(57)【要約】【課題】  単一の電子銃の本体部を用いつつ特定の構成要素のみを交換することにより異なるニーズにそれぞれ対応することが可能な蒸着用電子銃を実現する。【解決手段】  単一の電子銃の本体部１０を用い、磁性体からなる立設のポールピース１１ａ，１１ｂが固定された、磁気回路を形成する磁性体からなる回路形成部材１５ａ，１５ｂおよび非磁性体からなる上部カバー１３と、磁性体からなる横設のポールピース２１ａ，２１ｂおよび本体部１０内より射出された電子ビームの軌道を微調整する磁性体からなるビーム軌道調整部材２３ａ，２３ｂが固定された、磁気回路を形成する磁性体からなる回路形成部材２２ａ，２２ｂおよび非磁性体からなる上部カバー２４とのいずれも本体部１０の上部に装着可能とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の電子銃の本体部（１０）を用い、前記本体部の内部より射出される電子ビーム（ＥＢ）を偏向するための立設されるポールピース（１１ａ，１１ｂ）とその関連部材（１２ａ，１２ｂ，１３）、および前記本体部の内部より射出される電子ビームを偏向するための横設されるポールピース（２１ａ，２１ｂ）とその関連部材（２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４）のうちのいずれの一方も前記本体部の上部に装着可能な蒸着用電子銃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着用電子銃に関する。具体的には、異なるニーズ毎に別異の電子銃を使い分けることなく、単一の電子銃の本体部を用いながら特定の構成要素のみを交換することによって異なるニーズにそれぞれ対応することができる蒸着用電子銃を提供せんとするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板・レンズ等の表面部に薄膜を形成する手段として真空蒸着法が用いられている。この真空蒸着法では、基板等の表面部に薄膜を形成するために、真空チャンバ内で電子銃より射出された電子ビームを金属・化合物などの蒸着材料に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板等の表面部に付着堆積させる。
【０００３】
そこで、この真空蒸着法で使用される電子銃の従来例の構成を、図２に示し説明する（従来例１）。ここで、図２は、従来例１の構成を簡略に図示した斜視図である。
【０００４】
図２において、電子銃の本体部３０の内部には、加熱されることにより熱電子を放出するフィラメント、フィラメントより放出された熱電子を加速して電子ビームを生成する電界を形成するための電極、冷却水が流通する流水路などが配設されている。
【０００５】
また、本体部３０の上部には、１対のＬ字状の強磁性体からなるポールピース３１ａ，３１ｂが、非磁性体からなる上部カバー３２に設けられた方形状の開口３３を挟むようにして対向して立設されている。このポールピース３１ａ，３１ｂは、強磁性体からなる部材を介して本体部３０内に配設された永久磁石と接続することにより磁化されている。したがって、ポールピース３１ａ，３１ｂの周囲には磁界が形成されることになり、この磁界により、上部カバー３２の開口３３を介して射出された電子ビームは、ここでは図示されてはいない回転するルツボ内に収容された金属等の蒸着材料に向かうように偏向する。
【０００６】
すなわち、図３（ａ）（一部を切り欠いた側面図）に示すように、本体部３０内のフィラメント３４から放出された熱電子が加速して生成された電子ビームＥＢは、破線で示すように、ポールピース３１ａ，３１ｂが形成する磁界により概ね２７０度回転するように偏向されて、ルツボ１００内に収容された蒸着材料の表面部に照射されることになる。
【０００７】
なお、ルツボ１００内の蒸着材料の表面部に電子ビームＥＢが照射された場合、図３（ｂ）に示すように、蒸着材料の表面部から反射する反射電子ＲＥが発散する。この反射電子ＲＥは水平面に対する発散角θが大きく、したがって、反射電子ＲＥは上方に向けて発散することになる。
【０００８】
図４は、他の従来例の構成を示している（従来例２）。ここで、図４は、従来例２の構成を簡略に図示した斜視図であり、図２における構成要素に対応する構成要素については、ポールピースを除いて同一の符号を付している。
【０００９】
図４において、ここに示した従来例２の構成が図２の従来例１の構成と異なるところを説明する。図２に示した従来例１では、１対のポールピース３１ａ，３１ｂは、本体部３０の上部に立設される構成であった。
【００１０】
