JPH0336268A - Method and device for controlling vaporization of metallic material - Google Patents
Method and device for controlling vaporization of metallic materialInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は金属材料の蒸発量制御方法及び装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for controlling the amount of evaporation of a metal material.
［従来の技術］
真空蒸着を始めどしてイオンブレーティングやイオンミ
キシング等に用いられる従来の電子ビーム蒸発装置とし
ては、例えば第９図に示すものがある。[Prior Art] As a conventional electron beam evaporation apparatus used for vacuum evaporation, ion blating, ion mixing, etc., there is one shown in FIG. 9, for example.
第９図中、１は真空容器、２は金属材料８蒸発用の坩堝
３付き電子銃、４は電子銃２の上方に配設された、蒸着
等を行う基板、５は基板４の側部直下に配設され、坩堝
３から蒸発する金属材料８の蒸発速度及び基板４に付着
した金属材料の膜厚を検出する水晶式膜厚計であり、坩
堝３付き電子銃２、基板４、水晶式膜厚計５は真空容器
１内に収納されている。In FIG. 9, 1 is a vacuum container, 2 is an electron gun with a crucible 3 for evaporating metal material 8, 4 is a substrate placed above the electron gun 2 and performs vapor deposition, etc., and 5 is a side of the substrate 4. This is a crystal film thickness meter that is placed directly below the crucible 3 and detects the evaporation rate of the metal material 8 evaporated from the crucible 3 and the film thickness of the metal material adhered to the substrate 4. The type film thickness meter 5 is housed in the vacuum container 1.
又、６は水晶式膜厚計５からの信号を監視するモニター
、７はモニター６からの信号を基に水晶式膜厚計５によ
り検出された金属材料の蒸発速度及び膜厚を求め、電子
銃２から坩堝３内の金属材料８に射出される電子ビーム
９の出力をコントロールする電子銃コントローラである
。Further, 6 is a monitor that monitors the signal from the crystal film thickness meter 5, and 7 is a monitor that determines the evaporation rate and film thickness of the metal material detected by the crystal film thickness meter 5 based on the signal from the monitor 6, and calculates the film thickness of the metal material detected by the crystal film thickness meter 5. This is an electron gun controller that controls the output of the electron beam 9 emitted from the gun 2 to the metal material 8 in the crucible 3.
上記装置では、電子銃２から射出された電子ビーム９に
より坩堝３内の溶融した金属材料８が表面から蒸発（７
、その蒸気が基板４下面に付着して蒸着が行われる。In the above device, the molten metal material 8 in the crucible 3 is evaporated (7) from the surface by the electron beam 9 emitted from the electron gun 2.
, the vapor adheres to the lower surface of the substrate 4 and vapor deposition is performed.
又金属材料８の蒸気は水晶式膜厚計５にも付着し、水晶
振動子の振動により蒸発速度及び膜厚が検出され、その
信号はモニター６を経て電子銃コントローラ７へ送られ
、電子銃コントロ−ラ７からの指令により電子銃２から
の電子ビーム９の出力がコントロールされる。The vapor of the metal material 8 also adheres to the crystal film thickness gauge 5, and the evaporation rate and film thickness are detected by the vibration of the crystal oscillator, and the signals are sent to the electron gun controller 7 via the monitor 6, and are sent to the electron gun controller 7. The output of the electron beam 9 from the electron gun 2 is controlled by a command from the controller 7.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上述の電子ビーム蒸発装置にあっては、
下記のよ・うな問題がある。[Problem to be solved by the invention] However, in the above-mentioned electron beam evaporation device,
I have a problem like the one below.
Ｑ） 水晶式膜厚計５は、付着した金属材料の膜厚が
数１０廟になると水晶振動子の固有振動数が低下し、蒸
発速度や膜厚の検出か困難となるため、交換する必要が
生じる。Q) The crystal film thickness meter 5 needs to be replaced as the natural frequency of the crystal oscillator decreases when the film thickness of the adhered metal material reaches several tens of degrees, making it difficult to detect the evaporation rate and film thickness. occurs.
（［＋） 水晶式膜厚計５は数時間の操業で膜厚か敷
部になるため、長時間操業を行うには数時間ごとに水晶
式膜厚１ｉ−ｔ ５を交換する必要かある。([+) Since the crystal film thickness meter 5 becomes thick or thin after a few hours of operation, it may be necessary to replace the crystal film thickness 1i-t 5 every few hours for long-term operation. .
