JPS6250552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、真空中の蒸発材料に電子ビームを
照射することにより、蒸発材料を加熱蒸発させる
電子ビーム蒸発法に関する。

〔背景技術〕

真空蒸着法、イオンプレーテイング法等で高融
点物質の薄膜を得る場合には従来より、その高融
点物質の加熱蒸発に電子ビームを用いた蒸発法が
使用されている。電子ビーム加熱による蒸発法が
使用される高融点の蒸発材料には金属等の単体物
質や酸化物等の化合物があり、電子ビーム蒸発法
に使用できる高融点蒸発材料の形状は、グラニユ
ール、焼結タブレツト、溶融タブレツト等であ
る。

真空中で半昇華性となるSiO₂等の材料を電子
ビーム蒸発法で蒸発させる場合に、その材料形状
として、グラニユールを使用すると、蒸発材料表
面の溶融面積が一定しないため、電子ビームの出
力を制御してもその蒸発速度を一定に保つことが
できない。蒸発速度が高すぎる場合には形成され
た薄膜にち密な膜構造は得られず、また、膜内の
残留応力は高まるため、この薄膜は密着性および
耐食性が悪く保護被膜としては使用できない。蒸
発速度が低すぎる場合には生産性が低下し、コス
トが高くなつてしまう。

SiO₂等の焼結タブレツトを電子ビーム蒸発法
に使用した場合には溶融面積はほぼ一定となり、
蒸発速度を一定に保つことができ、蒸発速度の制
御を容易にすることができるが、焼結タブレツト
はその材料コストが高価であり、連続した生産用
には向いていない。溶融タブレツトを使用した場
合には、蒸発速度を一定に保つことができ、蒸発
速度の制御が容易になり、しかも、材料コストを
低くおさえることができるが、溶融タブレツトを
単独で使用した場合、充分な蒸発速度を得るため
には高出力の電子ビームが必要となり不経済であ
る。

以上の問題を解決するため、近年、SiO₂等の
電子ビーム加熱による蒸発材料としてタブレツト
とグラニユールを併用することがおこなわれてい
る。この方法においては、第３図に示したよう
に、ルツボ１内のほぼ中央部に、SiO₂等の蒸発
材料からなりルツボ１の内径より小さな外径を有
するタブレツト２を装入する。タブレツト２とル
ツボ１内の間にできたすきまに、タブレツト２と
同材料からなるグラニユール４を充てんし、タブ
レツト２の固定をおこなう。以上のようにしてル
ツボ１内に形成した蒸発材料のタブレツト２の中
心部に、真空状態下で電子ビームを照射しタブレ
ツト２の中心部のみを加熱蒸発させる。この方法
においては、加熱蒸発される部分の蒸発材料がタ
ブレツトからなつているので、その蒸発速度は均
一であり、蒸発速度の制御も容易である。加熱蒸
発される以外の部分はグラニユールが充てんされ
ており、タブレツトを大きく作る必要はないの
で、材料コストを低くすることができる。加熱蒸
発される材料の体積が、小さくなるので、電子ビ
ームの出力を小さくすることができ経済的であ
る。

ところが、この方法では、タブレツトの交換作
業時に、ルツボ内に残されたグラニユールが新し
いタブレツト装入の妨げとなるため、タブレツト
交換時にはルツボ内のグラニユールを一旦すべて
取り出し、新しいタブレツトを装入後グラニユー
ルを再充てんする必要がある。電子ビーム蒸発中
にルツボ周辺に発生しやすいよごれは、電子ビー
ムのチヤージアツプの原因となり蒸発速度を不安
定にするため、このよごれやチヤージアツプによ
つて汚染されたグラニユールは蒸発終了時にとり
のぞかねばならず、グラニユール再充てん時に
は、汚染されてとりのぞかれたり、電子ビーム加
熱で失われた分のグラニユールを新しく補充する
必要がある。ルツボ内に新しいタブレツトを装入
する場合、その位置を以前と全く同じにすること
はできないため、電子ビームの照射位置をタブレ
ツトの交換ごとに調整しないと同一の蒸発条件は
得られず品質は安定しない。

以上のように、この方法で連続して生産をおこ
なう場合には、多量の補充材料を必要とするため
不経済であり、材料交換時の作業性も悪いため問
題となつてきた。

〔発明の目的〕

この発明は、蒸発速度が均一で品質の安定した
薄膜を得ることができ、材料交換時の作業性が良
く、しかも経済的な電子ビーム蒸発法を提供する
ことを目的としている。

〔発明の開示〕

以上の目的を達成するため、この発明は真空状
態下の蒸発材料に電子ビームを照射して加熱しこ
の蒸発材料を蒸発させる電子ビーム蒸発法におい
て、前記蒸発材料を収容するルツボ内に、この蒸
発材料と同じ材料からなる固定治具を設置し、タ
ブレツト状に形成した前記蒸発材料をこの固定治
具に固定し、電子ビームをこの蒸発材料に照射し
て加熱蒸発させる電子ビーム蒸発法を要旨として
いる。

