JP2689929B2 - 蒸発源 - Google Patents
蒸発源Info
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- JP2689929B2 JP2689929B2 JP6311820A JP31182094A JP2689929B2 JP 2689929 B2 JP2689929 B2 JP 2689929B2 JP 6311820 A JP6311820 A JP 6311820A JP 31182094 A JP31182094 A JP 31182094A JP 2689929 B2 JP2689929 B2 JP 2689929B2
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- evaporation
- evaporation source
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- electron
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子銃からの電子ビーム
を蒸発物質に当て、この蒸発物質を蒸発させるようにし
た蒸発源に関するものである。
を蒸発物質に当て、この蒸発物質を蒸発させるようにし
た蒸発源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、連続蒸着工法による生産におい
ては、エネルギー源としてエレクトロンビーム（以下、
ＥＢと略す）を使用する工法が生産性からして適してい
るが、このＥＢの発生は、例えば、タングステンフィラ
メントに通電することにより加熱されエレクトロンが飛
び出し、電場で加速されてＥＢとなる。また、例えば、
チタン蒸着を連続して行う場合には、蒸着表面積を拡大
させるため１０-4Ｔｏｒｒ程度の低真空で蒸着を行うよ
うにしている。すなわち、図２に示すように、ルツボ５
にチタンのような蒸発物質６を入れ、そしてルツボ５を
陽極とし、電子銃の陰極フィラメント１からのエレクト
ロンをアノード２で加速し、偏向磁石３によりＥＢ４を
前記チタンのような蒸発物質６上に導き、そしてこのチ
タンのような蒸発物質６をＥＢ４との衝撃により蒸発さ
せ、前記ルツボ５の上方に配置された基材７に付着させ
ている。なお、前記蒸発物質６による蒸気が電子銃のフ
ィラメント１に当たることによるフィラメント１の破損
と汚れを避けるために、フィラメント１は直接蒸気に晒
されない位置に配置し、そしてフィラメント１からのエ
レクトロンを前記偏向磁石３が形成する磁場で偏向して
チタンのような蒸発物質６に導くようにしている。
ては、エネルギー源としてエレクトロンビーム（以下、
ＥＢと略す）を使用する工法が生産性からして適してい
るが、このＥＢの発生は、例えば、タングステンフィラ
メントに通電することにより加熱されエレクトロンが飛
び出し、電場で加速されてＥＢとなる。また、例えば、
チタン蒸着を連続して行う場合には、蒸着表面積を拡大
させるため１０-4Ｔｏｒｒ程度の低真空で蒸着を行うよ
うにしている。すなわち、図２に示すように、ルツボ５
にチタンのような蒸発物質６を入れ、そしてルツボ５を
陽極とし、電子銃の陰極フィラメント１からのエレクト
ロンをアノード２で加速し、偏向磁石３によりＥＢ４を
前記チタンのような蒸発物質６上に導き、そしてこのチ
タンのような蒸発物質６をＥＢ４との衝撃により蒸発さ
せ、前記ルツボ５の上方に配置された基材７に付着させ
ている。なお、前記蒸発物質６による蒸気が電子銃のフ
ィラメント１に当たることによるフィラメント１の破損
と汚れを避けるために、フィラメント１は直接蒸気に晒
されない位置に配置し、そしてフィラメント１からのエ
レクトロンを前記偏向磁石３が形成する磁場で偏向して
チタンのような蒸発物質６に導くようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さて、このようにＥＢ
の衝撃により蒸発物質を蒸発させる電子銃のフィラメン
トとしては、一般に低電圧で大電力のビーム（すなわ
ち、ビーム電流の大きいビーム）が得られるように、大
きいものが使用される。例えば、円板状のものや、図５
