JPS62149864A - 電子ビ−ムの照射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子ビームの照射方法に係り、特に真空蒸着装
置あるいはイオンブレーティング装置においてルツボ内
の材料に電子ビームを照射して加熱蒸発させるための電
子ビームの照射方法に関するものである。

［従来の技術］ 真空中で金属等の蒸発材料を加熱蒸発させて基板上に被
膜を形成する方法として、真空蒸着法。

イオンブレーティング法がある。

一般的なイオンプレーディング装置の一例を第５図によ
り説明する。

蒸着室ａ内に、イオンブレーティングするための蒸発材
料すが接地されたルツボＣ内に収容され、この蒸発材料
すと対向して回転する単板ホルダｄに支持された！、！
板ｅが配；こされる。単板Ｃはホルダｄを介して０の電
圧（数にＶ）を印加すべく直流電源ｆのＱ）〜に接続さ
れ、蒸発ルツボＣが接地された正極に接続される。

一方、ルツボＣの下方には電子銃Ｇ　／Ｊ＜設けられ、
そのフィラメントｈから電子ビーム１が発生する。

この電子ビーム１は嘔向コイルｊの間を通過した後、矢
印のように蒸発材料すに照射される。

蒸着室ａには、蒸着室ａ内を真空にするだめの排気口ｋ
及びそのバルブｐが１シ続され、また３前室ａ内にアル
ゴンガスなどの不活性ガス史活性ガスを導入する導入管
ｍ及びそのバルブｎが接続される。

ｑｆｆｊｅにイオンブレーティングでるにＪ３いて、先
ず蒸着室ａ内を排気して１０−’　Ｔｏｒｒ台に保持し
た状態でフィラメントｈより図のように電子ビームｉを
蒸発材料すに照射すると蒸発材料すは溶解及び蒸発され
、蒸発した粒子は、電子ビームｉとの衝突によりイオン
化され正電荷を帯びる。この正電荷を帯びた蒸発粒子は
、基板ｅと蒸発材料す間に形成される電界により加速さ
れて基板ｅに衝突し、基板ｅの表面に被膜を形成する。

ところで、ルツボＣの模式的な平面図を第６図に示ずよ
うに、偏向コイルｊは電子ビームｉをＸ方向に偏向させ
るための一対のＸ方向偏向コイルｊＸとＹ方向に偏向さ
せるための一対のＹ方向偏向コイルＪＹとから構成され
ている。そして、×方向偏向コイルｊＸおよびＹ方向偏
向コイルｊＹにそれぞれ例えば第７図に示すような偏向
電流ＩＸ、ＩＹを流づことにより、蒸発材料すに照射さ
れる電子ビームｉを周期的に偏向ざぜて蒸発材料すの表
面中心部に第８図に示ず電子ビームスポットｐを形成し
、蒸発材料すを加熱溶解Ｊ３よび蒸発させていた。

［発明が解決しようとする問題点１ この電子ビームスポットｐはそのスポットサイズＤを大
きくする程、パワー密度が低下してしまうので、ある程
度以上は大きくすることができず、通常２０〜３０　ｍ
ｍの小さな電子ビームスポットが形成される。

従って、大きなルツボを用いて大量の蒸発材料を蒸発し
ようとすると、蒸発材料の一部だけが加熱されることに
なり、その結果、蒸発が不安定になって基板上に形成さ
れる被膜が不均質になるという問題があった。

また、大量の蒸発材料を蒸発させるために小さなルツボ
を用いて蒸発材料を供給しながら電子ビーム照射を行な
う方法もあるが、この供給方式では異常放電が生じ蒸発
速度が不安定になってしまう。

さらに、反応性蒸着の場合には電子ビームスポットが照
射されない周辺部の蒸発材料の溶湯表面に反応生成物が
発生して特に蒸発の不安定性が増ずという問題があつｌ
こ。

［発明の目的］ 本発明の目的は前記した従来技術の問題点を解消し、大
量の蒸発材料を安定性よく蒸発さじるど共に反応性蒸着
の場合でも蒸発の安定性を損うことのない電子ビームの
照射方法を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、電子ビームを蒸発
材料表面の所定の範囲内で微細にＩＬ杏して電子ビーム
スポットとづると共にこの電子ビームスポットを蒸発材
料の表面全域に走査させる電子ビームの照射方法である
。

［実施例］ １ス下、本発明の実施例を添イ・４図面に従って説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る電子ビームの照射方法
にＪ、る電子ビームの軌道を示す説明図である。まず、
電子ビームを偏向させてルツボ１内に収容された蒸発材
料２の周辺部で微細に走査することにより、ここに従来
例と同様の幅２０〜３０Ｍの電子ビームスポット３を形
成する。次に、この電子ビームスポット３を形成しなが
らこれを蛇行させて蒸発材料２の表面全域を走査する。

