(57)【要約】  ピアス式電子銃の電子ビーム集束の制御において、電子銃内部での空間電荷効果及び空間電荷中和作用の影響を無くし、電子ビームの制御を完全なものとする。  前記ピアス式電子銃の内部の温度を直接測定することにより電子銃内部の圧力をフィードバック制御する。前記ピアス式電子銃の内部の温度を直接測定する場所は、アノード（３９）、フローレジスター（４３）が望ましい。次いで、カソード室（３１）、中間室、揺動室（３３）のいずれかの出口または入口に設けたリング、絞り、排気筒のいずれかでも可能である。これにより、ビームを作る部分の安定化（電子銃自体の最適化設計）、ビーム輸送部の安定化及びビーム使用部の安定化の全てについて良好になった。
2008050670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピアス式電子銃の内部の温度を直接測定することを特徴とするピアス式電子銃の制御方法。
【請求項２】
前記直接測定に熱電対を使用することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項３】
前記直接測定する場所が、アノード、フローレジスターであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項４】
前記直接測定する場所が、カソード室、中間室、揺動室のいずれかの出口または入口に設けたリング、絞り、排気筒のいずれかであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項５】
前記ピアス式電子銃の内部の温度の測定結果を真空排気系の排気速度にフィードバックすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項６】
前記排気速度へのフィードバックが、真空排気系内に設けた開口絞りの開度により行うことを特徴とする請求の範囲第５項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項７】
前記排気速度へのフィードバックが、真空排気系のポンプの回転数を変えることにより行うことを特徴とする請求の範囲第５項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項８】
前記排気速度へのフィードバックが、真空排気系のガス流量を変えることにより行うことを特徴とする請求の範囲第５項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項９】
前記ピアス式電子銃が２式以上の集束コイルを持つ電子銃であり、前段の集束コイルから次段のコイルへ電子ビームが略平行に入射するように制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のピアス式電子銃の制御方法。
【請求項１０】
ピアス式電子銃の内部の温度を直接測定する手段を有することを特徴とするピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１１】
前記直接測定する手段が熱電対であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１２】
前記直接測定する手段を設ける場所が、アノード、フローレジスターであることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１３】
前記直接測定する手段を設ける場所が、カソード室、中間室、揺動室のいずれかの出口または入口に設けたリング、絞り、排気筒のいずれかであることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１４】
前記ピアス式電子銃の内部の温度の測定結果を真空排気系の排気速度にフィードバックする手段を有することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１５】
前記排気速度へのフィードバックする手段が、真空排気系内に設けた開口絞りの開度を変える手段であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１６】
