JP4977143B2

JP4977143B2 - 真空処理装置

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Publication number: JP4977143B2
Application number: JP2008535323A
Authority: JP
Inventors: 栄一飯島; 行男増田; 佳樹磯; 宗人箱守
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: EP2075352A4; JPWO2008035587A1; RU2421543C2; EP2075352A1; RU2009115201A; EP2075352B1; KR20090038912A; KR101158357B1; CN101563479A; WO2008035587A1

Description

本発明は、ピアス式電子銃の電子ビームを蒸着材料に照射し、被処理基板に蒸着膜を形成する真空処理装置に関する。

例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用のガラス基板に保護膜として形成される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の被膜は、蒸着により形成されている。このようなＭｇＯの蒸着被膜を形成するため、様々な方法が開発されてきた。

従来方法の一例としては、プラズマを蒸着材料上に磁気的手段によって導いて、蒸着材料の上方に置かれた基体上に被膜を形成させるイオンプレーティング法がある。大面積で均一な内部応力の低い薄膜を形成するために、アーク放電プラズマ流を磁場を加えてシート状に変形し、該シート状プラズマの幅方向に細長い永久磁石（シート化磁石）の磁界によって、前記シート状プラズマを前記蒸着材料上に導いて該蒸着材料を蒸発させ、該蒸着材料の上方に置かれたガラス基板上に被膜を形成する工夫がされている（特許文献１参照）。

また、イオンプレーティング法を改良する方法としては、るつぼ内の蒸着材料の蒸発する部分が偏らないように、シート状プラズマの分布を細かく調整できるようにしたものがある。磁束密度分布を与える複数の永久磁石をガラス基板の幅方向に一列に並べ、かつるつぼの下方に配置し、ガラス基板の搬送方向に対しては前後に、るつぼに対しては上下に個々に移動可能としたものである（特許文献２参照）。これによって、シート状プラズマの分布が均一になり、プラズマビームがねじれることなくるつぼに収束されて蒸着材料が安定して蒸発されるので、ガラス基板上に均一な膜質が得られるというものである。

また、基板の面全体における輝度特性を均質にするために、成膜面に堆積する酸化マグネシウムの結晶／非結晶の割合に着目し、磁石やコイルを用いてプラズマ雰囲気中の電子を基板の成膜面に入射させて、大面積の基板全体にわたる均質な誘電体膜を作成するものがある（特許文献３参照）。イオンプレーティング法では、プラズマ流発生装置は複数のプラズマガンと複数の収束コイルと複数のシート化磁石から構成されることが多い。ここで、ガラス基板の成膜面に対し様々な方向から磁力線が入射され、さらに複数のプラズマ流の間で相互干渉が起こる。その結果基板の成膜面に堆積した酸化マグネシウムの膜質に分布を生じる。そのため、ＰＤＰの面に発光部（高輝度部）と低輝度部が観測され、発光部は結晶化されてＭｇＯの（１１１）配向膜となっており、低輝度部はアモルファス（非結晶）であることが分った。これを防止し、ガラス基板の面全体における輝度特性を均質にするため、プラズマ雰囲気中の電子を積極的に基板の成膜面の全面に入射させ、大面積の基板全体にわたる均質な誘電体膜を作成するというものである。

更に、近年ではフラットパネルの大型化、量産化の流れに対応し、より一層均質な成膜が望まれた。そこで、プラズマに比べて電子を利用する方が電気的または磁気的に制御しやすく、成膜の質を高めるのにより適していることから電子ビームを用いた蒸着装置が使用されるようになった。

例えば、複数台数のピアス式電子銃を有するインライン式真空蒸着装置が開発された。この装置は、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室を仕切りバルブを介して連設した構成を備える。

その概略は次の通りである。すなわち、ＰＤＰの保護膜であるＭｇＯを連続して成膜する加熱源として、ピアス式電子銃が主に使用されている。蒸着室側壁に固定したピアス式電子銃から略水平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蒸気流を発生させ、その上を通過移動するキャリアに搭載されたガラス基板にＭｇＯ被膜を形成する。

