DE102007021893A1

DE102007021893A1 - Electron beam emitter for materials processing has first chamber for thermal process with beam exit window to second chamber

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Publication number: DE102007021893A1
Application number: DE200710021893
Authority: DE
Inventors: Rainer Bartel; Uwe Dr. Gohs; Axel Dr. Reichmann; Mathias Prof. Schuszter; Gerhard Prof. Eckart
Original assignee: ZENTRUM fur ANGEWANDTE FORSCH; Zentrum fur Angewandte Forschung und Technologie Ev(zaft)an Der Hochschule fur Technik und Wirtschaft Dresden (fh); Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: ZENTRUM fur ANGEWANDTE FORSCH; Zentrum fur Angewandte Forschung und Technologie Ev(zaft)an Der Hochschule fur Technik und Wirtschaft Dresden (fh); Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2008-11-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen von Elektronenstrahlprozessen an mindestens einem Substrat, umfassend einen Axialstrahler zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, der in eine an den Axialstrahler angrenzende evakuierbare erste Arbeitskammer gerichtet ist, wobei in der ersten Arbeitskammer thermische Elektronenstrahlprozesse durchführbar sind, wobei die erste Arbeitskammer auf der dem Axialstrahler gegenüberliegenden Seite in Elektronenstrahlrichtung ein Elektronenaustrittsfenster aufweist, durch welches Elektronen des Elektronenstrahls in eine zweite Arbeitskammer hindurchtreten und dort nicht-thermische Prozesse ausführen können.The invention relates to a device for performing electron beam processes on at least one substrate, comprising an axial radiator for generating an electron beam, which is directed into an evacuatable first working chamber adjacent to the axial radiator, wherein in the first working chamber thermal electron beam processes are feasible, wherein the first working chamber the side opposite the axial radiator in the electron beam direction has an electron exit window through which electrons of the electron beam pass into a second working chamber and can perform non-thermal processes there.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen von Elektronenstrahlprozessen unterschiedlicher Art, mittels der sowohl thermische Prozesse, wie zum Beispiel das Elektronenstrahlschweißen oder das Randschichthärten metallischer Werkstoffe, als auch nicht-thermische Prozesse, wie zum Beispiel das Vernetzen von Kunststoffen oder das Härten von Lacken, durchführbar sind. Die Vorrichtung ist vorzugsweise bei der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Elektronenstrahltechnologie sowie bei der Aus- und Weiterbildung einsetzbar.The The invention relates to a device for performing Electron beam processes of different kinds, by means of both thermal processes, such as electron beam welding or surface hardening of metallic materials, as also non-thermal processes, such as the networking of Plastics or the hardening of paints, feasible are. The device is preferably in research and development in the field of electron beam technology and in the field of and training can be used.

Stand der TechnikState of the art

Bekannte Elektronenstrahlanlagen lassen sich bezogen auf deren Anwendungsbedingungen im Wesentlichen nach zwei Grundprinzipien unterscheiden: Elektronenstrahlanlagen, bei denen ein erzeugter Elektronenstrahl unter Vakuumbedingungen auf ein zu behandelndes Objekt trifft und Elektronenstrahlanlagen, bei denen ein erzeugter Elektronenstrahl in einer Luft- oder einer anderen Gasumgebung bei verschiedenen Druckverhältnissen auf ein zu behandelndes Objekt trifft. Ein Umrüsten bekannter Elektronenstrahlanlagen von einem Grundprinzip auf das andere ist bei den bisher gegebenen Anlagenkonfigurationen entweder nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich. Als Alternative bleibt die Installation von zwei separaten Anlagen. Dazu sind jedoch ein höherer Investitionsaufwand, ein größerer Platzbedarf und höhere Betriebskosten erforderlich.Known Electron beam systems can be related to their application conditions essentially distinguish between two basic principles: electron beam systems, where a generated electron beam under vacuum conditions encounters an object to be treated and electron beam systems, in which a generated electron beam in an air or a other gas environment at different pressure conditions encounters an object to be treated. A retooling known Electron beam systems from one basic principle to the other in the given system configurations either not or only possible with great effort. As alternative remains the installation of two separate systems. These are, however a higher capital expenditure, a larger space requirement and higher operating costs required.