しかるに水晶式膜厚計５交換のために真空容器ｌをあけ
ると操業が中止され、又交換後操業を再開した場合には
、基板４に対する金属の蒸着状態か当初と異なり均一な
蒸着を行うことができない。従って水晶式膜厚計５は長
時間操業に適さない。However, when the vacuum container 1 is opened to replace the crystal film thickness gauge 5, the operation is stopped, and when the operation is resumed after the replacement, the metal is deposited uniformly on the substrate 4, unlike the initial state. I can't. Therefore, the crystal film thickness gauge 5 is not suitable for long-term operation.
（ト）操業は通常スタートから終了までプログラム制御
により連続的に行われるが、水晶式膜厚計５交換後操業
を再開した場合には蒸着状態が当初とは異なり、プログ
ラム制御が困難である。従って自動化運転を行うのは不
可能である。(g) Normally, the operation is carried out continuously from start to finish under program control, but when operation is restarted after replacing the quartz film thickness meter 5, the deposition state is different from the initial state, making program control difficult. Therefore, it is impossible to perform automated operation.
（ト）水晶式膜厚計５は１個当り１５００円程度である
が、１つの装置に水晶式膜厚計５を２個使用し１日３回
交換し年間２４０口稼動する場合、水晶式膜厚計５の予
備品だけでも年間約２００万円にもなり、ランニングコ
ストが高価になる。(g) The crystal film thickness gauge 5 costs about 1,500 yen per piece, but if you use two crystal film thickness gauges 5 in one device, replace them three times a day, and operate 240 units a year, Spare parts for the film thickness meter 5 alone cost about 2 million yen per year, making running costs expensive.
（ν） 複数の坩堝３から蒸発を行うときには、坩堝３
近傍で計測が必要となるが、水晶式膜厚計５は耐熱性が
ない（２００℃以下の雰囲気でしか使用できない）ため
、坩堝３近傍での計測は不可能であり、又坩堝３から離
れた位置で複数の坩堝３の制御を行っても各坩堝３を独
立して制御することができない。(ν) When performing evaporation from multiple crucibles 3,
Measurement must be performed nearby, but since the crystal film thickness meter 5 is not heat resistant (can only be used in an atmosphere below 200°C), measurement near the crucible 3 is not possible; Even if a plurality of crucibles 3 are controlled at different positions, each crucible 3 cannot be controlled independently.
Ｉｙｉ） 蒸着した金属材料か膜応力の大きい材料の
場合には、水晶式膜厚計５は破損する虞れがある。Iyi) In the case of a deposited metal material or a material with large film stress, there is a risk that the crystal film thickness gauge 5 may be damaged.
本発明は上述の実情に鑑み、長時間運転可能で、耐熱性
に富み、ランニングコストが安価で、複数の坩堝からの
蒸発量を独立して制御できるようにすることを目的どし
てなしたものである。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention has been made to provide a method that can be operated for a long time, has high heat resistance, has low running costs, and can independently control the amount of evaporation from a plurality of crucibles. It is something.
［課題を解決するための手段］
本発明方法は、電子ビームにより、溶融した金属材料の
表面から金属４４料を蒸発させ、金属材料の蒸発により
放出された熱電子の放出電流を検出すると共に該放出電
流から金属材料の蒸発速度を求め、該蒸発速度と設定さ
れた蒸発速度の偏差に対応して前記電子ビームの出力を
制御するものである。本発明方法では電子ビームの出力
のかわりに電子ビームのビームスポット径を制御するよ
うにしても良く、又電子ビームの出力のかわりに電子ビ
ームの走査時間や滞在時間を制御するようにしても良い
。[Means for Solving the Problems] The method of the present invention evaporates metal 44 from the surface of a molten metal material using an electron beam, detects the emission current of thermionic electrons emitted by the evaporation of the metal material, and The evaporation rate of the metal material is determined from the emission current, and the output of the electron beam is controlled in accordance with the deviation between the evaporation rate and the set evaporation rate. In the method of the present invention, the beam spot diameter of the electron beam may be controlled instead of the output of the electron beam, and the scanning time or dwell time of the electron beam may be controlled instead of the output of the electron beam. .
