JP4113844B2 - 電子源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子源から放出されて加速された電子ビームを１８０度以上回転させてルツボ内の物質に照射して加熱し、対向して配置した基板上に当該物質を蒸着させる電子源装置に関するものである。

従来、電子源装置を構成する電子源から加速された電子ビームを１８０度、あるいは更に回転させてルツボ内の試料に照射して当該試料を加熱・溶解して蒸発させ、対向した配置した基板上に蒸着することが行われている。この際、電子源から加速された電子ビームを１８０度、あるいは更に回転させてルツボ内の試料に照射するために、当該電子ビームと鎖交するように磁界を電子源とルツボのほぼ中央の可及的に上部の部分に生成するために磁性材料で作成したポールピースを設けていた。このため、当該ポールピースには、ルツボ内で電子ビームによって加熱・溶解された物質が付着する。この付着した物質は、被導電性があり電荷を蓄積したり放電したりして当該電子ビームの照射位置を不安定にしたり、剥離したものがルツボあるいは近傍に落ちて再蒸発して試料に不純物として付着したりするため、メンテナンス清掃を行っていた。メンテナンス清掃は、ポールピースに付着した物質をショットブラストで機械的に削り落とすと当該ポールビースも一緒に削られてしまってその形状が変化してひいては電子ビームのルツボ内の照射位置がずれてしまうので、当該ショットブラストができず、時間をかけてナイロンブラシなどでポールピースに付着した物質のみを除去したり、ポールピースの磁性材料を痛めない薬品により清掃を行った後に付着した薬品を洗浄したり、時間と手間をかけて清掃していた。

上述したように、従来は、電子源装置のポールピースに付着した物質をナイロンブラシなどで除去したり、薬品を使って除去した後に当該薬品を洗浄したりして綺麗にし、電子ビームの放電や不安定性が発生しないようにしていいたため、当該ポールピースに付着した物質の清掃に時間と多くの手間が必要となるという問題があった。

本発明は、これらの問題を解決するため、電子装置の電子源から放出された電子ビームを１８０度、あるいは更に回転させてルツボ内の試料に照射する際に、電子ビームに鎖交するように磁界を印加するポールピースに、電子ビームがルツボ内の物質を照射して加熱・溶解して対向して配置した基板に蒸着する開口を可及的に大きくした形状の非磁性体のカバーを設けるようにしている。

従って、電子源装置の電子源から放出された電子ビームを回転させてルツボ内の物質に照射して加熱・溶解し対向して配置した基板上に蒸着する際に、ポールピースの部分に対する蒸着物質の付着による汚れを簡易かつ迅速に清掃し、かつ蒸着時の基板に対する開口を小さしないようにすることが可能となる。

本願発明は、電子源装置の電子源から放出された電子ビームを回転させてルツボ内の物質に照射して加熱・溶解し対向して配置した基板上に蒸着する際に、ポールピースに蒸着時の開口を可及的に小さくしない形状の非磁性体のカバーを設ける構成を採用しているため、ポールピースの部分に対する蒸着物質の付着による汚れを簡易かつ迅速に清掃し、かつ蒸着時の基板に対する開口を小さしないようにすることが可能となる。

本発明は、電子源装置の電子源から放出された電子ビームを回転させてルツボ内の物質に照射して加熱・溶解し対向して配置した基板上に蒸着する際に、ポールピースに蒸着時の開口を可及的に小さくしない形状の非磁性体のカバーを設けることで、ポールピースの部分に対する蒸着物質の付着による汚れを簡易かつ迅速に清掃し、かつ蒸着時の基板に対する開口を小さしないようにすることを実現した。

図１は、本発明の１実施例構造図を示す。

図１の（ａ）は上面図を示し、図１の（ｂ）は正面図を示す。

図１において、ポールピース５は、公知であって、図示外の永久磁石により磁界を電子ビーム３の通路に鎖交するように発生させ、フィラメント２から放出されて加速された電子ビーム３を図示の矢印のように１８０度、あるいは更に回転させてルツボ２１内の被照射材料面上を垂直でほぼ中央を中心に照射させるための磁界を形成するものである。当該ポールピース５を設けて電子ビーム３に鎖交するように磁界を形成して図示の矢印のように当該電子ビーム３を回転させることで、ルツボ２１の被照射材料面を可及的に上方向（ここでは、フィラメント２などから構成される電子銃およびそれを覆う台の面とほぼ同じ面あるいは更に上方向に位置させ、ルツボ２１内から蒸発した被照射材料が当該台に付着しないようにして放電などの発生を低減することを可能にしたものである。

