[发明专利]真空蒸镀源加热系统和真空蒸镀系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空蒸镀源加热系统并且涉及具有该加热系统的真空蒸镀系统。

背景技术

真空蒸镀依赖于对源材料的加热，使源材料在特定的蒸发温度蒸发并且凝结在基片上，基片与源材料一起放置在真空中。源材料可以放置在由电阻丝加热的坩埚中，或者可以使电阻丝自身构成容纳源材料的容器。电阻丝通常是由耐热性导电材料制成，并且与电流供应源连接。还可以使用其它用于加热源材料的设计。然而，在所有情况中均通过电源元件向加热元件供应电流，加热元件可以是导线或者其它某些刚性引线。

经常发生在加热元件和电源元件之间的刚性接触问题由它们之间的温度差所导致。通常，由靠近或者位于加热元件接触点上的绝缘体覆盖电源元件。然而，如果触点本身冷于加热元件，蒸发的原材料还可能凝结在触点或者电源元件上，并且导致短路。另一方面，如果触点保持高温，由于热膨胀可能导致其拱起，使接触变得不可靠。

解决该问题的一种方法是，如前所述通过直接接触加热元件的绝缘件，以及通过同时加热其中电源元件暴露在外的触点自身来保护电源元件。可以使其维持在700至1500摄氏度中的任何温度或者更高的温度。此外，为了避免由热膨胀造成的任何接触失效，通过弹簧在电源元件和加热元件之间的触点上施加压力，由此抵消温度膨胀的影响。

一种这样的设计在WO 2010/019218 A2中得到了描述。其中描述的系统包括加热器，并通过金属电源条带供应电流到该加热器。所述电源条带夹在接触垫圈和导电垫圈之间。通过压力销将电源条带和两个垫圈一同推向加热器。为了施加的可靠接触压力，通过高温分解氮化硼制成的平弹簧对压力销进行加载。在WO 2010/019218 A2公开的配置中，氮化硼弹簧只能够用作间接的压力元件，用于将电能带条推向加热器的触点。因为氮化硼本身不是导电材料，由氮化硼制成的弹簧自身不能用于导电。这会使得加热系统的设计灵活性更少。

可能考虑不同的设计，在电源线和加热器之间设置弹簧支撑接触，其具有钨弹簧。然而，当在压力下且在某温度之上进行加热时，钨会具有蠕变的缺点。因此，在高温下，钨弹簧很快失去弹性或者弹力。在这种情况中，在电源线和加热器之间，弹簧不再保持可靠的接触。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于真空蒸镀源的源加热系统以及在非常高的温度下仍具有可靠接触的真空蒸镀系统，同时允许其具有灵活的设计。

根据本发明，该目的是通过具有独立权利要求所述特征的真空蒸镀源加热系统以及真空蒸镀系统来实现。在从属权利要求中本发明的有益实施例得以陈述。

本发明基于使用弹性碳材料制成弹簧元件的构思，该弹簧元件负责真空蒸镀源的电源和加热元件之间的弹性连接。有利地，弹性碳材料以弹性石墨材料的形式来实现。连接件是由一些元件构成的实体，负责电源供应元件与加热元件之间的连接。弹簧元件是连接件的一部分，并且负责使得连接件和电源供应元件之间的机械连接变得有弹性。由碳材料比如碳纤维制成的弹性元件，甚至在高温下均能保持电接触所需的压力。因此，形成可靠的电连接。弹簧元件可暴露在高达700至1500摄氏度的温度或者更高的温度下。

真空蒸镀系统包括真空蒸镀源加热系统，其带有电源供应和加热元件之间的至少一个这样的弹性连接。然而，有利地，两个这样的连接针对加热元件形成，一个针对电源供应的每个端子形成。有利地，在真空蒸镀源中设置有两个或更多的加热器，在这样的情况中，一个或所有加热器的一个或者所有电源端子中的每一个都可以通过弹性连接接触相应的电源供应元件，弹性连接包括如上所述和如下所述的弹簧元件。

加热元件可以包括坩埚、用于坩埚的夹持工具以及用于从电源供应元件传递电能到坩埚的传导体。除了弹簧元件之外的连接件可以包括紧固元件，例如螺丝、夹具、扣件等，用于与电源供应元件机械配合以及与加热元件建立电连接。连接件还可以包括加热元件本身的夹持器。

连接件的弹簧元件可以具有棒状或者板状的形状。其具有至少为20、30、40、50毫米或者更多的长度。优选地，其具有的长度尺寸在20到150毫米之间，有利地在40到120毫米之间。其可以制成弹性的，使得在具有40到120毫米之间的长度时能够弯曲至少1到3毫米。

可以弯曲弹簧元件以产生弹性力。例如，当弹簧元件具有棒状或者矩形板的形状时，可以沿其长度方向弯曲。替代地或者叠加地，可以压缩弹簧元件以产生弹性力。在后一种情况中，可以顺着最小的尺寸即是顺着弹簧元件的厚度方向进行压缩。为了实现这样的压缩，例如可以用碳泡沫或者碳毡制作弹簧元件。