これに対して、従来例２では、本体部３０の上部における、本図では図示されてはいないルツボ側の端部に、１対のポールピース４１ａ，４１ｂが対向して横設されている。その他の構成は、図２に示した従来例１の構成と同じである。
【００１１】
このように構成された従来例２によった場合も、図５（ａ）（一部を切り欠いた側面図）に示すように、本体部３０内から射出された電子ビームＥＢは、破線で示すように、ポールピース４１ａ，４１ｂが形成する磁界により概ね２７０度偏向されて、ルツボ１００内に収容された蒸着材料の表面部を照射することになる。
【００１２】
しかし、図５（ｂ）に示すように、蒸着材料の表面部から反射する反射電子ＲＥは、ポールピース４１ａ，４１ｂが形成する磁界の影響を受けて更に回転するように発散する。すなわち、反射電子ＲＥは、図２に示した従来例１におけるように上方に向かうことはなく、本体部３０側からみて奥行き側に下降するようにして発散することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図２に示した従来例１によると、ルツボ１００内の蒸着材料の表面部に電子ビームＥＢを照射した場合、図３（ｂ）により説明したように、蒸着材料の表面部からの反射電子ＲＥが上方に向けて発散する。ところが、反射電子ＲＥが向かう上方には、蒸着材料からの蒸着粒子が付着する基板などの被蒸着物が配置されている。そのため、被蒸着物は、反射電子ＲＥの衝突を受けることになる。
【００１４】
しかし、被蒸着物が例えばプラスチックのような耐熱温度が低い素材の場合には、反射電子ＲＥが衝突すると、そのエネルギーにより被蒸着物が熔解してしまい、被蒸着物に求められる品質・特性が得られなくなってしまう。したがって、被蒸着物が耐熱温度が低い素材からなる場合には、この従来例１によることはできないことになる。
【００１５】
これに対して、図４により説明した従来例２によると、ルツボ１００内の蒸着材料の表面部からの反射電子ＲＥは、図５（ｂ）に示したように、上方に向けて発散することなく、電子銃の本体部３０側からみて奥行き側に下降するように発散する。すなわち、上方に配置された被蒸着物は、反射電子ＲＥの影響を受けることがない。したがって、被蒸着物がプラスチックのような耐熱温度が低い素材からなる場合には、この従来例２を用いることができる。
【００１６】
しかし、従来例２では、ルツボ１００の近傍にポールピース４１ａ，４１ｂが配設されていることから、ルツボ１００内の蒸着材料に電子ビームＥＢが照射されると、ルツボ１００から飛散した蒸着粒子が、ポールピース４１ａ，４１ｂに付着する。
【００１７】
とくに、この飛散する蒸着粒子が、ポールピース４１ａ，４１ｂの下面と、回転するルツボ１００の上端周縁部との間の空隙部に入り込んで付着堆積すると、堆積した蒸着粒子とルツボ１００の上端周縁部との摩擦が生じる。摩擦が生じれば、ルツボ１００を回転させるモータの負荷が大きくなり、ついにはモータは回転を停止してしまう。これを回避するには、ポールピース４１ａ，４１ｂの恒常的なクリーニング作業が必要となる。
【００１８】
このように、図４に示した従来例２は、蒸着材料の表面部からの反射電子ＲＥの影響を被蒸着物が受けないという利点を有するものの、他方で、ルツボ１００から飛散する蒸着粒子が原因で作業性が悪くなるという難点がある。したがって、被蒸着物に多層膜を形成する場合のように、長時間の連続使用が必要な場合には、この従来例２は、そのニーズに応えられないことになる。
【００１９】
これに対して、図２に示した従来例１では、ルツボ１００からは離隔した位置にポールピース３１ａ，３１ｂを配設しているため、上述した従来例２におけるようなルツボ１００から飛散する蒸着粒子に起因する問題は生じない。したがって、従来例１は、長時間の連続使用に適していることになる。
【００２０】
以上のような利点難点を各従来例１，２はそれぞれ有している。そのため、従来は、蒸着作業を行うに際しては、蒸着材料を付着させる被蒸着物の素材如何に応じて、あるいは、被蒸着物に形成する薄膜が多層であって長時間の連続使用が必要であるか等に応じて、各従来例１，２を使い分ける必要があった。
【００２１】
その結果、従来は、蒸着作業を行うに当たっては、通常は、ニーズに対応した異なる電子銃を別個に備えた蒸着装置をそれぞれ用意していたため、それがコスト要因になっているという解決すべき課題があった。
【００２２】
また、異なる電子銃を別個に備えた蒸着装置をそれぞれ設置すれば、装置が占有する面積がそれだけ増大してしまうという未解決の課題もあった。
【００２３】
なお、稀に単一の蒸着装置を用いて異なるニーズ毎に別異の電子銃に交換して使用している場合は、電子銃の取り外しおよび再セッティングが煩わしく作業性が悪くなるという解決すべき課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
