JPH0726359Y2 - 電子ビーム蒸着用電子銃 - Google Patents
電子ビーム蒸着用電子銃Info
- Publication number
- JPH0726359Y2 JPH0726359Y2 JP2408390U JP2408390U JPH0726359Y2 JP H0726359 Y2 JPH0726359 Y2 JP H0726359Y2 JP 2408390 U JP2408390 U JP 2408390U JP 2408390 U JP2408390 U JP 2408390U JP H0726359 Y2 JPH0726359 Y2 JP H0726359Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- electron
- sweep
- electromagnet
- beam evaporation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、電子ビーム蒸着で用いられる電子銃に関す
る。
る。
（従来の技術） 従来、真空中で原材料物質（例えばアルミニウムなど）
に電子ビームを照射することにより、原材料物質を加
熱、蒸発させ、半導体基板等の基板表面に前記原材料物
質の薄膜を堆積させる電子ビーム蒸着が知られている。
このような電子ビーム蒸着を行う為の電子銃は、一般に
前記原材料物質を収容する為のルツボと、加速電子ビー
ム源と、加速電子ビーム源から発射した電子の軌跡をル
ツボに向かわせる為の偏向磁場印加手段（180度乃至270
度偏向）により構成されていた。
に電子ビームを照射することにより、原材料物質を加
熱、蒸発させ、半導体基板等の基板表面に前記原材料物
質の薄膜を堆積させる電子ビーム蒸着が知られている。
このような電子ビーム蒸着を行う為の電子銃は、一般に
前記原材料物質を収容する為のルツボと、加速電子ビー
ム源と、加速電子ビーム源から発射した電子の軌跡をル
ツボに向かわせる為の偏向磁場印加手段（180度乃至270
度偏向）により構成されていた。
前記ルツボおよび加速電子ビーム源は、一組として一種
類の原材料物質について電子ビーム蒸着が可能としたも
のから、複数組として複数種の原材料物質を同時に蒸発
させて多元系の薄膜を電子ビーム蒸着できるようにした
ものまで知られている。
類の原材料物質について電子ビーム蒸着が可能としたも
のから、複数組として複数種の原材料物質を同時に蒸発
させて多元系の薄膜を電子ビーム蒸着できるようにした
ものまで知られている。
このような電子ビーム蒸着用電子銃を用いて原材料物質
について蒸着を行う場合、原材料物質がアルミニウム
等、融点の高くない金属の場合には、ルツボ内の原材料
物質全体が電子ビームの照射によって溶融するが、高融
点金属や絶縁物を原材料物質とする場合には、電子ビー
ムが照射される一点のみ溶融したり、もしくは昇華して
しまうので、蒸着特性（蒸着分布等）が一定にできない
ものであった。そこで、高融点金属や絶縁物の蒸着も良
好に行なえるように、前記の基本的な構成に加えて、偏
向磁場で偏向される電子の軌跡を定期的又は周期的に変
化させて、原材料物質上での電子ビームの照射位置を変
える為のスイープ用磁場印加手段を設置した電子銃も提
案されている（例えば、特願平１−200985号）。
について蒸着を行う場合、原材料物質がアルミニウム
等、融点の高くない金属の場合には、ルツボ内の原材料
物質全体が電子ビームの照射によって溶融するが、高融
点金属や絶縁物を原材料物質とする場合には、電子ビー
ムが照射される一点のみ溶融したり、もしくは昇華して
しまうので、蒸着特性（蒸着分布等）が一定にできない
ものであった。そこで、高融点金属や絶縁物の蒸着も良
好に行なえるように、前記の基本的な構成に加えて、偏
向磁場で偏向される電子の軌跡を定期的又は周期的に変
化させて、原材料物質上での電子ビームの照射位置を変
える為のスイープ用磁場印加手段を設置した電子銃も提
案されている（例えば、特願平１−200985号）。
この場合のスイープ用磁場印加手段は、通常、電磁石で
構成され、外部（真空容器の）から制御できるようにさ
れていた。
構成され、外部（真空容器の）から制御できるようにさ
れていた。
（考案が解決しようとする課題） 電子ビームの照射位置を変化させる為のスイープ用電磁