以上のような照射方法は例えば第２図に示ず装置によっ
て実施される。図中、４Ｘおよび４ｙはそれぞれ従来例
に用いられたＸ方向偏向コイルｊｘおよびＹ方向偏向コ
イルｊＹと同様にイオンブレーティング装置内に設置さ
れたＸ方向偏向コイル、Ｙ方向隔向コイルである。これ
らの−向コイル４Ｘ、４Ｙに電子ビームスポット形成用
の走査電流発生部５と電子ビームスポット昂引用の僅引
電流発生部６とが接続されている。走査電流発生部５は
第３図に示すような波形を右し且つ周期Ｔ＾が数十分の
１秒の走査用’ａ　Ｉ　ＡＸおよびＩへＹを発生する。

一方、■、■引電流発生部６は周期ＴＢが士数分である
極低周波の置引電流ＩＢＸおよびＩＢＹを発生する。

そして、第５図に示した従来例のイオンブレーティング
装置と同様にしてルツボ内に収容された蒸発材料に電子
銃から電子ビームを照射りると共に、Ｘ方向漏向コイル
４Ｘには走査電流発生部５から発生された走査電流ＩＡ
Ｘと掃引電流光１部６から発生された掃引電流ＩＢＸと
を型骨してこれをＸｌｌｌ１ｌｌ側偏向電流として供給
し、一方Ｙ方向偏向コイル４Ｙには走査電流Ｉ八Ｙと掃
引電流ＩＢＹとを重畳してこれをＹ軸側偏向電流として
供給覆る。

すると、掃引電流ｉＢＸ、１８Ｙより走査電流Ｉ　ＡＸ
。

ＪＡＹの方が周期が短いので、まず第１図に示す電子ビ
ームスポット３が形成されて、この部分の蒸発材料２が
加熱される。そして、蒸発材料２が溶解蒸発すると共に
電子ビームスボッｈ　３が掃引電流■ＢＸ、ＩＢＹの波
形に基づいて蒸発材料２の表面上を蛇行する。このよう
にして、電子ビームスポット３は蒸発材Ｉｔ　２の表面
全域にわたって走査され、且つこの走査が周期ＴＢで繰
り返される。

その結果、ルツボ１内の蒸発材料２はムラなく蒸発し、
基板上に均質性の高い被膜が形成される。

なＪ３、ｌｆｉ引電流発生部６から発生される］ｌ’ｊ
３引゛電流ＩＢＸ、ＩＢＹの波形を制ネ１１シて、第４
図のよう（ご電子ビームスボッ１−３を蒸発材ネ：１２
の表面全域にわたって渦呑状に走査ざぜてしよい。

実際には、１１Ｍ引電流発生部６をコンピュータ等から
構成づることににつて電子ビームスボッｈ　３の軌道を
任意に選択し１１７るようにすることができる。

［５′ｌ明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次のどとき１・署
れた効果を発揮する。

（１）　　電子ビームスポットを蒸発材料の表面全域に
わたって走査させるので、蒸発材料に基づく加熱蒸発の
最適条件を満たすことが容易であり、ルツボ内の蒸発材
料をムラなく蒸発させることができる。従って、蒸発材
わｔの有効利用ｄ３よび形成される被膜の均質化が達成
される。特に、大きなルツボを用いることができるので
、人格の蒸発材料を蒸発しようとする場合に有効である
。

（２）　　電子ビームが蒸発材料全域に照射されるので
、反応性蒸着の場合でも溶湯表面に反応生成物が生じに
くく安定した蒸発を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子ビームの照射方法による電子ビー
ムの軌道の一例を示Ｖ説明図、第２図は本発明の方法を
実施するための装置の概略構成図、第３図は第２図の装
置で用いられる走査電流および掃引電流の波形図、第４
図は電子ビームの軌道の他の例を示す説明図、第５図は
−ｒｍ的なイオンブレーティング装置の構成図、第６図
ないし第８図は従来の問題点を承りだめの説明図である
。 図中、１はルツボ、２は蒸発材１１．３は電子ビームス
ポットである。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 第３図 第４図 第６図 第７図 Ｎ５図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空中のルツボ内に収容された蒸発材料に電子ビームを
   照射して上記蒸発材料を加熱蒸発させる電子ビームの照
   射方法において、電子ビームを上記蒸発材料表面の所定
   の範囲内で微細に走査して電子ビームスポットとすると
   共に該電子ビームスポットを上記蒸発材料の表面全域に
   走査させることを特徴とする電子ビームの照射方法。