（ａ）（ｂ）に示すような波形状や、図６（ａ）（ｂ）
に示すような渦巻状のものが用いられる。しかしなが
ら、このようなフィラメントは前記蒸着操作中に断線す
るもので、すなわち、前記ＥＢ４の衝撃によりチタンの
ような蒸発物質６が蒸発するが、この時に、蒸気の一部
や雰囲気ガス（例えば、アルゴンガス）がＥＢの衝撃に
より陽イオン化し、この陽イオンが前記フィラメント１
とチタンのような蒸発物質６の間のＥＢの偏向軌道に沿
って負の高電圧が印加された前記フィラメント１に向か
い、そしてこのフィラメント１に衝突し、スパッタして
断線させる。この際、前記陽イオンはエレクトロンより
かなり質量が大きいため、完全に偏向しきれない。その
ため、陽イオンが偏向加速される軌道（図２の点線８で
示す軌道に沿った陽イオン流）はＥＢ４の偏向軌道の外
側の径の大きな軌道となり、そしてこの軌道を通ってフ
ィラメント１に衝突する。したがって、図３の点線９に
示すように、フィラメント１の中心より下部がイオンボ
ンバードにより断線する。
の衝撃により蒸発物質を蒸発させる電子銃のフィラメン
トとしては、一般に低電圧で大電力のビーム（すなわ
ち、ビーム電流の大きいビーム）が得られるように、大
きいものが使用される。例えば、円板状のものや、図５
（ａ）（ｂ）に示すような波形状や、図６（ａ）（ｂ）
に示すような渦巻状のものが用いられる。しかしなが
ら、このようなフィラメントは前記蒸着操作中に断線す
るもので、すなわち、前記ＥＢ４の衝撃によりチタンの
ような蒸発物質６が蒸発するが、この時に、蒸気の一部
や雰囲気ガス（例えば、アルゴンガス）がＥＢの衝撃に
より陽イオン化し、この陽イオンが前記フィラメント１
とチタンのような蒸発物質６の間のＥＢの偏向軌道に沿
って負の高電圧が印加された前記フィラメント１に向か
い、そしてこのフィラメント１に衝突し、スパッタして
断線させる。この際、前記陽イオンはエレクトロンより
かなり質量が大きいため、完全に偏向しきれない。その
ため、陽イオンが偏向加速される軌道（図２の点線８で
示す軌道に沿った陽イオン流）はＥＢ４の偏向軌道の外
側の径の大きな軌道となり、そしてこの軌道を通ってフ
ィラメント１に衝突する。したがって、図３の点線９に
示すように、フィラメント１の中心より下部がイオンボ
ンバードにより断線する。
【０００４】このような断線が発生した場合、フィラメ
ントの交換には、蒸着装置のルツボ、蒸着物質を酸化等
の変質が起きないように冷却し、その後、真空を解除し
て常圧に戻し、そして新しいフィラメントに交換し、再
び断線前の真空蒸着条件に戻して蒸着を再開しなければ
ならず、したがって、長時間の作業ロスが生じるととも
に、このような断線によりその蒸着膜は不良品となる場
合もあり、経済的にも、かつ操作的にも著しく不利とな
る、とりわけ、このような断線に基づくフィラメント寿
命の短命化は、連続蒸着工法による生産において連続使
用に耐えられない。そして、フィラメントの寿命が短い
ことは連続蒸着時間が短くなり、作業性・生産性がきわ
めて悪いという問題を有するものである。
ントの交換には、蒸着装置のルツボ、蒸着物質を酸化等
の変質が起きないように冷却し、その後、真空を解除し
て常圧に戻し、そして新しいフィラメントに交換し、再
び断線前の真空蒸着条件に戻して蒸着を再開しなければ
ならず、したがって、長時間の作業ロスが生じるととも
に、このような断線によりその蒸着膜は不良品となる場
合もあり、経済的にも、かつ操作的にも著しく不利とな
る、とりわけ、このような断線に基づくフィラメント寿
命の短命化は、連続蒸着工法による生産において連続使
用に耐えられない。そして、フィラメントの寿命が短い
ことは連続蒸着時間が短くなり、作業性・生産性がきわ
めて悪いという問題を有するものである。
【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、電子銃のフィラメントの寿命を延ばす
ことができる蒸発源を提供することを目的とするもので
ある。
なされたもので、電子銃のフィラメントの寿命を延ばす
ことができる蒸発源を提供することを目的とするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の蒸発源は、電子放出方向に垂直な平面状に形
