(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを出射する電子銃本体と、該電子銃本体に隣接配置され上端面に周方向に沿って複数の坩堝収納用凹部を備えた回転する円筒状のハースと、該ハース上端面の複数の坩堝収納用凹部のうちの一つの坩堝収納用凹部だけを露出させる開口部を備えた固定蓋と、前記各坩堝収納用凹部内に個別に着脱される坩堝と、から成る電子銃において、
前記ハースは、中心軸を回転自在に支持されて上端面に回転方向に沿って複数の坩堝収納穴を備えた円筒状のハース本体と、該各坩堝収納穴と夫々連通する連通穴を周方向に沿って有して該ハース本体上端面に対して着脱自在に固定される環状円盤状の分割ハースと、を備え、
前記各坩堝収納穴と前記連通穴とを連通させることにより形成される各坩堝収納用凹部内に前記坩堝を着脱することを特徴とする電子ビーム蒸着用電子銃。
【請求項２】
蒸着材料を収容する坩堝と、上端面に周方向に沿って前記坩堝を収納する坩堝収納用凹部を複数備えたハースと、から成る蒸着材料保持装置であって、
前記ハースは、中心軸を回転自在に支持されて上端面に周方向に沿って前記坩堝を収納する坩堝収納穴を複数備えた円筒状のハース本体と、該各坩堝収納穴と夫々連通する連通穴を周方向に沿って有して該ハース本体の上端面に対して着脱自在に固定される環状円盤状の分割ハースと、を備え、
前記各坩堝収納穴と前記各連通穴とを連通させることにより形成される前記各坩堝収納用凹部内に前記坩堝を着脱することを特徴とする蒸着材料保持装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸着材料保持装置を備えたことを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸着装置に使用される電子銃の改良に関し、特に電子ビームを出射する電子銃本体と、電子銃から出射された電子ビームにより加熱される蒸着材料を収容した坩堝を複数保持するハースとを備えた電子銃の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ等の各種光学部品や、電子、電気、自動車、半導体、鉄鋼等、あらゆる産業分野において、蒸着対象物に成膜を行う為の蒸着装置が用いられている。蒸着装置は、真空槽内において電子ビーム蒸着用の電子銃から対象物に向けて蒸着物質を蒸発させることにより対象物に対して蒸着物質を付着させて蒸着物質膜を成膜する装置である。
図３(a)及び(b)は従来の蒸着装置の概略構成図、及び従来の電子ビーム蒸着用電子銃の概略構成図である。(a)に示した蒸着装置は、真空槽１内上部に設けたドーム２と、ドーム２の下方に配置した電子銃（蒸着源）３等を備える。ドーム２の下面には、例えば蒸着対象物としてのガラス基板４が複数配置され、電子銃３側に装備した高融点金属等の蒸着物質を蒸発させて各ガラス基板４の面に付着させて成膜する。
図３(b)は電子銃の構成を示す斜視図であり、電子銃３は、電子ビームを出射する電子銃本体５と、上面に設けた複数の坩堝収納用凹部７内に坩堝８を着脱自在に支持する円筒状のハース６と、ハース６の上面に近接配置されて電子銃本体５に近接した位置にある坩堝だけを露出させるための開口９ａを備えた固定蓋９等を有する。
電子銃本体５は電子ビームの発生源であり、電子ビーム出力部５ａから出力された電子ビームの進路を図示しない磁極からの磁力線によって偏向させて開口９ａから露出した坩堝８内の蒸着材料１０（図３(c)参照）に放射させる。電子ビームが蒸着材料に衝突すると、蒸着材料は加熱され蒸発する。蒸着材料は分子、又は原子状の蒸発流となって蒸着対象物であるガラス基板４の表面に付着して膜を形成する。