前記排気速度へのフィードバックする手段が、真空排気系のポンプの回転数を変える手段であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１７】
前記排気速度へのフィードバックする手段が、真空排気系のガス流量を変える手段であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【請求項１８】
前記ピアス式電子銃が２式以上の集束コイルを持つ電子銃であり、前段の集束コイルから次段のコイルへ電子ビームが略平行に入射するように制御する手段を有することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のピアス式電子銃の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長時間にわたって電子ビームを安定に保つことのできるピアス式電子銃の制御方法、ピアス式電子銃の電子ビーム制御装置及びこれを備えた真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピアス式電子銃は、ビーム発生源と被照射物の真空雰囲気の分離ができ、ビーム発生源を安定に保持できるという特徴がある。また、エネルギー源が電子であり容易に揺動、偏向ができるため、蒸着装置、溶解炉及び熱処理炉の加熱源として幅広く使われている。特に３００時間以上の長時間の安定性が要求されるＭｇＯ及びＳｉＯ2などの金属酸化物用インライン式蒸着装置の加熱源、短時間で所定の蒸発速度まで加熱できＡｌ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｕなどの金属を膜厚分布よく安定的にかつ大容量で蒸発させる必要がある巻取式蒸着装置の加熱源、またＳｉＯ2、ＺｒＯなどの金属酸化膜を膜厚分布±１％以内で再現性よく蒸発させる光学膜用の巻取式蒸着装置の加熱源等、今後益々応用分野が広がることが期待される。（図９にＭｇＯ蒸着装置、図１０に巻取式蒸着装置の電子銃使用例を示す。）【０００３】
特に、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用のガラス基板の表面に保護膜として使用される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）被膜は、近年ではマザーガラスの大型化、量産化の流れに対応し、より一層均質かつ高速の成膜が望まれている。【０００４】
そのような背景から、例えば、複数台数のピアス式電子銃を有する電子ビーム蒸着装置が開発された（図１５）。この装置は、例えば仕込／取出室と蒸着室の２室または仕込室と蒸着室と取出室の３室を仕切りバルブを介して連設した電子ビーム蒸着装置８１、８２のように構成される。【０００５】
なお、この電子ビーム蒸着装置８１、８２の蒸着室２の概略は図９の通りである。すなわち、ＰＤＰの保護膜であるＭｇＯを連続して成膜する加熱源として、ピアス式電子銃３が主に使用されている。蒸着室側壁に固定したピアス式電子銃から略水平に発せられた電子ビームＦを、電子ビーム偏向装置２０により偏向させて蒸発源であるハース４内のＭｇＯ１１の蒸発ポイントＰに照射することでＭｇＯの蒸気流を発生させ、その上を通過するように移動するキャリアに搭載されたガラス基板１０の表面にＭｇＯ被膜を形成する。すなわち、蒸着室は電子ビームの照射室でもある。【０００６】
このような電子ビーム蒸着装置８１、８２は、蒸着室内を大気に曝すことがないこと、仕込／取出室８３または仕込室８４においてガラス基板１０やガラス基板を搭載したキャリアに対し、脱ガスや加熱処理などの前処理を行うことが出来るので蒸着室内の雰囲気を安定に維持することが出来ること、バッチ式の装置に比較して生産量が大きいことなどの特長があるが、ピアス式電子銃の長時間の安定動作が望まれている。【０００７】
そこで従来から、ピアス式電子銃の長時間の安定動作のため様々な工夫がされていた。