成されたフィラメントを有する電子銃からの電子ビーム
を加速し、適宜偏向して蒸発物質に当て、この蒸発物質
を蒸発させるようにした蒸発源において、前記フィラメ
ントを、同一線径のもので前記蒸発物質の蒸発時に発生
する陽イオンの偏向軌道に当たる部分が空白となる形状
に構成したものである。
に本発明の蒸発源は、電子放出方向に垂直な平面状に形
成されたフィラメントを有する電子銃からの電子ビーム
を加速し、適宜偏向して蒸発物質に当て、この蒸発物質
を蒸発させるようにした蒸発源において、前記フィラメ
ントを、同一線径のもので前記蒸発物質の蒸発時に発生
する陽イオンの偏向軌道に当たる部分が空白となる形状
に構成したものである。
【０００７】
【作用】上記本発明の蒸発源に使用される電子銃のフィ
ラメントは、蒸発物質の蒸発時に発生する陽イオンの偏
向軌道に当たる部分が空白となる形状に構成しているた
め、１０-4Ｔｏｒｒ程度の低真空雰囲気中においてＥＢ
蒸着を行っても、陽イオンはフィラメントに衝突しな
い。したがって、フィラメントはイオンボンバードされ
ないので、長時間断線することがない。
ラメントは、蒸発物質の蒸発時に発生する陽イオンの偏
向軌道に当たる部分が空白となる形状に構成しているた
め、１０-4Ｔｏｒｒ程度の低真空雰囲気中においてＥＢ
蒸着を行っても、陽イオンはフィラメントに衝突しな
い。したがって、フィラメントはイオンボンバードされ
ないので、長時間断線することがない。
【０００８】
【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例におけ
る蒸発源の一部を構成する電子銃のフィラメントの形状
を示す平面図及び斜視図であり、図４は同フィラメント
の他の形状を示すものである。そしてこの形状のフィラ
メントを図２に示すＥＢ蒸着装置の電子銃のフィラメン
トとして、陽イオンがこのフィラメントに衝突しない方
向に取り付ける。
る蒸発源の一部を構成する電子銃のフィラメントの形状
を示す平面図及び斜視図であり、図４は同フィラメント
の他の形状を示すものである。そしてこの形状のフィラ
メントを図２に示すＥＢ蒸着装置の電子銃のフィラメン
トとして、陽イオンがこのフィラメントに衝突しない方
向に取り付ける。
【０００９】フィラメント１は抵抗体として通電により
加熱されてエレクトロンを出すため、従来のフィラメン
トと同一条件で同一のＥＢ出力を得るためには、同一取
付け位置でＥＢ４の発生量、発生範囲及び中心値が同一
であることが必要であり、線径、長さ、形状にも制約を
受ける。また、フィラメント１は高温になるため、熱ス
トレスにより破損が生じない形状にも制約を受ける。さ
らに、ＥＢ４の加速されるアノード２側から見たフィラ
メント１の全面から放出されるエレクトロンはルツボ５
へのＥＢ４の有効エレクトロンビームとなる。しかもフ
ィラメント１は、その各部分が対向するアノード２の各
部分より等距離にある方がＥＢ４の位置を制御し易く、
そしてフィラメント１の各部分が互いに密集している方
がＥＢ４のエネルギーが集中して効率的であることか
ら、平面状の波形状や渦巻状となる。そして、本発明で
は加速された陽イオンがフィラメント１に衝突してイオ
ンボンバードされることを避けるためにフィラメント１
の形状を改善している。本発明は、このような条件のも
と種々の検討を行った結果、見い出したものである。す
なわち、図１（ａ）（ｂ）及び図４に示すような平面状
の波形状をなすフィラメント１において、チタンのよう
な蒸発物質６の蒸発時に発生する陽イオンが通る部分
（図３及び図４の点線９で表わした部分）、すなわち、
同一線径のものでフィラメント１の中心より下部を線の
ない形状、つまり空白となる形状に構成している。ま
た、熱ストレスを受けても断線しないように角のない形
状としている。
加熱されてエレクトロンを出すため、従来のフィラメン
トと同一条件で同一のＥＢ出力を得るためには、同一取
付け位置でＥＢ４の発生量、発生範囲及び中心値が同一
であることが必要であり、線径、長さ、形状にも制約を
受ける。また、フィラメント１は高温になるため、熱ス
トレスにより破損が生じない形状にも制約を受ける。さ
