(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体材料を含み、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有するヨーク板と、
前記ヨーク板の前記第１主面の側に位置し、前記ヨーク板の前記第１主面の側から前記ヨーク板の前記第２主面の側に電子ビームを出射することが可能な電子ビーム源と、
前記ヨーク板の前記第２主面に設けられ、前記中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、前記両側の他方の側に配置された第２磁石とを有し、前記第１磁石の第１極及び第２極と、前記第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって前記方向に並び、前記ヨーク板の前記第２主面の側において前記電子ビームの軌道を前記第１磁石の第２極と前記第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向し、前記第１磁石の第１極と前記第２磁石の第２極とによって形成される磁場が前記ヨーク板に閉じ込められた磁場発生源と、
前記方向において第１極から第２極に向かう向きが反転可能であって、少なくとも一部が前記方向において前記ヨーク板から露出され、前記方向から前記ヨーク板を見たときに前記中心線が延在する方向において前記電子ビーム源と並ぶ補助磁石と
を具備し、
前記第２磁石の第１極と前記第１磁石の第２極とにより形成される磁場に、前記補助磁石の第１極と前記第１磁石の第２極とにより形成される磁場、または、前記第２磁石の第１極と前記補助磁石の第２極とにより形成される磁場が重畳され得る
電子銃装置。
【請求項２】
第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有する支持板と、
前記支持板の前記第１主面の側に位置し、前記支持板の前記第１主面の側から前記支持板の前記第２主面の側に電子ビームを出射することが可能な電子ビーム源と、
前記支持板の前記第２主面に設けられ、前記中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、前記両側の他方の側に配置された第２磁石とを有し、前記第１磁石の第１極及び第２極と、前記第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって前記方向に並び、前記支持板の前記第２主面の側において前記電子ビームの軌道を前記第１磁石の第２極と前記第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向する磁場発生源と、
前記方向において第１極から第２極に向かう向きが反転可能であって、少なくとも一部が前記方向において前記支持板から露出され、前記方向から前記支持板を見たときに前記中心線が延在する方向において前記電子ビーム源と並ぶ補助磁石と
を具備し、
前記第１磁石の第２極と前記第２磁石の第１極とにより形成される磁場に、前記第１磁石の第２極と前記補助磁石の第１極とにより形成される磁場、または、前記第２磁石の第１極と前記補助磁石の第２極とにより形成される磁場が重畳され得る
電子銃装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子銃装置であって、
前記ヨーク板には、前記第１主面から前記第２主面に貫通する孔または切り欠き状の開口が設けられ、
前記開口は、前記中心線に重なり、
前記電子ビーム源は、前記開口を介して前記ヨーク板の前記第１主面の側から前記ヨーク板の前記第２主面の側に前記電子ビームを出射する
電子銃装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子銃装置であって、
前記電子ビーム源は、電子ビームを放出するフィラメントと、前記電子ビームを収束する収束コイルとを有し、
前記収束コイルによって収束された前記電子ビームが前記ヨーク板の前記第１主面の側から前記開口を介して前記ヨーク板の前記第２主面の側に通過する
電子銃装置。
【請求項５】
請求項１、３、または４に記載の電子銃装置であって、
非磁性体材料を含み、前記電子ビーム源、前記ヨーク板、及び前記磁場発生源を覆うカバーをさらに具備し、