本発明装置は坩堝に収納された、溶融した金属材料を蒸
発させるための電子銃と、該金属材料の表面から放出さ
れた熱電子を捕捉する熱電子電流検出用電極と、該電極
で捕捉された熱電子を誘導し熱電子放出電流とするため
の負バイアス電源と、該熱電子放出電流を検出すること
により前記金属材料の蒸発速度を求める電流検出／積算
器と、求められた蒸発速度と設定された蒸発速度の偏差
に対応して前記電子銃に指令を与える電子銃コントロー
ラを設けたものである。The device of the present invention includes an electron gun housed in a crucible for evaporating a molten metal material, an electrode for detecting thermionic current that captures thermionic electrons emitted from the surface of the metal material, and a thermionic current detection electrode that captures thermionic electrons emitted from the surface of the metal material. a negative bias power supply for inducing the thermionic emission current to produce a thermionic emission current; a current detector/integrator for determining the evaporation rate of the metal material by detecting the thermionic emission current; An electron gun controller is provided that gives commands to the electron gun in response to a set deviation in evaporation rate.
［作 用］
電子ビームにより、溶融した金属材料表面から金属材料
が蒸発させられ、金属材料の蒸発により放出された熱電
子の放出電流が検出され、該放出電流から金属材料の蒸
発速度が求められ、該蒸発速度と設定された蒸発速度の
偏差に対応して前記電子ビームの出力が制御される。[Function] The electron beam evaporates the metal material from the surface of the molten metal material, the emission current of thermionic electrons released by the evaporation of the metal material is detected, and the evaporation rate of the metal material is determined from the emission current. The output of the electron beam is controlled in accordance with the deviation between the evaporation rate and the set evaporation rate.
又電子ビームは出力にかえスポット径を制御したり或い
は走査時間や滞在時間を制御することもできる。Moreover, instead of the output of the electron beam, the spot diameter can be controlled, or the scanning time and residence time can also be controlled.
［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、第１図〜第６図において第９図に示すものと同一
のものには同一の符号が付しである。1 to 6 that are the same as those shown in FIG. 9 are given the same reference numerals.
第１図は本発明の第１実施例で、金属材料の蒸着を行う
場合を示している。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which a metal material is vapor-deposited.
１基の真空容器１内には、材料蒸発用の、坩堝３付き電
子銃２が２組配設され、各坩堝３の斜め直上部には、夫
々耐熱材（Ｍｏ、Ｔａ等）又は水冷銅から威る熱電子電
流検出用電極ｌＯが設置されている。Two sets of electron guns 2 with crucibles 3 for material evaporation are arranged in one vacuum vessel 1, and directly above each crucible 3 is a heat-resistant material (Mo, Ta, etc.) or water-cooled copper. An electrode IO for detecting thermionic current is installed.
電極ｌＯには熱電子誘導用の負バイアス電源１１が接続
され、該負バイアス電源１１には電流検出／積算器１２
が接続され、電流検出／積算器ｔ２は電子銃コントロー
ラ７及び電子銃２に接続されている。A negative bias power supply 11 for thermoelectron induction is connected to the electrode IO, and a current detector/integrator 12 is connected to the negative bias power supply 11.
is connected, and the current detection/integrator t2 is connected to the electron gun controller 7 and the electron gun 2.
金属材料８の基板４に対する蒸着時には、電子銃コント
ローラ７に設定された蒸発速度ａ（。When depositing the metal material 8 onto the substrate 4, the evaporation rate a() is set in the electron gun controller 7.
に対応した指令Ｖが電子銃２に与えられ、電子銃２から
は蒸発速度ａ（Ｈに対応した出力Ｆの電子ビーム９が坩
堝３内の金属材料８に向って射出され、該金属材料８の
表面８ａから金属材料８の蒸気と一緒に熱電子ｅｊ″′
（第６図参照）が放出される。A command V corresponding to is given to the electron gun 2, and an electron beam 9 with an output F corresponding to the evaporation rate a Thermionic electrons ej″′ are generated together with the vapor of the metal material 8 from the surface 8a of
(see Figure 6) is released.