Wie bereits oben beschrieben, können mit Elektronenstrahlanlagen je nach Wirkungsweise thermische Prozesse oder nicht-thermische Prozesse durchgeführt werden. Kommen bei thermischen Prozessen überwiegend Elektronenstrahlanlagen mit gebündeltem Elektronenstrahl hoher Leistung zum Einsatz, sind bei nicht-thermischen Prozessen meistens Elektronenstrahlanlagen erwünscht, die einen beispielsweise durch Ablenkung aufgefächerten Elektronenstrahl erzeugen.As already described above, can with electron beam systems depending on the mode of action thermal processes or non-thermal Processes are performed. Come predominantly in thermal processes Electron beam systems with bundled electron beam high performance are used in non-thermal processes Most electron beam systems are desired, the one example Create by electronically fanned electron beam.

Es sind verschiedene Konfigurationen von Elektronenstrahlanlagen bekannt, die bei thermischen Prozessen eingesetzt werden. Diese umfassen mindestens einen Elektronenstrahlerzeuger, welcher im Wesentlichen aus zwei Baugruppen, dem eigentlichen Strahl erzeugersystem und einem Strahlführungssystem, besteht, wobei der Strahlerzeuger auf oder an einer Vakuumkammer unterschiedlicher Art und Größe installiert ist und einen Elektronenstrahl in die Vakuumkammer abgibt ( DE 195 37 842 A1 ). Für eine effektive Wirkungsweise des Elektronenstrahls ist es dabei zweckmäßig, wenn der Elektronenstrahl im Fein- oder auch Grobvakuum nur einen kurzen Weg bis zu einem zu behandelnden Objekt zurücklegt.Various configurations of electron beam machines used in thermal processes are known. These comprise at least one electron beam generator, which essentially consists of two subassemblies, the actual beam generation system and a beam guidance system, wherein the beam generator is installed on or on a vacuum chamber of different type and size and emits an electron beam into the vacuum chamber ( DE 195 37 842 A1 ). For an effective mode of action of the electron beam, it is expedient for the electron beam to travel only a short distance up to an object to be treated in the fine or even rough vacuum.

Bei speziellen Anwendungen des Elektronenstrahlschweißens unter Atmosphärenbedingungen (non vacuum electron beam welding) werden Anlagen mit einer speziellen Strahlaustrittsdüse eingesetzt. Diese Technik erlaubt das Herausführen eines fokussierten Elektronenstrahls aus dem evakuierten Strahlerzeuger an den an Atmosphärendruck liegenden Prozessort. Ein derart erzeugter Elektronenstrahl ist jedoch nur sehr beschränkt für den Einsatz bei nicht-thermischen Prozessen geeignet, weil das Energieniveau der Elektronen bzw. die Energieverteilung innerhalb des Strahlquerschnittes nicht für eine sinnvolle technologische Anwendung geeignet ist. Eine Umrüstung von Elektronenstrahlanlagen aus dem Gebiet der thermischen Elektronenstrahlprozesse für den Einsatz bei nicht-thermischen Prozessen unter Atmosphärenbedingungen ist aufwendig und unrentabel.at special applications of electron beam welding Atmosphere conditions (non-vacuum electron beam welding) become plants with a special jet outlet nozzle used. This technique allows you to bring out a focused one Electron beam from the evacuated beam generator to the at atmospheric pressure lying processor location. Such a generated electron beam is but very limited for use with non-thermal processes suitable because the energy level of Electrons or the energy distribution within the beam cross-section not suitable for a sensible technological application is. A conversion of electron beam systems from the Field of thermal electron beam processes for the Use in non-thermal processes under atmospheric conditions is complicated and unprofitable.

