉由加熱金屬箔而蒸發。另外，復合化學成分(舉例來 說，油)可藉由電子束提供的能量分解。油等的分解殘余物接著可藉由蒸發而移除。根據 還有其它實施例，一般的線性電子源及根據此處所述的實施例的線性電子源可用于從腹板 箔移除油。電容例如可藉由在箔上設置油的圖案，并在未受到油覆蓋的區域中沉積金屬薄 膜而在一腹板箔上制造。因此，在金屬沉積過程后，油必須移除，甚至是腹板上的小的油殘 余物會使欲制造的電容的操作惡化。因此，即使腹板在制造過程期間為高速，申請人也希望 具有從腹板移除油的快速工藝。根據此處所述的實施例，來自腹板的油可藉由關于圖17所 述的方法移除。圖17表示線性電子源1700，其是放置在金屬箔1722前面并在滾輪1720上方受到 引導。根據某些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，線性電子源1700的陰極 1710可加大尺寸。因此，陰極表面可具有位于50至6000cm2的范圍間的面積。舉例來說， 陰極高度，亦即，圖17的垂直方向，可位于1厘米至30厘米的范圍間。對加大尺寸來說，高 度尤其可位于15厘米至30厘米的范圍間，舉例來說，15厘米或20厘米。對清潔或加熱方法來說，通常所發射的線性電子束的強度必須增加。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的開口 1714是設置為外殼高度的至少80或90%。一般地，用于設置一狹縫開口的前表面可省略。 因此，電子束電流可進一步增加。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，從線性電子源 1700至箔1722的距離可減少為低于50mm。因此，由寬開口發射的所有電子可撞擊箔。根據此處所述的實施例，在一金屬箔上提供功率強度的效能可藉由增加陰極1710 的前表面、藉由設置寬開口 1714，其可本質上相當于線性電子源的外殼尺寸、及/或藉由減 少線性電子源1700至靶材的距離來改善。根據此處所述的實施例，對一金屬箔的加熱及/或清潔來說，寬電子束開口可提 供上達80%的效能。陰極和陽極間的一般電壓可位于5至IOkV的范圍間。另外，其也可提 供位于12至15kV的范圍間的更高電壓，舉例來說，13kV。根據此處所述的實施例，一般的線性電子源，尤其是此處所述的線性電子源，可用
于一蒸發設備。對基板上的材料薄膜涂層來說，可使用專用的。舉例來說，具有金屬薄膜的涂層，其提供大面板顯示器的電容或彈性結構或腹板上的保護層，可通過蒸發器施加。一般說來， 尤其對基板尺寸增加的大面板顯示器來說，涂層工序必須改善。圖18表示一蒸發器，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 的下部部分。根據此處所述的實施例，在線性電子源的操作期間，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，則鋁可饋送至位于 凹部部分182中的蒸發坩鍋的熔化區。另外，加熱鋁以致其蒸發并可沉積在一基板等之上。一蒸發器的一進一步的實施例示于圖19。因此，多個蒸發坩鍋980是放置在線性 電子源100的狹縫開口 114上方。一般地，蒸發坩鍋980可相對于彼此安排以使在蒸發坩 鍋間沒有任何間隙。如上文所述，一欲蒸發的材料可饋送至具有一凹部部分的各蒸發坩鍋 中，且加熱坩鍋以蒸發材料，例如，鋁等。實施例的進一步的細節，其可與此處所述的其它實施例結合，是示于圖20。圖20 表示線性電子源100，其具有陰極110及外殼112，其用作陽極。陰極110藉由電連接器120 連接至高電壓源，電連接器120設置通過陰極支撐構件122。一如惰性氣體的氣體(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的操作期間，電子朝 向以蒸發坩鍋2080的形式的靶材被加速。因此，加熱蒸發坩鍋以致欲沉積在基板上的材料 熔化及蒸發。根據此處所述的不同實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，坩鍋溫度 可位于1000°C至1600°C的范圍間，取決于欲蒸發的材料。蒸發坩鍋2080可具有凹部部分 2084，其用于接收熔化的材料。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，其可與此處所述的其它實施例結合，用于制造蒸發坩鍋2080的 材料一般可選自由下列構成的群組金屬硼化物、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、碳化硅、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具有相當于2000 μ Ω .cm及以上，或300 μ Ω .cm或以下的電 阻的導電率。一般說來，此處提供的坩鍋電阻指的是冷狀態下的電阻。由于蒸發坩鍋并未 由經此饋送的電流加熱，蒸發坩鍋的材料選擇顯著增加，且材料可獨立于坩鍋的電性質而 選擇。根據進一步的實施例，蒸發坩鍋2080是位于熱絕緣構件2086上。這些支撐構件 不必是導電體。因此，材料選擇可適于熱絕緣。根據不同實施例，可使用類似高溫金屬、高 溫陶瓷等的材料。另外，根據一些進一步的實施例，坩鍋接觸支撐構件的剖面面積可縮小至 2mm2至10mm2。