例えば、蒸着室内部には水分、残留ガス、蒸発粒子などが存在し、電子ビームを構成する熱電子がこれらと衝突することでイオンが発生し、電子銃のカソードに向かって逆流して電子銃を異常放電させることがあったが、カソードにイオン及びイオンの衝突によって飛散した成分を受け止めるための貫通孔やイオンコレクタを設けたものがあった（例えば、特許文献１、２参照）。【０００８】
しかし、電子のもつ電荷による粒子間の相互作用によりビーム直径やエネルギー幅が増大する空間電荷効果と、電子が雰囲気ガスに衝突し、ガスのイオン化による空間電荷中和作用により、電子銃内部の電子ビーム直径と対象物に照射される電子ビーム直径（パワ−密度）は、電子銃内部の圧力及び照射物が置かれる雰囲気の圧力により変動する。このため、蒸着を例にとれば、蒸着レ−トが安定しないなどの問題点があった。従って、ピアス式電子銃の特徴の一つである、ビーム発生源と被照射物の雰囲気分離による広域帯での安定的な運転を充分に生かせない場合もあった。【０００９】
さらに、電子銃内部でのビームの広がりは、電子銃内部の構成品に影響をおよぼし、その構成品を過熱することがある。その結果、電子銃自身にダメ−ジを与えるケ−スもあった。【００１０】
そこで、電子銃内部でのビーム直径を安定させるため、すなわち電子銃内部でビームが大きく広がらないようにして電子銃本体へのダメ−ジを防止するために、空間電荷中和ガスとして電子銃内にＡｒを導入したり、フローレジスターのコンダクタンスを調整したり、あるいは集束コイルを多段にするなどの手段を用いている。【００１１】
また、電子ビームのエミッタ部（ビーム発生部、ジェネレーション部）を組み付け精度及び経時変化に対して安定させている。つまりカソード表面角、ウエネルト角度、アノード角度、カソード−ウエネルト間寸法及びカソード−アノード間寸法等を上記目的に対して適合するように電子銃自体を最適化設計する。これは、電界によるビーム集束条件を安定化することを目的として行っている。【００１２】
しかしながら、いずれの場合も適切なフィードバック手段がなく、予め設定した値で電子銃を運転したため、安定で精密な成膜プロセスを行うことが難しかった。また、Ａｒ等の不活性ガスであっても、成膜プロセスに影響を与える場合もある。【００１３】
そこで、ビーム出口及びビーム照射部でビーム直径を測定し、ビーム電流または集束コイル電流にフィードバックする方法が開発された（特許文献３参照）。図１４に示すように、ビーム照射部であるリングハース４近傍に各々の電子銃３から発せられる電子ビームのビームポイント温度を電気信号として出力することができるモニター片ＸＲ１、ＸＲ２、ＸＲ３、ＸＬ１、ＸＬ２、ＸＬ３を設け、ビーム電流及びまたは集束コイル電流にフィードバックして安定化を図ったものである。
しかしながら、電子銃内部での空間電荷効果の影響が残り、完全ではなかった。【００１４】
【特許文献１】特開２００４−１４２２６号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−２６８１７７号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】特開２００５−２６４２０４号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本願発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、電子銃内部での空間電荷効果及び空間電荷中和作用の影響を無くし、電子ビームの制御を完全なものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
電子銃内部のビームは前記のように空間電荷効果の影響をうける。電子ビームの広がり及びビームエネルギ−の傾向は図１１のようになる。電子銃内部でのビームの広がりは、電子銃内部の構成品に影響をおよぼし、その構成品を過熱する。このため電子銃内部の温度を測定し、真空排気系の排気速度にフィードバックして、電子銃内部の圧力を調整し、電子銃内で空間電荷効果及び空間電荷中和作用の影響によって変動する電子ビームの集束状態を一定にした。【００１７】
すなわち、上記課題は、ピアス式電子銃の内部の温度を直接測定し、その測定温度に応じてピアス式電子銃を制御する方法によって解決される。【００１８】
