JP4242114B2

JP4242114B2 - 蒸着被膜の形成方法

Info

Publication number: JP4242114B2
Application number: JP2002164388A
Authority: JP
Inventors: 栄一飯島; 行男増田; 雄一織井; 宗人箱守; 一也内田
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP2004010943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピアス式電子銃を用いた電子ビーム蒸着装置を使用した基板の表面への蒸着被膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、蒸着被膜である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）被膜は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用のガラス基板の表面に保護膜として形成されるものであり、その形成方法については、近年、フラットパネル業界で対角３０インチ〜６０インチクラスの大型ＰＤＰの技術開発が進んでいることから、より量産に適した優れた技術の確立が必要とされている。通常、ＭｇＯ被膜は、基本的には、仕込／取出室と蒸着室の２室または仕込室と蒸着室と取出室の３室を仕切バルブを介して連設した構成を備えるインライン式電子ビーム蒸着装置を使用して形成される。その概略は次の通りである。即ち、蒸着室側壁面に固設したピアス式電子銃から略水平方向に発せられた電子ビームを、偏向コイルにより偏向させて蒸発源であるハース内のＭｇＯの蒸発ポイントに照射することでＭｇＯ蒸発流を発生させ、そして、その上方を通過するキャリアに搭載されたガラス基板の表面にＭｇＯ被膜を形成する。インライン式電子ビーム蒸着装置は、蒸着室内を大気に曝すことがないこと、仕込／取出室または仕込室においてガラス基板やガラス基板を取付けした治具に対し、脱ガスや加熱などの前処理を行うことができるので蒸着室内の雰囲気を安定に維持することができること、バッチ式の装置に比較して作業者一人当りの生産量が大きいことなどの利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記用途を含め、ピアス式電子銃を用いた電子ビーム蒸着装置を使用して基板の表面に蒸着被膜を形成するに際し、電子ビームを蒸着材料の蒸発ポイントに高い入射角で照射してビーム形状を最適化し、蒸着被膜を優れた成膜速度で形成する方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の点に鑑みてなされた本発明の蒸着被膜の形成方法は、ピアス式電子銃を用いた電子ビーム蒸着装置を使用し、基板を搬送しながら基板の表面に蒸着被膜を形成するに際し、基板の搬送方向に対して直交する方向に向けたピアス式電子銃からの電子ビームを前後にジャンピングさせ、蒸着材料の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射されるように偏向させ、ビーム形状を短径に対する長径の比が１．５以下になるようにしたことを特徴とする。
また、請求項２記載の形成方法は、請求項１記載の形成方法において、基板の搬送方向に列をなして複数の台数のピアス式電子銃が固設されていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の蒸着被膜の形成方法は、ピアス式電子銃を用いた電子ビーム蒸着装置を使用して基板の表面に蒸着被膜を形成するに際し、電子ビームを偏向コイルにより偏向させて蒸着材料の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射し、ビーム形状を短径に対する長径の比が１．５以下にすることを特徴とするものである。本発明の蒸着被膜の形成方法によれば、電子ビームを蒸着材料の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射するので、低い入射角で照射した場合に起こり得る種々の問題、例えば、蒸着材料がＭｇＯの場合、昇華して蒸発する性質を有するＭｇＯが入射方向に局所的に減少して、ＭｇＯ被膜の形成に好適な蒸発流が得られないといった問題や、ＭｇＯに照射された電子ビームを構成する熱電子が反射電子となって蒸着室内の水分や酸素などと衝突して２次電子となり、基板の表面へのＭｇＯ被膜の形成に障害を及ぼすといった問題がない。また、ビーム形状を、短径に対する長径の比が１．５以下にすることで略円形にし、蒸着材料を効果的に蒸発させるので、結果として優れた成膜速度で蒸着被膜を基板の表面に形成することが可能となる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の蒸着被膜の形成方法について、必要に応じて図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【０００７】
本発明の蒸着被膜の形成方法により、例えば、ガラス基板の表面にＭｇＯ被膜を形成する場合、好適には、ガラス基板の搬送方向の両側壁面にピアス式電子銃を固設したインライン式電子ビーム蒸着装置を使用し、ガラス基板の搬送方向に対する直交方向に向けて発した電子ビームを偏向コイルにより偏向させてＭｇＯの蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射することにより行われる。
このようなインライン式電子ビーム蒸着装置は、ガラス基板の搬送方向に列をなして任意の台数のピアス式電子銃を固設することが可能である。従って、ガラス基板の搬送方向に設けることができる蒸発ポイント数を容易に増加することができることから、その上方を通過するキャリアに搭載されたガラス基板の表面へのＭｇＯ被膜の形成をより効率的に行うことができるので、タクトタイムの飛躍的な向上を図ることが可能である。また、ガラス基板の搬送方向における蒸発ポイントの位置設定を比較的自由に行うことができることから、隣接する蒸発ポイント間のピッチも比較的自由に設定することができるので、ガラス基板の温度制御が容易となる。従って、蒸発源からの輻射熱によるガラス基板の温度上昇による割れなどを効果的に防止することが可能である。