因此，用于蒸發坩鍋2080的支撐構件導致坩鍋及其支撐的組合的熱電容減 少。減少的熱電容導致轉移至坩鍋以提供所需溫度的能量必須減少。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。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，一般的等離子體 電子源(尤其是根據此處所述的實施例的線性電子源)可用于加熱一硅晶片。在半導體制 造期間，存在有必須加熱硅晶片的多種工序。這些工序可為沉積工序、退火工序、或其它必 須使用升高的晶片溫度的工序。許多半導體處理設備使用例如紅外線輻射形式的電磁輻射 來加熱硅晶片。不過，這些加熱工序遭受硅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，許多能量并未到達硅晶片的欲加熱區。如圖21所示，等離子體電子源100可安排使得硅晶片2102的表面受一電子束的 輻射。等離子體電子源包含陰極110，一高電壓通過導電管120施加至此。外殼112用作一 陽極，舉例而言，其可接地。如惰性氣體的氣體(例如，氬、氮、氧、或其混合物等)是通過氣 體導管130注入以在陰極110區提供一致的氣體壓力。由于陰極110和外殼112提供的陽 極間的電壓，等離子體因而產生。因此，電子產生。根據此處所述的實施例，硅晶片2102位于支撐件2186上，以致晶片的一表面可提 供電子轟擊。一般地，電子撞擊硅晶片的背側，也就是硅晶片未受處理的側。根據此處所述的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，電子束離開的開口 至少具有相當于陰極110的尺寸、至少具有相當于外殼112的個別尺寸大小的80或90%的 尺寸、或具有相當于外殼112的尺寸，藉此可省略一前表面(例如，見圖1的113)。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，等離子體電子源 可為線性等離子體電子源，較佳的是具有超過60厘米的長度。一線性等離子體電子源可為 根據此處所述的實施例的一源。藉由具有用于電子束離開的寬開口，到達靶材(即硅晶片)的電流可因而增加。因 此，由P = U*I給定的供應給硅晶片的功率可增加及/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，其可使用位于-5至-8kv的范圍間的陰極電壓。因此，可降 低由于高能量電子導致的硅晶片損壞。增加的功率輸出保持硅晶片的充分加熱而無顯著損 壞晶片背側。根據加熱硅晶片、一金屬箔或一腹板等的實施例，來自等離子體電子源(尤其是 線性等離子體電子源)的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。根據此處所述的實施例，提供給源的能量的至少60%，例如70或80%，可 轉移至靶材。對等離子體電子源用于加熱硅晶片的實施例來說，電子直接提供能量至硅晶片。 因此，舉例來說，與電磁輻射相比，硅晶片中的能量吸收獲得改善。因此，在晶片表面提供的 用于產生所需溫度的能量可減少。根據此處所述的實施例，可提供一線性等離子體電子源。該源包含一外殼，其用作 一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位于該外殼中用于一電子束穿透，該狹縫開 口界定該源的一長度方向；一第二電極，其安排在該外殼內，并具有一第一側，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，其中該長度方向上的該電子源的長度至 少為該第一距離的5倍；及至少一氣體供應器，其用于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。根據還有進一步的實施例，線性等離子體源在長度方向上可具有至少20倍的第 一距離的電子源長度。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，和第三另側，其中第二電極的側與狹縫開口間隔一第一距離(D)，其中第二 電極的第二另側及第三另側與外殼間隔的間隔空間小于第一距離，且其中第二另側及側壁 間的間隔空間適于從非操作狀態至操作狀態增加至少1mm。根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，在長度方向上的 外殼長度可為至少1. 5米。此外或如一進一步的修改，其可與此處所述的實施例結合，第二電極可包含至少一材料，其選自由下列構成的群組不銹鋼、石墨、及CFC。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該源可進一步包 含一第一支撐構件，其用于在相對于外殼的一固定位置上支撐第二電極，及至少一個第二 支撐構件，其用于在相對于外殼的一浮動位置上支撐第二電極。因此，舉例來說，第二支撐 構件可在外殼的一開口中浮動。如附加或替代的實施方式，第二電極可包含至少一材料，其 選自由下列構成的群組不銹鋼及銅，且其中該開口具有一浮動長度，其在長度方向延伸至 少3mm，或第二電極可包含至少一材料，其選自由下列構成的群組石墨及CFC，且其中該開 口具有一浮動長度，其在長度方向延伸至少1mm。