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に取付けした治具に対し、脱ガスや加熱処理などの前処理を行なうことが出来るので蒸着室内の雰囲気を安定に維持することが出来ることなどの特長があるというものである。

更に、ピアス式電子銃を有するインライン式真空蒸着装置の高効率化のために蒸着材料の加熱に工夫をしたマルチポイント蒸着方式が実用化されている。これは、ガラス基板の搬送方向に対し複数台数のピアス式電子銃を列をなして固定したもので、個々のピアス式電子銃から発せられる電子ビームを磁石やコイルを使用してビーム形状を短径に対し長径の比が１．５以下とし、更に前後方向及び左右方向のマルチポイントにジャンプ可能とし、効率の良い原材料の蒸発を行なうというものである（特許文献４）。電子ビームの形状を、短径に対し長径の比が１．５以下にすることで略方形にし、蒸着材料を効率的に蒸発させ、さらに、電子ビームの当たる蒸発ポイントを前後方向及び左右方向にジャンプして蒸発材料の蒸発面の局所的な変化を抑制することができる。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というものである。
特許２７８２９９（第２頁、図１）特開平９−１７００７４号公報（第３頁、図２、図３）特開２００３−３０６７６８号公報（第４頁、図１）特開２００４−０１０９４３号公報（第３頁、図１）

図１８に示す装置は、従来の電子ビーム偏向装置１２０を用いたピアス式電子銃１０３を有するインライン式真空蒸着装置１０１の概略を示す図である。図１８においては、蒸着室１０２におけるガラス基板１１０の搬送方向から見て背面の壁面に２台のピアス式電子銃１０３が固定されている。電子ビームは、個々のピアス式電子銃１０３からガラス基板１１０の搬送方向に向けて略水平に発せられるように構成される。
従来の真空蒸着装置１０１では、略水平に固定されたピアス式電子銃１０３からの電子ビームを蒸着材料であるＭｇＯ１１１に誘導して照射するために、真空槽１０２内に磁石装置１２０を設置し、偏向コイル１２１（図１９参照）に電流を流して発生する磁場を用いていた。このため電子ビーム偏向装置１２０のポールピース１２６を蒸発ポイントＰ１、Ｐ２の近傍に設置する必要があった。

図１９は、図１８に示した従来の電子ビーム偏向装置１２０の概略を示す平面図である。従来の蒸着被膜の形成方法に使用したインライン式真空蒸着装置１０１の蒸着室１０２におけるガラス基板１１０の搬送方向と、電子ビームを発生するピアス式電子銃１０３と、ＭｇＯ１１１を載せたリングハ−ス１０４と、従来の電子ビーム偏向装置１２０のポールピース１２６との位置関係を示すものである。
ガラス基板１１０の搬送方向に対して直交方向（ガラス基板の幅方向）に２点の蒸発ポイントＰ１、Ｐ２（１台のハ−スにつき２点）が設けられており、個々のピアス式電子銃１０３から発せられる電子ビームを左右にジャンピングさせて蒸発ポイントＰ１とＰ２に照射する。このように蒸発ポイントＰを増やすことにより、ＭｇＯ１１１を効率良く蒸発させることができる。それ以前の真空蒸着装置に比べて約２倍の優れた速度で成膜することが出来た。

しかしながら、更なるＰＤＰの大画面化、低価格化の要求から、より一層のガラス基板の大型化による蒸着速度のアップ、タクトタイムのアップ及び連続運転時間のアップが求められている。
ガラス基板サイズは上記従来の真空蒸着装置１０１が開発された当時に比べ４〜８倍（４２インチパネル１または２枚から４２インチパネル８枚以上）になり、蒸着速度は１０倍（ダイナミックレート１２００Å・ｍ／ｍｉｎから１２０００Å・ｍ／ｍｉｎ）、タクトタイムは６倍（９分から１．５分）、連続運転時間は３倍以上（１００時間から３３６時間以上）になっている。