前記カバーには、前記電子ビームを通過させる開口が設けられている
電子銃装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電子銃装置であって、
前記方向において前記電子ビーム源に含まれるフィラメントは、前記カバーの一部と重なる
電子銃装置。
【請求項７】
請求項１、３〜６のいずれか１つに記載の電子銃装置であって、
前記ヨーク板の前記第１主面または前記第２主面に冷却回路が形成されている
電子銃装置。
【請求項８】
磁性体材料を含み、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有するヨーク板と、
前記ヨーク板の前記第１主面の側に位置し、前記ヨーク板の前記第１主面の側から前記ヨーク板の前記第２主面の側に電子ビームを出射することが可能な電子ビーム源と、
前記ヨーク板の前記第２主面に設けられ、前記中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、前記両側の他方の側に配置された第２磁石とを有し、前記第１磁石の第１極及び第２極と、前記第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって前記方向に並び、前記ヨーク板の前記第２主面の側において前記電子ビームの軌道を前記第１磁石の第２極と前記第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向し、前記第１磁石の第１極と前記第２磁石の第２極とによって形成される磁場が前記ヨーク板に閉じ込められた磁場発生源と、
前記方向において第１極から第２極に向かう向きが反転可能であって、少なくとも一部が前記方向において前記ヨーク板から露出され、前記方向から前記ヨーク板を見たときに前記中心線が延在する方向において前記電子ビーム源と並ぶ補助磁石とを有する電子銃装置と、
前記方向から前記ヨーク板を見たときに前記中心線が延在する方向において前記ヨーク板に並び、蒸着材料を収容可能な坩堝と
を具備し、
前記第２磁石の第１極と前記第１磁石の第２極とにより形成される磁場に、前記補助磁石の第１極と前記第１磁石の第２極とにより形成される磁場、または、前記第２磁石の第１極と前記補助磁石の第２極とにより形成される磁場が重畳され得る蒸着装置。
【請求項９】
第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有する支持板と、
前記支持板の前記第１主面の側に位置し、前記支持板の前記第１主面の側から前記支持板の前記第２主面の側に電子ビームを出射することが可能な電子ビーム源と、
前記支持板の前記第２主面に設けられ、前記中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、前記両側の他方の側に配置された第２磁石とを有し、前記第１磁石の第１極及び第２極と、前記第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって前記方向に並び、前記支持板の前記第２主面の側において前記電子ビームの軌道を前記第１磁石の第２極と前記第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向する磁場発生源と、
前記方向において第１極から第２極に向かう向きが反転可能であって、少なくとも一部が前記方向において前記支持板から露出され、前記方向から前記支持板を見たときに前記中心線が延在する方向において前記電子ビーム源と並ぶ補助磁石とを有する電子銃装置と、
前記方向から前記支持板を見たときに前記中心線が延在する方向において前記支持板に並び、蒸着材料を収容可能な坩堝と
を具備し、
前記第１磁石の第２極と前記第２磁石の第１極とにより形成される磁場に、前記第１磁石の第２極と前記補助磁石の第１極とにより形成される磁場、または、前記第２磁石の第１極と前記補助磁石の第２極とにより形成される磁場が重畳され得る蒸着装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の蒸着装置であって、
前記方向において、前記電子ビーム源の高さが前記坩堝の上端の高さよりも低い
