[发明专利]用于控制电磁泵的温度的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制设备中的电磁泵的温度的方法，在该设备中将液态金属通过馈送管从适于容纳液态金属的容器供应到真空室中的蒸发器装置，其中通过控制施加在容器中的液态金属上的力、电磁泵的电流和/或电磁泵的磁场强度中的一种或多种来控制电磁泵温度。

技术领域

本发明涉及用于将液态金属馈送到真空室中的蒸发器装置的电磁泵以及控制该电磁泵的温度的方法。例如，这种装置用于通过物理气相沉积法(PVD)在基板上沉积金属涂层。

背景技术

对于工业规模的连续或半连续PVD涂覆工艺，需要真空涂覆装置，其能够随时间处理大量涂覆材料。此外，当使用热蒸发时，蒸发器装置中的液体温度必须远远高于待蒸发材料的熔点。因此，期望一种小型蒸发器装置，其将材料供应到蒸发器装置中以满足低成本要求。可以馈送固体或液体材料。然而，最好的方法是从大型液体贮存器馈送液态金属，其优点是使得蒸发器中的氧化物含量最小，并且不必在蒸发器装置供应熔化潜热和材料比热。

US2664852中公开的PVD涂覆装置具有用于真空室中的液态金属的贮存器。对于这种设置，其最大活动长度非常有限。在最新的PVD涂覆装置中，液态金属贮存器位于真空室外部，例如参见WO2012081738。然而，由于在蒸发器装置处的真空室与液态金属贮存器之间存在压力差，需要控制对贮存器中的液态金属施加的力。当贮存器中的液位下降时，该力将会发生变化，从而蒸发器装置处的真空压力发生变化或蒸发器装置中的液位发生变化并且需要进行控制以保持对蒸发器装置的恒定供应来确保恒定的蒸发。

可以以不同方式控制液态金属从液态金属容器到蒸发器装置的供应。在US3059612中，公开了提升含有液态金属的容器，以便保持蒸发器装置中的液态金属表面与液态金属容器中的液位之间的高度差恒定。然而，气压的变化会引起在蒸发器装置中出现不同的液位，由此导致蒸发的变化。

在US3581766中，在主液态金属容器和蒸发器装置之间设置额外的贮存器。在该中间贮存器中，液位通过将液体从中间贮存器流回到主液态金属容器的溢流排放系统而保持恒定。然而，气压变化的问题仍然存在，如何在不破坏真空的情况下启动或停止该系统的问题可能会很困难。因此，首先在液态金属容器与蒸发器装置之间需要一个阀，例如参见WO2012081738。尝试使用这种阀来控制流量，但这是不切实际的，并且不可能在实验结束时在不破坏真空的情况下清空蒸发器装置。在WO2013143692中公开了一种更好的解决方案，其中使用阀和泵来控制流量。

然而，仍然有上述文献中没有涉及的其他问题。有关于贮存器位于真空室外部的问题之一涉及馈送管必须穿过真空室壁的事实。通过馈送管的馈送必须能够适应在加热整个装置期间出现的膨胀差异，以使得腔室中的真空条件不受影响。这可以通过波纹管式连接(例如参见GB1220020)来实现，但这种设置不会产生可能导致熔体冻结的冷点以及由此引起的堵塞，这也同样重要。

另一个要求是所有管道和电磁泵应加热到所需温度并在运行期间保持在该温度下。更特别地，电磁泵的加热需要特别注意，因为由于电磁泵的结构，而可能容易在泵中出现冷点。

有关于贮存器位于外部的另一个问题可能是来自液体容器的可能被引入蒸发器或管道中的氧化物污染馈送系统，并产生有关于蒸发或堵塞的问题。在专利JPS5938379中，描述了一种启动程序，其使用还原气体来去除氧化物。然而，这不适用于所有类型的液体，并且在此过程中会改变真空。

喷射器的另一个要求是所有的管道应加热到所需的温度，并且如专利US3408224中所述，可能需要在沉积之前对液体材料进行脱气，以确保在蒸发器中不出现这种可能干扰蒸发过程的脱气。

最后，WO2015067662中公开的方法使得可以在不需要制动真空的情况下排空蒸发器，但是在没有额外的措施情况下不能排空系统中的所有管道。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种提供对电磁泵充分加热的方法。