このような、ガラス基板１１０の大型化による蒸着速度のアップ、タクトタイムのアップ及び連続運転時間のアップに伴い、ポールピース１２６に付着するＭｇＯ膜（以下付着物とする）が成長し、ガラス基板１１０に到達する蒸気流を妨げ、またリングハース１０４にまで干渉して溝部１０４ａ（図２０参照）内のＭｇＯ１１１の表面を荒らすなどの問題が発生した。さらには、成長した付着物がリングハース１０４の回転を不安定にし蒸着速度を不安定にする問題があった。なお、ポールピース１２６には、クリーニングの容易化のため、図示しないポールピース防着板を取り付ける場合もあったが、ポールピース防着板自体に付着物が成長して同様の問題を発生することもあった。

ポールピース１２６に付着物の成長への対策としては、ポールピース１２６を蒸発ポイントＰから離すことも行なわれているが、将来の蒸着速度の更なるハイレート、連続運転時間のアップには対応できない。更なる高効率を目指すには、蒸着室１０２の限られたスペースにできるだけ多くの蒸発ポイントＰを確保する必要があるから、蒸発ポイントＰを十分に離すだけの機械的な余裕が無いためである。

また、隣り合うポールピース１２６の間では相互に磁場干渉が起こる。この相互の磁場干渉が大きいと成膜時の膜厚分布が不均一となる。従って、隣り合うポールピース１２６の間は一定以上の距離をおく必要があるが、蒸着室１０２の限られたスペースでは限界があった。その一方、ガラス基板１１０へのＭｇＯ１１１の蒸着において一定の膜厚分布を得るには、蒸発ポイントＰの間隔を広げすぎないようにしなければならなかった。そのため、蒸着室１０２の限られたスペースで機械的干渉と磁気的干渉の双方に配慮することは極めて困難であった。その結果、充分な偏向磁場が取れにくくＭｇＯヘのビーム照射角が小さくなり蒸発効率が悪いという問題もあった。

また、充分な偏向磁場が取れにくいためＭｇＯヘのビーム照射角が小さくなり、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二次電子となり、基板の表面へのＭｇＯ被膜の形成に障害を及ぼす問題があった。そのため、従来の真空蒸着装置１０１においては二次電子吸収板１０７が必要であった。

また、蒸着材料１１１の表面の荒れやリングハース１０４の回転の不安定によりＭｇＯの蒸発にばらつきが生じた結果の蒸着材料の局所的な掘れは、更なる蒸着材料１１１の蒸発の不安定を引き起こすので蒸着材料１１１の表面をスクレーパー１０８にて常時ならす必要もあった。

また、蒸着室内に配置したために付着物の付着により加熱されるポールピース１２６と、磁界発生のために大電流を流す偏向コイル１２１との冷却のために冷却水用配管等の設備の設置も必要であった。そのために、特に図示しない防着板の点数が多くなり、複雑な形状になり、その表面積も大きくなるなどの問題があった。さらには、蒸着室クリーニング時の作業性も悪くなっていた。

本願発明は、前述の問題に鑑みてなされ、ピアス式電子銃の電子ビームを真空槽内の蒸発源に収容された蒸着材料に照射し、前記蒸発源に対向する被処理基板に蒸着膜を形成する真空処理装置において、前記電子ビームの入射方向に対して略直交し、かつ前記蒸発源の電子ビーム照射面に対して略平行な磁場を形成する磁石装置を、前記電子ビーム照射面の裏の真空槽外に配設することにより、前記蒸発源の蒸発ポイントへ前記電子ビ−ムを偏向させて誘導することを特徴とする真空処理装置によって解決できる。

前記真空処理装置において、前記電子ビームを偏向させて蒸発ポイントへ誘導する磁石装置を真空槽（蒸着室）外に配設したことにより、蒸発ポイントＰ近傍に従来のポールピースがなくなり、従来前記ポールピースへの付着物が連続生産時間を律速していたケースがあったが、全面的に解決した。すなわち、前記付着物が成長し、蒸気流を遮って膜厚分布を悪くする問題が解決した。また、従来成長した前記付着物が前記蒸発源であるリングハースの回転を不安定にし、蒸着速度を不安定にする問題がなくなった。更に、成長した前記付着物が前記リングハースの凹部に収容した蒸着材料の表面を荒らし、前記蒸着レートを不安定にする問題も解決し、スクレーパーでのならしも不用となった。

