(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対の偏向用磁極間に電子銃と蒸発物質を収容した坩堝を設け、前記電子銃から発せられた電子ビームが前記偏向用磁極が形成する磁場により偏向されて前記坩堝内の蒸発物質に照射されるように成しており、この電子ビームの通路上に走査用偏向器を設けて前記蒸発物質上を電子ビームで走査するように成した電子ビーム蒸発装置において、前記偏向磁極間に形成される磁場に磁気的影響を与えることが出来、且つ該磁場の方向と平行な方向に新たな磁場を形成することが出来る電磁コイルを設け、電子ビームの加速電圧値に応じて、該電磁コイルが形成する磁場をコントロールすることにより前記蒸発物質に入射する電子ビームの角度が所定の値になるように前記偏向用磁極が形成する磁場強度がコントロールされるように成したことを特徴とする電子ビーム蒸発装置。
【請求項２】
前記蒸発物質に入射する電子ビームの角度が所定の値になる標準加速電圧値と異なった各加速電圧値に対する電子ビーム入射角のずれを補正する磁場強度補正データを各加速電圧値に対応させて記憶したメモリを設けたことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、電子銃からの電子ビームを曲線状に曲げて坩堝内の蒸発物質に照射するように成した電子ビーム蒸発装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空蒸着装置やイオンプレーティング装置等には、電子ビーム蒸発装置が備えられており、例えば、基板に蒸着すべき材料（蒸発物質）を坩堝内に収容し、坩堝の横若しくは下側に設けられた電子銃からの電子ビームを磁場により曲線状に偏向させて坩堝内の蒸発物質に導き、蒸発物質を加熱蒸発させるようにしている。
【０００３】
図１はこの様な電子ビーム蒸発装置の概略を示したもので、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
図中１Ａ，１Ｂは、永久磁石２を挟んで平行に配置された磁極板で、前記永久磁石２によりＮ極とＳ極に励磁されている。該磁極板間には、蒸発物質３が収容された坩堝４が設けられている。該坩堝の下には、電子銃５が設けられている。該電子銃はフィラメント６，グリッド７及びアノード８から成る。９はフイラメント加熱電源、１０は加速電源である。尚、１１はグリッド支持板である。１２は環状鉄心にＸ方向走査用偏向コイルとＹ方向走査用偏向コイルが巻かれた走査用電磁コイル体で、前記電子銃５からの電子ビームの通路上に配置されている。尚、この走査用電磁コイル体は、例えば、磁極１Ａ，１Ｂの間で坩堝４の近くに取り付けられた非磁性製のホルダー（図示せず）によって支持されている。１３は該走査用電磁コイル体に走査用の電流を流すための走査用電源である。
【０００５】
この様な装置において、電子銃５のフイラメント６から発生された電子ビームは、アノード８によって加速され、グリッド７とアノード８のビーム通過孔７Ｈ，８Ｈを通過する。この際、グリッド７とアノード８のビーム通過孔７Ｈ，８Ｈにより電子ビームの開き角が決定される。そして、アノード８のビーム通過孔８Ｈを出た電子は、磁極１Ａ，１Ｂが作る磁場によりラーモァ円を描く様に、２７０°前後曲げられ坩堝４内に収容された蒸発物質３に照射される。この際、電子銃５からの電子ビームは走査用電磁コイル体１２が作る二次元方向走査用磁場を通過するので、電子ビームは蒸発物質３上を二次元方向に走査することになる。この結果、蒸発物質３は電子ビームにより加熱されて蒸発し、その蒸発粒子が、例えば、坩堝４上方に配置された各基板（図示せず）上に付着する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この様な電子ビーム蒸発装置において、坩堝上方において、蒸発物質表面に垂直な軸に対して垂直な面における蒸発粒子の分布が所望の状態に近づけたいという要望がある。例えば、坩堝の上方に設けられたドーム状の基板支持板（図示せず）に支持された複数の基板（図示せず）への蒸着膜厚を均一に近づけたいという要望がある。この要望を実現するには、蒸発物質３の各位置から蒸発して上方の基板群に向かう蒸発粒子の放射角度が各々の位置において常にほぼ一定に保たれる必要がある。尚、この際、ドーム状の基板支持板はその中心を通る軸の周りで回転させている。
