(57)【要約】【課題】タクトタイムを飛躍的に向上することが可能なインライン式電子ビーム蒸着装置を提供すること。【解決手段】少なくとも仕込／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室を有するインライン式電子ビーム蒸着装置において、蒸着室における基板の搬送方向の側壁面にピアス式電子銃が固設されていることを特徴とする。【選択図】　図１
2004010942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも仕込／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室を有するインライン式電子ビーム蒸着装置において、蒸着室における基板の搬送方向の側壁面にピアス式電子銃が固設されていることを特徴とするインライン式電子ビーム蒸着装置。
【請求項２】
基板の搬送方向に列をなして複数の台数のピアス式電子銃が固設されていることを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のインライン式電子ビーム蒸着装置を使用して行うことを特徴とする基板の表面への蒸着被膜の形成方法。
【請求項４】
基板の搬送方向に対する略直交方向に向けてピアス式電子銃から電子ビームを発することを特徴とする請求項３記載の形成方法。
【請求項５】
揺動コイルにより電子ビームを２以上にジャンピングさせることを特徴とする請求項３または４記載の形成方法。
【請求項６】
電子ビームを前後にジャンピングさせることを特徴とする請求項５記載の形成方法。
【請求項７】
偏向コイルにより電子ビームを偏向させて蒸着材料の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の形成方法。
【請求項８】
蒸着材料が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インライン式電子ビーム蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インライン式電子ビーム蒸着装置は、基本的には、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室を仕切バルブを介して連設した構成を備えるものである。こうした装置は、蒸着室内を大気に曝すことがないこと、仕込／取出室または仕込室において基板や基板を取付けした治具に対し、脱ガスや加熱などの前処理を行うことができるので蒸着室内の雰囲気を安定に維持することができること、バッチ式の装置に比較して作業者一人当りの生産量が大きいことなどの利点があるので、例えば、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用のガラス基板の表面にＭｇＯ（酸化マグネシウム）被膜を形成するための装置などとして使用されている。
【０００３】
従来のインライン式電子ビーム蒸着装置の蒸着室には、例えば、図５に示すように、基板の搬送方向の上流側（仕込室側）壁面に２台のピアス式電子銃Ａ１，Ａ２が固設されるとともに、これに対向する基板の搬送方向の下流側（取出室側）壁面にも２台のピアス式電子銃Ｂ１，Ｂ２が固設されている。そして、電子銃Ａ１，Ａ２からは電子ビームが基板の搬送方向に向けて略水平方向に発せられるとともに、電子銃Ｂ１，Ｂ２からは電子ビームが基板の搬送方向の逆方向に向けて略水平方向に発せられる。個々の電子銃から発せられた電子ビームは、図略の揺動コイルにより左右にジャンピングされた後、図略の偏向コイルにより偏向され、蒸発源である回転式リングハース２内の蒸着材料の蒸発ポイントＰに照射される。基板の搬送方向に対する直交方向（基板の幅方向）に４点の蒸発ポイントＰ（１台のハース２につき２点）を２列設けることで、蒸発源の上方を通過するキャリアに搭載された基板の表面への蒸着被膜の形成を効率的に行うことによりタクトタイムの向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、フラットパネル業界では対角３０インチ〜６０インチクラスの大型ＰＤＰの技術開発が進んでいる。しかしながら、大型ＰＤＰの実用化のためには、パネル特性の向上のみならず、より優れた量産技術の確立が必要とされる。従って、インライン式電子ビーム蒸着装置においても、タクトタイムのさらなる向上を図らなければならない。ところが、従来の装置を使用する限り、タクトタイムの向上には自ずと限界がある。なぜならば、ピアス式電子銃を基板の搬送方向の上流側蒸着室壁面および下流側蒸着室壁面に固設した構成においては、基板の搬送方向に設けることができる蒸発ポイント数が制限されるからである。よって、例えば、大型のガラス基板の全面に所定の膜厚のＭｇＯ被膜を形成するためには、ガラス基板の搬送速度を遅くして、蒸着室内にガラス基板を長時間滞在させなければならない。
そこで本発明は、タクトタイムを飛躍的に向上することが可能なインライン式電子ビーム蒸着装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置は、上記の点に鑑みてタクトタイムのさらなる向上を図るためにその蒸着室内の構成を根本から見直した結果なされたものであり、請求項１記載の通り、少なくとも仕込／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室を有するインライン式電子ビーム蒸着装置において、蒸着室における基板の搬送方向の側壁面にピアス式電子銃が固設されていることを特徴とする。
また、請求項２記載のインライン式電子ビーム蒸着装置は、請求項１記載の蒸着装置において、基板の搬送方向に列をなして複数の台数のピアス式電子銃が固設されていることを特徴とする。
