JPWO2013153604A1 - 電子銃装置 - Google Patents

Abstract

るつぼの上方位置でるつぼに向かって水平方向に延出したポールピースを、装置の運転上好適な位置に備えた電子銃装置を提供する。
蒸着材料を収容するるつぼ３と、るつぼ３内の蒸着材料を加熱蒸発するために電子ビームＥＢを出射する電子ビーム出射機構７と、電子ビーム出射機構７を内部に収容するケース１０と、ケース１０に固定された状態で電子ビームＥＢをるつぼ３内の蒸着材料に向かうように偏向する第１のポールピース１１及び第２のポールピース１２と、るつぼ３内の蒸着材料に対する電子ビームＥＢの照射位置を調整するためにケース１０外へ出てきた電子ビームＥＢを更に偏向する第３のポールピース１３と、を備える電子銃装置１において、第３のポールピース１３は、るつぼ３の上方位置に配置された状態でるつぼに向かって水平方向に延出しているとともに、ケース１０外に位置し、かつ、ケース１０から分離している。

Description

本発明は、電子銃装置に係り、特に、蒸着用の電子銃装置に関する。

真空蒸着法は、基体の表面に薄膜を形成する技術として知られている。この真空蒸着法は、金属や化合物などの蒸着材料に電子ビームを照射して加熱蒸発させ、これにより生成された蒸着粒子を基体（被成膜体）の表面に付着堆積させて、基体の表面上に蒸着材料からなる薄膜を形成するものである。

ところで、電子ビームは、フィラメントや電極等を構成要素として備える電子銃本体から出射された後、ポールピースで形成される磁界によって偏向され、るつぼ内の蒸着材料に向かうようになる。

以上のような機能を備えた電子銃装置の中には、るつぼの上方位置に配置されたポールピースが、るつぼに向かって水平方向に延出している構成のものが存在する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された蒸着用電子銃では、図５及び６に示すように、一対のＬ字状の強磁性体からなるポールピース１０１ａ、１０１ｂが、ケース１０４のるつぼ１０３側端部に対して横設されており、このポールピース１０１ａ、１０１ｂの下方位置にるつぼ１０３が配置される。図５及び６は、電子銃装置の構成についての第１の従来例を示す図であり、図５は斜視図であり、図６は模式側面図であり、説明の都合によりケース１０４の側壁の一部を切り欠いている。

上記の如く構成された特許文献１に記載の蒸着用電子銃では、電子銃本体部１０２から出射された電子ビームＥＢは、ポールピース１０１ａ、１０１ｂやケース１０４内に設置された不図示の磁界形成体によって形成される磁界により概ね２７０度偏向される。これにより、電子ビームＥＢは、図６に示すように、ケース１０４の上面に形成された開口１０４ａを通じてケース１０４外に出て、最終的に、るつぼ１０３内の蒸着材料に照射されるようになる。

ここで、特許文献１に記載の蒸着用電子銃では、上記のポールピース１０１ａ、１０１ｂがケース１０４に対してビス止めにより固定されてしまうので、ポールピース１０１ａ、１０１ｂの配置位置についての自由度が低く、好適な位置にポールピース１０１ａ、１０１ｂを配置することが困難であった。

さらに、ポールピース１０１ａ、１０１ｂが図６に示す位置でケース１０４に固定されることで、るつぼ１０３から発生した蒸着粒子がポールピース１０１ａ、１０１ｂに付着し易くなり、その付着物が原因となって基体の成膜面にパーティクルが生じてしまう虞がある。また、不図示である略円盤状のハースにるつぼ１０３が保持され、当該ハースを回転させることによりるつぼ１０３をハースの外周方向に沿って移動させる際に、るつぼ１０３の上端周縁部とポールピース１０１ａ、１０１ｂの下面との間の空隙部に上記の付着物が堆積してしまうと、堆積した当該付着物とるつぼ１０３の上端周縁部との間に摩擦が生じる。そして、かかる摩擦の発生により、ハースの回転が阻害されてしまう。

以上のような問題に対し、図７及び８に示すように、電子銃本体部２０２のケース２０４外にはポールピースを設けず、ケース２０４内にのみポールピース２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを設けた蒸着用電子銃が開発されている（例えば、特許文献２参照）。図７及び８は、電子銃装置の構成についての第２の従来例を示す図であり、図７は斜視図であり、図８は模式側面図であり、いずれの図についても説明の都合によりケース２０４の側壁の一部を切り欠いている。

特許文献２に記載の蒸着用電子銃であれば、ポールピース２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄがケース２０４の外部に露出していないので、蒸着工程において、るつぼ２０３から発生する蒸着粒子がポールピース２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに付着することがなく、上述した付着物に起因する問題の発生を抑制することが可能である。

特開２００８−６３６３５号公報 特開２０１０−１８８２６号公報

しかしながら、上述したポールピース１０１ａ、１０１ｂに相当するポールピース、すなわち、るつぼ２０３の上方でるつぼ２０３に向かって延出するポールピースが欠落してしまうと、図８に示すように、電子ビームＥＢがるつぼ２０３の開口面に対して垂直に入射され難くなってしまう。より具体的に説明すると、電子ビームＥＢがるつぼ２０３の開口面に対して斜め方向から入射されるため、図９に示すように、るつぼ２０３内の蒸着材料に対する電子ビームＥＢの照射範囲が略楕円状になってしまう。この結果、るつぼ２０３内の蒸着材料の溶け跡の形状が理想的な溶け跡の形状（例えば、後述の図１０参照）となり難く、るつぼ２０３内の蒸着材料が有効に利用され難くなる虞がある。図９は、第２の従来例において電子ビームをるつぼ内の蒸着材料に照射したときの溶け跡を示す図である。同図に示すケースは、蒸着材料としてＺｒＯ_２を用いており、図中のハッチングを掛けた部分が溶け跡に相当する部分である。