Elektronenstrahlanlagen für den nicht-thermischen Anwendungsfall bestehen üblicherweise aus einem Strahlerzeuger und einem nach einem Strahlführungssystem (auch Strahlführungsraum genannt) angeordneten Elektronenaustrittsfenster DE 42 19 562 C1 (beispielsweise als Titanfolie ausgebildet), durch welches ein oftmals defokussierter Elektronenstrahl zum Prozessort unter Atmosphärenbedingungen herausgeführt wird. Das Elektronenaustrittsfenster ist mit einem relativ großen Arbeitsabstand zum Strahlführungssystem angeordnet, um damit den erforderlichen Freiraum für die mittels Strahlablenkung realisierbare Leistungsdichteverteilung über die Fläche des Strahlaustrittsfensters zu schaffen. Der Prozessort zum Behandeln eines Substrates ist nahe hinter dem Strahlaustrittsfenster innerhalb einer Kammer angeordnet, um die beim Prozess entstehende Röntgenstrahlung abzuschirmen und den Einsatz verschiedener Prozessgasumgebungen zu ermöglichen. Ein Einsatz derartiger Anlagen für Prozesse des Schweißens oder der thermischen Randschichtbehandlung ist nicht möglich, weil die Leistungsdichte des Strahls nach dem Durchdringen des Strahlaustrittsfensters für einen Schweißprozess nicht ausreichend ist.Electron beam systems for the non-thermal application usually consist of a beam generator and an electron emission window arranged after a beam guidance system (also called beam guidance space) DE 42 19 562 C1 (For example, formed as a titanium foil) through which an often defocused electron beam is led out to the processor under atmospheric conditions. The electron exit window is arranged with a relatively large working distance to the beam guidance system in order to provide the necessary clearance for the power density distribution which can be realized by means of beam deflection over the area of the beam exit window. The process station for treating a substrate is located close behind the beam exit window within a chamber to shield the X-ray radiation generated during the process and to allow the use of different process gas environments. A use of such systems for processes of welding or thermal surface treatment is not possible because the power density of the beam after penetrating the beam exit window for a welding process is not sufficient.

Elektronenstrahlanlagen für den Einsatz bei nicht-thermischen Prozessen auf der Basis so genannter Linear- oder Bandstrahler ( DE 196 38 925 A1 ) ermöglichen nicht das Generieren eines fokussierten Elektronenstrahls und sind somit für thermische Anwendungen wie das Schweißen generell nicht verwendbar. Insgesamt ist festzustellen, dass insbesondere eine für den Einsatz in Forschung, Aus- und Weiterbildung nutzbare Anlagentechnik mit Einsatzmöglichkeiten sowohl bei thermischen wie auch nicht-thermischen Prozessen gegenwärtig nicht verfügbar ist.Electron beam systems for use in non-thermal processes on the basis of so-called linear or band radiators ( DE 196 38 925 A1 ) do not allow the generation of a focused electron beam and thus are generally not usable for thermal applications such as welding. Overall, it should be noted that, in particular, a system technology that can be used for research, education and further training with applications in both thermal and non-thermal processes is currently not available.