また、上記課題は、ピアス式電子銃の内部の温度を直接測定する手段を有するピアス式電子銃の制御装置によって解決される。【００１９】
なお、２式以上の集束コイルを持つ電子銃では、対象物へのビーム安定性を考慮すると、第１集束コイルから第２集束コイルに入るビームをできるだけ平行にするのが望ましい。この制御を電子銃内部の圧力を調整して行う。勿論レンズであるからビームはほぼ平行からやや発散に調整する。
【発明の効果】
【００２０】
ＰＤＰの性能、製品歩留まり及び製品安定性の向上のため、ガラス基板内の膜厚分布を長時間安定に保つことが要求され、これに対応できるようになった。具体的には、従来４２インチ２面取りのマザーガラスに対し約８０００Å±１０％で１４４時間（約１週間）連続運転であったものが、同サイズに対し、約８０００Å±５％以内で２４０時間（１０日間）以上の連続運転が可能になった。さらに４２インチパネル６〜８面取りのマザ−ガラスに対して約８０００Å±７％以内で２週間以上の連続運転を可能にしている。
また、従来は電子銃内のビーム直径を目視で概略測定し、集束コイル及びＡｒ等の中和ガスの調整を行っていたが、温度を測定することにより再現性良く調整することが可能になった。【００２１】
また、これらの電子銃内部の温度をモニターすることにより、電子銃へのダメージを防止するとともに、従来検出が難しかった製品不良の防止及び早期発見に応用できる。従来は電気的なインタ−ロックにより、電子ビームが出力され、集束及び揺動コイルに所定の電流が流れていれば正常と判断していた。【００２２】
さらに、長時間連続で電子銃を運転するインライン式の蒸着装置では、蒸着室内の圧力が一定になるように制御して生産する場合とプロセスガス流量を一定として生産する場合があり、外部からのガスの持込量が変動すると後述の方法の場合、蒸着レートが変動する。このとき、蒸着材料がＭｇＯ以外のもの、例えば金属蒸着の場合、水晶発振式成膜コントローラのような信頼性のある成膜レ−ト計測手段を用いて電子銃のパワー、ビーム集束及び揺動系にフィードバックできるが、金属酸化物の場合は、長時間にわたっての成膜レート測定手段がなかった。しかし、今回開発した手段により、照射室の圧力変動に対しても有効な制御手段を供給出来ることになった。【００２３】
以上によって、ビームを作る部分の安定化（電子銃自体の最適化設計）、ビーム輸送部の安定化（本願発明の方法）及びビーム使用部の安定化（特許文献３の方法）の全てについて対策できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の電子銃真空排気系統図である。
【図２】本発明の実施例１を示す。３０ｋＷピアス式電子銃の断面図である。  熱電対R１、R２の設置位置を示す。
【図３】本発明の実施例２の１００ｋＷピアス式電子銃の真空排気系統図である。なお、本実施例は差動排気孔に差動排気筒を設置している。
【図４】本発明の実施例２の１００ｋＷピアス式電子銃の断面図である。熱電対R１〜R６の設置位置を示す。
【図５】ピアス式電子銃の原理図である。  電子ビームの放出原理を示す。加熱したカソード３７から熱電子を放出し、カソード３７及びウエネルト３８とアノード３９で形成された電界により、電子の引出しと集束を行う。従ってカソード３７、ウエネルト３８、アノード３９の寸法・位置がビーム形成に重要である。アノード３９を通過した電子ビームは、集束コイル４０、揺動コイル４１、電子ビーム偏向装置２０により、電子ビームが散逸しないように制御され、必要なハース４上の材料１１に照射される。
【図６】本発明による照射室圧力とフローレジスターの温度のグラフである。ターボ分子ポンプ５１（図１）の回転数制御を行った場合、照射室側の圧力が変わっても、ビーム集束状態が一定でフローレジスター４３の温度が一定であることが分る。
【図７】本発明によるビーム電流とフローレジスターの温度のグラフである。ターボ分子ポンプ５１（図１）の回転数制御を行った場合、ビーム電流を変えても、ビーム集束状態が一定でフローレジスターの温度はほぼ一定である。
【図８】比較のためのビーム電流とアノード及びフローレジスターの温度のグラフである。ターボ分子ポンプ５１（図１）の回転数制御を行わない場合の図である。フローレジスター温度がビーム電流の増加に伴い減少している。