したがって、るつぼ内の蒸着材料に電子ビームを適切に照射する上で、るつぼの上方位置でるつぼに向かって水平方向に延出したポールピースが重要となるが、前述したように、当該ポールピースについては、その配置の自由度が確保され、好適な位置に配置できることが望まれている。

そこで、本発明の目的は、蒸着材料を収容する収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースを、好適な位置に配置することが可能な電子銃装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記のポールピースを備えた構成であっても、収容部から発生する蒸着粒子が当該ポールピースに付着することに起因して生じる不具合を抑制することが可能な電子銃装置を提供することである。

前記課題は本発明の電子銃装置によれば、蒸着材料を収容する収容部と、該収容部内の前記蒸着材料を加熱蒸発するために電子ビームを出射する電子ビーム出射機構と、該電子ビーム出射機構を内部に収容するケースと、該ケースに固定された状態で、前記電子ビーム出射機構から出射された前記電子ビームを前記収容部内の前記蒸着材料に向かうように偏向するポールピースと、前記収容部内の前記蒸着材料に対する前記電子ビームの照射位置を調整するために、前記ポールピースが偏向した後に、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向する他のポールピースと、を備え、該他のポールピースは、前記収容部の上方位置に配置された状態で前記収容部に向かって水平方向に延出しているとともに、前記ケース外に位置し、かつ、前記ケースから分離していることにより解決される。

上記の電子銃装置によれば、従来の電子銃装置、より具体的には前述の特許文献１に記載の電子銃装置とは異なり、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースを設けながらも、ケースに固定されていないので、従来の電子銃装置に比して設置の利便性が向上している。つまり、本発明の電子銃装置であれば、蒸着材料が収容されている収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースを配置する位置について自由に設定することができ、以て、上記のポールピースを好適な位置に配置することが可能になる。

また、上記の電子銃装置において、前記収容部の上方位置に配置され、前記収容部を露出させるために切り欠かれた切り欠き部を有し、該切り欠き部以外の非切り欠き部にて、前記収容部を覆うカバーと、を更に備え、前記他のポールピースは、前記カバーの前記非切り欠き部と上下方向において重なる位置に配置されており、前記切り欠き部の下に位置する前記収容部内の前記蒸着材料に向かうように、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを偏向すると、より望ましい。
以上のように、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースを、上下方向においてカバーの非切り欠き部と重ねて配置すれば、上記のポールピースが、切り欠き部の下に位置する収容部、すなわち、電子ビームが照射された蒸着材料を収容する収容部から水平方向に離間するようになる。これにより、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースに蒸着粒子が付着し難くなり、蒸着粒子が上記のポールピースに付着することに起因して生じる不具合を抑制することが可能となる。

また、前記他のポールピースは、前記カバーの前記非切り欠き部の下に位置するように前記カバーに固定されていると、さらに望ましい。
収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースに対して仮に蒸着粒子が付着したとしても、上記のポールピースがカバーの非切り欠き部の下に配置することにより、当該付着物の飛散を効果的に防止することが可能になる。

また、上記の電子銃装置において、前記他のポールピースは、磁性体からなる一対の板状部材を有し、該一対の板状部材は、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置されており、前記他のポールピースは、前記一対の板状部材の間に形成される磁界により、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向し、前記磁界を形成するための一対の永久磁石が前記隙間内に位置しており、該一対の永久磁石のうち、一方の永久磁石は、前記一対の板状部材のうち、一方の板状部材に当接しており、他方の永久磁石は、他方の板状部材に当接していると、より一層望ましい。
以上の構成により、他のポールピース、すなわち、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースは、収容部内の蒸着材料に向かうように電子ビームを偏向する上で、電子ビームに印加する磁界を適切に形成することが可能になる。

さらに、上記の電子銃装置において、上記の前記一対の永久磁石の間に、前記磁界の強度を調整するための調整部材が配置されており、該調整部材が、水平方向において前記一対の永久磁石が並ぶ方向と交差する方向に移動することにより、前記一対の永久磁石間の透磁率が変わって前記磁界の強度が調整されると、さらに望ましい。
上記の調整部材が設けられることにより、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を調整することができ、例えば、当該磁界の初期調整や経時変化に伴って要する再調整を適切に行うことが可能になる。
なお、磁界の強度調整は、上記の調整部材を水平方向において一対の永久磁石が並ぶ方向と交差する方向に移動させて一対の永久磁石間の透磁率を変えることによって行われる。このように上記の構成であれば、調整部材のスライド移動を通じて磁界の強度を容易に調整することができる。