【０００７】
その為には、蒸発物質３の各位置への電子ビームの入射が垂直近くに保たれ、蒸発物質３の各位置の蒸発の量を同一に近くすることが必要となる。通常、この様な電子ビーム蒸発装置では、ラーモァ円を描いて蒸発物質に入射する電子ビームの断面形状が丸状になるように磁極板１Ａ，１Ｂの一部若しくは別に設けた磁極の形状等に工夫をこらしている。従って、電子ビームの蒸発物質に対する入射が垂直に近ければ、蒸発物質に照射される電子ビームの断面形状は丸状に近いものとなり、蒸発物質の各位置での蒸発量も常に一定に近くなる。しかし、電子ビームの蒸発物質に対する入射角がずれると、蒸発物質上での電子ビームの断面が丸状からずれ（例えば、楕円形乃至長楕円形など）、蒸発物質の蒸発量が一定でなくなる。
【０００８】
所で、この様な電子ビーム蒸発装置においては、磁極等に蒸発した粒子が付着するので、時々これらの部品を分解してクリーニングしなければならない。しかし、クリーニング後に部品を組み立てて装置を作動させる毎に、磁極等の部品の位置ずれに基づいて蒸発物質３の各位置への電子ビームの入射角がずれる。即ち、クリーニング作業を挟む部品分解前と部品組立後での電子ビームの入射角の再現性が悪い。その為、その度に、磁極等の取り付け位置の精密調整を何度も繰り返す必要があり、極めて作業効率が悪い。
【０００９】
又、加速電圧を変化させた場合、蒸発物質３の各位置への電子ビームの入射角がずれる。
【００１０】
本発明は、この様な問題点を解決する為になされたもので、新規な電子ビーム蒸発装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子ビーム蒸発装置は、少なくとも１対の偏向用磁極間に電子銃と蒸発物質を収容した坩堝を設け、前記電子銃から発せられた電子ビームが前記偏向用磁極が形成する磁場により偏向されて前記坩堝内の蒸発物質に照射されるように成しており、この電子ビームの通路上に走査用偏向器を設けて前記蒸発物質上を電子ビームで走査するように成した電子ビーム蒸発装置において、前記偏向磁極間に形成される磁場に磁気的影響を与えることが出来、且つ該磁場の方向と平行な方向に新たな磁場を形成することが出来る電磁コイルを設け、電子ビームの加速電圧値に応じて、該電磁コイルが形成する磁場をコントロールすることにより前記蒸発物質に入射する電子ビームの角度が所定の値になるように前記偏向用磁極が形成する磁場強度がコントロールされるように成したことを特徴とする。
【００１２】
又、本発明の電子ビーム蒸発装置は、蒸発物質に入射する電子ビームの角度が所定の値になる標準加速電圧値と異なった各加速電圧値に対する電子ビーム入射角のずれを補正する磁場強度補正データを各加速電圧値に対応させて記憶したメモリを設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図３は本発明の電子ビーム蒸発装置の１概略例を示したもので、図中前記図１及び図２と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００１５】
図１及び図２に対して図３に示した電子ビーム蒸発装置の構成上の差異は次の通りである。
【００１６】
図３においては、坩堝４の上部近傍に、磁極１Ａ，１Ｂが作る磁場の磁力線とほぼ平行な磁力線の磁場を形成するための補正用電磁コイル２０を設ける。２１は該補正用電磁コイルへ励磁電流を流すための励磁電源で、電子計算機の如き制御装置２２の指令に基づいて作動する。２３は加速電圧値データに対する補正励磁電流値データが記憶されたメモリである。