石を備えた電子ビーム蒸着用電子銃の場合、スイープ用
電磁石は純鉄等の磁性材料のバルクを芯体とし、該芯体
に導電線によるコイルを巻いて構成していた。従って、
コイルに電流を流した時、芯体にはうず電流が発生する
ので、その分が損失となっていた。この損失はスイープ
の周波数が高いほど大きくなるので、高速のスイープが
できない問題点があった。
石を備えた電子ビーム蒸着用電子銃の場合、スイープ用
電磁石は純鉄等の磁性材料のバルクを芯体とし、該芯体
に導電線によるコイルを巻いて構成していた。従って、
コイルに電流を流した時、芯体にはうず電流が発生する
ので、その分が損失となっていた。この損失はスイープ
の周波数が高いほど大きくなるので、高速のスイープが
できない問題点があった。
原材料物質を絶縁物とし、前記スイープ用電磁石を介し
て100〜200Hzの速度で電子ビームの照射位置をスイープ
した場合、原材料物質の表面が電子により帯電してしま
い、極端な場合には電子ビームが原材料物質に全く照射
できなくなったり、電子ビームが原材料物質の一点のみ
にしか照射しなくなり、一般に「穴掘り現象」と呼ばれ
る状態、即ち原材料物質に穴を掘ったような形状となっ
ていた。
て100〜200Hzの速度で電子ビームの照射位置をスイープ
した場合、原材料物質の表面が電子により帯電してしま
い、極端な場合には電子ビームが原材料物質に全く照射
できなくなったり、電子ビームが原材料物質の一点のみ
にしか照射しなくなり、一般に「穴掘り現象」と呼ばれ
る状態、即ち原材料物質に穴を掘ったような形状となっ
ていた。
原材料物質の表面の帯電を防止する為には、スイープ速
度を前記の速度より早くすることが考えられるが、スイ
ープ用電磁石へ流す電流の周波数を大きくすると、うず
電流損が増大し、発熱量が大きくなって、コイルとして
の効率が低下すると共に、スイープ量も小さくなるなど
の問題点となっていた。
度を前記の速度より早くすることが考えられるが、スイ
ープ用電磁石へ流す電流の周波数を大きくすると、うず
電流損が増大し、発熱量が大きくなって、コイルとして
の効率が低下すると共に、スイープ量も小さくなるなど
の問題点となっていた。
この考案は、このような問題点を解決しようとするもの
で、電子ビームの高速スイープを可能とし、効率の向上
も図った電子ビーム蒸着用電子銃を提供することを目的
としている。
で、電子ビームの高速スイープを可能とし、効率の向上
も図った電子ビーム蒸着用電子銃を提供することを目的
としている。
（課題を解決する為の手段） この考案の電子ビーム蒸着用電子銃は、ルツボと、加速
電子ビーム源と、加速電子ビーム源から発射した電子の
軌跡をルツボに向かわせる為の偏向磁場印加手段を有す
る電子ビーム蒸着用電子銃において、更に、前記加速電
子ビームの照射位置を変化させる為のスイープ用電磁石
が設置されており、該スイープ用電磁石が方向性硅素鋼
板を、互いに絶縁して重ね合せた芯体にコイルを巻いて
構成してあることを特徴としている。
電子ビーム源と、加速電子ビーム源から発射した電子の
軌跡をルツボに向かわせる為の偏向磁場印加手段を有す
る電子ビーム蒸着用電子銃において、更に、前記加速電
子ビームの照射位置を変化させる為のスイープ用電磁石
が設置されており、該スイープ用電磁石が方向性硅素鋼
板を、互いに絶縁して重ね合せた芯体にコイルを巻いて
構成してあることを特徴としている。
（作用） この考案の電子ビーム蒸着用電子銃によれば、スイープ
用電磁石におけるうず電流の発生を低減することができ
る。この結果、コイルとしての効率を向上し、発熱量を
小さくすると共に、高い周波数の電流を流して電子ビー
ムの十分なスイープを行うことができる。
用電磁石におけるうず電流の発生を低減することができ
る。この結果、コイルとしての効率を向上し、発熱量を
小さくすると共に、高い周波数の電流を流して電子ビー
ムの十分なスイープを行うことができる。
（実施例） 以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。
第１図乃至第３図において、１は平面略方形とした水冷
ハースであり、四隅部下側に永久磁石21、22、…24が埋
設してあり、該永久磁石21、22、…24で平面環状の磁気
回路３が形成してある。そして、この環状磁気回路３に
沿うように、水冷ハース１の各辺の中央上面にルツボ4