また、上記の電子銃装置において、前記他のポールピースは、磁性体からなる一対の板状部材を有し、該一対の板状部材は、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置されており、前記他のポールピースは、前記一対の板状部材の間に形成される磁界により、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向し、前記磁界を形成するための少なくとも１個以上の永久磁石が前記隙間内に位置しており、該少なくとも１個以上の永久磁石は、前記一対の板状部材の双方に当接していることとしてもよい。
以上の構成では、上述した一対の永久磁石が設けられているケースと同様、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが収容部内の蒸着材料に向かうように電子ビームを偏向する上で、電子ビームに印加する磁界を適切に形成することが可能になる。

さらに、上記の電子銃装置において、前記少なくとも１個以上の永久磁石が、水平方向において前記一対の板状部材が並ぶ方向と交差する方向に移動することにより、前記磁界の強度が調整されることとしてもよい。
以上の構成であれば、少なくとも１個以上の永久磁石を水平移動させることにより、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を容易に調整することができる。

また、上記の電子銃装置において、前記少なくとも１個以上の永久磁石に接触することにより前記磁界の強度を調整するための調整部材が更に設けられていることとしてもよい。
以上の構成であれば、板状部材間に少なくとも１個以上の永久磁石が設けられているケースにおいて、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を容易に調整することができる。

また、上記の電子銃装置において、前記他のポールピースは、磁性体からなる一対の板状部材を有し、該一対の板状部材は、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置されており、前記他のポールピースは、前記一対の板状部材の間に形成される磁界により、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向し、前記磁界を形成するための電磁石が前記隙間内に位置しており、該電磁石は、前記一対の板状部材の双方に当接していることとしてもよい。
以上の構成では、上述した一対の永久磁石や少なくとも１個以上の永久磁石が設けられているケースと同様、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが収容部内の蒸着材料に向かうように電子ビームを偏向する上で、電子ビームに印加する磁界を適切に形成することが可能になる。

また、上記の電子銃装置において、前記電磁石の巻線に流れる電流の大きさを変更することにより、前記磁界の強度が調整されることとしてもよい。
以上の構成であれば、板状部材間に電磁石が設けられているケースにおいて、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を容易に調整することができる。

請求項１に係る電子銃装置によれば、蒸着材料が収容されている収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースを配置する位置について自由に設定することができ、当該ポールピースを好適な位置に配置することができる。
請求項２に係る電子銃装置によれば、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースに蒸着粒子が付着し難くなり、蒸着粒子が上記のポールピースに付着することに起因して生じる不具合を抑制することが可能となる。
請求項３に係る電子銃装置によれば、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースを、電子ビームが当たらない位置に配置させることにより、電子ビームが照射される位置にある収容部から発生した蒸着粒子が付着してしまうのをより効果的に抑制することができる。
請求項４に係る電子銃装置によれば、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが、収容部内の蒸着材料に向かうように電子ビームを偏向する上で、電子ビームに印加する磁界を適切に形成することができる。
請求項５に係る電子銃装置によれば、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度について、初期調整や経時変化に伴って要する再調整を適切に行うことができる。なお、調整部材のスライド移動を通じて磁界強度を容易に調整することができる。
請求項６に係る電子銃装置によれば、請求項４に係る電子銃装置と同様、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが収容部内の蒸着材料に向かうように電子ビームを偏向する上で、電子ビームに印加する磁界を適切に形成することが可能になる。
請求項７に係る電子銃装置によれば、少なくとも１個以上の永久磁石を水平移動させることにより、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を容易に調整することができる。
請求項８に係る電子銃装置によれば、板状部材間に少なくとも１個以上の永久磁石が設けられているケースにおいて、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を容易に調整することができる。
請求項９に係る電子銃装置によれば、請求項４や６に係る電子銃装置と同様、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが収容部内の蒸着材料に向かうように電子ビームを偏向する上で、電子ビームに印加する磁界を適切に形成することが可能になる。
請求項１０に係る電子銃装置によれば、板状部材間に電磁石が設けられているケースにおいて、収容部の上方位置で収容部に向かって水平方向に延出したポールピースが形成する磁界の強度を容易に調整することができる。

本実施形態に係る電子銃装置１の構成を示す模式側面図である。 本実施形態に係る電子銃装置１の模式斜視図である。 ハースカバー５に取り付けられたポールピース１３を下方から見た図である。 ポールピース１３とハースカバー５との位置関係を示す図である。 電子銃装置の構成についての第１の従来例を示す斜視図である。 電子銃装置の構成についての第１の従来例を示す模式側面図である。 電子銃装置の構成についての第２の従来例を示す斜視図である。 電子銃装置の構成についての第２の従来例を示す模式側面図である。 第２の従来例において電子ビームＥＢをるつぼ２０３内の蒸着材料に照射したときの溶け跡を示す図である。 本実施形態において電子ビームＥＢをるつぼ３内の蒸着材料に照射したときの溶け跡を示す図である。 ハースカバー５に取り付けられたポールピース１３周辺に関する第１変形例を示す図である。 ハースカバー５に取り付けられたポールピース１３周辺に関する第２変形例を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について図１乃至４並びに図１０を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電子銃装置１の構成を示す模式側面図である。図２は、本実施形態に係る電子銃装置１の模式斜視図であり、同図中、ケース１０内の機器については、ポールピース１１，１２のみ図示している。図３は、ハースカバー５に取り付けられたポールピース１３を下方から見た図である。同図には、ハースカバー５に取り付けられたポールピース１３の位置を説明する上で、電子ビームＥＢが照射される位置にあるるつぼ３を破線にて示している。図４は、ポールピース１３とハースカバー５との位置関係を示す図である。
図１０は、本実施形態において電子ビームＥＢをるつぼ３内の蒸着材料に照射したときの溶け跡を示す図である。同図に示すケースは、蒸着材料としてＺｒＯ_２を用いており、図中のハッチングを掛けた部分が溶け跡に相当する部分である。