また、本発明の基板の表面への蒸着被膜の形成方法は、請求項３記載の通り、請求項１または２記載のインライン式電子ビーム蒸着装置を使用して行うことを特徴とする。
また、請求項４記載の形成方法は、請求項３記載の形成方法において、基板の搬送方向に対する略直交方向に向けてピアス式電子銃から電子ビームを発することを特徴とする。
また、請求項５記載の形成方法は、請求項３または４記載の形成方法において、揺動コイルにより電子ビームを２以上にジャンピングさせることを特徴とする。
また、請求項６記載の形成方法は、請求項５記載の形成方法において、電子ビームを前後にジャンピングさせることを特徴とする。
また、請求項７記載の形成方法は、請求項３乃至６のいずれかに記載の形成方法において、偏向コイルにより電子ビームを偏向させて蒸着材料の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で照射することを特徴とする。
また、請求項８記載の形成方法は、請求項３乃至７のいずれかに記載の形成方法において、蒸着材料が酸化マグネシウムであることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置は、少なくとも仕込／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室を有するインライン式電子ビーム蒸着装置において、蒸着室における基板の搬送方向の側壁面にピアス式電子銃が固設されていることを特徴とするものである。即ち、従来のインライン式電子ビーム蒸着装置のように、ピアス式電子銃を基板の搬送方向の上流側蒸着室壁面および下流側蒸着室壁面に固設するのではなく、基板の搬送方向の側壁面に固設したことを特徴とする。
ピアス式電子銃を基板の搬送方向の側壁面に固設すれば、基板の搬送方向に列をなして任意の台数の固設が可能となる。従って、基板の搬送方向に設けることができる蒸発ポイント数を容易に増加することができることから、その上方を通過するキャリアに搭載された基板の表面への蒸着被膜の形成をより効率的に行うことができるので、タクトタイムの飛躍的な向上を図ることが可能となる。また、従来のインライン式電子ビーム蒸着装置と比較して、基板の搬送方向における蒸発ポイントの位置設定を比較的自由に行うことができることから、隣接する蒸発ポイント間のピッチも比較的自由に設定することができるので、基板の温度制御が容易となる。従って、蒸発源からの輻射熱による基板の温度上昇による割れなどを防止することが可能となる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置について、図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【０００８】
図１は本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置の一実施形態の蒸着室における基板の搬送方向とピアス式電子銃との位置関係を示す説明図である。
図１においては、蒸着室における基板の搬送方向の両側壁面に、各側壁面につき３台のピアス式電子銃が基板の搬送方向に列をなして固設されている（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）。電子ビーム１は個々のピアス式電子銃から基板の搬送方向に対する直交方向に向けて略水平方向に発せられるように構成される。また、基板の搬送方向に対する直交方向（基板の幅方向）に４点の蒸発ポイントＰ（１台のハース２につき２点）が３列設けられており、個々のピアス式電子銃から発せられる電子ビームを図略の揺動コイルにより前後にジャンピングさせるとともに図略の偏向コイルにより偏向させ、個々の蒸発ポイントに照射する。なお、蒸発材料がＭｇＯの場合、ＭｇＯは昇華して蒸発する性質があるため、電子ビーム１を１点だけに集中させると、蒸発源であるハース２内のＭｇＯが局所的に減少し、その結果、基板の表面に均一な膜厚分布を有するＭｇＯ被膜を形成することができなくなる。従って、蒸発面の局所的な変化を抑制するために、個々の電子ビーム１をさらに左右にジャンピングさせてもよい。
【０００９】
例えば、ガラス基板の表面にＭｇＯ被膜を形成する場合、ＭｇＯ被膜の成膜速度は、電子ビームを高出力にすれば速めることができるが、電子ビームを高出力にすると、スプラッシュの発生や蒸発源からの輻射熱によるガラス基板の温度上昇による割れなどを引き起こす。従って、多くの場合、電子ビームの出力は制限される。そのような条件下において成膜速度を速めるためには、偏向コイルの電流値を上げてＭｇＯの蒸発ポイントに高い入射角で電子ビームを照射することが有効である。
しかしながら、従来のインライン式電子ビーム蒸着装置のように、ピアス式電子銃をガラス基板の搬送方向の上流側蒸着室壁面および下流側蒸着室壁面に固設した構成では、偏向コイルの電流値を上げても成膜速度を速めることが困難な場合がある。なぜならば、従来の装置においては、例えば、図５に示すように、１台の回転式リングハースにガラス基板の搬送方向に対する直交方向に２点の蒸発ポイントを設け、１台のピアス式電子銃から個々の蒸発ポイントに電子ビームを照射しようとした場合、電子ビームを左右にジャンピングさせ、ガラス基板の搬送方向に対する直交方向のハースの両側に偏向コイルのポールピースを立設して照射しなければならない。従って、ハースが大型化すればするほど、ポールピースの幅が大きくなり、偏向コイルの電流値を上げても個々の蒸発ポイントに高い入射角で電子ビームを照射することが困難になるからである。