また、前記真空処理装置において、真空槽（蒸着室）外に配設した前記磁石装置により、前記電子ビームの入射方向に対して略直交し、かつ前記蒸発源の電子ビーム照射面に対して略平行な磁場を形成できるようにしたことで、電子ビームが整い、ピアス式電子銃毎のばらつきが低減できた。また、ＭｇＯ等の蒸着材料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前記蒸着室内の水分や酸素などと衝突して二次電子となり、被処理基板であるガラス基板の表面へのＭｇＯ等の被膜の形成に障害を及ぼす問題が無くなった。そのため、従来の装置において必要であった二次電子吸収板が不要になった。

また、前記磁石装置を蒸着室外に配設したこと、更には永久磁石で構成したことにより、設置位置の微調整が可能となり、基板サイズに合わせて蒸発ポイントＰを最適化できる。また、従来の装置に比べ最適磁場が限られたスペースで容易に形成できるため、蒸着材料であるＭｇＯへ電子ビーム入射角の最適化ができ、電子ビ−ムのジャンピングによるマルチポイント蒸着方式がより安定して実施可能となり、投入パワーに対する蒸着速度がアップした。これは、ＭｇＯ膜の膜厚分布や（１１１）配向膜を得るプロセス条件の最適化に効果的である。ＭｇＯ膜はＰＤＰセル内壁の電極の耐スパッタ保護膜として働くだけでなく、（１１１）配向膜にすると他の材料よりも二次電子放出係数が高いことから、放電開始・維持電圧を下げる働きをするという利点がある。

また、前記真空処理装置において、前記電子ビームを偏向させて蒸発ポイントへ誘導する磁石装置を蒸着室外に配設したことにより、従来多かった防着板点数が減り、二次電子吸収板や偏向コイルの冷却用配管等の設備もなくなったため、蒸着室がシンプルになり蒸着室のクリーニング時間が短縮できた。

