(57)【要約】【課題】異常放電の発生を抑制して、電子銃を用いた装置における歩留まり・生産性を向上することができる電子銃の運用方法、並びに電子銃を備えた電子ビーム装置を提供する。【解決手段】電子銃の電子ビーム発生部の一部又は全部を、交換もしくはメンテナンスした後に、真空排気した状態で電子銃に高電圧を印加して、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行い、処理の終了後に、電子ビームを出力させる通常の使用を行う。また、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃と、排気手段と、電子銃に電子ビームを出力させる第１の電圧を印加する主電源手段と、電子銃にノッキング処理用の、第１の電圧と同等もしくは第１の電圧よりも高電圧の第２の電圧を印加する副電源手段と、主電源手段と副電源手段とを切り換える切換手段とを備えて電子ビーム装置を構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃に対して、
前記電子ビーム発生部の一部又は全部を、交換もしくはメンテナンスした後に、
真空排気した状態で、前記電子銃に高電圧を印加して、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行い、
前記ノッキング処理が終了した後に、電子ビームを出力させる通常の使用を行う
ことを特徴とする電子銃の運用方法。
【請求項２】
前記電子ビーム発生部がカソード及びフィラメントを含んで成ることを特徴とする請求項１に記載の電子銃の運用方法。
【請求項３】
前記電子ビーム発生部がフィラメントから成ることを特徴とする請求項１に記載の電子銃の運用方法。
【請求項４】
前記ノッキング処理を、真空排気した後に自動的に行うことを特徴とする請求項１に記載の電子銃の運用方法。
【請求項５】
電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃と、
装置内部の少なくとも電子ビームが通過する部分を真空排気する排気手段と、
前記電子銃に電子ビームを出力させる第１の電圧を印加する主電源手段と、
前記電子銃に対して、前記第１の電圧と同等もしくは前記第１の電圧よりも高電圧であり、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行う第２の電圧を印加する副電源手段と、
前記電子銃と接続される電源を、前記主電源手段と前記副電源手段との間で切り換える切換手段とを備えた
ことを特徴とする電子ビーム装置。
【請求項６】
制御手段の制御によって、前記切換手段において、前記主電源手段と前記副電源手段との間の切り換えが、自動的に行われることを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃の運用方法（取り扱い方法）、並びにこの電子銃を備えた電子ビーム装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
電子銃の一種として、カソード，フィラメント等から成る電子ビーム発生部を交換可能な構成としたものがある。この交換可能な電子ビーム発生部としては、カソード及びフィラメントを備えた構成や、カソードがなくフィラメントだけの構成等がある。
【０００３】
そして、この交換可能な電子ビーム発生部を有する電子銃は、図９にフローを示すように運用（取り扱い）されている。
即ち、図９に示すように、まず、ステップＳ１０１において、フィラメントやカソード等の電子ビーム発生部の交換を行う。
次に、ステップＳ１０２において、電子銃内を真空引きする。
次に、ステップＳ１０３において、加熱してデガス（ガスの排出）を行う。
そして、ステップＳ１０４において、電子ビームを出力させる。即ち、目的とする使用を行う。
【０００４】
その後、ステップＳ１０５において、電子ビーム発生部が寿命に達しているか調べる。
このとき、寿命に達していない場合（ＯＫ）は、引き続きステップＳ１０４のビーム出力（電子銃の使用）を行うことができる。なお、電子銃によっては、ビーム出力前に、ステップＳ１０３と同様の、加熱・デガスが必要なものもある。
【０００５】