らに、ＥＢ４の加速されるアノード２側から見たフィラ
メント１の全面から放出されるエレクトロンはルツボ５
へのＥＢ４の有効エレクトロンビームとなる。しかもフ
ィラメント１は、その各部分が対向するアノード２の各
部分より等距離にある方がＥＢ４の位置を制御し易く、
そしてフィラメント１の各部分が互いに密集している方
がＥＢ４のエネルギーが集中して効率的であることか
ら、平面状の波形状や渦巻状となる。そして、本発明で
は加速された陽イオンがフィラメント１に衝突してイオ
ンボンバードされることを避けるためにフィラメント１
の形状を改善している。本発明は、このような条件のも
と種々の検討を行った結果、見い出したものである。す
なわち、図１（ａ）（ｂ）及び図４に示すような平面状
の波形状をなすフィラメント１において、チタンのよう
な蒸発物質６の蒸発時に発生する陽イオンが通る部分
（図３及び図４の点線９で表わした部分）、すなわち、
同一線径のものでフィラメント１の中心より下部を線の
ない形状、つまり空白となる形状に構成している。ま
た、熱ストレスを受けても断線しないように角のない形
状としている。
【００１０】このようなフィラメント１を図２のＥＢ蒸
着装置の電子銃に取り付ける時、ＥＢ４の偏向軌道の中
心軸の下部（円弧の外側）に当たる部分とこのフィラメ
ント１の空白となっている部分とが対応するようにフィ
ラメント１を取り付ける。このようにすることにより、
電子銃のフィラメント１からのエレクトロンはアノード
２で加速され、偏向磁石３によりチタンのような蒸発物
質６上に導かれる。この時、実際上、前記フィラメント
１からのエレクトロンはこのフィラメント１と前記アノ
ード２間の電界、及びフィラメント１とグリッド（図示
せず）の電界により集束され、この集束されたＥＢ４が
前記蒸発物質６上に導かれる。そして、この際、蒸発物
質６の蒸気の一部や雰囲気ガス（例えば、アルゴンガ
ス）がＥＢ４の衝撃によりイオン化し、この陽イオンが
前記フィラメント１とアノード２間の負の高電圧により
加速され、前記フィラメント１とチタンのような蒸発物
質６との間のＥＢ４の偏向軌道の外側のイオン偏向軌道
（図２の点線８で示すこの軌道に沿った陽イオン流）に
沿って前記フィラメント１の方向に進む。そしてこのイ
オン偏向軌道に沿って加速されてきた陽イオンは、前記
フィラメント１と前記アノード２間の電界、及び前記フ
ィラメント１とグリッド（図示せず）の電界により集束
され、その大部分が前記イオン偏向軌道に沿ったフィラ
メント１の空白となっている部分を通過して行く。した
がって、フィラメント１の陽イオンによるスパッタは起
きない。
着装置の電子銃に取り付ける時、ＥＢ４の偏向軌道の中
心軸の下部（円弧の外側）に当たる部分とこのフィラメ
ント１の空白となっている部分とが対応するようにフィ
ラメント１を取り付ける。このようにすることにより、
電子銃のフィラメント１からのエレクトロンはアノード
２で加速され、偏向磁石３によりチタンのような蒸発物
質６上に導かれる。この時、実際上、前記フィラメント
１からのエレクトロンはこのフィラメント１と前記アノ
ード２間の電界、及びフィラメント１とグリッド（図示
せず）の電界により集束され、この集束されたＥＢ４が
前記蒸発物質６上に導かれる。そして、この際、蒸発物
質６の蒸気の一部や雰囲気ガス（例えば、アルゴンガ
ス）がＥＢ４の衝撃によりイオン化し、この陽イオンが
前記フィラメント１とアノード２間の負の高電圧により
加速され、前記フィラメント１とチタンのような蒸発物
質６との間のＥＢ４の偏向軌道の外側のイオン偏向軌道
（図２の点線８で示すこの軌道に沿った陽イオン流）に
沿って前記フィラメント１の方向に進む。そしてこのイ
オン偏向軌道に沿って加速されてきた陽イオンは、前記
フィラメント１と前記アノード２間の電界、及び前記フ
ィラメント１とグリッド（図示せず）の電界により集束
され、その大部分が前記イオン偏向軌道に沿ったフィラ
メント１の空白となっている部分を通過して行く。した
がって、フィラメント１の陽イオンによるスパッタは起
きない。
【００１１】（表１）は、基材７にチタンのような蒸発
物質６を蒸着する場合、本発明のフィラメントを使用し
た場合と、従来のような図６（ａ）（ｂ）に示す渦巻状