本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置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（蒸着室内部の本体側面からの説明図）である。図１に示した、インライン式真空蒸着装置におけるピアス式電子銃３と、リングハース４と、ヨーク２４に取り付けた永久磁石２６ａ、２６ｂとの位置関係を示す平面図である。本発明の実施の形態によるインライン式真空蒸着装置におけるリングハース４と永久磁石の位置関係を示す部分の断面図である。磁束Ｂが真空槽の底部壁面を透過して、リングハース４の表面まで達して平行磁場区間を形成している様子を示す。本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置に使用する磁石装置の永久磁石の発生する平行磁場の説明図である。永久磁石２６ａ、２６ｂは、２個一組としてヨーク２４の両端部に接着されている。接着にあたり、永久磁石２６ａと永久磁石２６ｂが磁気回路を構成するように、永久磁石２６ａはＮ極を上側にして接着し、永久磁石２６ｂはＮ極を下側にして接着している。このことにより、永久磁石２６ａはＮ極、永久磁石２６ｂはＳ極として使用する。Ｎ極である永久磁石２６ａとＳ極である永久磁石２６ｂの間は空間に磁束Ｂが発生する。本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置の実施例２の説明図である。リングハースを３個とした例である。本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置の実施例２の平面図である。リングハースを３個とした例である。一つのピアス式電子銃３が一つの蒸発ポイントＰに対応する。本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置の実施例３の平面図である。マルチポイント方式のＸジャンプ方式の真空蒸着装置の例である。本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置の実施例４の平面図である。マルチポイント方式のＹジャンプ方式の真空蒸着装置の例である。本発明の実施の形態の磁石装置２０の取り付け状況を説明する部分断面図である。磁石装置２０は磁石を取り付けたヨーク２４の前後左右の位置調整と角度調整が可能なものである。本発明の実施の形態の磁石装置２０の正面図である。本発明の実施の形態の磁石装置２０の平面図である。本発明の変形例１の磁石装置４０の取り付け状況を説明する部分断面図である。前後左右の位置調整のみ可能な磁石装置である。本発明の変形例１の磁石装置４０の正面図である。本発明の変形例１の磁石装置４０の平面図である。本発明の変形例２の磁石装置６０の取り付け状況を説明する部分断面図である。可能な限り薄くした磁石装置である。本発明の変形例２の磁石装置６０の正面図である。本発明の変形例２の磁石装置６０の平面図である。従来のインライン式真空蒸着装置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（蒸着室内部の本体側面からの説明図）である。蒸着室１０２内に電子ビーム偏向装置１２０を設けている。２次電子吸収板も設置されており、蒸着室１０２内が狭い。図１８に示した、インライン式真空蒸着装置におけるピアス式電子銃とリングハースとの位置関係を示す平面図である。従来の電子ビーム偏向装置の平面図である。従来、スクレーパー１０８が設置されていた。従来の電子ビーム偏向装置の側面図である。従来、冷却用配管設備が必用であった。偏向コイル用水変換アダプター１２２はその一部である。従来の電子ビーム偏向装置の正面図である。本実施の形態の磁石装置による電子ビーム形状の例である。リングハース上で蒸発ポイントＰの四角い範囲に照射している様子を示している。本実施の形態の磁石装置による電子ビーム形状の例である。蒸発ポイントＰでの拡大図である。歪なく方形に照射されている。比較のための従来の電子ビーム偏向装置による電子ビーム形状の例である。蒸発ポイントＰの形状が歪んでいる。インライン式真空蒸着装置の模式図である。Ａが２室の場合、Ｂが３室の場合である。

符号の説明

１真空処理装置
２蒸着室
３ピアス式電子銃
４リングハース
４ａ溝部
５フィーダ
６材料供給装置
１０ガラス基板
２０磁石装置
２１取り付けブラケット
２２取り付けプレート（１）
２３取り付けプレート（２）
２４ヨーク
２４ａヨーク中心
２５分度器
２６ａ永久磁石（Ｎ極）
２６ｂ永久磁石（Ｓ極）
２７長穴
２８長穴
２９回動中心軸
４０磁石装置
４１取り付けブラケット
４２取り付けプレート（１）
４３取り付けプレート（２）
４４ヨ−ク
４６ａ永久磁石（Ｎ極）
４６ｂ永久磁石（Ｓ極）
４７長穴
４８長穴
６０磁石装置
６１取り付けブラケット
６２取り付けプレート（１）
６３取り付けプレート（２）
６４ヨーク
６６ａ永久磁石（Ｎ極）
６６ｂ永久磁石（Ｓ極）
６７長穴
６８長穴
６９回動中心軸
８１、８２インライン式真空蒸着装置
８３仕込／取出室
８４仕込室
８５取出室
９１排気口
９４〜９６扉
９７〜９８ゲートバルブ
１０１真空処理装置
１０２蒸着室
１０３ピアス式電子銃
１０４リングハース
１０４ａ溝部
１０５フィーダ
１０６材料供給装置
１０７二次電子吸収板
１０８スクレーパー
１１０ガラス基板
１１１蒸着材料
１２０電子ビーム偏向装置
１２１偏向コイル
１２２偏向コイル用水変換アダプター（水冷却配管設備の一つ）
１２３補助ヨ−ク
１２６ポールピース
Ｂ磁束
L ヨ−クの寸法
M 平行磁場区間
Ｎ揺動コイル
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２蒸発ポイント

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施の形態を図１〜４に示す。まず、図１〜４を参照して装置構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態の蒸着被膜の形成に使用するインライン式真空蒸着装置１の実施例の真空槽（蒸着室）２におけるガラス基板１０の搬送方向と、電子ビームを発生するピアス式電子銃３と、蒸着材料１１を収容したリングハ−ス４の位置関係を示す図である。本発明で使用する電子ビームを偏向する磁石装置２０は、リングハ−ス４の裏側で蒸着室２の外側（大気中）に蒸発ポイント毎に設けられている（図３参照）。