開口９ａから露出した坩堝８内の蒸着材料による蒸着が終了すると、ハース６を所定角度回転させて新たな坩堝８を開口９ａから露出させ、蒸着を再開することができる。この坩堝交換作業は、真空槽を開閉することなく実施することができる。
【０００３】
ところで、図３(c)に示した如く、坩堝収納用凹部７内には坩堝８が着脱可能に収容されるが、電子銃本体５からの電子ビームの照射によって坩堝８内の蒸着材料１０が蒸発した後は、(d)に示すように凹部７の開口周縁に蒸着材料８のカス８ａが付着し、残留してこびり付く。このカス８ａを放置しておくと、凹部７内に対する坩堝８の座りが悪くなり、ビームを蒸着材料８に照射する際の障害となる。このため、蒸着終了後に真空槽１を開放して坩堝を交換する際に、カス８ａをサンドペーパーで削ってからアルコールで清掃するといった煩雑な作業を全ての凹部７について行う必要が生じ、蒸着装置の稼働率が低下する原因となっている。
また、削り取ったカス８ａの一部が５μｍ程度の微小な粒となってハース６等に付着していると、蒸発して上昇する蒸着材料と共に当該カス粒が浮遊して、ガラス基板４の蒸着面に付着しやすくなる。ガラス基板４の蒸着面の蒸着膜の一部にカス粒が付着すると、当該ガラス基板が不良品となるばかりでなく、カス粒の付着に気付かずに当該ガラス基板を他のガラス基板と張り合せて複合素子を作成した時に、当該カス粒が障害となって２枚のガラス基板を平行に貼り合せできなくなり、複合素子全体が不良品がとなる。
このような不具合を未然に防止する為には、凹部７の開口周縁に付着したカス８ａを単に削り取るだけでなく、カス粒が残らないように入念に清掃を行うことが必須の工程となっていた。このため、蒸着終了後の清掃工程が長期化し、清掃工程が終了するまで坩堝の交換と、次の蒸着作業が行えないという不具合があった。これは、稼働率の低下による製造時間の長期化をもたらしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、電子ビームを出射する電子銃本体と、電子銃から出射された電子ビームにより加熱される蒸着材料を収容した坩堝を複数保持するハースとを備えた電子銃において、ハース上の全ての坩堝内の蒸着材料を用いた蒸着工程が終了したあとで、真空槽を開放したままでハースの坩堝収納用凹部に付着した蒸着材料のカスを除去する煩雑且つ装置の稼働率を低下させる作業を行うことなく、簡単な作業によって短時間で新たな坩堝に交換して蒸着工程を再開することを可能にした電子ビーム蒸着用電子銃、蒸着材料保持装置、及び蒸着装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子ビーム蒸着用電子銃は、電子ビームを出射する電子銃本体と、該電子銃本体に隣接配置され上端面に周方向に沿って複数の坩堝収納用凹部を備えた回転する円筒状のハースと、該ハース上端面の複数の坩堝収納用凹部のうちの一つの坩堝収納用凹部だけを露出させる開口部を備えた固定蓋と、前記各坩堝収納用凹部内に個別に着脱される坩堝と、から成る電子銃において、前記ハースは、中心軸を回転自在に支持されて上端面に回転方向に沿って複数の坩堝収納穴を備えた円筒状のハース本体と、該各坩堝収納穴と夫々連通する連通穴を周方向に沿って有して該ハース本体上端面に対して着脱自在に固定される環状円盤状の分割ハースと、を備え、前記各坩堝収納穴と前記連通穴とを連通させることにより形成される各坩堝収納用凹部内に前記坩堝を着脱することを特徴とする。
また、本発明に係る蒸着材料保持装置は、蒸着材料を収容する坩堝と、上端面に周方向に沿って前記坩堝を収納する坩堝収納用凹部を複数備えたハースと、から成る蒸着材料保持装置であって、前記ハースは、中心軸を回転自在に支持されて上端面に周方向に沿って前記坩堝を収納する坩堝収納穴を複数備えた円筒状のハース本体と、該各坩堝収納穴と夫々連通する連通穴を周方向に沿って有して該ハース本体の上端面に対して着脱自在に固定される環状円盤状の分割ハースと、を備え、前記各坩堝収納穴と前記各連通穴とを連通させることにより形成される各坩堝収納用凹部内に前記坩堝を着脱することを特徴とする。