1、42、…44が設けてあると共に、各ルツボの外側に加
速電子ビーム源51、52、…54が設けてある。前記加速電
子ビーム源51、52、…54は、夫々フィラメント６と電極
７で構成されている。この加速電子ビーム源51、…から
発射された電子は、前記磁気回路３によって第２図中矢
示15のように偏向されてルツボ41、…に照射されるもの
で、前記永久磁石21、…による磁気回路３は偏向磁場印
加手段を構成している。第２図において、８は水冷ハー
ス１に対する冷却水の循環路である。前記水冷ハース１
の外周に、平面円形とした環状のスイープ用電磁石９が
設けてある。スイープ用電磁石９は第３図および第４図
に示したように、方向性硅素鋼板10（厚さ0.1mm、GT−1
00）を互いに絶縁して重ね合わせることにより、１個の
環状芯体11（ヨーク）が構成してあり、該環状芯体11に
４個のコイル121、122、…124を巻装してあるもので、
コイル121、122、…124は対向するコイル同士で一対と
され、各対におけるコイルによる磁力線の方向が反対の
方向となるようにしてある。即ち、今、リード線131、1
32を介してコイル121、123に電流を流すと、コイル121
によって磁力線141が発生する一方、コイル123によって
磁力線143が発生するようにしてある。コイル122、124
の対に対してリード線133、134を介して電流を流した場
合も同様である。
ハースであり、四隅部下側に永久磁石21、22、…24が埋
設してあり、該永久磁石21、22、…24で平面環状の磁気
回路３が形成してある。そして、この環状磁気回路３に
沿うように、水冷ハース１の各辺の中央上面にルツボ4
1、42、…44が設けてあると共に、各ルツボの外側に加
速電子ビーム源51、52、…54が設けてある。前記加速電
子ビーム源51、52、…54は、夫々フィラメント６と電極
７で構成されている。この加速電子ビーム源51、…から
発射された電子は、前記磁気回路３によって第２図中矢
示15のように偏向されてルツボ41、…に照射されるもの
で、前記永久磁石21、…による磁気回路３は偏向磁場印
加手段を構成している。第２図において、８は水冷ハー
ス１に対する冷却水の循環路である。前記水冷ハース１
の外周に、平面円形とした環状のスイープ用電磁石９が
設けてある。スイープ用電磁石９は第３図および第４図
に示したように、方向性硅素鋼板10（厚さ0.1mm、GT−1
00）を互いに絶縁して重ね合わせることにより、１個の
環状芯体11（ヨーク）が構成してあり、該環状芯体11に
４個のコイル121、122、…124を巻装してあるもので、
コイル121、122、…124は対向するコイル同士で一対と
され、各対におけるコイルによる磁力線の方向が反対の
方向となるようにしてある。即ち、今、リード線131、1
32を介してコイル121、123に電流を流すと、コイル121
によって磁力線141が発生する一方、コイル123によって
磁力線143が発生するようにしてある。コイル122、124
の対に対してリード線133、134を介して電流を流した場
合も同様である。
上記のように構成した電子ビーム蒸着用電子銃において
は、加速電子ビーム源51、52、…54から発射された電子
ビームは、前記磁気回路３による偏向磁場印加手段によ
って、夫々第２図中15のような軌跡を描いて、ルツボ4
1、42…44の略中央に照射する。ここで、前記スイープ
用電磁石９を動作させると、コイル121、122、…124い
よる磁界が作用するので、電子ビームの照射位置を変化
させることができる。
は、加速電子ビーム源51、52、…54から発射された電子
ビームは、前記磁気回路３による偏向磁場印加手段によ
って、夫々第２図中15のような軌跡を描いて、ルツボ4
1、42…44の略中央に照射する。ここで、前記スイープ
用電磁石９を動作させると、コイル121、122、…124い
よる磁界が作用するので、電子ビームの照射位置を変化
させることができる。
前記の如く、リード線131、132を介してコイル121、123
に電流を流した時の磁力線141、143によって、電子ビー
ムの飛行空間には、151のような磁力線（Ｘ方向）を作
用させることができ、一方、リード線133、134を介して
コイル122、124に電流を流せば、前記磁力線151と直交