一方、寿命に達している場合（ＮＧ）は、電子ビーム発生部を交換するために、ステップＳ１０６に進んで、装置内を大気開放する。同様に、ステップＳ１０４において、既に電子ビーム発生部に起因する、電子ビーム出力不良が発生した場合も、ステップＳ１０６に進む。
そして、ステップＳ１０１に戻り、電子ビーム発生部の交換を行う。
【０００６】
上述した構成の電子銃は、例えば、薄膜を成膜する成膜装置や、カッティングマシーン等の装置に用いられている。そして、カソードやフィラメント等の電子ビーム発生部が寿命に達している場合には、電子ビーム発生部の交換が行われている（例えば特許文献１や特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２５９４７３号公報（段落番号［００３２］）
【特許文献２】
特開２０００−１０４１６８号公報（段落番号［０００８］）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成の電子銃を使用したとき、即ち電子ビームを出力させたときには、異常放電が発生することがある。
この異常放電の発生頻度は、図９のステップＳ１０１の電子ビーム発生部の交換（もしくはメンテナンス）後、使用を開始してから数時間〜数十時間後までの間の方が、それ以降（使用を開始してから数十時間以上経過したとき）よりも、高い頻度であることが知られている。
【０００９】
これは、交換したカソードやフィラメント等の部品についた微小な傷や異物（例えば、ごみや電極の金属表面が酸化したもの）等の影響によるものであり、通常のビーム出力を行うために定格の高電圧を印加した初期段階において、これらの傷や異物に電界が集中することにより、その部分が絶縁破壊を起こして、異常放電が多数発生するためである。
【００１０】
上述した電子銃を備えた成膜装置やカッティングマシーン等の装置において、成膜や処理等のプロセス中に異常放電が発生すると、電子が異常放電により消費されてしまうことから、その間は通常の電子ビーム照射が停止してしまう。
このため、プロセスが一時的に停止することとなり、そのプロセスで作製されていた製品に多少なりとも悪影響を与えていた。
【００１１】
これは、例えば、磁性テープの蒸着工程であれば、電子銃でＣｏ等の磁性材料をテープに蒸着している時に、一時的に電子ビームが異常放電して成膜装置（蒸着装置）が停止すると、一時的にＣｏ蒸着のプロセスが停止する。このため、Ｃｏ膜の薄くなった部分（蒸着されない部分）を発生してしまい、歩留まり低下の大きな要因となる。
【００１２】
また、例えば、半導体装置の成膜製造プロセスでは、一時的に電子銃が異常放電して電子ビームが停止すると、プロセスが一次停止する。このため、均一な膜質が得られず、この場合も歩留まり低下を引き起こしていた。
また、例えば、半導体層のパターニングにおいて、電子ビームによるカッティングを行う場合には、一時的に電子銃が異常放電してプロセスが一次停止することにより、カットが必要な部分がカットされない等の問題が発生すると考えられる。
【００１３】
上述した問題の解決のために、本発明においては、異常放電の発生を抑制して、電子銃を用いた装置における歩留まり・生産性を向上することができる電子銃の運用方法、並びに電子銃を備えた電子ビーム装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子銃の運用方法は、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃に対して、電子ビーム発生部の一部又は全部を、交換もしくはメンテナンスした後に、真空排気した状態で、電子銃に高電圧を印加して、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行い、このノッキング処理が終了した後に、電子ビームを出力させる通常の使用を行うものである。
【００１５】
本発明の電子ビーム装置は、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃と、装置内部の少なくとも電子ビームが通過する部分を真空排気する排気手段と、電子銃に電子ビームを出力させる第１の電圧を印加する主電源手段と、電子銃に対して、第１の電圧と同等もしくは第１の電圧よりも高電圧であり、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行う第２の電圧を印加する副電源手段と、電子銃と接続される電源を、主電源手段と副電源手段との間で切り換える切換手段とを備えたものである。