本実施形態に係る電子銃装置１は、薄膜形成装置の一種であり、具体的には電子ビーム蒸着用の電子銃装置である。本実施形態に係る電子銃装置１は、図１に示すように、電子銃装置本体２と、複数のるつぼ３と、ハース４と、ハースカバー５と、ハース駆動機構６と、複数のポールピース１１，１２，１３と、を主要な構成要素として備えている。

電子銃装置本体２は、るつぼ３内の蒸着材料を加熱蒸発するために電子ビームＥＢを発生させるためのものであり、電子ビーム出射機構７と、スキャンコイル９と、電子銃装置本体２各部を内部に収容する箱状のケース１０と、を有する。

電子ビーム出射機構７は、電子ビームＥＢを出射するものであり、本実施形態では公知の構成が採用されており、具体的に説明すると、加熱したフィラメント８から放出された熱電子を不図示の電極が形成する電界によって加速することで電子ビームＥＢを出射する。スキャンコイル９は、走査磁界を発生させて電子ビーム出射機構７から出射された電子ビームＥＢに印加することにより、るつぼ３内の蒸着材料に対する電子ビームＥＢの照射位置（照射スポット）を水平方向、より具体的には水平方向であって互いに直交する２つの方向の各方向に走査するものである。

ケース１０は、本実施形態では非磁性体からなり、ケース１０の上壁のうち、るつぼ３が位置する側とは反対側の部分には矩形状の開口１０ａが形成されている。また、本実施形態では、図１及び２に示すように、ケース１０内に２組のポールピース１１，１２が収容されている。これらのポールピース１１，１２の各々は、本発明のポールピースに相当し、ビス等の固定手段によってケース１０に固定されている。そして、これらのポールピース１１，１２の各々は協働して、電子ビーム出射機構７から出射された電子ビームＥＢをるつぼ３内の蒸着材料に向かうように偏向する。

具体的に説明すると、２組のポールピース１１，１２のうち、第１のポールピース１１は、図２に示すように、強磁性体からなる一対の板状部材１１ａ，１１ｂにより構成され、ケース１０の内空間において、上記の開口１０ａから見てるつぼ３側とは反対側に配置されている。第１のポールピース１１を構成する一対の板状部材１１ａ，１１ｂの各々は、図２に示すように隙間を隔てて水平方向に並び、強磁性体からなるヨーク材（不図示）を介して永久磁石（不図示）と接触している。これにより、板状部材１１ａ，１１ｂ間には、電子ビームＥＢを偏向するための磁界が形成される。

一方、２組のポールピース１１，１２のうち、第２のポールピース１２についても、強磁性体からなる一対の板状部材１２ａ，１２ｂにより構成され、ケース１０の内空間において、上記の開口１０ａから見てるつぼ３側と同じ側に配置されている。そして、第２のポールピース１２を構成する一対の板状部材１２ａ，１２ｂの各々は、第１のポールピースと同様に、隙間を隔てて水平方向に並び、強磁性体からなるヨーク材（不図示）を介して永久磁石（不図示）と接触している。これにより、板状部材１２ａ，１２ｂの間には、電子ビームＥＢを偏向するための磁界が形成される。

これら２組のポールピース１１，１２の各々が形成する磁界により、電子ビーム出射機構７から出射された電子ビームＥＢが、るつぼ３内の蒸着材料に向かうように偏向し、上記の開口１０ａを通過してケース１０の外へ出てくるようになる。

るつぼ３は、本発明の収容部に相当し、ＺｒＯ_２等の蒸着材料を収容する容器であり、円盤状のハース４に形成された窪み内にセットされることによりハース４に保持される。ハース４は、その外周に沿って上記の窪みが複数形成されていることにより、複数のるつぼ３を保持することが可能である。また、ハース４は、ハース駆動機構６から駆動力が伝達されることにより、その中央に位置する軸回りに回転するようになっている。そして、ハース４の回転に伴って、ハース４に保持された状態のるつぼ３がハース４の外周方向に沿って移動する。

以上のような構成により、ハース４に保持された各るつぼ３は、内部の蒸着材料に対して電子ビームＥＢが照射される位置（以下、照射位置）から電子ビームＥＢが照射されない位置（以下、非照射位置）へ移動し、また、非照射位置から照射位置へ移動することが可能となる。したがって、上記の照射位置にあるるつぼ３内の蒸着材料が蒸発してなくなると、ハース４が回転し、当該るつぼ３が照射位置から非照射位置に退避し、代わりに、上記るつぼ３の隣に位置するるつぼ３が照射位置へ至るようになる。
なお、ハース４については、銅などの熱伝導性の高い金属で形成され、不図示の水冷装置により直接的または間接的に冷却されている。