金属材料８の蒸気は上昇して基板４に蒸着され、一方熱
電子は熱電子電流検出用電極ｌＯにより捕捉されて負バ
イアス電源１１により誘導され、電流検出／積算器１２
で熱電子に基づく熱電子放出電流■が求められるど共に
該熱電子放出電流工に対応した蒸発速度ａが求められ、
電子銃コントローラ７で求められた蒸発速度ａと設定さ
れた蒸発速度ａＱが比較され、両者に偏差Ａｔａ（−ａ
−ａｏ）がある場合には、電子銃コントローラ７からは
指令■が電子銃２に与えられ、電子銃２からは偏差Ａａ
に対応した出力Ｆの電子ビーム９か出力される。The vapor of the metal material 8 rises and is deposited on the substrate 4, while the thermionic electrons are captured by the thermionic current detection electrode 10 and induced by the negative bias power supply 11, and are transferred to the current detector/integrator 12.
The thermionic emission current (2) based on thermionic electrons is obtained, and the evaporation rate a corresponding to the thermionic emission current is also obtained,
The evaporation rate a determined by the electron gun controller 7 and the set evaporation rate aQ are compared, and a deviation Ata (-a
-ao), the electron gun controller 7 gives the command ■ to the electron gun 2, and the electron gun 2 sends the deviation Aa
An electron beam 9 with an output F corresponding to is output.
なお、設定された蒸発速度ａ。と電子銃２からの出力Ｆ
３或いは偏差Ａａと電子銃２からの出力Ｆは、Ｆｏｃａ
□ 、、ＦｃｒｔＡａのような一定の関数関係がある。Note that the set evaporation rate a. and the output F from electron gun 2
3 or the deviation Aa and the output F from the electron gun 2 are Foca
□ , , There is a certain functional relationship such as FcrtAa.
次に、蒸発速度ａの求め方を第６図により説明する。Next, how to determine the evaporation rate a will be explained with reference to FIG.
電子ビーム９により坩堝３内の金属材料８加熱蒸発させ
たときの蒸発速度ａは、
を
で表わされ、又金属材料８からの熱電子ｅｔに起因する
放出電流■は、
で表わされる。このため、■式からＴを求め、該Ｔを■
式のＴｓに直接代入するか、或いはＴに係数を掛けたも
のをＴｓに代入することにより蒸発速度ａか求められる
。The evaporation rate a when the metal material 8 in the crucible 3 is heated and evaporated by the electron beam 9 is expressed as follows, and the emission current (2) caused by thermionic electrons et from the metal material 8 is expressed as. For this reason, calculate T from the formula (■), and convert the T to ■
The evaporation rate a can be found by directly substituting Ts in the equation, or by substituting Ts multiplied by a coefficient.
ここで、Ｐｓ ；溶融した金属材料８の温度Ｔ（ＯＫ、
）における飽和蒸気圧
（Ｐａ ）
Ｍｄ 、蒸発した金属材料８の分子量Ｔｓ ；坩堝３
内の溶融した金属材料
８の表面温度（０Ｋ）
Ｓ ；坩堝３内の溶融した金属材料
８の表面積（ｍ２）
Ａ ；リチャードソン定数
Ｒ；ポルツマン定数
０
ψ ；定数
従って、実際の装置では、Ｐｓ、Ｍｄ、Ｓ。Here, Ps; temperature T of the molten metal material 8 (OK,
) saturated vapor pressure (Pa) Md, molecular weight Ts of evaporated metal material 8; crucible 3
surface temperature (0K) of the molten metal material 8 in the crucible 3; surface area (m2) of the molten metal material 8 in the crucible 3 A; Richardson constant R; Portzmann constant 0 ψ; constant Therefore, in the actual device, Ps , Md., S.
ＡＳＲ，ψは予め電子銃コントローラ７に設定しておき
、電流検出／積算器１２により求めた蒸発速度ａを電子
銃コントローラ７に送り、上述のような制御を行うこと
になる。ASR and ψ are set in advance in the electron gun controller 7, and the evaporation rate a determined by the current detector/integrator 12 is sent to the electron gun controller 7 to perform the above-mentioned control.
第２図は本発明の第２実施例で、電子銃２を直線式電子
銃とし真空容器（の外側に配置した例で、金属材料８の
蒸着を行うものである。電子ビーム９の出力Ｆの制御は
第１図の場合と全く同様にして行う。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which the electron gun 2 is a linear electron gun and is placed outside the vacuum vessel, and a metal material 8 is deposited.The output F of the electron beam 9 is shown in FIG. The control is performed in exactly the same manner as in the case of FIG.
第３図は本発明の第３実施例であり、イオンブレーティ
ングを行うものでる。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, which performs ion blating.