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，外殼中的開口可 為一狹縫開口，其用于該至少一個第二支撐構件的浮動移動并具有至少Imm的浮動長度。 對在外殼中具有一開口的實施例來說，可選擇地，該源包含至少一個密封件，其用于減少開 口中的氣流，該開口是用于該至少一個第二支撐構件的浮動移動。如一可附加或替代地提 供的進一步的范例，該至少一個第二支撐構件可為至少兩個第二支撐構件。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，第二電極可連接 至一電源供應器，其用于提供一高電壓給該第二電極。如一范例，該第二電極和一電源供應 器可由一電連接連接，該電連接安排通過該固定支撐構件。根據還有進一步的一般實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該第二電極 可為一矩形剖面。根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該至少一個氣體 供應器可為多個氣體供應器，其沿該長度方向具有至少200mm的一距離。因此，該至少一個 氣體供應器可包含一氣體導管，其用于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，并鄰接該外殼，且用于改善沿該長度方向的氣體壓力的一致性。如一進 一步的范例，一分隔該氣體分配空間及該外殼的壁可具有多個開口，其用于將氣體注入該 外殼中。根據其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該線性等離子體電子源可 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 撐構件可適于相對于該外殼的浮動移動。根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該第二電極可具 有一主體及一外部層。因此，如一范例，該主體可包含至少一材料，其選自由下列構成的群 組不銹鋼、鋁、銅、及其混合物；且該外部層包含至少一材料，其選自由下列構成的群組 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 電極的該第一側處。根據還有其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該源可進一步包含一 充電粒子發射柵極，其從該狹縫開口朝該外殼內側凹入。進一步的實施方式，其可與此處所述的其它實施例結合，具有一狹縫，其中該狹縫 開口可具有一高度，也就是垂直于該長度方向的一方向，其至少為該外殼高度的50 %。舉例 來說，該狹縫開口的高度實質上可相當于該外殼的高度。根據其它改變，其可與此處所述的其它實施例結合，該源可包含至少一個狹縫高 度調整板及/或一可移動擋門，其用于選擇性地阻擋充電粒子束。
根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該第二電極的該第一側可 具有一高度，也就是垂直于該長度方向的一尺寸，其至少為1至30厘米或甚至為15至30 厘米。進一步的改變，其可與此處所述的其它實施例結合，可包含一聚焦透鏡，其用于朝 向延伸通過該狹縫開口的該光學平面聚焦該線性充電粒子束。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。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該至少一個氣體供應器可 包含多個氣體導管、及至少一個閥，且其中該多個氣體導管是類似以提供氣體供應器的一 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，其可與此處所述的其它實施例結合，該至少一個氣體 供應器可由一控制器控制，該控制器適于感測供應給該陰極的電流并具有IOOms或更快的 反應時間，該控制器可連接至一主要控制單元，其用于接收一所需電流值，該電源供應器可 包含一電弧抑制，其具有IOms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，其用于接收一所需電壓值。根據其它實施例，提供一制造一線性等離子體電子源的方法。該方法包含制造一 外殼，其用作一第一電極并具有一狹縫開口，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，該第一側用于面對該狹縫開口并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，其用于面對側壁，和第三另側，其面對該外殼；界定介于該第二 電極的該第二另側及該外殼側壁間和該第三另側及該外殼間的預定分隔空間；在該外殼中 裝配該第二電極，并且該第二電極在該長度方向的一長度至少小于該第二另側和該外殼側 壁間的該預定分隔空間Imm ；及連接至少一個氣體供應器至該外殼。因此，如一選擇性的改變，該第二電極可在一第一位置上固定地裝配至該外殼，并 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于該第二 電極及/或該外殼的中心。