【図９】ＭｇＯ蒸着装置の模式図である。  この例では、４台のリングハース４に対し、４台のピアス式電子銃３が配置されている。リングハース上の２点の照射点Ｐに対し、電子ビームを偏向コイルの制御によって交互に照射するジャンピング制御を行っている。  なお、図中の矢印はガラス基板１０の進行方向を表す。また、ガラス基板１０の下方に位置するものは、破線で表した。
【図１０】巻取式蒸着装置の模式図である。ピアス式電子銃３から電子ビームを蒸着材料容器１０４内の蒸着材料に照射して蒸発させる。巻出しリール１０８から送り出されたテープ基材１１０が主ローラ１０７に巻回すると下方に配置した蒸着材料容器１０４から蒸発した材料の蒸気に晒されてその表面に成膜される。この成膜されたテープ基材を巻取りリール１０９に巻き取る。このようにして連続的に成膜を行う装置である。
【図１１】空間電荷効果による円筒電子ビーム直径の増大を説明する図である。  Ａは集束コイルの発生する磁界の様子を示す。Ｂは電子ビーム直径を示す。  空間電荷効果の割合が増すと、ビーム径は広がる。
【図１２】蒸着圧力と成膜レ―トの関係を説明する図である。  この例の場合、蒸着圧力１．０Ｅ−０２Ｐａで成膜レートが最も高くなっている。蒸着圧力3．０Ｅ−０３Ｐａでは、空間電荷効果の影響を受けて電子ビーム直径が拡がり、パワー密度が低下し、蒸着材料に届く量が減少し、成膜レートが下がっている。また、３．０Ｅ−０２Ｐａでは雰囲気粒子が増すために、電子ビームや蒸発した材料との衝突が生じ、成膜レ−トが下がっている。
【図１３】電子銃内部のビーム広がりの様子を説明する図である。  なお、差動排気孔に圧力調整の補助部材である開口絞り４４ｂを設置した。
【図１４】従来のインライン式電子ビーム蒸着装置の制御方法の例である。  リングハース４の近くにモニター片ＸＲ１、ＸＲ２、ＸＲ３、ＸＬ１、ＸＬ２、ＸＬ３を設け、ビーム電流及びまたは集束コイル電流にフィードバックして安定化を図ったものである。なお、一台のピアス式電子銃３で電子ビームにより、リングハース上の溝部４ａに入れた材料上の照射点ＰＲ１、ＰＲ２をジャンピング制御して交互に加熱する。図中では一方を実線、他方を破線にてジャンピング制御の様子を示している。
【図１５】電子ビーム蒸着装置の模式図である。Ａが２室の場合、Ｂが３室の場合である。
【符号の説明】
【００２５】
１    MｇO蒸着装置
２    照射室（蒸着室）
３    ピアス式電子銃
４    リングハース（蒸着材料容器）
４ａ  溝部
６    ピアス式電子銃
１０  ガラス基板
１１  材料（MｇO）
２０  電子ビーム偏向装置
３０  電子銃本体（筐体）
３１  カソード室
３２  中間室
３３  揺動室
３４  排気口
３６  フィラメント
３７  カソード
３８  ウエネルト
３９  アノード
４０  集束コイル
４１  揺動コイル
４２  イオンコレクタ
４３  フローレジスター
４４ａ  差動排気筒
４４ｂ  開口絞り
４５  第１集束コイル（第１レンズ）
４６  第２集束コイル（第２レンズ）
４９  真空排気系
４９’  差動排気系
５０、５１  タ―ボ分子ポンプ
５２、５３、５４  ポンプ
５５、５６、５７  バルブ
６０  電子銃本体（筐体）
６１  カソード室
６２  中間室
６３  揺動室
６４、６５  排気口
６６  フィラメント
６７  カソード
６８  ウエネルト
６９  アノード
７１  揺動コイル
７２  イオンコレクタ
７３ａ、７３ｂ  フローレジスター
７４ａ、７４ｂ  リング
７５  第１集束コイル
７６  第２集束コイル
８１、８２  電子ビーム蒸着装置
８３  仕込／取出室
８４  仕込室
８５  取出室
９１  排気口
９４〜９６  扉
９７〜９９  バルブ
１０１  巻取式蒸着装置
１０２  照射室
１０４  蒸着材料容器（るつぼ）
１０７  主ロ―ラ
１０８  巻出しリ―ル
１０９  巻取りリ―ル
１１０  テ―プ基材
１１１  蒸着材料（金属）
１１２  ガイドロール
１２０  インライン式電子ビーム蒸着装置、
F    電子ビーム
ＰＧ  圧力計
ＩＧ  圧力計