図中、１３はプラズマ発生用のホローカソードプラズマ
銃、１４は電子銃２と基板４との間に配設された基板バ
イアス電源、１５はプラズマである。In the figure, 13 is a hollow cathode plasma gun for plasma generation, 14 is a substrate bias power supply disposed between the electron gun 2 and the substrate 4, and 15 is a plasma.
イオンプＩノーティング時には、ホローカソードプラズ
マ銃１３からプラズマ１５が射出され、坩堝３から蒸発
した金属材料８の蒸気はホローカニ１
ソードプラズマ銃１３によりプラズマ化され、基板４に
イオンブレーティングされる。During ion plasma gun 13, plasma 15 is ejected from hollow cathode plasma gun 13, and the vapor of metal material 8 evaporated from crucible 3 is turned into plasma by hollow crab 1 and sword plasma gun 13, and ion blasted onto substrate 4.
第４図は本発明の第４実施例で、第３実施例と同様イオ
ンブレーティングを行うものであるが、坩堝３から蒸発
した金属材料８の蒸気のイオン化を高周波コイル１６に
より行うようにした点か第３実施例と異なる。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, in which ion blating is performed similarly to the third embodiment, but the vapor of the metal material 8 evaporated from the crucible 3 is ionized by a high-frequency coil 16. This is different from the third embodiment in some respects.
第５図は本発明の第５実施例で、イオンミキシングを行
うものであり、基板４はイオンミキシングを行うため、
イオン源１７から射出されたイオンが坩堝３内の金属材
料８の表面に衝突するよう傾斜して配設されている。FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention, in which ion mixing is performed, and the substrate 4 is used to perform ion mixing.
The crucible is arranged to be inclined so that ions ejected from the ion source 17 collide with the surface of the metal material 8 in the crucible 3 .
坩堝３から蒸発した金属材料８の蒸気はイオン源１７か
ら射出されたイオンにより活性化され、基板４にブレー
ティングされる。The vapor of the metal material 8 evaporated from the crucible 3 is activated by ions ejected from the ion source 17 and is blasted onto the substrate 4 .
第３図〜第５図の各実施例においても、電子ビーム９の
出力Ｆの制御は第１、第２実施例と同様、放出された熱
電子を熱電子電流検出用電極１０により捕捉することに
より行う。In each of the embodiments shown in FIGS. 3 to 5, the output F of the electron beam 9 is controlled by capturing emitted thermoelectrons by the thermoelectron current detection electrode 10, as in the first and second embodiments. This is done by
蒸発速度ａの制御は、電子ビーム９の出力Ｆ２
を制御することにより行う以外に、電子銃２に内蔵され
たフォーカスコイルにより、坩堝３内の金属材料８表面
８ａに射出される電子ビーム９のスポット径を制御する
ことによっても行うことができる。The evaporation rate a is controlled not only by controlling the output F2 of the electron beam 9 but also by controlling the electron beam 9 emitted onto the surface 8a of the metal material 8 in the crucible 3 using a focus coil built into the electron gun 2. This can also be done by controlling the spot diameter.
すなわち、第７図に示すように、坩堝３内の溶融金属の
表面８ａに照射する電子ビームのスポット径をｄｌとす
ると、電子銃の出力がＦの場合、溶融金属の表面８ａの
単位面積当りに照射されるエネルギー密度Ｑは、
となる。この場合、エネルギー密度Ｑは一定に保持され
るから、スポット径ｄ１を変えることは出力Ｆを変える
ことになる。従ってスポット径ｄ１を変えることにより
上述の蒸発速度ａの制御が可能となる。なお、実際には
電子銃のビム集束コイルを制御する。That is, as shown in FIG. 7, if the spot diameter of the electron beam irradiated onto the surface 8a of the molten metal in the crucible 3 is dl, then when the output of the electron gun is F, per unit area of the surface 8a of the molten metal. The energy density Q irradiated to is as follows. In this case, since the energy density Q is held constant, changing the spot diameter d1 changes the output F. Therefore, by changing the spot diameter d1, the above-mentioned evaporation rate a can be controlled. Note that it actually controls the beam focusing coil of the electron gun.
３
又蒸発速度ａの制御は、電子銃２から射出される電子ビ
ーム９の走査方法（走査時間、滞在時間等）を制御する
ことにより行うことができる。3. Furthermore, the evaporation rate a can be controlled by controlling the scanning method (scanning time, residence time, etc.) of the electron beam 9 emitted from the electron gun 2.