フィラメント２は、電子ビームを放出するものであって、例えばタングステン線をヘアピン型に形成して通電加熱して電子を放出するものである。ここでは、図示しないが、フィラメント２から放出された電子は図示外の電圧を印加した中央に孔のある１つあるいは複数の電極により加速されて図示の矢印の軌跡を走行し、ルツボ２１内の被照射材料を照射して電子ビーム加熱するためのものである。

電子ビーム３は、フィラメント２から放出されて加速され、ポールピース５により形成された磁界により図示の矢印の軌跡を走行し、ルツボ２１内の被照射材料を照射し、加熱するものである。

Ｙスキャンコイル４は、電子ビーム３をルツボ２１内をＹ方向に走査して所定範囲を均一に電子ビーム加熱するためのものである。

Ｘスキャンコイル６は、電子ビーム３をルツボ２１内をＸ方向に走査して所定範囲を均一に電子ビーム加熱するためのものである。

カバー１１，１２，１３，１４は、ポールピース５を、図示外の被照射材料を蒸発して蒸着する基板に対する開口αを可及的に大きく保った状態で覆うものであって、電子ビーム３がルツボ２１内の被照射材料を照射したときに蒸発した被照射材料（物質）がポールピース５に付着しないように設けたカバーであり、被磁性体のカバーである（図２を用いて後述する）。カバー１１，１２，１３，１４を設けたことで、従来はポールピース５に付着していた被照射材料が被磁性体の当該カバー１１，１２，１３，１４に付着するので、当該被磁性体のカバー１１，１２，１３，１４をショットブラストなどで簡易かつ短時間に除去して清掃することができ、かつポールピース５の先端部分などを削り取って磁界分布を変えてしまってルツボ２１内の電子ビーム加熱領域を所望領域外にずれてしまう事態を無くすことが可能となった。

ビス１５は、カバー１１，１２，１３，１４を台に留めるビスである。

ルツボ２１は、被照射材料を入れ、電子ビーム３で所定領域を走査加熱して溶解させて蒸発させるためのもの（耐熱性のルツボ）である。

αは、ルツボ２１に対向して設けた図示外の基板に対する蒸発物質の分布する範囲（開口）であって、可及的に大きく保持する必要があるものである。ポールピース５にカバー１１，１２，１３，１４を設けたことで、当該開口αが可及的に小さくならないようにする必要がある（図３を用いて後述する）。

以上の構成により、フィラメント２から放出されて加速された電子ビーム３をポールピース５によって発生された磁界により図示のように、電子ビーム３の軌跡（中心Ｏ）を上方向に移動させ、当該電子ビーム３がルツボ２１内の被照射材料を照射する位置を可及的に上方向（ここでは、台とほぼ同一あるいは更に上方向）にした状態で、ルツボ２１内から蒸発した物質が磁性体のポールピース５を覆った非磁性体のカバー１１，１２，１３，１４に付着し、当該ポールピース５に付着することをなくし、被磁性体のカバー１１，１２，１３，１４をショットブラストなどで簡易かつ短時間に付着物を除去する清掃が可能となり、磁性体のポールピース５を傷つけたりすることがなくなった。

図２は、本発明のカバー例を示す。

図２の（ａ）は組み立てたカバーの斜視図を示し、図２の（ｂ），（ｃ）は薄板を曲げて作成したカバーのそれぞれの斜視図を示す。これは、既述した図１のカバー１１，１２，１３，１４の１例である。