R１〜R６  熱電対（抵抗温度センサ）、
Ｐ,Ｐ１,Ｐ２  電子ビーム照射点（蒸発ポイント）、
ＰＲ１、ＰＲ２  電子ビーム照射点（蒸発ポイント）
ＸＲ１、ＸＲ２、ＸＲ３、ＸＬ１、ＸＬ２、ＸＬ３  モニター片
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に本発明の実施の形態の３０ｋＷピアス式電子銃の真空排気系統図を示す。図２に３０ｋＷピアス式電子銃の断面図を示す。図３に１００ｋＷピアス式電子銃の真空系統図を示す。図４に１００ｋＷピアス式電子銃の断面図を示す。図５にピアス式電子銃の原理図を示す。【００２７】
図１と図５を用いて、出力３０ｋＷのピアス式電子銃３の代表的な構造及び各部の機能について説明する。３０ｋＷピアス式電子銃の主要な構成要素はフィラメント３６、カソード３７、ウエネルト（Ｗｅｈｎｅｌｔ）３８、アノード３９、集束コイル４０、揺動コイル４１、イオンコレクタ４２（図５）、フローレジスター４３、本体（筐体）３０及び真空排気系４９（図１）である。夫々の機能については次の通りである。【００２８】
図５に示すように、フィラメント３６は、交流電流を流し、ジュ−ル熱で発熱し、熱電子を放出する。カソード３７は、フィラメント３６に対し正の電圧を印加することによりフィラメント３６で発生し、加速された電子を受けることで加熱され、熱電子を放出する。ウエネルト（Ｗｅｈｎｅｌｔ）３８はフォ−カス電極とも呼ばれ、カソード３７と同電位で、アノード３９との間に電子がアノード３９の中心に向かうような電界を形成し、効率よく電子ビームを発生させる。アノード３９はカソード３７に対して正の電位にあり、カソード３７で発生した熱電子を加速する。通常アノード３９はグランド電位に置くのでカソード３７には負の電圧を印加している。中心にある孔を電子ビームが通過する。【００２９】
集束コイル４０は集束レンズまたは単にレンズと呼ぶこともある。発生する磁場により、アノード３９を通過した電子ビームＦをハース４の材料１１上に集束させる。電子ビームＦとの衝突などで発生したイオンはアノード３９とカソード３７の電圧で加速され、カソード３７をスパッタして孔ができる。イオンコレクタ４２は、長時間の使用により孔がカソード３７を貫通した時に、イオンビームを受け止め、電子銃本体にダメ−ジが生じないようにする。フローレジスター４３は、コンダクタンスを小さくし、カソード室（ビーム発生部内）３１の圧力を低く保つ。【００３０】
また、図３、図４に示すように、通常出力６０ｋＷ以上のピアス式電子銃は、前記に加え第２集束コイル４６、７６、第２フローレジスター７３ｂ（図４）及び差動排気系４９’（図３）を持つ。これは主に次の理由による。一般的なピアス式電子銃の電子放出源は間接加熱式のタングステン製カソードを使用する。カソード表面からの単位面積あたりの熱電子放出量は、温度により決まる。一方、真空中での使用のため最高使用温度に制限がある。このため、大きなビーム電流をうるためには大きな直径のカソードが必要になる。それに伴って、アノードの孔の直径及びフローレジスターの孔の直径は大きくなる。このためコンダクタンスが大きくなり照射室との差圧を確保するために第２排気系が必要になる。【００３１】
（実施例１）
まず、３０kＷピアス式電子銃の実施例について説明する。図２に示すように、カソード室３１のアノード３９及び揺動室３２のフローレジスター４３に直接熱電対Ｒ１、Ｒ２を取り付ける。また、図１に示すように、真空排気系４９には仕切りバルブ５６を介し排気速度８００リットル／秒のターボ分子ポンプ５１を取り付けた。このターボ分子ポンプ５１は、回転数制御（回転数を制御して排気速度を変えること）が出来るポンプを使用した。実施例では図２の熱電対Ｒ２で得たフローレジスター４３の温度をタ−ボ分子ポンプ５１の回転数にフィードバックした。図６及び図７に結果を示す。照射室２側の圧力が変わっても、ビーム集束状態が一定でフローレジスター４３の温度が一定であることが分る（図６）。また、ビーム電流を変えても、ビーム集束状態が一定でフローレジスター４３の温度はほぼ一定である（図７）。【００３２】