する方向の磁力線（Ｙ方向）を作用させることができ
る。即ち、コイル121、122、…124における対毎に流す
電流の方向および大きさを調整することで、あらゆる方
向成分を持つ磁力線を作用させることが可能で、結局、
加速電子ビーム源51、52、…54から発射された電子ビー
ムのルツボ41、42、…44における照射位置を自由にスイ
ープさせることができる。
に電流を流した時の磁力線141、143によって、電子ビー
ムの飛行空間には、151のような磁力線（Ｘ方向）を作
用させることができ、一方、リード線133、134を介して
コイル122、124に電流を流せば、前記磁力線151と直交
する方向の磁力線（Ｙ方向）を作用させることができ
る。即ち、コイル121、122、…124における対毎に流す
電流の方向および大きさを調整することで、あらゆる方
向成分を持つ磁力線を作用させることが可能で、結局、
加速電子ビーム源51、52、…54から発射された電子ビー
ムのルツボ41、42、…44における照射位置を自由にスイ
ープさせることができる。
前記環状芯体11は、磁性用純鉄（SUY）により同一形状
の環状芯体を構成した場合に比べて、発生磁力で約20％
向上でき、かつ発生熱量で約1/5に低減できることを実
験により確認した。
の環状芯体を構成した場合に比べて、発生磁力で約20％
向上でき、かつ発生熱量で約1/5に低減できることを実
験により確認した。
ルツボ41、42、…44の一つ乃至全部に絶縁物、高融点金
属などの原材料物質を投入して蒸着を行う場合、コイル
121、122、…124に交流電流を流して磁力線の方向を変
化させて、電子ビームをスイープさせることになる。前
記磁性用純鉄を環状芯体としたスイープ用電磁石では20
0Hz程度がスイープの限界で、これ以上周波数を高くし
ても、うず電流による損失が増大してスイープが不可能
となったのに対して、実施例の環状芯体11によるスイー
プ用電磁石９では、500Hz程度まで周波数を高くして、
電子ビームのスイープをすることができた。絶縁物を原
材料物質とした場合でも、「穴掘り現象」が発生するこ
となく、正常な蒸着が行えた。これはビーム照射地点で
透体表面に電荷が蓄えられる前に、ビーム照射位置が変
化することにより、一種のコンデンサと同様にみなせ、
正常な蒸着が行えるものと考えられる。
属などの原材料物質を投入して蒸着を行う場合、コイル
121、122、…124に交流電流を流して磁力線の方向を変
化させて、電子ビームをスイープさせることになる。前
記磁性用純鉄を環状芯体としたスイープ用電磁石では20
0Hz程度がスイープの限界で、これ以上周波数を高くし
ても、うず電流による損失が増大してスイープが不可能
となったのに対して、実施例の環状芯体11によるスイー
プ用電磁石９では、500Hz程度まで周波数を高くして、
電子ビームのスイープをすることができた。絶縁物を原
材料物質とした場合でも、「穴掘り現象」が発生するこ
となく、正常な蒸着が行えた。これはビーム照射地点で
透体表面に電荷が蓄えられる前に、ビーム照射位置が変
化することにより、一種のコンデンサと同様にみなせ、
正常な蒸着が行えるものと考えられる。
尚、実施例におけるスイープ用電磁石９は環状芯体11の
内径を150mmφ、外径を160mmφ、コイル121、122、…12
4の巻数は夫々200回、電流は1.5A（実効値）とした。
内径を150mmφ、外径を160mmφ、コイル121、122、…12
4の巻数は夫々200回、電流は1.5A（実効値）とした。
以上、実施例ではルツボを４個とした場合について説明
したが、ルツホが１個、２個、３個或いは５個以上の場
合でも、方向性硅素鋼板を用いて芯体を構成してコイル
を巻くことにより、スイープ用電磁石を構成でき、同様
の作用効果が得られるものである。
したが、ルツホが１個、２個、３個或いは５個以上の場
合でも、方向性硅素鋼板を用いて芯体を構成してコイル
を巻くことにより、スイープ用電磁石を構成でき、同様
の作用効果が得られるものである。
（考案の効果） 以上に説明したように、この考案によれば、スイープ用
電磁石のうず電流損を小さくしたので、コイルとしての
効率を向上し、かつ高い周波数の電流を流して電子ビー
ムの高速スイープを可能とし、絶縁物等でも「穴掘り現
象」を起すことなく、安定に蒸着できる効果がある。