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該方法可包含密封該浮動 軸承及/或設置一密封電連接用于該第二電極。根據還有其它實施例，提供一用于蒸發欲沉積材料的蒸發設備。該蒸發設備包含 至少一個蒸發坩鍋，其具有一主體，其具有一區域以用于在一側接收該欲沉積材料；一線性 電子源，其位于鄰接該蒸發坩鍋處以用于使一電子束撞擊另一側。該線性電子源包含一外 殼，其用作一第一電極，該外殼具有側壁；一狹縫開口，其位于該外殼中以用于一電子束穿 透，該狹縫開口界定該源的一長度方向；一第二電極，其安排在該外殼內并具有一第一側， 其面對該狹縫開口 ；及至少一個氣體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中。因此，一般地，用于制造該蒸發坩鍋主體的材料可選自由下列構成的群組金屬硼 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、碳化硅、氧化鋁、及其組合。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，用于制造該蒸發 坩鍋主體的材料可具有2000 μ Ω · cm及以上或具有300μ Ω · cm或以下的電阻。根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，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的一接觸面積，其為.2mm2至 10mm2，及/或200 (W/m · K)或更低的導熱率。根據還有其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，一根據此處所述的任 何實施例的線性電子源可用于該蒸發設備。根據另一實施例，提供一給一腹板或箔充電的方法。該方法包含由至少一滾輪引 導具有10 μ m或更大厚度的一腹板或箔；設置一線性電子源，其具有一外殼，該外殼用作一 陽極，該外殼具有側壁、一狹縫開口，其位于該外殼中用于一線性電子束穿透，該狹縫開口 界定該源的一長度方向、一陰極，其安排在該外殼內，并具有一第一側，其面對該狹縫開口、 至少一氣體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中、及一電源供應器，其用于在該陽極及該 陰極間提供一高電壓；及發射該線性電子束，其中該高電壓是調整用于提供一電子能量以 在該腹板或箔內部注入該電子束的電子。如一范例，所引導的該箔或腹板一般可具有至少 25 μ m的厚度。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，電子可注入達一注入深度， 其至少為箔厚度的20%，及/或達一注入深度，其調整為介于箔厚度的40%和80%間。 如進一步的實施方式，其可與此處所述的其它實施例結合，該高電壓可調整為介于_4kV 及_15kV間，所提供的氣體可由一控制器控制，該控制器具有IOOms或更快的反應時間，及 /或可偵測電弧且電弧的偵測以IOms的反應時間切換該高電壓。根據還有進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，位于一垂直于該 長度方向的方向上的該狹縫開口的高度可為該外殼的對應高度的至少50%。根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該線性電子源設 置以使介于該狹縫開口及該腹板或箔間的距離可為20mm或更小。一般說來，對此處所述的 應用，尤其是對具有該外殼高度的50%、80%、或甚至90%的該狹縫開口的大高度，來說， 本質上可將該線性電子源直接放置在欲由電子轟擊的靶材處。根據還有其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，一根據此處所述的任 何實施例的線性電子源可用于注入電荷。根據另一實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，提供一加熱或清潔腹板或 箔的方法。該方法包含設置一線性等離子體電子源，其具有一外殼，該外殼用作一陽極，該 外殼具有側壁、一狹縫開口，該開口其位于該外殼中用于一電子束穿透，該狹縫開口界定該 源的一長度方向、一陰極，該陰極安排在該外殼內，并具有一第一側，其面對該狹縫開口、至 少一氣體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中、及一電源供應器，其用于在該陽極及該陰 極間提供一高電壓；在該狹縫開口前面可移動地引導該腹板或箔；及由該線性等離子體電 子源發射一線性電子束。因此，根據某些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該高電壓可調整為介 于-4kV及-15kV間。根據還有進一步的改變，其可與此處所述的其它實施例結合，所提供 的氣體可由一控制器控制，該控制器具有IOOms或更快的反應時間，及/或可偵測電弧，且 電弧的偵測以IOms的反應時間切換該高電壓。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該開口的寬度可為該外殼 的對應寬度的至少50%或甚至至少80%。