本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置は、このような従来の装置が有する問題点を見事に解消する。本発明の装置においては、回転式リングハースに基板の搬送方向に対する直交方向に２点の蒸発ポイントを設け、１台のピアス式電子銃から個々の蒸発ポイントに電子ビームを照射しようとした場合、電子ビームを左右にジャンピングさせるのではなく、前後にジャンピングさせることになるので、個々のポールピースについてはその幅を小さくすることができるからである。即ち、図２は図１に示したピアス式電子銃Ｌ１と回転式リングハース２との位置関係を示す平面図および正面図（基板の搬送方向の上流側から見たもの）であるが、電子ビーム１を前後にジャンピングさせて蒸発ポイントＰ１とＰ２に照射する場合、蒸発ポイントＰ１に照射するためのポールピース３−１と蒸発ポイントＰ２に照射するためのポールピース３−２を立設する必要があるものの、各々のポールピースの幅を小さくすることできるので、偏向コイルの電流値を上げることで蒸発ポイントに高い入射角θで電子ビームを照射することが可能となる。なお、ポールピース３−１と３−２を立設するに際しては、これらが基板の表面への蒸着被膜の形成に障害を及ぼさないように留意すべきである。
【００１０】
本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置によれば、偏向コイルにより電子ビームを偏向させて個々の蒸発ポイントに高い入射角θで照射することが容易に行える（図２参照）。図３は本発明の装置と従来の装置のＭｇＯ被膜の成膜速度について、同じ偏向コイル電流値で電子ビームを偏向させた場合の比較グラフであるが、従来の装置では、個々の蒸発ポイントに２５°以下の入射角でしか電子ビームを照射することができなかったのに対し、本発明の装置では、個々の蒸発ポイントに４０°以上の入射角で電子ビームを照射することができた。これにより、本発明の装置を使用した場合、従来の装置を使用した場合と比較して約２倍の成膜速度にてＭｇＯ被膜を形成することができた。この効果は、蒸発ポイントに４０°以上の入射角で電子ビームを照射したことにより、短径に対する長径の比が１．５以下の最適化されたビーム形状を得ることができたことによる（例えば、ビーム形状の短径に対する長径の比は入射角５４°の場合には１．２であり入射角２２°の場合には２．７である）。
【００１１】
なお、上記の実施例では、蒸着材料として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いたが、ＭｇＯ被膜を形成するための蒸着材料として、添加物が加えられた酸化マグネシウム、酸化マグネシウム系の誘電体やその他の誘電体などを用いていもよい。
【００１２】
本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置は、ＭｇＯ被膜を形成するための装置として使用することができる他、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装置としても使用することができるのはもちろんのこと、Ａｌ被膜などの金属被膜を形成するための装置としても使用することができる。また、本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置においては、基板の搬送方向に対する直交方向から多少の角度を有する方向（例えば直交方向±１５°）に向けてピアス式電子銃から電子ビームを発するようにしてもよく、このような電子ビームの発し方を容易ならしめるために、図４の（ａ）〜（ｃ）に示したように、蒸着室における基板の搬送方向の両側壁面にピアス式電子銃（Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２）を適当な角度を付けて固設するようにしてもよい。なお、ピアス式電子銃は、蒸着室における基板の搬送方向の両側壁面に固設しなければならないというものではなく、いずれか一方の側壁面だけに固設するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、タクトタイムを飛躍的に向上することが可能なインライン式電子ビーム蒸着装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置の一実施形態の蒸着室における基板の搬送方向とピアス式電子銃との位置関係を示す説明図である。
【図２】図１に示したインライン式電子ビーム蒸着装置におけるピアス式電子銃Ｌ１と回転式リングハース２との位置関係を示す平面図および正面図である。
【図３】本発明の装置と従来の装置のＭｇＯ被膜の成膜速度について、同じ偏向コイル電流値で電子ビームを偏向させた場合の比較グラフである。
【図４】本発明のインライン式電子ビーム蒸着装置のその他の実施形態の蒸着室における基板の搬送方向とピアス式電子銃との位置関係を示す説明図（平面図）である。
【図５】従来のインライン式電子ビーム蒸着装置の蒸着室における基板の搬送方向とピアス式電子銃との位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３　ピアス式電子銃
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　ピアス式電子銃
Ａ１，Ａ２　ピアス式電子銃
Ｂ１，Ｂ２　ピアス式電子銃
１　電子ビーム
２　回転式リングハース
３−１，３−２　ポールピース
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２　蒸発ポイント
【図１】
2004010942.tif 000003
【図２】
2004010942.tif 000004
【図３】
2004010942.tif 000005
【図４】
2004010942.tif 000006
【図５】
2004010942.tif 000007