蒸着装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１つに記載の蒸着装置であって、
非磁性体材料を含み、前記電子銃装置を覆い、前記電子ビームを通過させる開口が設けられたカバーをさらに具備し、
前記方向において、前記カバーの高さが前記坩堝の上端の高さと同等以下である
蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子銃装置及び蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子銃装置と坩堝とを備えた蒸着装置では、坩堝に収容した蒸着材料に電子銃装置から出射した電子ビームを照射し蒸着材料を加熱し、坩堝から蒸着材料を蒸発させて基板に蒸着膜を形成する。
【０００３】
このような装置では、蒸着材料に照射する前に電子ビームを収束する必要があることから、ポールピースと呼ばれる突起状の部材を電子銃装置に適用する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１３／１５３６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ポールピースを電子銃装置に適用すると、例えば、蒸着中にポールピースに蒸着材料が堆積した場合、ポールピースから剥がれた蒸着材料が坩堝に落下すると、落下した蒸着材料の成分が再蒸発する可能性がある。これは、蒸着膜の汚染を引き起こす。また、ポールピースは突起状であるため、例えば、そのメンテナンス前後、あるいは、蒸着中の熱履歴によってポールピースの効果が変化する可能性がある。
【０００６】
このような場合、ポールピースによって形成される磁場がメンテナンス毎等で微妙に変わり、電子ビームの収束性が不安定になる。また、熱履歴により、ポールピースの温度が変化した場合、その透磁率が変わる場合がある。これにより、ポールピースにより形成される磁場が変化して、電子ビームの位置がずれる場合も考えられる。
【０００７】
さらに、ポールピースを備えた電子銃装置では、一対のポールピース間で局所的に強い磁場を形成するため、電子ビームの収束を維持したままの電子ビームの走査範囲がいわゆる頭打ちになっている。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置、及び、その電子銃装置を備えた蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子銃装置は、ヨーク板と、電子ビーム源と、磁場発生源とを具備する。
上記ヨーク板は、磁性体材料を含み、第１主面と、上記第１主面とは反対側の第２主面と、上記第１主面から上記第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有する。
上記電子ビーム源は、上記ヨーク板の上記第１主面の側に位置し、上記ヨーク板の上記第１主面の側から上記ヨーク板の上記第２主面の側に電子ビームを出射することができる。
上記磁場発生源は、上記ヨーク板の上記第２主面に設けられ、上記中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、上記両側の他方の側に配置された第２磁石とを有する。上記第１磁石の第１極及び第２極と、上記第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって上記方向に並ぶ。上記磁場発生源は、上記ヨーク板の上記第２主面の側において上記電子ビームの軌道を上記第１磁石の第２極と上記第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向する。上記第１磁石の第１極と上記第２磁石の第２極とによって形成される磁場は、上記ヨーク板に閉じ込められる。
【００１０】
このような電子銃装置であれば、ヨーク板によってヨーク板の第１主面側が磁気遮蔽され、ヨーク板の第２主面側に偏向用磁場が形成されるので、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置が提供される。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子銃装置は、支持板と、電子ビーム源と、磁場発生源とを具備する。