図２は、本発明の実施の形態の磁石装置２０の永久磁石２６ａ、２６ｂの配置を示す説明図である。リングハース４の溝部４ａ内の蒸着材料１１であるＭｇＯ表面で約１０〜３０ガウスの磁場を得るように永久磁石２６ａ、２６ｂの強度を決定した。また、ビームのスイープの範囲内ではほぼ平行磁場になるような磁気回路を成すようにヨーク２４の寸法L（図４参照）を決めた。更に電子ビームが高い入射角度で入射するように蒸発ポイントＰと磁気装置２０の位置を最適化した。本実施例では、永久磁石２６ａ、２６ｂの中間点であるヨーク２４の中心２４ａの上方リングハース４の表面において３０ガウス以上とし、リングハース４の表面の蒸発ポイントＰでは１０ガウス以上の磁束Ｂを得るように調整した。

図３は、リングハース４と永久磁石２６ａ、２６ｂの位置関係を示す蒸着室２の断面の部分図である。リングハース４は、蒸着室２の内部（真空側）にある。一方、永久磁石２６ａ、２６ｂは、蒸着室２の外部（大気側）にある。蒸着室２の底面の下方に永久磁石２６ａ、２６ｂを配置する部分の材質は透磁性の材料を使用している。

図４は、本発明の実施の形態の磁石装置２０の永久磁石部分の拡大図である。ヨーク２４の両端に永久磁石２６ａ、２６ｂが接着されており、一方のＮ極が他方のＳ極にヨーク２４を介して結合し、上方の磁束Ｂを発生して磁気回路を形成するようになっている。その磁束Ｂの平行磁場区間を電子ビームの制御に使用する。また、平行磁場区間の寸法Ｍが、電子ビームのスイープの範囲をカバーするようにヨーク２４の寸法Lを決定する。

更に、図９〜１１にて、本発明で使用する電子ビームを偏向する磁石装置２０の実施例１の詳細を説明する。

図９は、本発明の実施の形態の磁石装置２０とリングハース４の位置関係を示す説明図である。蒸着室２の底面のリングハース４の下方に、磁石装置２０が配置されている。

図１０は磁石装置２０の正面図である。また、図１１は、磁石装置２０の平面図である。取り付けブラケット２１に取り付けプレート２２が長穴２７により左右方向に調整可能に取り付けられている。次に取り付けプレート２２に取り付けプレート２３が長穴２８を用いて前後に位置調整可能に取り付けられている。更に取り付けプレート２３にその上に永久磁石２６ａ、２６ｂを接着したヨ−ク２４が回動中心軸２９を介して取り付けられている。更に、取り付けプレート２３には微調整のための分度器２５、取り付けプレート２２には位置調整のためのスケール２２ａ、取り付けブラケット２１には位置調整のためのスケ−ル２１ａが追加工されている。このような構成により永久磁石２６を接着したヨ−ク２４は、精密に角度及び位置調整可能となっている。なお、取り付けに使用したネジ類は取り付けプレ−トの裏にあるため図示しない。

次に、磁石装置２０の機能を説明する。図２において、ピアス式電子銃３から電子ビーム（点線）が水平方向に照射されると、リングハース４の上方を直進する。リングハース４の下方には磁石装置２０が配置され、その上方には磁束Ｂが電子ビームに直交する方向に発生している。電子ビームは磁束Ｂにより、下方に曲げられて蒸発ポイントＰに照射される。磁石装置２０は精密に角度及び位置調整されているため、ピアス式電子銃３の特に図示しない揺動コイルの制御に忠実に従って蒸発ポイントＰを歪なく走査することができる。その結果、リングハース４上の蒸着材料１１が効率よく蒸発することができる。これにより、先に記述した様々な効果が得られる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は他の構成の真空処理装置にも使用可能である。図５〜８に他の構成の真空蒸着装置の例を示す。