電磁石のうず電流損を小さくしたので、コイルとしての
効率を向上し、かつ高い周波数の電流を流して電子ビー
ムの高速スイープを可能とし、絶縁物等でも「穴掘り現
象」を起すことなく、安定に蒸着できる効果がある。
第１図はこの考案の実施例の平面図、第２図は同じく一
部縦断面図、第３図は同じくスイープ用電磁石の説明
図、第４図は同じくスイープ用電磁石の一部破断斜視図
である。 21、22、23、24…永久磁石 ３…磁気回路 41、42、43、44…ルツボ 51、52、53、54…加速電子ビーム源 ６…フィラメント、９…スイープ用電磁石 10…方向性硅素鋼板、11…環状芯体 121、122、123、124…コイル
部縦断面図、第３図は同じくスイープ用電磁石の説明
図、第４図は同じくスイープ用電磁石の一部破断斜視図
である。 21、22、23、24…永久磁石 ３…磁気回路 41、42、43、44…ルツボ 51、52、53、54…加速電子ビーム源 ６…フィラメント、９…スイープ用電磁石 10…方向性硅素鋼板、11…環状芯体 121、122、123、124…コイル
Claims (1)
- 【請求項１】ルツボと、加速電子ビーム源と、加速電子
ビーム源から発射した電子の軌跡をルツボに向かわせる
為の偏向磁場印加手段を有する電子ビーム蒸着用電子銃
において、更に、前記加速電子ビームの照射位置を変化
させる為のスイープ用電磁石が設置されており、該スイ
ーブ用電磁石が方向性硅素鋼板を、互いに絶縁して重ね
合せた芯体にコイルを巻いて構成してあることを特徴と
した電子ビーム蒸着用電子銃
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408390U JPH0726359Y2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電子ビーム蒸着用電子銃 |
| US07/557,095 US5034590A (en) | 1989-08-02 | 1990-07-25 | Electron gun arrangement for use in the electron beam evaporation process |
| EP19900114411 EP0411482A3 (en) | 1989-08-02 | 1990-07-27 | Electron gun arrangement for use in the electron beam evaporation process |
| KR1019900011706A KR960005808B1 (ko) | 1989-08-02 | 1990-07-31 | 전자비임 증착용 전자총 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408390U JPH0726359Y2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電子ビーム蒸着用電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115658U JPH03115658U (ja) | 1991-11-29 |
| JPH0726359Y2 true JPH0726359Y2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=31527057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2408390U Expired - Lifetime JPH0726359Y2 (ja) | 1989-08-02 | 1990-03-09 | 電子ビーム蒸着用電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726359Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2408390U patent/JPH0726359Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115658U (ja) | 1991-11-29 |
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