上記支持板は、第１主面と、上記第１主面とは反対側の第２主面と、上記第１主面から上記第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有する。
上記電子ビーム源は、上記支持板の上記第１主面の側に位置し、上記支持板の上記第１主面の側から上記支持板の上記第２主面の側に電子ビームを出射することができる。
上記磁場発生源は、上記支持板の上記第２主面に設けられ、上記中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、上記両側の他方の側に配置された第２磁石とを有する。上記第１磁石の第１極及び第２極と、上記第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって上記方向に並ぶ。上記磁場発生源は、上記支持板の上記第２主面の側において上記電子ビームの軌道を上記第１磁石の第２極と上記第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向する。
上記補助磁石は、上記方向において第１極から第２極に向かう向きが反転可能であって、少なくとも一部が上記方向において上記支持板から露出され、上記方向から上記支持板を見たときに上記中心線が延在する方向において上記電子ビーム源と並ぶ。
上記第１磁石の第２極と上記第２磁石の第１極とにより形成される磁場に、上記第１磁石の第２極と上記補助磁石の第１極とにより形成される磁場、または、上記第２磁石の第１極と上記補助磁石の第２極とにより形成される磁場が重畳され得る。
【００１２】
このような電子銃装置であれば、支持板の第２主面側に偏向用磁場が形成され、偏向用磁場に補助磁石によって形成される磁場が重畳されるので、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置が提供される。
【００１３】
上記の電子銃装置においては、上記ヨーク板には、上記第１主面から上記第２主面に貫通する孔または切り欠き状の開口が設けられ、上記開口は、上記中心線に重なり、上記電子ビーム源は、上記開口を介して上記ヨーク板の上記第１主面の側から上記ヨーク板の上記第２主面の側に上記電子ビームを出射してもよい。
【００１４】
このような電子銃装置であれば、ヨーク板に形成された開口を介してヨーク板の第１主面の側から第２主面の側に電子ビームを出射されるので、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置が提供される。
【００１５】
上記の電子銃装置においては、上記方向において第１極から第２極に向かう向きが反転可能な補助磁石をさらに具備する。上記補助磁石の少なくとも一部は、上記方向において上記ヨーク板から露出され、上記補助磁石は、上記方向から上記ヨーク板を見たときに上記中心線が延在する方向において上記電子ビーム源と並び、上記第２磁石の第１極と上記第１磁石の第２極とにより形成される磁場に、上記補助磁石の第１極と上記第１磁石の第２極とにより形成される磁場、または、上記第２磁石の第１極と上記補助磁石の第２極とにより形成される磁場が重畳され得る。
【００１６】
このような電子銃装置であれば、ヨーク板の第２主面側に偏向用磁場が形成され、偏向用磁場に補助磁石によって形成される磁場が重畳されるので、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置が提供される。
【００１７】
上記の電子銃装置においては、上記電子ビーム源は、電子ビームを放出するフィラメントと、上記電子ビームを収束する収束コイルとを有し、上記収束コイルによって収束された上記電子ビームが上記ヨーク板の上記第１主面の側から上記開口を介して上記ヨーク板の上記第２主面の側に通過してもよい。
【００１８】
このような電子銃装置であれば、収束性に優れた電子ビームが開口を介してヨーク板の第１主面の側から第２主面の側に通過するので、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置が提供される。
【００１９】
上記の電子銃装置においては、非磁性体材料を含み、上記電子ビーム源、上記ヨーク板、及び上記磁場発生源を覆うカバーをさらに具備する。上記カバーには、上記電子ビームを通過させる開口が設けられてもよい。
【００２０】