図５〜６にリングハース４を３個にした場合の実施例を示す。図５は、リングハースを３個にした場合のインライン式真空蒸着装置１の蒸着室２の概略を示す図である。図６は図５の装置の蒸着室２におけるガラス基板１０の搬送方向と、ピアス式電子銃３と、磁石装置２０の位置関係を示す平面図である。本実施例では、ピアス式電子銃３は、ガラス基板１０の搬送方向正面に横一列に並んで固定されている。一つのピアス式電子銃３は一つの蒸発ポイントＰに対応するようになっている。本発明の実施の形態によれば６個ある磁石装置２０はそれぞれ十分な間隔を開けて配置できるので、機械的及び磁気的な相互干渉が発生しないため良好な成膜が可能である。

また、本発明はマルチポイント方式の真空蒸着装置にも適用可能である。図７は、マルチポイント蒸着のＸジャンプ方式の真空蒸着装置に適用した例を示す。個々のピアス式電子銃が内蔵する特に図示しない揺動コイルによって発せられるビ−ムを左右にジャンピングすることができる。図８は、マルチポイント蒸着のＹジャンプ方式の真空蒸着装置に適用した例を示す。個々のピアス式電子銃が内蔵する特に図示しない揺動コイルによって発せられるビ−ムを前後にジャンピングすることができる。更に、特に図示しないが前後左右にジャンピングすることも可能である。もちろん、揺動コイルはピアス式電子銃が内蔵するものに限らず、例えば、電子銃の外側Ｎ（図１参照）に別に設けても良い。このように、一つのピアス式電子銃３で複数の蒸発ポイントＰに対応する場合でも、磁石装置２０はそれぞれ十分な間隔をあけて配置できるので、機械的及び磁気的な相互干渉が発生しないため良好な成膜が可能である。

また、本発明で使用する磁石装置２０は、使用する真空蒸着装置に対応して変形できる。図１２〜１４は、磁石装置の変形例1である。この磁石装置４０は、永久磁石４６ａ、４６ｂを接着したヨ−ク４４の角度調整が不要の場合の例である。一つのピアス式電子銃３を一つの蒸発ポイントＰに固定して照射を行なう場合には、前後左右方向の調整のみでも良いためである。図１２では、リングハース４の下方に磁石装置４０が配置されている。

図１３は磁石装置４０の正面図である。また、図１４は、磁石装置４０の平面図である。取り付けブラケット４１に取り付けプレート４２が長穴４７を用いて前後に位置調整可能に取り付けられ、取り付けプレ−ト４３は取り付けプレート４２に長穴４８を用いて左右に位置調整可能に取り付けられている。更に取り付けプレート４３にその上に永久磁石４６ａ、４６ｂを接着したヨ−ク４４が取り付けられている。ヨーク４４は、角度調整はできない。

図１５〜１７は、磁石装置の変形例２である。この磁石装置６０では、特に永久磁石６６ａ、６６ｂが小さいことを有効に活用して、磁石装置６０を可能な限り薄くした例である。図１５では、リングハース４の下方に磁石装置６０が配置されている。

図１６は磁石装置６０の正面図である。また、図１７は、磁石装置６０の平面図である。取り付けブラケット６１に取り付けプレート６２が長穴６７を用いて左右に位置調整可能に取り付けられ、取り付けプレ−ト６２には取り付けプレート６３が長穴６８を用いて前後に位置調整可能に取り付けられている。更にその側方への張り出し６３ａに永久磁石６６ａ、６６ｂを接着したヨーク６４が回動中心軸６９を介して取り付けられている。ヨーク６４は回動中心軸６９を中心に角度調整ができるようになっている。

以上述べた磁石装置２０の効果を従来の装置と比較するため、電子ビームの照射実験を行なった。その結果を図２３〜２５にて説明する。図２５は、従来の電子ビーム偏向装置１２０による蒸発ポイントＰでの観測結果である。従来は、方形になるように制御しても歪んで楕円形状となっていた。