Aufgabenstellungtask

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der sowohl thermische als auch nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse an Substraten ausführbar sind.Of the The invention is therefore based on the technical problem of a device by means of both thermal and non-thermal electron beam processes can be carried out on substrates.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.The Solution of the technical problem results from the objects with the features of claim 1. Further advantageous embodiments The invention will become apparent from the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen von Elektronenstrahlprozessen an mindestens einem Substrat umfasst einen Axialstrahler zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, der in eine an den Axialstrahler angrenzende evakuierbare erste Arbeitskammer gerichtet ist, sodass in der ersten Arbeitskammer thermische Elektronenstrahlprozesse durchführbar sind. Des Weiteren weist die erste Arbeitskammer auf der dem Axialstrahler gegenüberliegenden Seite in Elektronstrahlrichtung ein Elektronenaustrittsfenster auf, durch welches Elektronen des Elektronenstrahls in eine zweite Arbeitskammer hindurchtreten können. Auf diese Weise können in der zweiten Arbeitskammer, welche wahlweise auch evakuierbar ausgebildet sein kann, nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse an Substraten durchgeführt werden.A inventive device for performing of electron beam processes on at least one substrate an axial radiator for generating an electron beam, which in an evacuable first working chamber adjacent to the axial radiator is directed so that in the first working chamber thermal electron beam processes feasible are. Furthermore, the first working chamber on the axial radiator opposite side in electron beam direction Electron exit window through which electrons of the electron beam can pass into a second working chamber. On This way, in the second working chamber, which optionally also be evacuated, non-thermal electron beam processes be carried out on substrates.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können daher sowohl thermische Elektronenstrahlprozesse in der ersten Arbeitskammer oder auch nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse in der zweiten Arbeitskammer an einem Substrat durchgeführt werden.With a device according to the invention can therefore both thermal electron beam processes in the first working chamber or non-thermal electron beam processes in the second Working chamber to be performed on a substrate.

Im einfachsten Fall sind die beiden Arbeitskammern Bestandteil einer Gesamtarbeitskammer, welche durch eine das Elektronenaustrittsfenster umfassende Zwischenwand in die erste und zweite Arbeitskammer unterteilt ist. Alternativ können die erste und zweite Arbeitskammer auch als separate Arbeitskammern ausgebildet sein, die entweder aneinander koppelbar oder auch wieder voneinander trennbar sind.in the In the simplest case, the two working chambers are part of one Gesamtarbeitskammer, which through a the electron exit window comprehensive partition divided into the first and second working chamber is. Alternatively, the first and second working chambers Also be designed as separate working chambers, either can be coupled to each other or again separated from each other.

Bei einer Ausführungsform weist die erste oder/und zweite Arbeitskammer eine verschließbare Öffnung auf, durch die zu behandelnde Substrate in die jeweilige Arbeitskammer eingebracht und auch wieder daraus entfernt werden können. Sowohl in der ersten als auch der zweiten Arbeitskammer kann ein Substrathalter angeordnet sein.at an embodiment has the first and / or second working chamber a closable opening through which to treating substrates introduced into the respective working chamber and also be removed from it. As well in the first and the second working chamber may be a substrate holder be arranged.

Die Ausrichtung des Axialstrahlers ist vorzugsweise senkrecht oder waagerecht. Die Achse des Axialstrahlers kann jedoch auch mit jedem anderen Winkel bezüglich der Horizontalen ausgerichtet sein.The Alignment of the axial radiator is preferably vertical or horizontal. The axis of the Axialstrahlers can, however, with each other Be aligned with respect to the horizontal angle.

Ein verwendeter Axialstrahler verfügt vorteilhafter Weise über eine Strahlablenksteuerung, mittels welcher der erzeugte Elektronenstrahl ablenkbar ist und wodurch der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls über eine Strecke bzw. eine Fläche auf einem Substrat wirksam werden kann. Alternativ kann aber auch ein Substrat zum Zwecke der Behandlung durch einen Elektronenstrahl mittels eines Substrathalters unter dem feststehenden Elektronenstrahl bewegt werden, oder aber es wird sowohl der Elektronenstrahl mittels einer Strahlablenksteuerung abgelenkt und gleichzeitig auch das Substrat mittels des Substrathalters bewegt. Es ist daher ebenfalls vorteilhaft, wenn der Substrathalter bewegbar und insbesondere in Elektronenstrahlrichtung verschiebbar ausgebildet ist.One used axial radiator advantageously has over a beam deflection control, by means of which the generated electron beam is deflectable and whereby the point of impact of the electron beam over a stretch or surface on a substrate is effective can be. Alternatively, however, a substrate for the purpose of Treatment by an electron beam by means of a substrate holder be moved under the fixed electron beam, or it is both the electron beam by means of a beam deflection control deflected and at the same time the substrate by means of the substrate holder emotional. It is therefore also advantageous if the substrate holder movable and in particular displaceable in the electron beam direction is trained.