図２において、カバー２２は、図２の（ｂ）に示すように、銅の薄板を曲げて作成し、ビスで台に留める穴２４を２個設けたものである。

カバー２３は、図２の（ｃ）に示すように、銅の薄板を曲げて作成し、ビスで台に留める穴２５を２個設けたものである。

以上のような形状のカバー２２，２３を作成し、図２の（ａ）に示すように組み立てて図１のカバー１１，１２，１３，１４に示すように台にビス１５で固定し、ポールピース５を非磁性体のカバー２２，２３で覆うことが可能となる。ルツボ２１内の被照射材料が電子ビーム５で照射加熱されて蒸発して被照射材料が当該カバー２２，２３に付着したときは、ビス１５を取り外してカバー２２，２３を取り出し、図示外のショットブラスト装置で付着物を綺麗に除去して掃除し、再び、ビス１５でカバー２２，２３を元の位置に固定することにより、当該非磁性体のカバー２２，２３に清掃時に傷が付いても磁性体のポールピース５による磁界分布に影響を与えず、高安定に電子ビーム３をルツボ２１内の被照射材料に照射して加熱蒸発させることが可能となる。

図３は、本発明の他の実施例構造図を示す。これは、ポールピース５を覆う非磁性体のカバー１６，１７が開口αを小さくしてしまうようなときに、当該カバー１６．１７の開口αを小さくする部分を円弧状、あるいは直線状に切断し、ルツボ２１から対向して配置した基板への蒸発する領域を可及的に小さくしないように（開口αを小さくしないように）したカバー１６，１７の例を示す。ここで、２、４、５、６、２１は、図１の同一番号と同じであるので説明を省略する。

図３において、カバー１６，１７は、ルツボ２１から対向した配置した図示外の基板への蒸発物の蒸着する領域（図示の開口α）を可及的に大きくして小さくならないように、円弧状（あるいは直線状）にカットする例を示したものである。

以上のように、カバー１６，１７の開口αを小さくする部分をカットした形状にすることにより、ルツボ２１内の被照射材料から蒸発した被照射材料（物質）が図示外の基板上で大きな領域に蒸着することが可能となる。

尚、本実施例では、カバー１６，１７などは、ポールピース５毎にそれぞれ独立に設けたが、両者を一体に形成してビスなどで簡易に固定できるようにしてもよい。

本発明は、、電子源装置の電子源から放出された電子ビームを回転させてルツボ内の物質に照射するポールピースに、蒸着時の開口を可及的に小さくしない形状の非磁性体のカバーを設けることで、ポールピースの部分に対する蒸着物質の付着による汚れを簡易かつ迅速に清掃し、かつ蒸着時の基板に対する開口を小さしないようにすることが可能となる。

本発明の１実施例構造図である。 本発明のカバー例である。 本発明の他の実施例構造図である。

符号の説明

１：電子源装置
２：フィラメント
３：電子ビーム
４：Ｙスキャンコイル
５：ポールピース
６：Ｘスキャンコイル
１１，１２，１３，１４，１６，１７，２２，２３：カバー
１５：ビス
２１：ルツボ
２５：穴

Claims (5)

1. 電子源から放出されて加速された電子ビームを１８０度以上回転させてルツボ内の物質を照射して加熱し、対向して配置した基板上に当該物質を蒸着させる電子源装置において、
   前記電子源から前記ルツボに向かう電子ビームの経路の途中に設け、当該電子ビームに鎖交して磁界を印加し、当該電子ビームを前記１８０度以上回転させてルツボ内の被照射材料面上を垂直に照射させるための磁界を形成し、ルツボの被照射材料面を電子銃を覆う台の面と同じ又は上方向に位置させるための、前記電子銃を覆う台の上面に設けられた、磁石から磁性材料で接続されたポールピースと、
   前記ルツボ内で電子ビームにより加熱した物質が対向して配置した基板に向かう開口を可及的に大きくした形状で、前記ポールピースを覆った、非磁性のカバーと
   を備えたことを特徴とする電子源装置。
2. 前記カバーの、前記ルツボから対向して配置した基板に向かう開口を妨げないように当該カバーの対応する部分を直線状に形成あるいは円弧状に形成したことを特徴とする請求項１記載の電子源装置。
3. 前記カバーを、非磁性体の板を曲げて作成したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の電子源装置。
4. 前記カバーを、銅で作成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子源装置。
5. 前記ポールピースにそれぞれ独立の前記カバーを設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子源装置。

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