【００１７】
この様な構成の装置の動作を次に説明する。
【００１８】
先ず、装置の初期状態として、標準加速電圧Ｖ0において、ラーモァ円を描いて蒸発物質に入射する電子ビームの断面形状が丸状になるように磁極板１Ａ，１Ｂの一部若しくは別に設けた磁極の形状が工夫されており、蒸発物質３の各位置への電子ビームの入射が垂直近くに保たれている。
【００１９】
又、予め、加速電圧を標準値Ｖ0と異なった電圧値に変えた場合、各電圧値に対する電子ビーム入射角のずれに対応するものを測定しておき、各ずれを補正するための磁場の補正値（励磁電流値）を求めておく。そして、各加速電圧値データと該電圧値データに対する磁場の補正値データ（励磁電流値データ）をテーブル化してメモリ２３に記憶しておく。各加速電圧値に対する電子ビームの入射角のずれに対応するものは、次の様にして測定することが出来る。
【００２０】
加速電圧値を標準値Ｖ0とは別の値に設定し、その時の坩堝４内の蒸発物質３の或る特定領域における蒸発物質の溶け具合からその加速電圧に対する電子ビームの入射角に対応するものが推定することが出来る。尚、この場合、電子ビームによる蒸発物質上の走査はしない状態で行う。
【００２１】
さて、加速電圧が大きくなると、標準値Ｖ0との差に従って、磁極１Ａ，１Ｂによる電子ビームの偏向がききにくくなり、電子ビームの蒸発物質に対する入射角が小さくなり標準時より少し手前側に入射し、蒸発物質上の断面形状が磁場方向に垂直な方向に伸びる。逆に、加速電圧が小さくなると、標準値Ｖ0との差に従って、磁極１Ａ，１Ｂによる電子ビームの偏向がききやすく、電子ビームの蒸発物質に対する入射角が大きくなり、標準時より後ろ側に照射され、蒸発物質上の断面形状が磁場方向に垂直な方向に伸びる。例えば、図４（ａ）に示す様に、標準加速電圧がＶ0の場合、蒸発物質のＸ0の領域での電子ビームの断面は丸状であり、Ｘ0領域全体において蒸発物質の溶け具合が大きい。加速電圧を標準電圧値Ｖ0より大きくすると、蒸発物質上での電子ビームの照射位置が磁場の方向に垂直な方向で手前側（図の左側方向）にずれ、且つ、その断面が磁場の方向に垂直な方向に長い楕円形になる。図４の（ｂ），（ｃ）に示す様に、加速電圧を大きくしていく程この傾向が大きく現れる。従って、加速電圧がＶ1（Ｖ1＞Ｖ0）の場合は、（ｂ）に示す様に、Ｘ0の領域の手前半分の部分で蒸発物質が溶けており、その溶け具合は、標準時に比べより小さくなる。加速電圧がＶ2（Ｖ2＞Ｖ1）の場合は、（ｃ）に示す様に、Ｘ0の領域の手前１／４の部分で蒸発物質が溶けており、その溶け具合は更に小さくなる。逆に、加速電圧を標準値Ｖ0より小さくすると、蒸発物質上での電子ビームの照射位置が磁場の方向に垂直な方向で後ろ側（図の右側方向）にずれ、且つ、その断面が磁場の方向に垂直な方向に長い楕円形になる。図４の（ｄ），（ｅ）に示す様に、加速電圧を小さくしていく程この傾向が大きく現れる。従って、加速電圧がＶ3（Ｖ3＜Ｖ0）の場合は、（ｄ）に示す様に、Ｘ0の領域の後ろ側半分の部分で蒸発物質が溶けており、その溶け具合は、標準に比べより小さくなる。加速電圧がＶ4（Ｖ4＜Ｖ３）の場合は、（ｅ）に示す様に、Ｘ0の領域の後ろ側１／４部分で蒸発物質が溶けており、その溶け具合は更に小さくなる。この様にして、加速電圧を変えて、蒸発物質上の特定領域での蒸発物質の溶け具合を測定すれば、加速電圧値に対して、どの程度磁場の強さを変えれば、標準状態（図（ａ）の状態）に近づくかが分かる。この様にして、加速電圧値に対する磁場の補正強度（励磁電流値）を求めてテーブル化し、メモリ２３に記憶しておく。尚、磁場の補正強度値は補正用電磁コイル２０への補正励磁電流値に対応している。
【００２２】