このような電子銃装置であれば、電子ビーム源、ヨーク板、及び磁場発生源がカバーにより覆われるので、電子銃装置のメンテナンスが容易になる。
【００２１】
上記の電子銃装置においては、上記方向において上記電子ビーム源に含まれるフィラメントは、上記カバーの一部と重なってもよい。
【００２２】
このような電子銃装置であれば、電子ビーム源に含まれるフィラメントがカバーの一部と重なるので、フィラメントへの異物の付着が防止される。
【００２３】
上記の電子銃装置においては、上記ヨーク板の上記第１主面または上記第２主面に冷却回路が形成されてもよい。
【００２４】
このような電子銃装置であれば、ヨーク板に冷却回路が形成されているので、ヨーク板、ヨーク板に設けられた磁石の透磁率が略一定に維持される。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蒸着装置は、上記電子銃装置と、坩堝とを具備する。
上記坩堝は、上記方向から上記ヨーク板を見たときに上記中心線が延在する方向において上記ヨーク板に並び、蒸着材料を収容できる。
【００２６】
このような蒸着装置であれば、上記電子銃装置を備えることにより、電子銃装置の信頼性が高く、走査性を向上させた蒸着装置が提供される。
【００２７】
上記の蒸着装置においては、上記方向において、上記電子ビーム源の高さが上記坩堝の上端の高さよりも低くてもよい。
【００２８】
このような蒸着装置であれば、坩堝からの電子ビーム源への蒸着材料の回り込みが防止される。
【００２９】
上記の蒸着装置においては、非磁性体材料を含み、上記電子銃装置を覆い、上記電子ビームを通過させる開口が設けられたカバーをさらに具備する。上記方向において、上記カバーの高さが上記坩堝の上端の高さと同等以下でもよい。
【００３０】
このような蒸着装置であれば、坩堝からの電子ビーム源への蒸着材料の回り込みが防止される。
【発明の効果】
【００３１】
以上述べたように、本発明によれば、信頼性が高く、走査性を向上させた電子銃装置、及びその電子銃装置を備えた蒸着装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の電子銃装置を示す模式的斜視図である。
【図２】電子銃装置の作用の一例を示す模式的斜視図である。
【図３】電子銃装置の作用の一例を示す別の模式的斜視図である。
【図４】電子銃装置の作用の一例を示す模式図である。
【図５】補助磁石を動作した場合における電子銃装置の作用の一例を示す模式的斜視図である。
【図６】比較例に係る電子ビームの軌道を示す模式図である。
【図７】本実施形態に係る電子銃装置の別形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。
【００３４】
図１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の電子銃装置を示す模式的斜視図である。図１（ａ）、（ｂ）では、ＸＹＺ軸座標のＸ軸方向がヨーク板３０の中心線３０ｃと平行な方向として示され、Ｚ軸方向がヨーク板３０の垂線に対応し、Ｙ軸方向が中心線３０ｃ及び垂線に直交する方向に対応している。
【００３５】
図１（ａ）に示す電子銃装置１は、例えば、電子ビーム加熱式の蒸着装置に適用される偏向型電子銃である。
【００３６】
電子銃装置１は、電子ビーム源１０と、磁場発生源２０と、ヨーク板３０とを具備する。ヨーク板３０は、磁場発生源２０の支持板でもある。
【００３７】
電子ビーム源１０は、ヨーク板３０の下面３０ｄ（第１主面）の側に位置する。ここで、下面３０ｄとは、ヨーク板３０の上面３０ｕ（第２主面）の反対側の面である。電子ビーム源１０は、ヨーク板３０の下面３０ｄの側からヨーク板３０の上面３０ｕの側に電子ビームを出射することができる。図１（ａ）の例では、電子ビーム源１０は、例えば、その中心軸１０ｃがヨーク板３０の下面３０ｄ（または、上面３０ｕ）に対して斜めになるように配置されている。
【００３８】
例えば、ヨーク板には、下面３０ｄから上面３０ｕにかけて貫通する孔で構成された開口３０ｈが設けられている。開口３０ｈは、例えば、ヨーク板３０の中心線３０ｃに重なる。電子ビーム源１０は、開口３０ｈを介してヨーク板３０の下面３０ｄの側からヨーク板３０の上面３０ｕの側に電子ビームを出射する。なお、開口３０ｈは、貫通孔に限らず、例えば、ヨーク板３０の端部から内部に向かって切り欠けられた切り欠き状の開口でもよい。