比較のために、フィードバックが無い場合のビーム電流とアノード３９及びフローレジスター４３の温度測定結果を図８に示す。アノード３９の温度は、ビーム電流を増加させても一定であるのに対し、フローレジスター４３の温度は低下する傾向にある。これは、空間電荷中和作用によりビームが絞れたためである。つまり、フィードバックが無いため、電子銃内部でのビーム直径が変化したことを示している。【００３３】
以上述べたように、本願発明によれば、良好な制御が可能となることが分る。【００３４】
（実施例２）
次に、第２集束コイル、第２フローレジスター及び差動排気系を持つ１００ｋＷ電子銃への実施例を図３、４および１３を用いて説明する。なお、図４において図示しない真空排気系と差動排気系は、排気口６４と排気口６５にそれぞれ接続されるものとする。【００３５】
熱電対での温度測定位置は図４の中間室６２の第１フローレジスター７３ａの出口側に設けたリング７４ａの熱電対Ｒ４または第２フローレジスター７３ｂの入口に設けたリング７４ｂの熱電対Ｒ５が望ましい。あるいは第１フローレジスター７３ａの熱電対Ｒ２または第２フローレジスター７３ｂの熱電対Ｒ６でもよい。なお、リング７４ａ、７４ｂはフローレジスターに設けた圧力調整用の補助部材である。また、図３の差動排気筒４４ａおよび図１３の開口絞り４４ｂは中間室３２に設けた圧力調整用の補助部材である。【００３６】
以上の構成により、前記実施例１と同様の効果が得られた。【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変更が可能である。
例えば、本発明は他の構成の真空装置に適用することも可能である。また、他の電子ビーム安定化手段と組合せて使用してもよい。【００３８】
また、実施例では電子銃内部の圧力制御に回転数をコントロールして排気速度が可変できるターボ分子ポンプ５０、５１を使用したが、コンダクタンスバルブ５６（図１及び図３）を制御してもよい。コンダクタンスの制御方法は通常使われるバタフライ型、ゲート型および虹彩型（カメラの絞りタイプ）などのコンダクタンスバルブがある。【００３９】
また、プロセス上Ａｒ等の不活性ガスが全く問題ない場合は、電子銃内部の温度測定結果をガス流量にフィードバックしてもよい。電子銃内部の温度測定結果をガス流量にフィードバックする方法、コンダクタンスへのフィードバックする方法、空間電荷中和ガス導入量のフィードバックする方法、照射室２内圧力及び電子銃内部の圧力と温度測定結果のフィードバックする方法等の複数の方法を組合せれば非常に安定な蒸発システムを供給することが出来る。【００４０】
また、照射室２内での空間電荷に加え雰囲気粒子との衝突による電子の広がりをも考慮し、単に温度一定ではなく、照射室２内で最適な電子ビーム照射量が得られるよう、照射室２内の圧力に対応したビーム絞りになるようにプリセットした適切な温度にコントロールしてもよい。例えば、図１２に示す成膜例のように、蒸着圧力１．０Ｅ−０２Ｐａで成膜レートが最も高くなっている。蒸着圧力３．０Ｅ−０３Ｐａでは、空間電荷効果の影響を受けて電子ビーム直径が拡がりパワー密度が低下し、成膜レートが下がっている。一方、３.０Ｅ−０２Ｐａでは雰囲気粒子が増すために、電子ビームや蒸発した材料との衝突が生じ、成膜レ−トが下がっている。このときの電子ビーム照射量においては、蒸着圧力１．０Ｅ−０２Ｐａが適当であることを示している。【００４１】
また、実施例に示した方法に加えて、直接電子ビーム直径をモニターする方法及び電気的にビーム状態をモニターする方法を併用すればさらに効果的である。【００４２】
また、本発明はＭｇＯ蒸着に限らず、ピアス式電子銃を使用する蒸着装置に適用できる。【００４３】
また、実施例のインライン式電子ビーム蒸着装置では蒸着材料を入れる容器をリングハースとしたが、るつぼでも良い。【００４４】
さらに、本発明はＭｇＯ被膜の形成方法のほか、ＳｉＯ2被膜やＴｉＯ2被膜などの金属酸化物被膜を形成するための方法としても採用することができる。また本発明の蒸着被膜の形成方法は、Ａｌ被膜などの金属被膜を形成するための方法としても採用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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