ハースカバー５は、本発明のカバーに相当し、ハース４の直上位置に配置された略円盤状の部材であり、蒸発によりるつぼ３から飛散した蒸着材料が成膜用チャンバ内に無用に拡散するのを防止するものである。また、ハースカバー５には、ハース４に保持された複数のるつぼ３のうち、照射位置に位置するるつぼ３を露出するために、外周部のうち、当該るつぼ３の上方位置に位置する部分が略半円状に切り欠かれた切り欠き部５ａが形成されている。この切り欠き部５ａが形成されていることにより、照射位置に位置するるつぼ３が切り欠き部５ａを通じて露出し、当該るつぼ３内の蒸着材料に対して電子ビームＥＢを照射することが可能となる。

一方、ハース４に保持された複数のるつぼ３のうち、照射位置に位置するるつぼ３以外のるつぼ３、すなわち、非照射位置にあるるつぼ３については、ハースカバー５の切り欠き部５ａ以外の部分（以下、非切り欠き部５ｂ）によって覆われる。

そして、本実施形態では、ハースカバー５の非切り欠き部５ｂと上下方向において重なる位置、より具体的には非切り欠き部５ｂの直下位置に、第３のポールピース１３が配置されている。この第３のポールピース１３は、本発明の他のポールピースに相当し、るつぼ３の蒸着材料に対する電子ビームＥＢの照射位置を調整するために、第１のポールピース１１及び第２のポールピース１２が偏向した後に、ケース１０外へ出てきた電子ビームＥＢを更に偏向する。

第３のポールピース１３は、照射位置にあるるつぼ３の上方位置に配置された状態で、当該るつぼ３に向かって水平方向に延出している。より具体的に説明すると、第３のポールピース１３は、強磁性体からなる一対の板状部材１３ａ，１３ｂを有し、当該一対の板状部材１３ａ，１３ｂは、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置され、電子銃装置本体２側から照射位置にあるるつぼ３に向かって延出している。また、各板状部材１３ａ，１３ｂは、照射位置のるつぼ３に向かってＬ字状に屈曲しており、図３に示すように、屈曲した各板状部材１３ａ，１３ｂの先端同士の間には空隙Ｓが設けられ、当該空隙Ｓの前方（電子銃装置本体２側とは反対側）には、照射位置にあるるつぼ３が位置している。

さらに、板状部材１３ａ，１３ｂ間の隙間内には、図３に示すように、ケース１０外に出た電子ビームＥＢを更に偏向する磁界を形成するための一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが配置されている。一対の永久磁石１４ａは、一方の板状部材１３ａと並ぶように当該板状部材１３ａに隣接しており、他方の永久磁石１４ｂは、同様に、他方の板状部材１３ｂと並ぶように当該板状部材１３ｂに隣接している。

以上のような構成により、第３のポールピース１３は、上記の空隙Ｓに磁界を形成し、当該磁界によってケース１０外に出た電子ビームＥＢを更に偏向する。このような第３のポールピース１３の作用により、ケース１０外に出た電子ビームＥＢは、ハース４に保持された複数のるつぼ３のうち、切り欠き部５ａの下に位置するるつぼ３内の蒸着材料に向かうように偏向することになる。

上述したように、本実施形態では、ケース１０内で出射された電子ビームＥＢをるつぼ３内の蒸着材料に向かうように偏向するために、３組のポールピース１１，１２，１３が設けられており、これらのポールピース１１，１２，１３の協働により、電子ビームＥＢがその出射位置から概ね２７０度偏向されて、照射位置にあるるつぼ３内の蒸着材料の表面に照射されることとなる。

なお、本実施形態では、るつぼ３の上方位置でるつぼ３に向かって水平方向に延出したポールピース、すなわち、第３のポールピース１３が備えられていることにより、るつぼ３内の蒸着材料に対する電子ビームＥＢの照射位置を所望の位置に調整することが可能である。さらに、第３のポールピース１３が備えられていることにより、電子ビームＥＢがるつぼ３の開口面に対して略垂直に入射されるようになる。この結果、るつぼ３内の蒸着材料の溶け跡の形状が、図１０に示すように、理想的な溶け跡の形状、すなわち、蒸着材料の表面中央部を略均一に照射した形状となる。かかる状態であれば、るつぼ３内の蒸着材料が、適切に加熱蒸発されるので、成膜材料として有効に利用されるようになる。

さらに、本実施形態では、第３のポールピース１３がケース１０外に位置し、かつ、ケース１０から分離している。このように第３のポールピース１３がケース１０から分離していることで、本実施形態では、従来の電子銃装置（例えば、上述した特許文献１に記載の電子銃装置）に比して、るつぼ３の上方位置でるつぼ３に向かって水平方向に延出したポールピース、すなわち第３のポールピース１３について、設置の利便性が向上している。

以上のように第３のポールピース１３の配置位置について自由度が向上することで、本実施形態では、るつぼ３から発生する蒸着粒子が第３のポールピース１３に付着することを抑制し、当該蒸着粒子の付着に起因して生じる不都合を抑制することが可能になる。

より具体的に説明すると、第３のポールピース１３の配置位置を自由に設定することができ、本実施形態では、図２及び３に示すように、ハースカバー５の非切り欠き部５ｂと上下方向において重なる位置に第３のポールピース１３を配置している。このような位置関係により、第３のポールピース１３は、切り欠き部５ａの下に位置するるつぼ３、すなわち、照射位置のるつぼ３から水平方向に離間するようになる。したがって、図４に示すように、当該るつぼ３から発生する蒸着粒子が第３のポールピース１３に付着し難くなる。