Die Strecke bzw. Fläche, innerhalb der ein Elektronenstrahl mittels einer Strahlablenksteuerung auf einem Substrat wirksam werden kann, ist umso größer, je weiter das Substrat bzw. das Elektronenaustrittsfenster vom Strahlerzeuger entfernt ist. So können unterschiedliche Anforderungen, die sich aus einer Aufgabenstellung ergeben, auch unterschiedliche Entfernungen eines Substrates vom Strahlerzeuger erfordern, welche dann mittels des Substrathalters einstellbar sind. Nicht-thermische Aufgabenstellungen erfordern gewöhnlich einen Substratabstand von einigen Millimetern bis wenigen Zentimetern vom Elektronenaustrittsfenster. Bei thermischen Anwendungen hingegen, wie beispielsweise dem Elektronenstrahlschweißen, kann je nach Aufgabenstellung ein Substratabstand von wenigen Zentimetern bis zu einem Meter und mehr vom Axialstrahler erforderlich sein.The Distance or area within which an electron beam be effective by means of a beam deflection control on a substrate can, is the larger, the farther the substrate or the electron exit window removed from the beam generator is. Thus, different requirements can arise result from a task, even different distances require a substrate from the beam generator, which then by means of of the substrate holder are adjustable. Non-thermal tasks usually require a substrate spacing of some Millimeters to a few centimeters from the electron exit window. In thermal applications, however, such as electron beam welding, Depending on the task, a substrate distance of a few centimeters up to a meter and more from the axial radiator may be required.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Elektronenaustrittsfenster ein sicherheitstechnisches Mittel, mittels dem in der Strahlablenksteuerung die einem jeden Elektronenaustrittsfenster zugeordneten Strahlführungsparameter aktivierbar sind. Beim Einsatz verschiedener Elektronenaustrittsfenster bestehen auch unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich von Parametern einer Strahlablenksteuerung. So ist beispielsweise bei unterschiedlichen Größen oder Formen eines Elektronenaustrittsfensters auch die Fläche verschieden, welche mittels des Elektronenstrahls abzurastern ist. Wird beispielsweise ein Elektronenaustrittsfenster versehentlich mit auf den Elektronenstrahl bezogenen Strahlführungsparametern beaufschlagt, die einem kleineren Elektronenaustrittsfenster zugeordnet sind, kann der Energieeintrag pro Flächeneinheit zu hoch sein und zur Beschädigung des Elektronenaustrittsfensters führen. Mittels eines Steckkontaktes an jedem Elektronenaustrittsfenster können beispielsweise die einem Elektronenaustrittsfenster zugeordneten Strahlführungsparameter kodiert und somit eine versehentlich falsche Einstellung von Strahlführungsparametern verhindert werden. Damit kann beispielsweise auch verhindert werden, dass ein gebündelter und unabgelenkter Elektronenstrahl auf ein Elektronenaustrittsfenster trifft und dieses zerstört.In a further embodiment, an electron exit window comprises a safety device by means of which the beam guidance parameters associated with each electron exit window can be activated in the beam deflection control. When using different electron exit windows, there are also different requirements with regard to parameters of a beam deflection control. For example, with different sizes or shapes of an electron exit window, the area which is to be scanned by means of the electron beam is also different. If, for example, an electron exit window is inadvertently loaded with beam guidance parameters relating to the electron beam, which are assigned to a smaller electron exit window, the energy input per unit area can be too high and lead to damage of the electron exit window. By means of a plug contact on each electron exit window, for example, can assign the an electron exit window encoded beam control parameters and thus an accidentally wrong setting of beam guidance parameters can be prevented. This can also be prevented, for example, that a bundled and undeflected electron beam hits an electron exit window and this destroyed.