一般地，舉例來說，由該電源供應器提供的功率 的至少20%可提供給該腹板或箔，或提供由該電源供應器提供的功率的至少60%給該腹板或箔。根據甚至進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該等離子體電子 源可設置以使該開口及該腹板或箔間的距離為50mm或更小，或該開口及該腹板或箔間的 距離為IOmm或更小。根據不同實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該腹板或箔可為一金屬箔。 因此，舉例來說，其一般可以至少一滾輪并以至少1厘米/分鐘的速度沿該線性等離子體電 子源移動該受引導的金屬箔。另外，附加或替代地，該電子束的功率吸收可用于預先加熱該 金屬箔，或該電子束的功率吸收可用于清潔該金屬箔。舉例來說，功率吸收可分解該金屬箔 上的分子殘余物。或者，該腹板或箔可為一腹板箔。因此，舉例來說，其一般可以至少一滾 輪并以至少1厘米/分鐘的速度沿該等離子體電子源移動該受引導的腹板箔。另外，附加 或替代地，該電子束的功率吸收可用于清潔該腹板箔。如一一般選項，該電子束的功率吸收 可用于由該腹板箔移除油。舉例來說，功率吸收可分解該腹板箔上的分子殘余物。根據還有其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，一根據此處所述的任 何實施例的線性電子源可用于加熱或清潔一腹板或箔。根據另一實施例，提供一加熱硅基板的方法。該方法包含設置一等離子體電子源， 其具有一外殼，該外殼用作一陽極，該外殼具有側壁、一狹縫開口，其位于該外殼中用于一 電子束穿透、一陰極，其是安排在該外殼內，并具有一第一側，其面對該狹縫開口、至少一氣 體供應器，其用于提供一氣體至該外殼中、及一電源供應器，其用于在該陽極及該陰極間提 供一高電壓；在該開口前面設置該硅基板；及發射該電子束以直接撞擊該硅晶片。因此，根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，由該電源供應器提供 的功率的至少50%可由該硅基板吸收。根據進一步的實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該高電壓可調整為介 于-4kV及-15kV間，所提供的氣體可由一控制器控制，該控制器具有IOOms或更快的反應 時間，及/或可偵測電弧且電弧的偵測以IOms的反應時間切換該高電壓。根據還有其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該開口的寬度可為該 外殼的對應寬度的至少50%或至少80%。一般地，該等離子體電子源可設置以使該開口及 該硅基板間的距離為50mm或更小，或該開口及該硅基板間的距離為IOmm或更小。根據一些實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，該硅基板或箔可為一硅晶 片。一般地，該方法可包含在該晶片面對該電子源的一背側支撐該硅基板。如一進一步可 選擇的實施方式，其可與此處所述的其它實施例結合，該方法可包含在該電子束發射期間 旋轉該硅基板。根據還有其它實施例，其可與此處所述的其它實施例結合，一根據此處所述的任 何實施例的線性電子源可用于加熱一硅基板。雖然前文是引導至本發明的實施例，本發明的其它及進一步的實施例可在不偏離 其基本范圍的情況下預想，且其范圍是由隨后的權利要求書決定。
權利要求
一種給一腹板或箔充電的方法，包含下列步驟由至少一滾輪引導一腹板或箔，該腹板或箔具有10μm或更大的厚度；設置一線性電子源(100、1700)，其具有一外殼(112、212、1012)，該外殼用作一陽極，該外殼具有側壁(312)；一狹縫開口(114、1214、1714、2114)，其位于該外殼中用于一線性電子束穿透，該狹縫開口界定該源的一長度方向；一陰極，其安排在該外殼內部，并具有一第一側(413)，其面對該狹縫開口；至少一氣體供應器(130、630、72、73、70)，其用于提供一氣體至該外殼中；以及一電源供應器(80)，其用于提供該陽極和該陰極間的一高電壓；發射該線性電子束，其中該高電壓調整用于提供一電子能量，以在該腹板或箔內部注入該電子束的電子。
2.如權利要求1所述的方法，其中一具有至少25μ m厚度的箔或腹板受到引導。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中該電子是注入達一注入深度，該注入深度為該箔 厚度的至少20%。
4.如權利要求1至3任一項所述的方法，其中該電子注入達一注入深度，該注入深度調 整為介于該箔厚度的至少40%和80%間。
5.如權利要求1至4任一項所述的方法，其中該高電壓調整為介于_4kV及-15kV間。
6.如權利要求1至5任一項所述的方法，其中該氣體的提供是由一控制器控制，該控制 器具有IOOms或更快的反應時間。
7.如權利要求1至6任一項所述的方法，其中偵測電弧且該電弧偵測是以IOms或更短 的反應時間切換該高電壓。
8.如權利要求1至7任一項所述的方法，其中位于一垂直于該長度方向的方向上的 該狹縫開口 (114、1214、1714、2114)的高度為該外殼(112,212,1012)的對應高度的至少 50%。