【００１６】
上述の本発明の電子銃の運用方法によれば、電子ビーム発生部の一部又は全部を、交換もしくはメンテナンスした後に、真空排気した状態で、電子銃に高電圧を印加して、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行い、このノッキング処理が終了した後に、電子ビームを出力させる通常の使用を行うことにより、ノッキング処理により異常放電の原因となるゴミや傷を除去することができるため、通常の使用中の異常放電の発生を抑制することが可能になる。これにより、異常放電の発生回数を低減することが可能になる。
【００１７】
上述の本発明の電子ビーム装置の構成によれば、電子銃に電子ビームを出力させる第１の電圧を印加する主電源手段と、電子銃に対して、第１の電圧よりも高電圧であり、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行う第２の電圧を印加する副電源手段と、電子銃と接続される電源を、主電源手段と副電源手段との間で切り換える切換手段とを備えたことにより、電子銃と接続される電源を、第１の電圧を印加する主電源手段と、ノッキング処理を行うための高電圧の第２の電圧を印加する副電源手段との間で、切換手段によって切り換えることが可能になる。これにより、電子銃の通常の使用に先立ってノッキング処理を行う、即ち上述した本発明の電子銃の運用方法を、同一の電子ビーム装置で実行することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃に対して、電子ビーム発生部の一部又は全部を、交換もしくはメンテナンスした後に、真空排気した状態で、電子銃に高電圧を印加して、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行い、このノッキング処理が終了した後に、電子ビームを出力させる通常の使用を行う電子銃の運用方法である。
【００１９】
また本発明は、上記電子銃の運用方法において、電子ビーム発生部がカソード及びフィラメントを含んだ構成とする。
【００２０】
また本発明は、上記電子銃の運用方法において、電子ビーム発生部がフィラメントから成る構成とする。
【００２１】
また本発明は、上記電子銃の運用方法において、ノッキング処理を、真空排気した後に自動的に行う。
【００２２】
本発明は、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃と、装置内部の少なくとも電子ビームが通過する部分を真空排気する排気手段と、電子銃に電子ビームを出力させる第１の電圧を印加する主電源手段と、電子銃に対して、第１の電圧と同等もしくは第１の電圧よりも高電圧であり、耐電圧性能を高めるためのノッキング処理を行う第２の電圧を印加する副電源手段と、電子銃と接続される電源を、主電源手段と副電源手段との間で切り換える切換手段とを備えた電子ビーム装置である。
【００２３】
また本発明は、上記電子ビーム装置において、制御手段の制御によって、切換手段において、主電源手段と副電源手段との間の切り換えが自動的に行われる構成とする。
【００２４】
まず、本発明を適用する電子銃の一形態の概略構成図を図１に示す。
図１Ａは、電子銃の要部の拡大断面図を示し、図１Ｂは電子銃の回路構成の概略を示している。
この電子銃１０は、カソード１、フィラメント２、並びにこれらの部品１，２を支持する支持部とからなる電子ビーム発生部３と、アノード４とを備えて構成されている。アノード４は、電子ビームが通過する空間５の周囲に設けられている。
【００２５】
そして、電子ビーム発生部３のカソード１やフィラメント２等の部品が、使用していくに従って消耗していくため、電子ビーム発生部３を交換することが可能な構成とされている。
また、アノード４についても同様に交換することが可能な構成となっている。
【００２６】
電子ビーム発生部３は、図１Ｂの回路図にも示すように、電源部６に対して着脱可能な構成となっている。
【００２７】