もちろん、ガラス基板の搬送方向の上流側（仕込室側）壁面やこれに対向するガラス基板の搬送方向の下流側（取出室側）壁面にピアス式電子銃を固設したインライン式電子ビーム蒸着装置を使用してもよい。しかしながら、このような装置においては、タクトタイムを向上することを目的として１台のハース内にガラス基板の搬送方向に対する直交方向に複数点のＭｇＯの蒸発ポイントを設け、１台のピアス式電子銃から個々の蒸発ポイントに電子ビームを照射しようとした場合、電子ビームを左右にジャンピングさせ、ガラス基板の搬送方向に対する直交方向のハースの両側に偏向コイルのポールピースを立設して照射しなければならない。従って、ハースが大型化すればするほど、ポールピースの幅が大きくなり、偏向コイルの電流値を上げても個々の蒸発ポイントに高い入射角で電子ビームを照射することが困難になる。また、ガラス基板の搬送方向に対する直交方向における蒸発ポイントの位置設定が制限されるので、隣接する蒸発ポイント間のピッチの設定も制限されることからガラス基板の温度制御が必ずしも容易ではないといった問題もある。
【０００８】
図１は本発明の蒸着被膜の形成方法を行うのに好適なインライン式電子ビーム蒸着装置の一実施形態の蒸着室におけるガラス基板の搬送方向とピアス式電子銃との位置関係を示す説明図である。
図１においては、蒸着室におけるガラス基板の搬送方向の両側壁面に、各側壁面につき３台のピアス式電子銃がガラス基板の搬送方向に列をなして固設されている（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）。電子ビーム１は個々のピアス式電子銃からガラス基板の搬送方向に対する直交方向に向けて略水平方向に発せられるように構成される。また、ガラス基板の搬送方向に対する直交方向（ガラス基板の幅方向）に４点の蒸発ポイントＰ（１台のハース２につき２点）が３列設けられており、個々のピアス電子銃から発せられる電子ビーム１を図略の揺動コイルにより前後にジャンピングさせるとともに図略の偏向コイルにより偏向させ、個々の蒸発ポイントＰに４０°以上の入射角で照射する。なお、蒸発面の局所的な変化を抑制するために、個々の電子ビーム１をさらに左右にジャンピングさせてもよい。また、電子ビームは、基板の搬送方向に対する直交方向から多少の角度を有する方向（例えば直交方向±１５°）に向けて発せられるようにしてもよい。
【０００９】
図２は図１に示したピアス式電子銃Ｌ１と回転式リングハース２との位置関係を示す平面図および正面図（ガラス基板の搬送方向の上流側から見たもの）であるが、電子ビーム１を前後にジャンピングさせて蒸発ポイントＰ１とＰ２に照射する場合、蒸発ポイントＰ１に照射するためのポールピース３−１と蒸発ポイントＰ２に照射するためのポールピース３−２を立設する必要があるものの、各々のポールピースの幅を小さくすることできるので、偏向コイルの電流値を上げることで蒸発ポイントに４０°以上の入射角θで電子ビーム１を照射することが容易となる。なお、ポールピース３−１と３−２を立設するに際しては、これらがガラス基板の表面へのＭｇＯ被膜の形成に障害を及ぼさないように留意すべきである。
【００１０】
図３は個々の蒸発ポイントに対し、電子ビームを入射角２２°で照射した場合と入射角５４°で照射した場合のＭｇＯ被膜の成膜速度についての比較グラフである。ビーム形状の短径に対する長径の比は、前者においては２．７である一方、後者においては１．２であり、これにより、後者の場合には前者の場合と比較して約２倍の成膜速度にてＭｇＯ被膜を形成することができた。
【００１１】
なお、本発明の蒸着被膜の形成方法は、上記のようにＭｇＯ被膜を形成するための方法として採用することができる他、ＳｉＯ₂被膜やＴｉＯ₂被膜などの金属酸化物被膜を形成するための方法としても採用することができる。また、本発明の蒸着被膜の形成方法は、Ａｌ被膜などの金属被膜を形成するための方法としても採用することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ピアス式電子銃を用いた電子ビーム蒸着装置を使用して基板の表面に蒸着被膜を形成するに際し、電子ビームを蒸着材料の蒸発ポイントに高い入射角で照射してビーム形状を最適化し、蒸着被膜を優れた成膜速度で形成する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸着被膜の形成方法を行うのに好適なインライン式電子ビーム蒸着装置の一実施形態の蒸着室におけるガラス基板の搬送方向とピアス式電子銃との位置関係を示す説明図である。
【図２】図１に示したインライン式電子ビーム蒸着装置におけるピアス式電子銃Ｌ１と回転式リングハース２との位置関係を示す平面図および正面図である。
【図３】電子ビームを入射角２２°で照射した場合と入射角５４°で照射した場合のＭｇＯ被膜の成膜速度についての比較グラフである。
【符号の説明】
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ピアス式電子銃
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ピアス式電子銃
１電子ビーム
２回転式リングハース
３−１，３−２ポールピース
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２蒸発ポイント

Claims

ピアス式電子銃を用いた電子ビーム蒸着装置を使用し、基板を搬送しながら基板の表面に蒸着被膜を形成するに際し、基板の搬送方向に対して直交する方向に向けたピアス式電子銃からの電子ビームを前後にジャンピングさせ、蒸着材料の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射されるように偏向させ、ビーム形状を短径に対する長径の比が１．５以下になるようにしたことを特徴とする蒸着被膜の形成方法。
基板の搬送方向に列をなして複数の台数のピアス式電子銃が固設されていることを特徴とする請求項１記載の形成方法。