そこで、上記課題に照らし、本発明はなされたものである。そのために、本発明では、単一の電子銃の本体部を用いつつ、電子銃の本体部の内部より射出される電子ビームを偏向するための立設されるポールピースおよびその関連部材と、電子銃の本体部の内部より射出される電子ビームを偏向するための横設されるポールピースおよびその関連部材とを交換し得るようにした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によるならば、単一の電子銃の本体部を用いながらポールピースおよびその関連部材のみを交換することによって、異なるニーズに対応することができることから、従来のように、異なるニーズに対応した別異の電子銃を備えた蒸着装置をそれぞれ用意する必要がなくなり、蒸着に要するコストの低減化が可能となる。
【００２６】
また、ニーズが異なっても単一の蒸着装置で足りるので、別異の電子銃を備えた蒸着装置をそれぞれ設置する場合と比較して、蒸着装置が占有する面積の狭小化を図れるという効果も得ることができる。
【００２７】
さらには、単一の蒸着装置を用いて異なるニーズ毎に別異の電子銃に交換して使用する場合と比較しても、電子銃全体を交換する場合よりもセッティングが簡易であって煩わしさがなく、良好な作業性を得ることができる。したがって、本発明によりもたらされる効果は、実用上極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明では、単一の電子銃の本体部を用いつつ、ポールピースおよびその関連部材のみを交換することによって、電子銃の本体部にポールピースを立設する構成とすることも、ポールピースを横設する構成とすることも、いずれにも可能となるようにした。以下、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２９】
本発明の一実施例の構成を、図１に示し説明する。ここで、図１は、本実施例における蒸着用電子銃の構成を示す斜視図である。
【００３０】
図１（ａ）において、平行斜線を付した電子銃の本体部１０の内部には、加熱されることにより熱電子を放出するフィラメント、フィラメントより放出された熱電子を加速して電子ビームを生成する電界を形成するための電極、冷却水が流通する流水路などが配設されている。
【００３１】
また、電子銃の本体部１０には、本体部１０内に配設された永久磁石からの磁気を受けて磁気回路を形成するための、強磁性体からなる板状の回路形成部材１５ａ，１５ｂなどが外部に露出して配設されている。外部に露出して配設される構成要素としては、その他にも、例えば流水パイプの接続口などがあるが、図１（ａ）では、説明を簡単にするため、その図示は省略している。
【００３２】
他方、本体部１０の上部には、非磁性体からなる上部カバー１３に設けられた方形状の開口１４を挟むようにして、１対のＬ字状の強磁性体からなるポールピース１１ａ，１１ｂが、対向して立設されている。この立設のポールピース１１ａ，１１ｂは、強磁性体からなる回路形成部材１２ａ，１２ｂに、その下面側から挿通するビスにより触接して固定されている。なお、回路形成部材１２ａ，１２ｂは、角柱状に形成されており、本体部１０に配設された回路形成部材１５ａ，１５ｂに、ビスにより触接して固定されている。
【００３３】
そこで、以上のように構成された電子銃を作動させた場合は、ポールピース１１ａ，１１ｂがルツボから離隔した位置に配設されていることから、図２に示した従来例１について説明したところと同じく、ルツボから飛散する蒸着粒子に起因する問題は生じない。したがって、被蒸着物に形成する薄膜が多層であって長時間の連続使用が必要であるような場合に用いるのに適していることになる。
【００３４】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した上部カバー１３を、これを本体部１０に固定しているビスを外して本体部１０から取り外し、さらにポールピース１１ａ，１１ｂが固定された回路形成部材１２ａ，１２ｂを、これを本体部１０に固定しているビスを外して本体部１０から取り外したうえで、これらに代わる構成要素を装着した構成を示している。
【００３５】
代わって装着される構成要素は、
ａ．横設された１対のＬ字状の強磁性体からなるポールピース２１ａ，２１ｂ
ｂ．ポールピース２１ａ，２１ｂと触接して配設された、強磁性体からなる板状の回路形成部材２２ａ，２２ｂ
ｃ．回路形成部材２２ａ，２２ｂと触接して配設された、本体部１０内より射出された電子ビームの軌道を微調整するための強磁性体からなる片支持屋根状のビーム軌道調整部材２３ａ，２３ｂ