また、本発明に係る蒸着装置は、上記蒸着材料保持装置を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る電子ビーム蒸着用電子銃、蒸着材料保持装置、及び蒸着装置について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電子ビーム蒸着用電子銃の外観構成を示す斜視図であり、図２は分解斜視図である。この電子銃は図３(a)に示した如き真空槽１の下部に配置され、ドーム２の下面に配置された蒸着対象物に対して蒸着材料を蒸着させる手段である。
本発明の電子銃２１は、電子ビームを出射する電子銃本体２５と、該電子銃本体２５に隣接配置され上端面２６ａに周方向に沿って複数の坩堝収納用凹部２７を備えた回転する円筒状のハース２６と、該ハース上端面２６ａの複数の坩堝収納用凹部２７のうちの一つの坩堝収納用凹部だけを露出させる開口部２８ａを備えた固定蓋２８と、前記各坩堝収納用凹部２７内に個別に着脱される坩堝２９と、を有する。
電子銃本体２５は、電磁石３１と、フィラメント３２等を備え、電磁石３１が励磁されることによってフィラメント３２から電子ビームが出力される。電子ビームは図示しない磁極からの磁力線によって進路を曲げられ、固定蓋２８の開口２８ａから露出した坩堝収納用凹部２７内の坩堝２９内の蒸着材料３０に向けて照射される。電子ビームの照射を受けた蒸着材料３０は高温加熱されて分子、或は原子状の蒸着材料が蒸発する。
ハース２６は、中心軸を回転自在に支持されて上端面２６ａに回転方向に沿って複数の坩堝収納穴３６を備えた円筒状のハース本体３５と、各坩堝収納穴３６と夫々連通する連通穴３８を周方向に沿って有して該ハース本体上端面２６ａに対して着脱自在に固定される環状円盤状の分割ハース３７と、ハース本体３５を回転駆動する図示しないモータと、を備えている。坩堝収納穴３６に対して連通穴３８が連通して整合固定されることにより、坩堝収納用凹部２７が形成される。
なお、蒸着材料を収容する坩堝２９と、上端面に坩堝を収納する坩堝収納用凹部２７を少なくとも１つ、或いは複数個備えたハース２６とは、蒸着材料保持装置を構成している。
【０００７】
図２(a)に示した実施形態では、ハース本体３５はその上面中央部に円筒状の突起４０を有し、その外径方向には所定の周方向ピッチで坩堝収納穴３６を備えている。分割ハース３７は、突部４０と嵌合する嵌合穴４１を中央部に有し、更に嵌合穴４１の外周には各坩堝収納穴３６と一対一で対応して連通する連通穴３８が貫通形成されている。ハース本体３５の上面に対する分割ハース３７の固定は、例えば図示しないビス等によって行う。
図２(b)はハース２６の要部断面図であり、坩堝収納穴３６に対して連通穴３８が連通して整合固定されることにより坩堝収納用凹部２７が形成される。坩堝収納用凹部２７内には、坩堝２９が着脱自在に嵌着される。
固定蓋２８は、図示しない固定部材によって回転不能な状態で分割ハース３７の上面に対して近接配置される。開口部２８ａから露出した坩堝以外の坩堝は固定蓋２８により隠蔽されているため、収容した蒸着材料は電子ビームの照射を受けることがない。固定蓋２８は、ハース上面から着脱可能に組み付ける。