すなわち、第８図に示すように、走査により電子銃から
出力された電子ビーム９を２個の坩堝３に振り分けるこ
とにより１個の坩堝３当りのビームエネルギーを実質的
に変えることができる。この場合には、電子銃のビーム
走査コイルを制御する。各坩堝３に対する電子ビーム９
の出力をＦ１滞在時間をｔｌ、ｔ２とすると、各坩堝３
への入力エネルギーＦ＋、Ｆ２はとなる。なお■式にお
いて、各坩堝３間の電子ビーム９移動中のロスは、移動
に要する時間が短時間（数１ｌｓ）のため無視できる。That is, as shown in FIG. 8, by distributing the electron beam 9 output from the electron gun by scanning to the two crucibles 3, the beam energy per crucible 3 can be substantially changed. In this case, the beam scanning coil of the electron gun is controlled. Electron beam 9 for each crucible 3
If the output of F1 stay time is tl and t2, each crucible 3
The input energies F+ and F2 are as follows. Note that in formula (2), the loss during the movement of the electron beam 9 between the crucibles 3 can be ignored because the time required for movement is short (several 1 ls).
又１台の電子銃で坩堝３は５基はど使用できる。Also, five crucibles 3 can be used with one electron gun.
なお、本発明は上述の実施例に限定されるもＡ
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変
更を加え得ることは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
［発明の効果］
上述したごとく、本発明の金属飼料の蒸発量制御方法及
び装置によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し
得る。[Effects of the Invention] As described above, the metal feed evaporation amount control method and apparatus of the present invention can provide various excellent effects as described below.
＜Ｉ） 熱電子電流検出用電極は付着した金属材料の
膜厚が厚くなっても測定不能になったり破損したりする
虞れがないため、交換する必要がなく長時間操業を行う
ことかでき、且つランニングコストもバイアス電源（３
０Ｖ１５Ａ）の消費電力使用代程度であるため安価にな
る。<I) The thermionic current detection electrode does not need to be replaced and can be operated for long periods of time because there is no risk of it becoming unmeasurable or being damaged even if the film of attached metal material becomes thick. , and the running cost is also lower than the bias power supply (3
Since the power consumption is about the same as 0V15A), it is inexpensive.
（ＩＩ） 長時間操業か可能となるため自動化が容易
に可能となる。(II) Since long-time operation is possible, automation is easily possible.
巾 熱電子電流検出用電極は耐熱性が良いため高融点材
料に対しても使用できると共に２点坩堝以上の多元蒸発
システムにおいて、各坩堝近傍に熱電子電流検出用電極
の配置が可能であるため各元素を独立して制御すること
ができる。Width The thermionic current detection electrode has good heat resistance, so it can be used for high melting point materials, and in a multi-dimensional evaporation system with two or more crucibles, the thermionic current detection electrode can be placed near each crucible. Each element can be controlled independently.
５5
第１図は本発明の第１実施例の系統図、第２図は本発明
の第２実施例の系統図、第３図は本発明の第３実施例の
系統図、第４図は本発明の第４実施例の系統図、第５図
は本発明の第５実施例の系統図、第６図は本発明におけ
る金属材料の蒸発速度を説明するための概念図、第７図
は本発明において、金属材料の蒸発量の制御を電子ビー
ムのスポット径を変えることにより行う場合の概念図、
第８図は本発明において、金属材料の蒸発量の制御を電
子ビームの坩堝に対する滞在時間を変えることにより行
う場合の概念図、第９図は従来装置の系統図である。
図中１は真空容器、２は電子銃、３は坩堝、４は基板、
７は電子銃コントローラ、８は金属材料、８ａは表面、
９は電子ビーム、ｔｏは熱電子電流検出用電極、工１は
負バイアス電源、１２は電流検出／積算器、ｅｊ−は熱
電子、■は熱電子放出電流（放出電流）、ａ＋ａｏは蒸
発速度、Ａａは偏差、Ｆは出力を示す。
６
第５図
特開平３
３６２６８ （７）FIG. 1 is a system diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a system diagram of the second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a system diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is the system diagram of the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a system diagram of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the evaporation rate of the metal material in the present invention, and FIG. 7 is a system diagram of the fifth embodiment of the present invention. In the invention, a conceptual diagram when controlling the amount of evaporation of a metal material by changing the spot diameter of an electron beam,
FIG. 8 is a conceptual diagram of the present invention in which the amount of evaporation of a metal material is controlled by changing the residence time of an electron beam in a crucible, and FIG. 9 is a system diagram of a conventional apparatus. In the figure, 1 is a vacuum container, 2 is an electron gun, 3 is a crucible, 4 is a substrate,
7 is an electron gun controller, 8 is a metal material, 8a is a surface,
9 is the electron beam, to is the electrode for detecting thermionic current, 1 is the negative bias power supply, 12 is the current detector/integrator, ej- is thermionic electron, ■ is thermionic emission current (emission current), a+ao is the evaporation rate , Aa is the deviation, and F is the output. 6 Figure 5 Japanese Patent Application Publication No. 36268 (7)