Damit mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedenste Aufgabenstellungen gelöst werden können, ist es vorteilhaft, wenn am Axialstrahler verschiedene Beschleunigungsspannungen einstellbar sind. Das Einwirken eines Elektronenstrahls auf Metalle umfasst als meist negative Begleiterscheinung den Sachverhalt, dass gleichzeitig auch Röntgenstrahlung freigesetzt wird. Bei einer Ausführungsform weist die erste und/oder zweite Arbeitskammer deshalb eine Abschirmung auf, welche an die bei der höchstmöglich einstellbaren Beschleunigungsspannung auftretende prozessspezifische Röntgenstrahlung angepasst ist.In order to by means of a device according to the invention most diverse Problems can be solved, it is advantageous if the axial radiator different acceleration voltages adjustable are. The effect of an electron beam on metals includes as a mostly negative side effect the facts that at the same time also X-ray radiation is released. In one embodiment Therefore, the first and / or second working chamber has a shield on which at the highest possible adjustable Acceleration voltage occurring process-specific X-rays is adjusted.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite Arbeitskammer einen Gaseinlass, mittels dem ein Gas (beispielsweise ein Schutzgas) in die Arbeitskammer einlassbar ist.at Another embodiment includes the second working chamber a gas inlet, by means of which a gas (for example an inert gas) is einlassbar in the working chamber.

Weitere Ausgestaltungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass die erste oder/und die zweite Arbeitskammer über ein Einblick-Fenster zur Prozessbeobachtung verfügen.Further Embodiments of a device according to the invention are characterized in that the first and / or the second working chamber over have an insight window for process monitoring.

Wenn in der ersten Arbeitskammer thermische Elektronenstrahlprozesse an einem Substrat durchgeführt werden, ist es vorteilhaft, wenn das Elektronenaustrittsfenster mit einer Ab deckung geschützt oder alternativ vollständig entfernt und durch eine vakuumdichte Blindplatte ersetzt wird.If in the first working chamber thermal electron beam processes be performed on a substrate, it is advantageous if the electron exit window protected with a cover from or alternatively completely removed and by a vacuum-tight Blanking plate is replaced.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail. The only Fig. Shows a schematic Representation of a device according to the invention.

1 zeigt schematisch eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt. Eine bekannte Elektronenkanone 1 vom Axialtyp ist auf der oberen Kammer 2 einer zweietagigen Arbeitskammer installiert. Die untere Kammer 3 der zweietagigen Arbeitskammer ist für einen Elektronenstrahl 6 in einem definierten Ablenkbereich über ein elektronendurchlässiges Strahlaustrittsfenster 4 erreichbar. Die obere Kammer 2 und die untere Kammer 3 sind über getrennte Türen 7 zugänglich. In der oberen Kammer 2 befindet sich eine Werkstückbewegungseinrichtung 8, die sich in 1 außerhalb des Strahlaustrittsfensterbereiches befindet, aber auch über das Strahlaustrittsfenster 4 und dessen Abdeckung 5 bewegt werden kann und die mit speziellen Mitteln zur Werkstückaufnahme ausgestattet werden kann. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die obere Kammer 2 in Verbindung mit dem Elektronenstrahlerzeuger 1 und den zugehörigen versorgungstechnischen Baugruppen als Anlage zum Elektronenstrahlschweißen oder Härten zu benutzen. Die untere Kammer 3 muss für diesen Einsatz nicht evakuiert sein. 1 schematically shows a front view of a device according to the invention in section. A well-known electron gun 1 Axial type is on the upper chamber 2 a two-day working chamber installed. The lower chamber 3 the two-day working chamber is for an electron beam 6 in a defined deflection range over an electron-permeable beam exit window 4 reachable. The upper chamber 2 and the lower chamber 3 are over separate doors 7 accessible. In the upper chamber 2 there is a workpiece movement device 8th that are in 1 outside the beam exit window area, but also over the beam exit window 4 and its cover 5 can be moved and which can be equipped with special means for workpiece holder. This gives the possibility of the upper chamber 2 in conjunction with the electron gun 1 and to use the associated supply modules as a system for electron beam welding or curing. The lower chamber 3 does not have to be evacuated for this use.