フィラメントを使用した場合のデータを表わしたもの
で、真空条件として真空度５．０×１０-4Ｔｏｒｒ、ア
ルゴンガス雰囲気中、ＥＢ出力６．０ＫＷで蒸着を実施
し、フィラメントが切断するまでの時間を表わした。
物質６を蒸着する場合、本発明のフィラメントを使用し
た場合と、従来のような図６（ａ）（ｂ）に示す渦巻状
フィラメントを使用した場合のデータを表わしたもの
で、真空条件として真空度５．０×１０-4Ｔｏｒｒ、ア
ルゴンガス雰囲気中、ＥＢ出力６．０ＫＷで蒸着を実施
し、フィラメントが切断するまでの時間を表わした。
【００１２】
【表１】
【００１３】この（表１）のデータから明らかなよう
に、本発明のフィラメントは従来のフィラメントに比
べ、１０倍以上の長寿命化が図られた。
に、本発明のフィラメントは従来のフィラメントに比
べ、１０倍以上の長寿命化が図られた。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子放出
方向に垂直な平面状に形成されたフィラメントを有する
電子銃からの電子ビームを加速し、適宜偏向して蒸発物
質に当て、この蒸発物質を蒸発させるようにした蒸発源
において、前記フィラメントを、同一線径のもので前記
蒸発物質の蒸発時に発生する陽イオンの偏向軌道に当た
る部分が空白となる形状に構成しているため、低真空雰
囲気中においてＥＢ蒸着を行っても、陽イオンがフィラ
メントに衝突することはなくなり、したがって、フィラ
メントがイオンボンバードされることはなくなるため、
フィラメントは長時間断線することなく、フィラメント
の寿命を著しく延ばすことが可能となる。その結果、経
済的にも操作的にも著しく有利となるばかりではなく、
連続蒸着工法による連続蒸着時間も長くなって、作業性
・生産性を著しく向上させることができるものである。
方向に垂直な平面状に形成されたフィラメントを有する
電子銃からの電子ビームを加速し、適宜偏向して蒸発物
質に当て、この蒸発物質を蒸発させるようにした蒸発源
において、前記フィラメントを、同一線径のもので前記
蒸発物質の蒸発時に発生する陽イオンの偏向軌道に当た
る部分が空白となる形状に構成しているため、低真空雰
囲気中においてＥＢ蒸着を行っても、陽イオンがフィラ
メントに衝突することはなくなり、したがって、フィラ
メントがイオンボンバードされることはなくなるため、
フィラメントは長時間断線することなく、フィラメント
の寿命を著しく延ばすことが可能となる。その結果、経
済的にも操作的にも著しく有利となるばかりではなく、
連続蒸着工法による連続蒸着時間も長くなって、作業性
・生産性を著しく向上させることができるものである。
【００１５】また、フィラメントは形状の改良であるた
め、同一線径のもので構成することができ、これによ
り、従来のようにフィラメントの電子放出面の中央部を
補強する目的で高融点金属円板を別個に取り付けたり、
あるいはフィラメントの電子放出面の中央部の線の直径
を他の部分より適宜大きくするという煩わしさはなくな
るため、フィラメントの生産性ならびに製造コストの面
で非常に有用なものを得ることができるものである。
め、同一線径のもので構成することができ、これによ
り、従来のようにフィラメントの電子放出面の中央部を
補強する目的で高融点金属円板を別個に取り付けたり、
あるいはフィラメントの電子放出面の中央部の線の直径
を他の部分より適宜大きくするという煩わしさはなくな
るため、フィラメントの生産性ならびに製造コストの面
で非常に有用なものを得ることができるものである。
【図１】（ａ）本発明の一実施例における蒸発源の一部
を構成する電子銃のフィラメントの形状を示す平面図 （ｂ）同斜視図
を構成する電子銃のフィラメントの形状を示す平面図 （ｂ）同斜視図
【図２】ＥＢ蒸着装置の概略構成図
【図３】従来のＥＢフィラメントの切断位置を説明する
ための説明用平面図
ための説明用平面図
【図４】本発明の一実施例における蒸発源の一部を構成
する電子銃のフィラメントの他の形状例を示す説明平面
図
する電子銃のフィラメントの他の形状例を示す説明平面
図
【図５】（ａ）従来の波形状のフィラメントの平面図 （ｂ）同斜視図
【図６】（ａ）従来の渦巻状のフィラメントの平面図 （ｂ）同斜視図