以下にこの発明を、その一実施例をあらわして
いる第１図および第２図にもとづき説明する。

ルツボ１内には、固定治具３が配置されてい
る。この固定治具３は、蒸発材料のタブレツト２
と同材料からなり、ルツボ１の内部形状に沿うよ
うな形状に形成されている。この固定治具３の中
心部には穴が形成されており、この穴の中に蒸発
材料であるタブレツト２が充てんされる。このと
き、穴の中には、タブレツト２と同材料からなる
高さ調節用のタブレツト５があらかじめ充てんさ
れていてもよい。以上のように形成された蒸発材
料のタブレツト２の中心部に、従来と同様、真空
状態下で電子ビームを照射しタブレツト２の中心
部のみを加熱蒸発させることにより、薄膜を形成
する。

このようにすれば、加熱蒸発される部分がタブ
レツト材からなつているので、蒸発速度は均一で
あり、タブレツトを交換しても電子ビームを照射
する位置はかわらないので、電子ビームの照射位
置をタブレツトの交換ごとに調整しなくても同一
の条件で蒸発をおこなうことができる。また、グ
ラニユールを使用していないのでルツボ周辺のよ
ごれは少なくなり、電子ビームのチヤージアツプ
は減少して薄膜の品質を容易に安定させることが
可能となる。

ルツボ周辺のよごれが減少するため、蒸発後の
清掃時間は短縮され、材料交換に際しても使用ず
みのタブレツトのみを取り出して新しいタブレツ
トと交換するだけでよく、タブレツトの位置決め
や電子ビーム照射位置の調整の必要がないため作
業性もよく、真空槽の大気中への開放時間が短縮
されるため真空排気速度も向上し生産性が向上す
る。

タブレツトの大きさを小さくすることができる
ため、電子ビームの出力を小型化できるととも
に、材料コストを低くすることができ、グラニユ
ールを使用していないので消耗される材料がな
く、固定治具は反復使用できるため経済性が向上
する。

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例 １ 装置の構成としては第１図に示したものを使用
し、ルツボには水冷の銅製ルツボを用いた。蒸発
材料にはSiO₂の溶融タブレツトを使用し、高さ
調整用タブレツトおよび固定治具も同純度の
SiO₂を溶融して形成した。蒸発材料である溶融
タブレツトの中心部に電子ビームを照射し、溶融
タブレツトを加熱蒸発させることにより、SiO₂
の薄膜を基板上に形成した。このとき固定治具の
耐用は約1000回であつた。

実施例 ２ 固定治具を蒸発材料と同純度のSiO₂粉末から
焼結して形成した以外は、実施例１と同様にし
て、SiO₂の薄膜を基板上に形成した。このとき
の固定治具耐用回数は約500回であつた。

以上の実施例では、蒸発材料と高さ調整用タブ
レツト、および固定治具の材質をいずれもSiO₂
としたが、この発明の電子ビーム蒸発法では材質
はこれに限らない。また、この実施例では装置の
構成を第１図に示したものとしたが、この発明の
電子ビーム蒸発法では、装置の構成はこれに限ら
ない。

〔発明の効果〕

この発明の電子ビーム蒸発法は、以上のように
構成されているので、蒸発速度が均一で品質の安
定した薄膜を得ることができ、作業性および経済
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂはこの発明の一実施例をあら
わす斜視図と断面図、第２図は同実施例に用いら
れる固定治具をあらわす斜視図、第３図ａおよび
ｂは従来例をあらわす斜視図と断面図である。 １…ルツボ、２…タブレツト、３…固定治具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空状態下の蒸発材料に電子ビームを照射し
   て加熱しこの蒸発材料を蒸発させる電子ビーム蒸
   発法において、前記蒸発材料を収容するルツボ内
   に、この蒸発材料と同じ材料からなる固定治具を
   設置し、タブレツト状に形成した前記蒸発材料を
   この固定治具に固定し、電子ビームをこの蒸発材
   料に照射して加熱蒸発させる電子ビーム蒸発法。 ２ 固定治具の形状がルツボ内の形状と合致する
   ように形成されている特許請求の範囲第１項記載
   の電子ビーム蒸発法。 ３ 蒸発材料が溶融成形されている特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の電子ビーム蒸発法。 ４ 真空状態が真空蒸着法の蒸着室内である特許
   請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記
   載の電子ビーム蒸発法。 ５ 固定治具内に蒸発材料と同材料からなる高さ
   調整用タブレツトが設けられている特許請求の範
   囲第１項から第４項までのいずれかに記載の電子
   ビーム蒸発法。