ｄ．上記ｂおよびｃの各構成要素の形状に対応した平面形状であって、図１（ａ）の上部カバー１３とは異なる平面形状の非磁性体からなる上部カバー２４
である。
【００３６】
すなわち、図１（ｂ）は、平行斜線を付した本体部１０は、図１（ａ）の本体部１０をそのまま用いつつ、横設のポールピース２１ａ，２１ｂおよびその関連部材に交換した電子銃の構成を図示している。
【００３７】
ここで、図１（ａ）の上部カバー１３およびポールピース１１ａ，１１ｂが固定された回路形成部材１２ａ，１２ｂを本体部１０から取り外した後の、上記ａ〜ｄの各構成要素を本体部１０に装着する手順は、つぎの通りである。その場合、ポールピース２１ａ，２１ｂおよびビーム軌道調整部材２３ａ，２３ｂは、あらかじめ回路形成部材２２ａ，２２ｂにビスによりそれぞれ固定しておく。
【００３８】
そこで、まず、ポールピース２１ａ，２１ｂおよびビーム軌道調整部材２３ａ，２３ｂが固定された回路形成部材２２ａ，２２ｂを、ビスにより本体部１０に固定する。ついで、上部カバー２４を、その端部を各ビーム軌道調整部材２３ａ，２３ｂの間に滑り込ませるようにして載置した後、ビスにより本体部１０に固定する。以上の手順によって電子銃は、図１（ａ）の構成から図１（ｂ）の構成に変わる。
【００３９】
この図１（ｂ）に示した構成の電子銃であれば、図５（ｂ）により説明したように、電子ビームが照射されたルツボ内の蒸着材料からの反射電子ＲＥは、基板等の被蒸着物が配置された上方には飛散しないので、被蒸着物がプラスチックのような耐熱温度が低い素材からなる場合に用いるのに適していることになる。
【００４０】
なお、電子銃を図１（ｂ）の構成から図１（ａ）の構成に変える場合は、まず、上述の手順とは逆順に上部カバー２４を取り外し、ポールピース２１ａ，２１ｂおよびビーム軌道調整部材２３ａ，２３ｂが固定された回路形成部材２２ａ，２２ｂを取り外す。その後、ポールピース１１ａ，１１ｂが固定された回路形成部材１２ａ，１２ｂを、ビスにより本体部１０に固定した後、上部カバー１３をビスにより本体部１０に固定する。
【００４１】
このように、本発明では、単一の電子銃の本体部１０を用いながらポールピース１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂおよびその関連部材のみを簡易に交換し得る構成としている。したがって、ポールピース１１ａ，１１ｂが立設されている場合の利点難点、ポールピース２１ａ，２１ｂが横設されている場合の利点難点をそれぞれ比較考量して、いずれにも使い分けることができる。
【００４２】
すなわち、単一の蒸着装置を用いながら異なるニーズに簡易に対応することが可能となる結果、異なるニーズに対応した別異の電子銃を備えた蒸着装置をそれぞれ用意する必要がなくなり、蒸着に要するコストの低減化が可能となる。加えて、蒸着装置が占有する面積の狭小化という効果も得られる。
【００４３】
また、単一の蒸着装置を用いて異なるニーズ毎に別異の電子銃に交換して使用する場合と比較しても、交換の際のセッティングが極めて簡易であって煩わしさがなく、良好な作業性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。
【図２】従来例１の構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示した従来例１による電子ビームの偏向および反射電子の発散の様子を説明するための説明図である。
【図４】従来例２の構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示した従来例２による電子ビームの偏向および反射電子の発散の様子を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  本体部
１１ａ，１１ｂ  ポールピース
１２ａ，１２ｂ  回路形成部材
１３  上部カバー
１４  開口
１５ａ，１５ｂ  回路形成部材
２１ａ，２１ｂ  ポールピース
２２ａ，２２ｂ  回路形成部材
２３ａ，２３ｂ  ビーム軌道調整部材
２４  上部カバー
２５  開口
３０  本体部
３１ａ，３１ｂ  ポールピース
３２  上部カバー
３３  開口
３４  フィラメント
４１ａ，４１ｂ  ポールピース
１００  ルツボ
ＥＢ  電子ビーム
ＲＥ  反射電子
【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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