以上の結果、照射位置のるつぼ３から発生した蒸着粒子が第３のポールピース１３に付着し、その後、当該付着物が他のるつぼ３内に混入して当該るつぼ３内の組成を変えてしまうのを抑制することが可能となる。

また、他のるつぼ３内に蒸着粒子の付着物が混入した場合、当該他のるつぼ３内の蒸着材料に対して電子ビームＥＢが当たる際に上記の混入物が再蒸発し、当該再蒸発物が基体の成膜面に付着してしまう結果、基体の成膜面にパーティクルを生じさせてしまう。これに対し、本実施形態では、上述したように蒸着粒子が第３のポールピース１３に付着し難くなっているため、基体の成膜面におけるパーティクルを低減することが可能になる。

さらに、るつぼ３から発生した蒸着粒子が第３のポールピース１３に付着し、るつぼ３の上端周縁部と第３のポールピース１３の各板状部材１３ａ，１３ｂの下面との間の空隙部に上記の付着物が堆積してしまうと、ハース４の回転時に、堆積した当該付着物とるつぼ３の上端周縁部との間に摩擦が生じる。かかる摩擦の発生により、ハース４が適切に回転できなくなってしまう虞がある。これに対し、本実施形態では、上述したように蒸着粒子が第３のポールピース１３に付着し難くなっているため、るつぼ３の上端周縁部と第３のポールピース１３の各板状部材１３ａ，１３ｂの下面との間の空隙部に、蒸着粒子の付着物が堆積してしまうことがなく、当該付着物によってハース４の回転が阻害されることもない。

そして、本実施形態では特に、第３のポールピース１３が非切り欠き部５ｂの下に位置するようにハースカバー５に固定されている。このように第３のポールピース１３をハースカバー５の非切り欠き部５ｂの下に配置すれば、仮に第３のポールピース１３に蒸着粒子が付着してしまったとしても、ハースカバー５によって当該付着物の飛散を効果的に防止することが可能となる。さらに、図４に示すように、第３のポールピース１３には電子ビームＥＢが当たらないので、第３のポールピース１３に付着した蒸着粒子が再蒸発して基体の成膜面に付着して当該成膜面上においてパーティクルが発生するのを防止することも可能となる。

ところで、第３のポールピース１３は、前述したように、磁性体からなる一対の板状部材１３ａ，１３ｂを有し、当該一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間（より具体的には、板状部材１３ａ，１３ｂの先端同士の間に設けられた空隙Ｓ）に形成される磁界により、ケース１０外へ出てきた電子ビームＥＢを更に偏向する。そして、上記の磁界を形成するための一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが、それぞれ、対応する板状部材１３ａ，１３ｂに隣接している。このような構成により、第３のポールピース１３は、るつぼ３内の蒸着材料に向かうように電子ビームＥＢを偏向する上で、電子ビームＥＢに印加する磁界を適切に形成することが可能になる。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、一対の永久磁石１４ａ，１４ｂの間に調整部材としてのシャント棒１６が備えられており、このシャント棒１６によって、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度を調整することが可能である。より具体的に説明すると、シャント棒１６は、純鉄からなる棒状部材であり、その両脇に位置するヨーク材１５ａ，１５ｂを介して上記一対の永久磁石１４ａ，１４ｂの各々と接触している。ヨーク材１５ａ，１５ｂとは、永久磁石１４ａ、１４ｂによって発生された磁界を導く磁路を形成するものであり、シャント棒１６と同様、純鉄からなる。

また、本実施形態において、シャント棒１６は、水平方向において一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが並ぶ方向と交差する方向、具体的には図３中の矢印にて示す方向に移動可能に構成されている。具体的には、シャント棒１６は、一対の永久磁石１４ａ、１４ｂの間で各永久磁石１４ａ，１４ｂに対して摺動するように図３中の矢印方向にスライドすることができる。なお、シャント棒１６の移動は、人がシャント棒１６を把持しながら行ってもよく、あるいは、人手によって操作されるハンドル等の操作部を備えた不図示の駆動機構が設けられ、当該操作部が操作されることによって上記の駆動機構が操作量に応じた距離だけシャント棒１６を移動させることとしてもよい。

そして、図３中の矢印方向にシャント棒１６をスライド移動させると、一対の永久磁石１４ａ，１４ｂ間の透磁率が変わって、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度が調整されるようになる。このように磁界の強度が形成される結果、電子ビームＥＢの偏向度合いを調整し、以て、るつぼ３の蒸着材料に対する電子ビームＥＢの照射位置をコントロールすることが可能になる。

なお、シャント棒１６が図３に示す位置にある状態、すなわち、シャント棒１６のうち、永久磁石１４ａ，１４ｂとオーバーラップする位置にある部分が最大となった状態では、上記の透磁率が最大となり、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度も最大となる。一方、シャント棒１６をスライド移動させることにより、シャント棒１６中の永久磁石１４ａ，１４ｂとオーバーラップしている部分が減少すると（換言すると、ヨーク材１５ａ，１５ｂ間の空間においてシャント棒１６が存在しない領域が増加すると）、それに応じて透磁率が減少し、磁界の強度も低下することになる。