【００３９】
磁場発生源２０は、ヨーク板３０の上面３０ｕに設けられている。磁場発生源２０は、例えば、Ｘ軸方向に並ぶ少なくとも１つの第１磁石と、Ｘ軸方向に並ぶ少なくとも１つの第２磁石とを有する。図１（ａ）の例では、例えば、Ｘ軸方向に１組の第１磁石２０１Ａ、２０１Ｂが並び、Ｘ軸方向に１組の第２磁石２０２Ａ、２０２Ｂが並んでいる。Ｘ軸方向に並ぶ第１磁石２０１Ａ、２０１Ｂの間隙と、Ｘ軸方向に並ぶ第２磁石２０２Ａ、２０２Ｂの間隙との間には、ヨーク板３０の開口３０ｈが位置している。
【００４０】
第１磁石及び第２磁石のそれぞれの個数は、この例に限らない。第１磁石及び第２磁石は、例えば、フェライト系、サマリウムコバルト系等の磁性体材料で形成された永久磁石である。
【００４１】
また、第１磁石２０１Ａ、２０１Ｂは、ヨーク板３０の中心線３０ｃの両側の一方の側に配置され、第２磁石２０２Ａ、２０２Ｂは、中心線３０ｃの両側の他方の側に配置されている。ここで、第１磁石２０１Ａは、Ｙ軸方向において中心線３０ｃを挟んで第２磁石２０２Ａに並ぶ。第１磁石２０１Ｂは、Ｙ軸方向において中心線３０ｃを挟んで第２磁石２０２Ｂに並ぶ。
【００４２】
本実施形態の第１磁石としては、Ｘ軸方向において第１磁石２０１Ａと第１磁石２０１Ｂとが離間してない連続した磁石を適用してもよく、Ｘ軸方向において第２磁石２０２Ａと第２磁石２０２Ｂとが離間してない連続した磁石を適用してもよい。
【００４３】
第１磁石２０１ＢのＸ軸方向における長さ、Ｙ軸方向における幅、及び磁極の向きは、例えば、第１磁石２０１ＡのＸ軸方向における長さ、Ｙ軸方向における幅、及び磁極と同じである。第２磁石２０２ＢのＸ軸方向における長さ、Ｙ軸方向における幅、及び磁極の向きは、例えば、第２磁石２０２ＡのＸ軸方向における長さ、Ｙ軸方向における幅、及び磁極と同じである。
【００４４】
第１磁石２０１Ｂ及び第２磁石２０２ＢのＹ軸方向の間隔、ヨーク板３０への接触状態は、例えば、第１磁石２０１Ａ及び第２磁石２０２ＡのＹ軸方向の間隔、ヨーク板３０への接触状態と同じである。第１磁石２０１Ａと第１磁石２０１Ｂとの磁束密度は、同じであってもよく、異なってもよい。第２磁石２０２Ａと第２磁石２０２Ｂとの磁束密度は、同じであってもよく、異なってもよい。
【００４５】
第１磁石２０１Ａ、中心線３０ｃ、及び第２磁石２０２Ａは、Ｙ軸方向において、この順に並ぶ。例えば、第１磁石２０１Ａから中心線３０ｃまでの距離と、第２磁石２０２Ａから中心線３０ｃまでの距離とは同じである。また、第１磁石２０１Ｂ、中心線３０ｃ、及び第２磁石２０２Ｂは、Ｙ軸方向において、この順に並ぶ。例えば、第１磁石２０１Ｂから中心線３０ｃまでの距離と、第２磁石２０２Ｂから中心線３０ｃまでの距離とは同じである。
【００４６】
図１（ａ）の例では、第１磁石２０１Ａの下面がＮ極（第１極）となっており、第１磁石２０１Ａの上面がＳ極（第２極）となっている。また、第２磁石２０２Ａの上面がＮ極となっており、第２磁石２０２Ａの下面がＳ極となっている。ここで、第１磁石２０１Ａ及び第２磁石２０２Ａのそれぞれの下面とは、ヨーク板３０の上面３０ｕに対向する面、あるいは上面３０ｕに接触する面である。例えば、図１（ａ）の例では、第１磁石２０１Ａ及び第２磁石２０２Ａのそれぞれの下面は、ヨーク板３０の上面３０ｕに接している。
【００４７】
また、第１磁石２０１Ｂの下面は、Ｎ極となっており、第１磁石２０１Ｂの上面は、Ｓ極となっている。第２磁石２０２Ｂの上面は、Ｎ極となっており、第２磁石２０２Ｂの下面は、Ｓ極となっている。
【００４８】
磁場発生源２０においては、第１磁石２０１ＡのＮ極及びＳ極と、第２磁石２０２ＡのＮ極及びＳ極とは、それぞれ互いに逆向きになってＺ軸方向に並んでいる。例えば、第１磁石２０１ＡのＳ極と、第２磁石２０２ＡのＮ極とは、Ｚ軸方向において同じ方向に向いている。また、第１磁石２０１ＡのＮ極と、第２磁石２０２ＡのＳ極とは、Ｚ軸方向において同じ方向に向いている。
【００４９】
これにより、ヨーク板３０の上面３０ｕの側においては、第２磁石２０２ＡのＮ極から第１磁石２０１ＡのＳ極にかけて、例えば、上に凸となったアーチ状の磁力線が形成される。磁力線は、例えば、中心線３０ｃの直上を頂点として、中心線３０ｃを跨ぐように形成される。なお、第１磁石２０１Ｂと第２磁石２０２Ｂとによっても同様のアーチ状の磁力線が形成される。