9.如權利要求1至8任一項所述的方法，其中該線性電子源(100、1700)設置為使該狹 縫開口 (114、1214、1714、2114)和該腹板或箔間的距離為20mm或更小。
10.如權利要求1至11任一項所述的方法，其中該第一側(413)與該狹縫開口(114、 1214、1714、2114)分隔一第一距離，其中位于該長度方向上的該電子源(100、1700)的長度 至少為該第一距離的5倍或至少為該第一距離的20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.如權利要求10所述的方法，其中該第二電極(110、210、810、910)設置為具有第 二另側(412)，其面對該側壁(312)；及第三另側(414)，其中該第二電極(110、210、810、 910)的該側(413)與該狹縫開口 (114、1214、1714、2114)分隔一第一距離(D)，其中該第二 電極的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 小于該第一距離，且其中介于該第二另側和該側壁間的該分隔空間適于由一非操作狀態增 加至少Imm至一操作狀態。
12.如權利要求10或11所述的方法，其中該外殼(112、212、1012)在該長度方向上的 長度(L)設置為至少1.5米。
13.如權利要求10至12任一項所述的方法，其中該第二電極(110、210、810、910)設置 以包含至少一材料，該材料選自由下列構成的群組不銹鋼、石墨、及CFC。
14.如權利要求10至13任一項所述的方法，還包含設置一第一支撐構件(122、622)，其用于在一相對于該外殼(112、212、1012)的固定位置支 撐該第二電極(110、210、810、910)；及至少一第二支撐構件(522)，其用于在一相對于該外殼(112、212、1012)的浮動位置支撐該第二電極。
15.如權利要求15所述的方法，其中該第二支撐構件(522)在該外殼(112、212、1012) 的一開口(524)中浮動。
16.如權利要求15所述的方法，其中該外殼(112、212、1012)中的該開口為一狹縫開口 (524、724)，其用于該至少一第二支撐構件(522)的浮動移動并具有至少Imm的浮動長度。
17.如權利要求15或16所述的方法，還包含設置至少一密封件(526)，其用于減少在該開口中的氣流，該開口是用于該至少一第二支撐 構件(522)的浮動移動。
18.如權利要求10至17任一項所述的方法，其中該第二電極(110、810、910)具有一矩 形剖面。
19.如權利要求10至18任一項所述的方法，其中該至少一氣體供應器(70)還包含多個氣體導管(130、630)，其沿該長度方向具有至少200mm的距離；至少一氣體分配空間(631)，其與該多個氣體導管連通，并鄰接該外殼(112、212、 1012)，以用于改善沿該長度方向的氣體壓力的一致性；至少一閥，其中該多個氣體導管是類似的以提供一氣體供應器的串接，且其中一分隔 該氣體分配空間(631)和該外殼(112、212、1012)的壁具有多個開口，以用于注入該氣體至 該外殼中。
20.如權利要求10至19任一項所述的方法，其中該第二電極(110、210、810、910)設置 為具有一主體(814,914)及一外部層(812、912)。
21.如權利要求20所述的方法，其中該主體包含至少一材料，其選自由下列構成的群 組不銹鋼、鋁、銅、及其混合物，且該外部層(812、912)包含至少一材料，其選自由下列構 成的群組石墨、CFC、及其混合物。
22.如權利要求10至21任一項所述的方法，其中該狹縫開口(114、1214、1714、2114) 的寬度實質上相當于該外殼(112、212、1012)的高度。
23.如權利要求10至22任一項所述的方法，其中該第二電極(110、210、810、910)的該 第一側(413)設置為具有一高度，也就是一垂直于該長度方向的尺寸，其至少為1至30厘 米，典型為15至30厘米。
24.如權利要求10至23任一項所述的方法，還設置一聚焦透鏡(1360、1460)，其用于聚焦該線性充電粒子束朝向該光學平面，該光學平面 延伸通過該狹縫開口 (114、1214、1714、2114)。
全文摘要
所公開的是一給腹板或箔充電的方法。該方法包含由至少一滾輪引導具有10μm或更大厚度的一腹板或箔；設置一線性電子源(100)，其具有一外殼(112)，該外殼用作一陽極，該外殼具有側壁(312)；一狹縫開口(114)，其位于該外殼中用于一線性電子束穿透，該狹縫開口界定該源的一長度方向；一陰極，其安排在該外殼內，并具有一第一側(413)，其面對該狹縫開口；至少一氣體供應器(70)，其用于提供一氣體至該外殼中；及一電源供應器，其用于在該陽極和該陰極間提供一高電壓；及發射該線性電子束，其中調整該高電壓以用于提供一電子能量以在該腹板或箔內部注入該電子束的電子。
文檔編號C23C14/30GK101903969SQ200880121937
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月24日 優先權日2007年12月21日
發明者漢斯-格奧爾格·洛茲, 沃爾克·哈克, 貢特爾·克萊姆 申請人:應用材料股份有限公司