そして、この構成の電子銃１０においても、電子ビーム発生部３を交換した場合、もしくは修理等のメンテナンスを施した場合に、交換もしくはメンテナンスの直後の使用時に、異常放電が発生することがある。
この異常放電の発生箇所は、電子銃１０の内部において、電子ビーム発生部３と、アノード４等の電位差が大きい部分との間であり、この箇所で絶縁破壊が発生することによりアーク放電等が発生するものと考えられる。
【００２８】
前述したように、電子銃１０の内部で異常放電が発生すると本来の電子ビームが停止してしまう。このことを図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。
本来は、図７Ａに示すように、カソード１から発生した電子ビーム１１が、アノード４の間の空間５を通過していく。
これに対して、図７Ｂに示すように、電子銃１０の内部の、例えば電子ビーム発生部３と、アノード４等との間において、本来必要のない異常放電２１が発生すると、必要な本来の電子ビーム１１が消えてしまう。
【００２９】
また、異常放電が発生する原因は、カソード１、フィラメント２、電子ビーム発生部３に付いた微小な傷や、電子ビーム発生部３の交換時に付着したゴミや電極表面の酸化物等であると考えられる。これらにより、定格の電圧を加えたときに、その部分で電界集中を発生することから、絶縁破壊を起こして異常放電が発生するものと考えられる。
【００３０】
電子ビーム発生部３やアノード４付近の電界の状態を、図８を参照して説明する。
図８Ａに示すように、電子銃１０の電子ビームが通過する空間５の一方の側のカソード１、アノード４、そしてカソード１を支持する部品（例えば、ピアス、ウェーネルト等）７について、等電位分布と電界強度を考える。図中Ａ，Ｂ，Ｃの各点は、それぞれ角部の電界が集中し易い部分である。
図８Ｂは、アノード４に０ｋＶ、カソード１及び部品７に−３０ｋＶを印加したときの等電位分布を示している。図８ＡのＡ点とＢ点の付近では、線が密集していることがわかる。
図８Ｃは、電界強度を模式的に示した図であり、ヒゲ状の線の向きと長さが、電界の向きと電界の大きさを示している。図８ＡのＡ点とＢ点の付近では、線が長く、電界が強くなっていることがわかる。実際に使用されている電子銃１０の構成の一例において、電界強度を計算すると、例えば点Ａでは７．１３×１０６Ｖ／ｍ、点Ｂでは９．０３×１０６Ｖ／ｍとなった。
【００３１】
続いて、本発明の一実施の形態として、上述した構成の電子銃１０に対して、本発明の電子銃の運用方法を適用した場合を説明する。
本実施の形態の運用方法においては、上述の電子ビーム発生部３を着脱可能な構成とした電子銃１０に対して、特に電子ビーム発生部３を交換した後、通常の使用を行う前に、ノッキング処理工程を行う。
【００３２】
ノッキング処理工程は、テレビ用やディスプレイ用のＣＲＴ（陰極線管）の製造において、一般的に行われている。
通常、ＣＲＴにおいては、カソードやフィラメント等の電子ビーム発生部が固定された電子銃を用いている。
そして、ＣＲＴの製造におけるノッキング処理工程では、一般使用時即ち画像表示の際に電子銃に印加される定格電圧よりも高い電圧を、断続的に電子銃に印加している。
【００３３】
ここで、参考までに、ＣＲＴの製造工程のうち、ノッキング処理工程の前後の製造フローを図１０に示す。
まず、ステップＳ５１において、排気を行う。
次に、ステップＳ５２において、ベーキングを行う。
次に、ステップＳ５３において、ゲッターフラッシュを行う。
次に、ステップＳ５４において、補強及び外装用カーボンの塗装処理を行う。
次に、ステップＳ５５において、ノッキング処理工程及びエージング工程を行う。ノッキング処理工程においては、通常使用時、即ち画像表示の際よりも高い電圧を電子銃に印加する。
続いて、ステップＳ５６において、検査工程を行う。
【００３４】
本実施の形態では、図１に示した電子銃１０に対して、電子ビームの発生、即ち通常の使用よりも前に、ノッキング処理工程を行う。
ノッキング処理工程においては、通常の使用の際に電子銃１０に印加される電圧（定格の電圧）と比較して、同等の電圧、もしくはより高い電圧を電子銃１０に印加する。
これにより、放電を誘発させて、異常放電の原因となるゴミや傷等を消滅させる（一部は蒸発（気化）し、一部はもっと小さなゴミとなる）ことができるため、その後通常の使用の際には、異常放電の発生回数を低減することができる。