【００５０】
同様に、第１磁石２０１ＢのＮ極及びＳ極と、第２磁石２０２ＢのＮ極及びＳ極とは、それぞれ互いに逆向きになってＺ軸方向に並んでいる。これにより、ヨーク板３０の上面３０ｕの側においては、第２磁石２０２ＢのＮ極から第１磁石２０１ＢのＳ極にかけて、例えば、上に凸となったアーチ状の磁力線が形成される。この磁力線は、例えば、中心線３０ｃの直上を頂点として、中心線３０ｃを跨ぐ。この磁力線をベクトル場として説明すると、Ｙ−Ｚ軸平面において中心線３０ｃを周回する様態で各点のベクトルが描かれた場になっている。
【００５１】
この磁力線（磁場）は、ヨーク板３０の上面３０ｕの側において、電子ビーム源１０がヨーク板３０の上面３０ｕに放った電子ビームの軌道を偏向する。
【００５２】
ヨーク板３０は、例えば、強磁性体材料である鉄を用いる。例えば、ヨーク板３０として、JIS G 3101 一般構造用圧延鋼材を用いればよい。本実施形態では、例えば、SS400を用いる。なお、必要に応じて透磁率が高い純鉄やJIS C 2531 鉄ニッケル軟質磁性材料を利用してもよい。ヨーク板３０は、ＳＵＳ等の非磁性体材料で構成された支持板４０に支持され、支持板４０は、ＳＵＳ等の非磁性体材料で構成された基体４１に支持される。
【００５３】
ヨーク板３０は、下面３０ｄと、下面３０ｄとは反対側の上面３０ｕと、中心線３０ｃとを有する。中心線３０ｃは、下面３０ｄから上面３０ｕに向かうＺ軸方向に直交する。また、中心線３０ｃは、上面３０ｕの一部を成す。ヨーク板３０は、例えば、中心線３０ｃに重なる開口３０ｈを有する。なお、「直交」とは、実質的に直交の意味で使われ、垂直（９０°）に交差することのほか、垂直から若干の誤差で交差する状態を含む。
【００５４】
ヨーク板３０が強磁性体材料で構成されていることにより、第１磁石２０１ＡのＮ極と第２磁石２０２ＡのＳ極とによって形成される磁場（磁力線）は、ヨーク板３０に閉じ込められる。また、第１磁石２０１ＢのＮ極と第２磁石２０２ＢのＳ極とによって形成される磁場（磁力線）は、ヨーク板３０に閉じ込められる。ここで、「閉じ込められる」とは、実質的に閉じ込められる、の意味で用いられる。例えば、ヨーク板３０の下側において微量な磁束が漏れたとしても、ヨーク板３０によって完全に磁束が閉じ込められた状態と同じ作用効果を奏するのであれば、閉じ込められた状態であるとする。
【００５５】
すなわち、磁場発生源２０では、ヨーク板３０の上面３０ｕの側において第２磁石２０２ＡのＮ極と第１磁石２０１ＡのＳ極とによって形成される磁力線と、ヨーク板３０の内部において第１磁石２０１ＡのＮ極と第２磁石２０２ＡのＳ極とによって磁気回路が形成される。同様に、磁場発生源２０では、ヨーク板３０の上面３０ｕの側において第２磁石２０２ＢのＮ極と第１２０１ＢのＳ極とによって形成される磁力線と、ヨーク板３０の内部において第１磁石２０１ＢのＮ極と第２磁石２０２ＢのＳ極とによっても磁気回路が形成される。
【００５６】
換言すれば、ヨーク板３０の上面３０ｕの側の空間（ヨーク板３０の上側）には、磁場Ｂが形成されるものの、ヨーク板３０の下面３０ｄの側の空間（ヨーク板３０の下側）には、磁場が実質的に形成されないことになる。
【００５７】
ヨーク板３０の上面３０ｕまたは下面３０ｄには、例えば、開口３０ｈを囲む冷却回路３５（冷却パイプ）が設けられてもよい。これにより、ヨーク板３０、第１磁石２０１Ａ、２０１Ｂ、及び第２磁石２０２Ａ、２０２Ｂが外部から熱輻射と受けたとしても、ヨーク板３０の温度、及び第１磁石２０１Ａ、２０１Ｂ、及び第２磁石２０２Ａ、２０２Ｂのそれぞれの温度上昇が抑えられる。すなわち、冷却回路３５に媒体を流通することで、蒸着材料の蒸着中には、ヨーク板３０、第１磁石２０１Ａ、２０１Ｂ、及び第２磁石２０２Ａ、２０２Ｂのそれぞれの透磁率が安定し、ヨーク板３０の上面３０ｕの側に安定した磁場が形成される。
【００５８】
本実施形態の電子銃装置１は、さらに補助磁石２５を具備する。補助磁石２５は、例えば、基体４１に支持される。補助磁石２５は、Ｚ軸方向においてＮ極からＳ極に向かう向きが反転可能な磁石で構成される。例えば、補助磁石２５は、電磁石により構成され、Ｚ軸方向に延在する磁性材料の芯材にコイルが巻かれ、このコイルに流れる電流の向きを変えることにより、上端２５ｕがＮ極、下端２５ｄがＳ極になったり、上端２５ｕがＳ極、下端２５ｄがＮ極になったりする。また、コイルに流れる電流値は変更可能であり、補助磁石２５が放つ磁力線の密度が適宜変更される。