Claims (1)
属材料を蒸発させ、金属材料の蒸発により放出された熱
電子の放出電流を検出すると共に該放出電流から金属材
料の蒸発速度を求め、該蒸発速度と設定された蒸発速度
の偏差に対応して前記電子ビームの出力を制御すること
を特徴とする金属材料の蒸発量制御方法。 ２）電子ビームの出力のかわりに電子ビームのビームス
ポット径を制御する請求項１に記載の金属材料の蒸発量
制御方法。 ３）電子ビームの出力のかわりに電子ビームの走査時間
や滞在時間を制御する請求項１に記載の金属材料の蒸発
量制御方法。 ４）坩堝に収納された、溶融した金属材料を蒸発させる
ための電子銃と、該金属材料の表面から放出された熱電
子を捕捉する熱電子電流検出用電極と、該電極で捕捉さ
れた熱電子を誘導し熱電子放出電流とするための負バイ
アス電源と、該熱電子放出電流を検出することにより前
記金属材料の蒸発速度を求める電流検出／積算器と、求
められた蒸発速度と設定された蒸発速度の偏差に対応し
て前記電子銃に指令を与える電子銃コントローラを設け
たことを特徴とする金属材料の蒸発量制御装置。[Claims] 1) Evaporate the metal material from the surface of the molten metal material with an electron beam, detect the emission current of thermionic electrons emitted by the evaporation of the metal material, and detect the evaporation of the metal material from the emission current. A method for controlling the amount of evaporation of a metal material, comprising determining the evaporation rate and controlling the output of the electron beam in accordance with the deviation between the evaporation rate and a set evaporation rate. 2) The method for controlling the amount of evaporation of a metal material according to claim 1, wherein the beam spot diameter of the electron beam is controlled instead of the output of the electron beam. 3) The method for controlling the amount of evaporation of a metal material according to claim 1, wherein the scanning time and residence time of the electron beam are controlled instead of the output of the electron beam. 4) An electron gun housed in a crucible for evaporating a molten metal material, an electrode for detecting thermionic current that captures thermionic electrons emitted from the surface of the metal material, and the heat captured by the electrode. a negative bias power supply for inducing electrons to produce a thermionic emission current; a current detector/integrator for determining the evaporation rate of the metal material by detecting the thermionic emission current; An apparatus for controlling the amount of evaporation of a metal material, comprising: an electron gun controller that gives a command to the electron gun in response to a deviation in the evaporation rate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172136A JPH0735573B2 (en) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | Evaporation control device for metallic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172136A JPH0735573B2 (en) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | Evaporation control device for metallic materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336268A true JPH0336268A (en) | 1991-02-15 |
| JPH0735573B2 JPH0735573B2 (en) | 1995-04-19 |
Family
ID=15936236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172136A Expired - Fee Related JPH0735573B2 (en) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | Evaporation control device for metallic materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735573B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007051326A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Ulvac Japan Ltd | Electron beam vapor deposition system, method for depositing vapor deposited film on the surface of substrate using the system, pierce type electron gun, and method for monitoring beam state of pierce type electron gun |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58185768A (en) * | 1982-04-23 | 1983-10-29 | Shinko Seiki Kk | Control device for evaporation rate |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP1172136A patent/JPH0735573B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58185768A (en) * | 1982-04-23 | 1983-10-29 | Shinko Seiki Kk | Control device for evaporation rate |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007051326A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Ulvac Japan Ltd | Electron beam vapor deposition system, method for depositing vapor deposited film on the surface of substrate using the system, pierce type electron gun, and method for monitoring beam state of pierce type electron gun |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735573B2 (en) | 1995-04-19 |
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