図２３は、本実施の形態の磁石装置２０による蒸発ポイントＰでの観測結果である。方形にリングハース４の上を照射できる。図２４は、本実施の形態の磁石装置による蒸発ポイントＰでの拡大観測結果である。所望する方形のビーム形状となっており、ピアス式電子銃３の図示しない揺動コイルの制御に従って歪みなく照射されたことが分る。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変更が可能である。

本発明の真空処理装置はＭｇＯ蒸着に限らず、ピアス式電子銃を使用する真空処理装置に適用できる。

本発明の実施の形態のインライン式真空蒸着装置では蒸着材料を入れる容器をリングハース４としたが、角形ハースやるつぼでも良い。

本発明はＭｇＯ被膜の形成方法のほか、ＳｉＯ₂被膜、ＴｉＯ₂被膜やＡｌ₂Ｏ₃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。

本発明の実施の形態では、電子ビームの偏向に用いる永久磁石を、蒸着室の大気側（蒸着室外）に設置したが、真空槽内のリングハース４の下側に設置しても良い。

また、本発明の真空処理装置は、各種のインライン式真空蒸着装置に応用できる。図２６にインライン式真空蒸着装置の模式図を示す。図２６Ａが２室の場合のインライン式真空蒸着装置８１、図２６Ｂが３室の場合のインライン式真空蒸着装置８２である。２室の場合は、蒸着室２と仕込／取出室８３をゲートバルブで仕切れるように構成する。３室の場合は蒸着室２、仕込室８４、取出室８５をゲートバルブで仕切れるように構成する。
いずれもゲートバルブを閉じて、蒸着室２の真空を保ちながら、扉９４〜９６の開閉をして、ガラス基板１０を仕込んだり、取り出したり出来るように構成されていて、蒸着膜の製造効率の向上を図っている。

Claims

ピアス式電子銃の電子ビームを真空槽内の蒸発源に収容された蒸着材料に照射し、前記蒸発源に対向する被処理基板に蒸着膜を形成する真空処理装置において、前記電子ビームの入射方向に対して略直交し、かつ前記蒸発源の電子ビーム照射面に対して略平行な磁場を形成する磁石装置を、前記電子ビーム照射面の裏側の真空槽外に配設することにより、前記蒸発源の蒸発ポイントへ前記電子ビームを偏向させて誘導することを特徴とする真空処理装置。
前記蒸発源が、リングハースであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の真空処理装置。
前記蒸着材料が、金属、金属酸化物または絶縁物であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の真空処理装置。
前記金属酸化物が、プラズマディスプレイパネルの保護膜として用いられるMｇOまたはＭｇＯ複合材料であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の真空処理装置。
前記磁石装置が、永久磁石で構成されたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の真空処理装置。
前記真空処理装置が少なくとも仕込／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室を有するインライン式真空蒸着装置であり、前記ピアス式電子銃が前記蒸着室の被処理基板の搬送方向に対する側壁面に固定され、被処理基板の搬送方向に対して略直交方向に向けて電子ビームを発するように制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の真空処理装置。
ピアス式電子銃の揺動コイルによる電子ビームのジャンピングにより、２つ以上の蒸発ポイントを形成することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の真空処理装置。
前記ピアス式電子銃の揺動コイルにより、電子ビームを前後または左右にジャンピングさせることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の真空処理装置。
前記真空処理装置が少なくとも仕込／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室を有するインライン式真空蒸着装置であり、前記ピアス式電子銃が前記蒸着室の被処理基板の搬送方向に対する正面または背面の壁面に固定され、被処理基板の搬送方向に対して略同方向に向けて電子ビームを発するように制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の真空処理装置。
ピアス式電子銃の揺動コイルによる電子ビームのジャンピングにより、２つ以上の蒸発ポイントを形成することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の真空処理装置。
前記ピアス式電子銃の揺動コイルにより、電子ビームを前後または左右にジャンピングさせることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の真空処理装置。