１ フィラメント ２ アノード ３ 偏向磁石 ４ ＥＢ ５ ルツボ ６ 蒸発物質 ７ 基材 ８ 陽イオン流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神崎 信義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 田島 巖 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−66847（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 電子放出方向に垂直な平面状に形成され
たフィラメントを有する電子銃からの電子ビームを加速
し、適宜偏向して蒸発物質に当て、この蒸発物質を蒸発
させるようにした蒸発源において、前記フィラメント
を、同一線径のもので前記蒸発物質の蒸発時に発生する
陽イオンの偏向軌道に当たる部分が空白となる形状に構
成した蒸発源。 - 【請求項２】 電子放出方向に垂直な平面状に形成され
たフィラメントを有する電子銃からの電子ビームを加速
し、適宜偏向して蒸発物質に当て、この蒸発物質を蒸発
させるようにした蒸発源において、前記フィラメント
を、前記電子ビームの偏向による円弧の外側に当たる部
分と対応する部分が空白となる形状に構成した蒸発源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6311820A JP2689929B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 蒸発源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6311820A JP2689929B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 蒸発源 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP585388A Division JP2600242B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | アルミ電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201297A JPH07201297A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2689929B2 true JP2689929B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=18021802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6311820A Expired - Lifetime JP2689929B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 蒸発源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689929B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004192903A (ja) * | 2002-12-10 | 2004-07-08 | Prazmatec:Kk | 電子銃 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5966847U (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-04 | 日本電子株式会社 | 電子銃 |
-
1994
- 1994-12-15 JP JP6311820A patent/JP2689929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07201297A (ja) | 1995-08-04 |
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