以上のようなシャント棒１６が設けられることにより、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度を調整することができ、例えば、当該磁界の初期調整や経時変化に伴って要する再調整を適切に行うことが可能になる。また、磁界の強度の調整は、シャント棒１６を水平方向において一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが並ぶ方向と交差する方向に移動させて永久磁石１４ａ，１４ｂ間の透磁率を変えることにより行われる。このような構成により、本実施形態では、シャント棒１６のスライド移動を通じて磁界の強度を容易に調整することができる。

以上までに本実施形態に係る電子銃装置１について説明してきたが、本実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、上述した部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、上記の実施形態では、ケース１０に２種類のポールピース（具体的には、第１のポールピース１１及び第２のポールピース１２）が固定されていることとしたが、これに限定されるものではなく、ケース１０に固定されているポールピースの数については、少なくとも１つ以上設けられていればよい。また、上記の実施形態では、ケース１０に固定されているポールピースについては、ケース１０内に収容された状態でケース１０に固定されていることとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ケース１０の外壁に固定されてケース１０の外に露出しているものであってもよい。

また、上記の実施形態では、るつぼ３の上方位置に配置された状態でるつぼ３に向かって水平方向に延出しているポールピース、すなわち、第３のポールピース１３が、上下方向においてハースカバー５の非切り欠き部５ｂの下に設置されていることとした。ただし、第３のポールピース１３の設置位置については、上記の位置に限定されるものではなく、例えば、ハースカバー５の非切り欠き部５ｂの上に配置されていることとしてもよい。

また、上記の実施形態では、収容部の一例として、ハース４に保持されたるつぼ３について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ハース４自体に蒸着材料を収容する部分が形成されていることとしてもよい。さらに、上記の実施形態では、ハース４に複数のるつぼ３が保持されている構成について説明したが、ハースがるつぼ３を１個のみ保持するハースであってもよい。

また、上記の実施形態では、複数のポールピース１１，１２，１３の協働により、電子ビームＥＢがその出射位置から概ね２７０度偏向されて、照射位置にあるるつぼ３内の蒸着材料の表面に照射されるケースについて説明したが、偏向角度については特に限定されるものではなく、例えば、電子ビームＥＢがその出射位置から約１８０度偏向されて照射位置のるつぼ３内の蒸着材料に照射されることとしてもよい。

また、上記の実施形態では、第３のポールピース１３を構成する一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間に、一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが配置されており、各永久磁石１４ａ，１４ｂが対応する板状部材１３ａ，１３ｂに隣接していることとした。さらに、上記の実施形態では、一対の永久磁石１４ａ，１４ｂの間に調整部材としてのシャント棒１６が備えられており、永久磁石１４ａ，１４ｂが並ぶ方向と交差する方向にシャント棒１６を水平移動させることで第３のポールピース１３が形成する磁界の強度が調整されることとした。

ただし、一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間に磁界を形成するための構成としては、上記の実施形態の他、例えば図１１、図１２に示す構成が考えられる。図１１及び図１２は、ハースカバー５に取り付けられたポールピース１３（すなわち、第３のポールピース１３）周辺に関する変形例を示す図である。

図１１に示すケースでは、一対の永久磁石１４ａ，１４ｂの代わりに、横長の永久磁石１７が一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間の隙間に配置されている。そして、この横長の永久磁石１７の両端が、それぞれ、対応する板状部材１３ａ，１３ｂと当接している。これにより、図１１に示すケースでは、上述した一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが設けられているケースと同様、るつぼ３の上方位置でるつぼ３に向かって水平方向に延出したポールピース、すなわち第３のポールピース１３がるつぼ３内の蒸着材料に向かうように電子ビームＥＢを偏向する上で必要となる磁界を適切に形成することが可能になる。

なお、図１１に示すケースでは、一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間の隙間に横長の永久磁石１７を１個だけ配置することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、断片状となった複数の永久磁石を列状に並べたものを上記の隙間に配置し、当該複数の永久磁石のうち、両端に位置する永久磁石を、対応する板状部材１３ａ，１３ｂと当接させることとしてもよい。すなわち、第３のポールピース１３が電子ビームＥＢを偏向するのに必要な磁界を形成する上で、一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間の隙間に少なくとも１個以上の永久磁石が設けられ、当該少なくとも１個以上の永久磁石が一対の板状部材１３ａ，１３ｂの双方に当接していればよい。

また、図１１に示すケースでは、横長の永久磁石１７が、水平方向において一対の板状部材１３ａ，１３ｂが並ぶ方向と交差する方向、具体的には、図１１中で矢印にて示す方向に移動可能な状態で取り付けられており、当該方向に横長の永久磁石１７を移動することにより、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度を調整することが可能である。

さらに、図１１に示すケースでは、強磁性体、具体的には純鉄からなる調整部材１８が、横長の永久磁石１７が有する表面のうち、板状部材１３ａ，１３ｂの先端部とは反対側に位置する面に接触している。そして、この調整部材１８が横長の永久磁石１７に接触することにより、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度を調整することが可能である。
以上のように、図１１に示すケースでは、横長の永久磁石１７を水平移動させたり、調整部材１８を永久磁石１７に接触させたりすることにより、第３のポールピース１３が形成する磁界の強度を容易に調整することができる。