In der unteren Kammer 3 ist eine Werkstückbewegungseinrichtung 9 angeordnet, die höhenverstellbar die Bewegung von vorzugsweise flächenhaften Werkstücken nahe unter dem Strahlaustrittsfenster 4 erlaubt. Bei Nutzung der unteren Kammer 3 muss die obere Kammer 2 evakuiert, die Fensterabdeckung 5 entfernt und die Werkstückbewegungseinrichtung 8 der oberen Kammer 2 außerhalb des Strahlaustrittsfensters 4 positioniert sein. Bei der Durchführung von nicht-thermischen Prozessen in der unteren Kammer 3 kann diese prozessspezifisch mit Schutzgas gespült, belüftet oder evakuiert werden.In the lower chamber 3 is a workpiece movement device 9 arranged, the height-adjustable movement of preferably planar workpieces close below the beam exit window 4 allowed. When using the lower chamber 3 must be the upper chamber 2 evacuated, the window cover 5 removed and the workpiece movement device 8th the upper chamber 2 outside the beam exit window 4 be positioned. When performing non-thermal processes in the lower chamber 3 this process can be purged, vented or evacuated with protective gas.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19537842 A1 [0004]
- DE 4219562 C1 [0006]
DE 19638925 A1 [0007]

Claims

Device for carrying out electron beam processes on at least one substrate, comprising an axial radiator ( 1 ) for generating an electron beam ( 6 ), which in one to the axial radiator ( 1 ) adjacent evacuatable first working chamber ( 2 ), wherein in the first working chamber ( 2 ) thermal electron beam processes are feasible and in the first working chamber ( 2 ) a first substrate holder ( 8th ), characterized in that the first working chamber ( 2 ) on the axial radiator ( 1 ) opposite side in electron beam direction an electron exit window ( 4 ) through which electrons of the electron beam ( 6 ) into a second working chamber ( 3 ), wherein the second working chamber ( 3 ) a second substrate holder ( 9 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the first working chamber ( 2 ) and the second working chamber ( 3 ) Are part of a total work chamber, which through an electron window ( 4 ) comprehensive partition is divided into the first and second working chamber.

Device according to claim 1, characterized in that in that the first working chamber and the second working chamber are separate, formed mutually coupled and separable working chambers are.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first substrate holder ( 8th ) and / or the second substrate holder ( 9 ) is designed to be movable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial radiator ( 1 ) is aligned horizontally or vertically.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first working chamber and / or the second working chamber an insight window for process observation has / have.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first working chamber ( 2 ) and / or the second working chamber ( 3 ) a closable opening ( 7 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial radiator ( 1 ) comprises a beam deflection control.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial radiator ( 1 ) is operable with different adjustable acceleration voltages.

Device according to claim 9, characterized in that the first or / and second working chamber has / have a shield which at the highest possible acceleration voltage adjusted process-specific X-radiation adapted is.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second working chamber ( 3 ) is evacuable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second working chamber ( 3 ) can be acted upon with a protective gas.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electron exit window against a vacuum-tight blanking plate is interchangeable.

Device according to one of the preceding claims, characterized by a protective device ( 5 ), by means of which the electron exit window ( 4 ) is coverable.

Device according to one of the preceding claims, characterized by a safety-related locking, by means of the various possible uses control technology fixable and / or malfunction preventable.