【００３５】
そして、本実施の形態では、例えば図２又は図３に示すフローに従って、ノッキング処理工程を行う。
【００３６】
図２に示すフローでは、以下のようにノッキング時のフローが実行される。
まず、ステップＳ１において、カソード１やフィラメント２等の電子ビーム発生部３の交換を行う。
次に、ステップＳ２において、電子銃１０内を真空引きする。
続いて、ステップＳ３において、ノッキング処理工程を行う。具体的には、通常の電子ビーム出力用の電圧と同等の電圧、もしくはより高い電圧を電子銃１０に印加することにより、放電を誘発させる。これにより、異常放電の原因となるゴミや傷等を除去することができる。
【００３７】
次に、ステップＳ４において、加熱してデガス（ガスの排出）を行う。
そして、ステップＳ５において、電子ビームを出力させる。即ち、目的とする使用を行う。
【００３８】
その後、ステップＳ６において、電子ビーム発生部３が寿命に達しているか調べる。
このとき、寿命に達していない場合（ＯＫ）は、引き続きステップＳ５のビーム出力（電子銃の使用）を行うことができる。なお、電子銃によっては、ビーム出力前に、ステップＳ４と同様の、加熱・デガスが必要なものもある。
【００３９】
一方、寿命に達している場合（ＮＧ）は、電子ビーム発生部３を交換するために、ステップＳ７に進んで、装置内を大気開放する。同様に、ステップＳ５において、既に電子ビーム発生部に起因する、電子ビーム出力不良が発生した場合も、ステップＳ７に進む。
そして、ステップＳ１に戻り、電子ビーム発生部３の交換を行う。
即ち、図９に示した従来のフローと比較すると、真空引き工程と、加熱・デガス工程との間に、ノッキング処理工程を組み込んでいる。
【００４０】
なお、電子ビーム発生部３のメンテナンスを行う場合には、電子ビーム発生部３の交換工程の代わりに電子ビーム発生部３のメンテナンス工程を行う以外（ステップＳ２以降）は図２と同様のフローに従う。
【００４１】
図３に示すフローでは、以下のようにノッキング時のフローが実行される。
まず、ステップＳ１１において、カソード１やフィラメント２等の電子ビーム発生部３の交換を行う。
次に、ステップＳ１２において、電子銃１０内を真空引きする。
次に、ステップＳ１３において、加熱してデガス（ガスの排出）を行う。
続いて、ステップＳ１４において、ノッキング処理工程を行う。具体的には、通常の電子ビーム出力用の電圧と同等の電圧、もしくはより高い電圧を電子銃１０に印加することにより、放電を誘発させる、これにより、異常放電の原因となるゴミや傷等を除去することができる。
そして、ステップＳ１５において、電子ビームを出力させる。即ち、目的とする使用を行う。
【００４２】
その後、ステップＳ１６において、電子ビーム発生部３が寿命に達しているか調べる。
このとき、寿命に達していない場合（ＯＫ）は、引き続きステップＳ１５のビーム出力（電子銃の使用）を行うことができる。なお、電子銃によっては、ビーム出力前に、ステップＳ１３と同様の、加熱・デガスが必要なものもある。
【００４３】
一方、寿命に達している場合（ＮＧ）は、電子ビーム発生部３を交換するために、ステップＳ１７に進んで、装置内を大気開放する。同様に、ステップＳ１５において、既に電子ビーム発生部に起因する、電子ビーム出力不良が発生した場合も、ステップＳ１７に進む。
そして、ステップＳ１１に戻り、電子ビーム発生部３の交換を行う。
即ち、図９に示した従来のフローと比較すると、加熱・デガス工程と、ビーム出力（通常の使用）との間に、ノッキング処理工程を組み込んでいる。
【００４４】
なお、電子ビーム発生部３のメンテナンスを行う場合には、電子ビーム発生部３の交換工程の代わりに電子ビーム発生部３のメンテナンス工程を行う以外（ステップＳ１２以降）は図３と同様のフローに従う。
【００４５】
従って、図２に示したフロー及び図３に示したフローのいずれのフローの場合も、電子ビーム発生部３を交換もしくはメンテナンスした後の真空引き工程よりも後であり、かつ電子ビームの出力（通常の使用）よりも前に、ノッキング処理工程を組み込んでいる。
【００４６】
なお、ノッキング処理工程において、電子銃１０に印加する電圧は、ノッキング処理工程における放電の影響により、カソード１及びフィラメント２等の電子ビーム発生部３等の高圧部分と、アノード４等の低圧部分とに代表されるアークの両極面の表面を荒らすことがないように設定しなければならない。