一方、図１２に示すケースでは、一対の板状部材１３ａ，１３ｂの間の隙間内に電磁石１９が配置されており、該電磁石１９の両端は、それぞれ、対応する板状部材１３ａ，１３ｂに当接している。かかる構成であっても、上述した一対の永久磁石１４ａ，１４ｂや横長の永久磁石１７が設けられているケースと同様、第３のポールピース１３が電子ビームＥＢを偏向する上で必要となる磁界を適切に形成することが可能になる。また、図１２に示すケースでは、電磁石１９の巻線（コイル）に流れる電流の大きさを変更することにより、上記磁界の強度を容易に調整することが可能である。

１ 電子銃装置
２ 電子銃装置本体
３ るつぼ
４ ハース
５ ハースカバー
５ａ 切り欠き部
５ｂ 非切り欠き部
６ ハース駆動機構
７ 電子ビーム出射機構
８ フィラメント
９ スキャンコイル
１０ ケース
１０ａ 開口
１１ 第１のポールピース
１１ａ，１１ｂ 板状部材
１２ 第２のポールピース
１２ａ，１２ｂ 板状部材
１３ 第３のポールピース
１３ａ，１３ｂ 板状部材
１４ａ，１４ｂ 永久磁石
１５ａ，１５ｂ ヨーク材
１６ シャント棒
１７ 永久磁石
１８ 調整部材
１９ 電磁石
１０１ａ，１０１ｂ ポールピース
１０２ 電子銃本体部
１０３ るつぼ
１０４ ケース
１０４ａ 開口
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ ポールピース
２０２ 電子銃本体部
２０３ るつぼ
２０４ ケース
ＥＢ 電子ビーム
Ｓ 空隙

Claims (10)

1. 蒸着材料を収容する収容部と、
   該収容部内の前記蒸着材料を加熱蒸発するために電子ビームを出射する電子ビーム出射機構と、
   該電子ビーム出射機構を内部に収容するケースと、
   該ケースに固定された状態で、前記電子ビーム出射機構から出射された前記電子ビームを前記収容部内の前記蒸着材料に向かうように偏向するポールピースと、
   前記収容部内の前記蒸着材料に対する前記電子ビームの照射位置を調整するために、前記ポールピースが偏向した後に、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向する他のポールピースと、を備え、
   該他のポールピースは、前記収容部の上方位置に配置された状態で前記収容部に向かって水平方向に延出しているとともに、前記ケース外に位置し、かつ、前記ケースから分離していることを特徴とする電子銃装置。
2. 前記収容部の上方位置に配置され、前記収容部を露出させるために切り欠かれた切り欠き部を有し、該切り欠き部以外の非切り欠き部にて、前記収容部を覆うカバーと、を更に備え、
   前記他のポールピースは、前記カバーの前記非切り欠き部と上下方向において重なる位置に配置されており、前記切り欠き部の下に位置する前記収容部内の前記蒸着材料に向かうように、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを偏向することを特徴とする請求項１に記載の電子銃装置。
3. 前記他のポールピースは、前記カバーの前記非切り欠き部の下に位置するように前記カバーに固定されていることを特徴とする請求項２に記載の電子銃装置。
4. 前記他のポールピースは、磁性体からなる一対の板状部材を有し、
   該一対の板状部材は、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置されており、
   前記他のポールピースは、前記一対の板状部材の間に形成される磁界により、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向し、
   前記磁界を形成するための一対の永久磁石が前記隙間内に位置しており、該一対の永久磁石のうち、一方の永久磁石は、前記一対の板状部材のうち、一方の板状部材に当接しており、他方の永久磁石は、他方の板状部材に当接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子銃装置。
5. 前記一対の永久磁石の間に、前記磁界の強度を調整するための調整部材が配置されており、
   該調整部材が、水平方向において前記一対の永久磁石が並ぶ方向と交差する方向に移動することにより、前記一対の永久磁石間の透磁率が変わって前記磁界の強度が調整されることを特徴とする請求項４に記載の電子銃装置。
6. 前記他のポールピースは、磁性体からなる一対の板状部材を有し、
   該一対の板状部材は、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置されており、
   前記他のポールピースは、前記一対の板状部材の間に形成される磁界により、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向し、
   前記磁界を形成するための少なくとも１個以上の永久磁石が前記隙間内に位置しており、該少なくとも１個以上の永久磁石は、前記一対の板状部材の双方に当接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子銃装置。
7. 前記少なくとも１個以上の永久磁石が、水平方向において前記一対の板状部材が並ぶ方向と交差する方向に移動することにより、前記磁界の強度が調整されることを特徴とする請求項６に記載の電子銃装置。
8. 前記少なくとも１個以上の永久磁石に接触することにより前記磁界の強度を調整するための調整部材が更に設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子銃装置。
9. 前記他のポールピースは、磁性体からなる一対の板状部材を有し、
   該一対の板状部材は、水平方向において隙間を隔てて並んだ状態で配置されており、
   前記他のポールピースは、前記一対の板状部材の間に形成される磁界により、前記ケース外へ出てきた前記電子ビームを更に偏向し、
   前記磁界を形成するための電磁石が前記隙間内に位置しており、該電磁石は、前記一対の板状部材の双方に当接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子銃装置。
10. 前記電磁石の巻線に流れる電流の大きさを変更することにより、前記磁界の強度が調整されることを特徴とする請求項９に記載の電子銃装置。