この様な構成の装置において、例えば、加速電圧が標準値Ｖ0に設定されているとした場合、電子銃５のフイラメント６から発生された電子ビームは、アノード８によって加速され、グリッド７とアノード８のビーム通過孔７Ｈ，８Ｈを通過する。この際、グリッド７とアノード８のビーム通過孔７Ｈ，８Ｈにより電子ビームの開き角が決定される。そして、アノード８のビーム通過孔８Ｈを出た電子は、磁極１Ａ，１Ｂが作る磁場によりラーモァ円を描く様に、２７０°前後曲げられ坩堝４内に収容された蒸発物質３に照射される。この際、電子銃５からの電子ビームは走査用電磁コイル体１２が作る二次元方向走査用磁場を通過するので、電子ビームは蒸発物質３上を二次元方向に走査することになる。この結果、蒸発物質３は電子ビームにより加熱されて蒸発し、その蒸発粒子が、例えば、坩堝４上方に配置された各基板（図示せず）上に付着する。
【００２３】
さて、この様な電子ビーム蒸発装置においては、前記した様に、磁極等に蒸発した粒子が付着するので、時々これらの部品を分解してクリーニングしている。そして、クリーニング後に部品を組み立てて装置を再び作動させてるようにしている。この再作動の前に、標準値Ｖ0のままで電子ビームを加速して電子ビームを蒸発物質の特定領域に当て（この場合には、電子ビームの走査はしない状態で行なう）、その特定領域の溶け具合を測定する。そして、この溶け具合が、部品組立前の標準状態の場合の溶け具合に近づくように、補正用電磁コイル２０への励磁電流値を変えていき、特定領域の溶け具合が標準状態と同じ様になる励磁電流値を部品組立後の設定値とする。尚、この励磁電流を変える場合には、制御装置２２に繋がったキーボード（図示せず）により励磁電流値データを入力することにより行う。従って、クリーニング後に磁極などの部品を組み立てた後、磁極等の取り付け位置の精密調整を行う必要がなく、極めて作業効率が良くなる。
【００２４】
又、制御装置２２の指令により加速電源１０から標準値と異なった加速電圧をアノード８，フィラメント６間に印加した場合には、制御装置２２はこの設定した加速電圧値に対し与えられている励磁電流の補正値データをメモリ２３から呼び出し、標準時の励磁電流にこの補正値が加算されたものが補正用電磁コイル２０に流れる様に励磁電源２１に指令を送る。それにより、今回設定した加速電圧に基づいて変化しようとする磁極１Ａ，１Ｂによる磁場が標準時の状態に補正され、その結果、坩堝の上方に設けられた基板群（図示せず）への蒸着膜厚が均一になる。
【００２５】
尚、前記例では、電子ビームを２７０°前後偏向させる電子銃を備えた装置を示したが、この様な電子銃に限定されないことは言うまでもない。
【００２６】
又、前記例では、磁極板１Ａ，１Ｂは永久磁石２で励磁されているので、磁極板間に形成される磁場は固定されたものであり、その磁場の強度を補正するために新たに補正用電磁コイル２０を設けるように成したが、前記磁極板を電磁コイルで励磁するように成し、該磁極板を励磁する電磁コイルに補正用励磁電流を流す様にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の電子ビーム蒸発装置の１概略例を示している。
【図２】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】  本発明の電子ビーム蒸発装置の１概略例を示している。
【図４】  図３に示した装置の動作を理解の一助となる図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ…磁極板
２…永久磁石
３…蒸発物質
４…坩堝
５…電子銃
６…フイラメント
７…グリッド
８…アノード
７Ｈ，８Ｈ…ビーム通過孔
９…フイラメント加熱電源
１０…加速電源
１１…グリッド支持板
１２…走査用電磁コイル体
１３…走査用電源
２０…補正用電磁コイル
２１…励磁電源
２２…制御装置
２３…メモリ
【図１】
0004050848.tif 000002
【図２】
0004050848.tif 000003
【図３】
0004050848.tif 000004
【図４】
0004050848.tif 000005