このため、適切な印加電圧、印加時間、電圧パルス幅に設定することが必要となる。
【００４７】
このように、ノッキング処理工程において、適切な印加電圧、印加時間、電圧パルス幅に設定することが必要であることを、図６を用いて説明する。
図６Ａ及び図６Ｂは、印加電圧が適正な電圧に設定された場合を示している。図６Ａでは、電極表面にあった傷４１が、ノッキング処理工程によって、一部は気化し、一部はずっと小さなごみに変わり、電界集中の原因となる突起が消失するため、異常放電を発生しにくい状態になる。また、図６Ｂでは、電極上にあったごみ４２が、ノッキング処理工程によって、一部は気化し、一部はずっと小さなごみに変わり、異常放電を発生しにくい状態になる。
これに対して、図６Ｃ及び図６Ｄは、印加電圧が適正でない電圧に設定された場合を示している。設定された電圧が低すぎる場合には、図６Ｃに示すように、電極上のごみ４２が残ったり、電極表面の傷４１の突起が残ってしまったりする。このように残った傷４１やごみ４２は異常放電の原因となるため、異常放電の抑制効果が少なくなってしまう。一方、設定された電圧が高すぎる場合には、図６Ｄに示すように、電極の表面が削られて、新たな傷４３，４４を発生してしまう。この新たな傷４３，４４から、新たな突起等を生じて異常放電の原因となってしまうことにより、異常放電を低減できないことや、かえって異常放電が増えてしまうこともありうる。
従って、ノッキング処理工程において、印加電圧等の条件を適正に設定することが重要になる。
【００４８】
上述したように、適切に設定された条件でノッキング処理工程を行うことにより、通常の使用に先立って、カソード１等の電極の表面（ゴミ汚れの付着、表面の傷バリ）をコンディショニングすることができる。
従って、その後電子銃１０を使用したときに、即ち目的である高電圧を印加したときに、電極表面からの電界集中を抑えて、異常放電を抑制することが可能となる。
【００４９】
上述の本実施の形態によれば、電子銃１０に電子ビーム発生部３を交換もしくはメンテナンスした後に、通常の使用である電子ビームの出力を行うよりも前にノッキング工程を行うようにしたので、電子銃１０を使用する際の異常放電の発生を極端に減少させることができる。
これにより、電子銃１０を使用した製造装置において、プロセスの安定化を実現することができ、そのプロセスで製作される製品の歩留まりを向上させることができる。
【００５０】
なお、上述の実施の形態では、図１に示したように、カソード１及びフィラメント２を含む電子ビーム発生部３が交換可能な電子銃１０に本発明を適用したが、例えばフィラメントのみにより交換可能な電子ビーム発生部が構成された電子銃に対しても、同様に本発明を適用することができる。
【００５１】
また、後述するように、ノッキング処理を、真空排気した後に自動的に行うようにすれば、ノッキング処理の後、すぐに電子ビームを発生させて、電子銃を使用することができる。これにより、効率良くノッキング処理を行うことができ、使用中の異常放電の発生を抑制することができる。
【００５２】
ここで、ノッキング処理を行っていない電子銃と、ノッキング処理を行った電子銃とにおいて、異常放電の回数を測定して比較を行った。
同じ構成の電子銃を４本（ナンバー１〜４）用意して、電子ビーム発生部を交換した後、ノッキング処理を行わないで、電子ビームを発生させるための電圧を印加して、交換後３０時間までの異常放電の発生回数を測定した。
また、同じ４本の電子銃（ナンバー１〜４）に対して、電子ビーム発生部を交換した後、ノッキング処理を行ってから、電子ビームを発生させるための電圧を印加して、交換後３０時間までの異常放電の発生回数を測定した。
測定結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2005026112.tif 000003
【００５４】
表１では、同一ナンバーの電子銃に対して複数回の測定を行い、合計１１回の測定の平均回数を計算している。
表１より、ノッキング処理を行うことにより、異常放電の発生回数を半分以下に低減することができることがわかる。
【００５５】
続いて、本発明の電子ビーム装置の一実施の形態として、電子銃に対して上述したノッキング処理工程を自動的に行うことが可能な構成の電子ビーム装置の概略構成図を図４Ａに示す。