以上の構成において、必要とされる全ての坩堝収納用凹部２７内に、蒸着材料を収容した坩堝２９を嵌着させた状態で、真空槽を閉止して内部を真空化した上で、電子銃本体２５を作動させて開口部２８ａから露出した坩堝２９内の蒸着材料を加熱して蒸発させる。蒸着材料が費消された坩堝は、ハース本体２６の回転によって開口部２８ａ内から固定蓋２８の下面に移動して隠蔽され、これと同時に新たな坩堝２９が開口部２８ａから露出されて収容した蒸着材料が蒸着に供される。このような操作が順次繰り返されて一連の蒸着工程を終了し、全ての坩堝を新たなものと交換する必要が生じた場合には真空槽を開放し、各坩堝２９を凹部２７内から取り外した後で、固定蓋２８を取り外し、更にハース本体３５の上面から分割ハース３７を取り外す。従来技術の説明において説明した蒸着後にハースに付着するカスは、本発明のハースにおいては、分割ハース２７の連通穴３８の内周縁（特に、テーパ部３８ａ）に沿った部分に専ら付着し、坩堝によって隠蔽される坩堝収納穴３６内には付着しない。従って、カスが付着した分割ハース３７さえハース本体３５から取り外して個別に清掃するのであれば、清掃完了を待つことなく、清掃済みの分割ハース３７をハース本体３５上に取付けることにより次の蒸着工程を実施できる。従って、分割ハース３７を複数個用意しておけば、カスが付着した分割ハースを取り外して清掃している間に、他の分割ハースをハース本体３５に固定して蒸着工程を再開できるので、稼働率が向上し、生産性が向上する。
【０００８】
なお、分割ハース３７については、これを超音波洗浄器の水槽内に浸漬して丸洗いができるので、容易且つ完全にカスの除去、残留防止を実現でき、残ったカスによる製品歩留の低下を防止できる。
このように本発明の電子ビーム蒸着用電子銃にあっては、電子銃本体から電子ビームの照射を受ける蒸着材料を収容した坩堝を支持するハースを、ハース本体と、ハース本体上面に着脱可能に固定される分割ハースとから構成し、ハース本体上面の坩堝収納穴と分割ハースの連通穴とを連通させて坩堝収納用凹部とした。そして、一連の蒸着工程が終了して坩堝を交換する際には、ハース本体上から分割ハースと取り外して分割ハースを交換することにより新たな坩堝を装着可能とした。このため、ハースに付着したカスを除去、清掃する作業を真空槽内で行う必要がなく、短時間で坩堝の交換作業が完了し、装置の稼働率を高めることができる。しかも、取り外した分割ハースを真空槽外において洗浄装置等を用いて容易且つ完全に洗浄できるので、残留したカスが蒸着対象物に付着して製品歩留を低下させる不具合を解消できる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電子ビームを出射する電子銃本体と、電子銃から出射された電子ビームにより加熱される蒸着材料を収容した坩堝を複数保持するハースとを備えた電子銃において、ハース上の全ての坩堝内の蒸着材料を用いた蒸着工程が終了したあとで、真空槽を開放したままでハースの坩堝収納用凹部に付着した蒸着材料のカスを除去する煩雑且つ装置の稼働率を低下させる作業を行うことなく、簡単な作業によって短時間で新たな坩堝に交換して蒸着工程を再開することを可能にした電子ビーム蒸着用電子銃を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム蒸着用電子銃の外観構成を示す斜視図。
【図２】  (a)は本発明に係るハースの分解斜視図、(b)は要部断面図。
【図３】  (a)は従来の蒸着装置の概略構成図、(b)は従来の電子銃の構成図、(c)は坩堝収納用凹部の構成図、(d)はカスが付着した状態を示す図。
【符号の説明】
１  真空槽、２  ドーム、２１  電子銃、２５  電子銃本体、２６  ハース、
２６ａ  上端面、２７  坩堝収納用凹部、２８  固定蓋、２８ａ  開口部、
２９  坩堝、３１  電磁石、３２  フィラメント、３５  ハース本体、３６  坩堝収納穴、３７  分割ハース、３８  連通穴、４０  突起、４１  嵌合穴。
【図１】
0004701486.tif 000002
【図２】
0004701486.tif 000003
【図３】
0004701486.tif 000004