【００５６】
この電子ビーム装置３０は、図１に示した電子ビーム発生部３が交換可能な電子銃１０を備え、さらに、主電源手段となる、電子銃１０に電子ビームを発生させるための第１の電圧を印加する電子銃電源３１と、副電源手段となる、電子銃１０にノッキング処理に使用される第２の電圧を印加するノッキング処理用電源３２と、これら２つの電源３１及び３２と電子銃１０との接続を切り換えるための切換手段として切換器３３とを備えている。
【００５７】
ノッキング処理用電源３２により電子銃１０に印加される第２の電圧は、電子銃電源３１により電子銃１０に印加される第１の電圧よりも高電圧、即ち第１の電圧と同じ向き（負電圧）で大きい電圧とされる。
なお、ノッキング処理用電源３２により電子銃１０に印加する電圧は、常に上述の第２の電圧である必要はなく、例えば図４Ｂに電圧波形を示すように、間欠的に第２の電圧（高電圧）が印加されるようにする。
【００５８】
ノッキング処理用電源３２のコモン（グランド）側端子４２を、電子銃及び装置の筐体３５に接続して接地している。
ノッキング処理用電源３２のマイナス側端子４１を、配線４６，４７，４８に接続している。これらの配線４６，４７，４８は、切換器３３内を通じて、電子銃１０のカソード１やフィラメント２に接続された端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に接続される。
また、ノッキング処理用電源３２のマイナス側端子４１に、高圧プローブ３６を接続し、さらに高圧プローブ３６にオシロスコープ３７を接続している。
これにより、高圧プロープ３６でノッキング処理用電源３２のマイナス電圧を降圧して、オシロスコープ３７で波形を監視することが可能になっている。
【００５９】
また、制御手段として、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）３４を用いて、電子銃電源３１、ノッキング処理用電源３２、切換器３３の各部の制御を行う構成としている。
なお、制御手段としては、ＰＬＣ３４の代わりに、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、計算機、リレーシーケンス等を使用することも可能である。
そして、切換器３３は、制御手段であるＰＬＣ３４の制御により、電子銃に通常の電圧を印加するための配線４３，４４，４５と、ノッキング処理用の電圧を印加するための配線４６，４７，４８とを、自動的に切り換える構成とされている。
【００６０】
この電子ビーム装置３０では、例えば図５に示すフローに従って、ノッキング処理工程及び通常の使用とを自動的に切り換える。
【００６１】
即ち、以下のように、ノッキング処理工程と通常の使用とが行われる。
まず、ステップＳ２１において、切換器３３をノッキング処理用電源３２側に切り換える。
次に、ステップＳ２２において、ノッキング処理用電源３２をＯＮにする。これにより、ノッキング処理工程が行われる。
そして、ステップＳ２３において、設定時間（ノッキング処理工程が開始されてから設定された所定の時間）が経過したかどうか調べる。
設定時間が経過している場合には、ステップＳ２４に進み、ノッキング処理用電源３２をＯＦＦにする。一方、設定時間が経過していない場合には、ステップＳ２３の前に戻る。
次に、ステップＳ２５において、切換器３３を電子銃電源３１側に切り換える。
次に、ステップＳ２６において、ノッキング処理終了を表示する。この表示は、図示しないが、ランプやＬＥＤ（発光ダイオード）ディスプレイや表示モニタ等の各種表示手段によって表示することが可能である。
その後は、図示しないが、電子銃１０から電子ビームを発生させて、通常の使用が行われる。
【００６２】
上述の本実施の形態の電子ビーム装置３０の構成によれば、ＰＬＣ３４等の制御手段の制御により、切換器３３が自動的にノッキング処理用電源３２と電子銃電源３１とを切り換える構成としたことにより、処理作業にかかる人件費や電子ビーム装置からノッキング処理用の装置に移し変える手間等を省くことができるため、ノッキング処理工程にかかるコストを削減することができる。
【００６３】
また、通常の使用よりも高電圧が印加されるノッキング処理工程が、人手を経ることなく、自動的に電子ビーム装置３０内で行われるため、安全性を高めることができる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態の電子ビーム装置３０では、筐体３５内全体を真空排気する構成としているが、真空排気する領域は筐体内全体に限定されるものではなく、局所的に真空排気が行われる構成も可能である。
本発明の電子ビーム装置においては、少なくとも電子ビーム発生部から発生した電子ビームが通過する空間を真空排気するように、装置を構成すればよい。
【００６５】
また、上述の実施の形態の電子ビーム装置３０では、ＰＬＣ３４の制御により自動的に切換器３３が電子銃電源３１とノッキング処理用電源３２とを切り換える構成であったが、本発明では、手動により切り換える構成も可能である。
手動で切り換える構成とした場合でも、電子ビーム装置からノッキング処理用の装置に移し変える手間等を省くことができるため、ノッキング処理工程にかかるコストを削減することができる。
【００６６】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００６７】
【発明の効果】
上述の本発明の電子銃の運用方法によれば、電子ビーム発生部を交換することが可能な構成の電子銃において、通常の使用中の異常放電の発生を抑制し、発生回数を低減することができる。
これにより、使用中に異常放電が発生して電子ビームの出力が停止する頻度を低減することができるため、電子銃を使用して成膜やカッティング等を行う装置において、歩留まりを向上し、製造プロセスをより安定化させることができる。
【００６８】
本発明の電子ビーム装置によれば、切換手段により、電子銃に接続される電源を、ノッキング処理用の副電源手段と、通常の電子ビーム発生用の主電源手段との間で切り換えることが可能となるため、同一の電子ビーム装置で、通常の使用に先立ってノッキング処理を行い、通常の使用中の異常放電の発生を抑制することが可能になる。
従って、異常放電の発生を低減し、歩留まりを向上し、製造プロセスをより安定化させることができると共に、電子ビーム装置からノッキング処理用の装置に移し変える手間を省くことができるため、ノッキング処理工程にかかるコストを削減することができる。
【００６９】
また、本発明の電子ビーム装置において、さらに制御手段の制御によって、切換手段において主電源手段と副電源手段との間の切り換えが自動的に行われる構成としたときには、処理作業にかかる人件費等も省くことができるため、ノッキング処理工程にかかるコストをより一層削減することができる。また、通常の使用よりも高電圧である第２の電圧が印加されるノッキング処理工程が、人手を経ることなく、自動的に電子ビーム装置内で行われるため、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する電子銃の一形態の概略構成図である。
Ａ  電子銃の要部の断面図である。
Ｂ  回路の概略図である。
【図２】本発明の電子銃の運用方法の一形態を示すフローである。
【図３】本発明の電子銃の運用方法の他の形態を示すフローである。
【図４】Ａ、Ｂ  本発明の電子ビーム装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図５】図４の電子ビーム装置における自動的に電源の切り換えを行うフローである。
【図６】Ａ〜Ｄ  電圧等の制御が必要であることを説明する図である。
【図７】Ａ、Ｂ  図１の電子銃における異常放電の発生を説明する図である。
【図８】Ａ〜Ｃ  カソードとアノードとの間の等電位分布と電界強度を示す図である。
【図９】従来の電子銃の運用方法のフローである。
【図１０】ＣＲＴの製造工程におけるノッキング処理工程前後の工程のフローである。
【符号の説明】
１  カソード、２  フィラメント、３  電子ビーム発生部、４  アノード、１０  電子銃、１１  電子ビーム、２１  異常放電、３０  電子ビーム装置、３１電子銃電源、３２  ノッキング処理用電源、３３  切換器
【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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