【００５９】
補助磁石２５の少なくとも一部は、Ｚ軸方向においてヨーク板３０から露出される。例えば、図１（ａ）の例では、補助磁石２５の上端２５ｕがＺ軸方向においてヨーク板３０から露出されている。補助磁石２５は、Ｚ軸方向からヨーク板３０を見たときに、中心線３０ｃが延在する方向において電子ビーム源１０または開口３０ｈと並ぶ。補助磁石２５は、Ｙ軸方向において第１磁石２０１Ａと第２磁石２０２Ａとの間に位置する。
【００６０】
例えば、補助磁石２５の上端２５ｕをＮ極に設定した場合には、第２磁石２０２ＡのＮ極と第１磁石２０１ＡのＳ極とにより形成される磁場に、補助磁石２５のＮ極と第１磁石２０１ＡのＳ極とにより形成される磁場が重畳される。または、補助磁石２５の上端２５ｕをＳ極に設定した場合には、第２磁石２０２ＡのＮ極と第１磁石２０１ＡのＳ極とにより形成される磁場に、第２磁石２０２ＡのＮ極と補助磁石２５のＳ極とにより形成される磁場が重畳される。
【００６１】
また、電子銃装置１には、非磁性体材料を含むカバー８０が取り付けられてもよい（図１（ｂ））。カバー８０は、磁場発生源２０及びヨーク板３０と非接触状態を保ちながら、電子ビーム源１０、磁場発生源２０、及びヨーク板３０を覆う。この非接触状態は、ヨークへの熱流入阻害効果にも寄与する。カバー８０には、電子銃装置１から放たれた電子ビームが通過する開口８０ｈが設けられている。Ｚ軸方向において、電子ビーム源１０のフィラメントは、カバー８０の一部と重なる。すなわち、カバー８０の開口８０ｈは、電子ビーム源１０のフィラメントの直上に位置せず、それらがＸ軸方向またはＹ軸方向においてオフセットの関係にある。
【００６２】
図２は、電子銃装置の作用の一例を示す模式的斜視図である。ここで、図２では、図１で示された部材の一部が適宜略されている。
【００６３】
図２には、電子銃装置１と坩堝５０とを具備する蒸着装置５が示されている。坩堝５０は、蒸着材料５１を収容する。Ｚ軸方向からヨーク板３０を見たときに、坩堝５０は、中心線３０ｃが延在する方向において、ヨーク板３０、電子銃装置１、開口３０ｈ、または補助磁石２５に並ぶ。
【００６４】
例えば、Ｚ軸方向からヨーク板３０を見たときに、図２の例では、Ｘ軸方向において、電子銃装置１、開口３０ｈ、３つの磁石の組（第１磁石２０１Ａ、第２磁石２０２Ａ、及び補助磁石２５）、坩堝５０の順に並び、補助磁石２５が坩堝５０と開口３０ｈとの間に位置している。但し、第１磁石２０１Ｂ及び第２磁石２０２Ｂの組と坩堝５０との間の距離よりも、第１磁石２０１Ａ及び第２磁石２０２Ａの組と坩堝５０との間の距離のほうが短い。
【００６５】
図２には、第１磁石２０１Ａ及び第２磁石２０２Ａによって形成される磁力線、第１磁石２０１Ｂ及び第２磁石２０２Ｂによって形成される磁力線が模式的に破線で示されている。以下、この破線を磁力線Ｂとする。あるいは、単に磁場Ｂ、偏向用磁場Ｂなどと呼称される場合がある。
【００６６】
例えば、電子ビーム源１０によって出射された直後の電子ビーム１０Ｅは、ヨーク板３０の下面３０ｄの側では磁場がなく、あるいは磁場が極力弱いために、磁場の影響を受けにくい。このため、電子ビーム１０Ｅは、ヨーク板３０の下面３０ｄの側から開口３０ｈ付近までは直線状に進む。なお、電子ビーム源１０の中心軸１０ｃがヨーク板３０の下面３０ｄに対して斜めに配置されていることから、電子ビーム１０Ｅは、ヨーク板３０の上面３０ｕの法線からの出射角が鋭角（＜９０°）で出射する。
【００６７】
電子ビーム１０Ｅがヨーク板３０の開口３０ｈを通過して、ヨーク板３０の上面３０ｕの側において磁力線Ｂの影響を受けると、電子ビーム１０Ｅが進む方向と磁力線Ｂとが略直交していることから、電子にはローレンツ力が働く。これにより、電子ビーム１０Ｅの軌道が偏向される。
【００６８】
例えば、電子ビーム１０Ｅは、開口３０ｈからヨーク板３０を離れるように一旦上昇するものの、ヨーク板３０上でローレンツ力を受けながら飛行する。このため、電子ビーム１０Ｅは、補助磁石２５を跨ぎつつも上に凸となった軌跡を描いて下降し、ヨーク板３０の先に位置する坩堝５０に着弾する。この場合、Ｚ軸方向から、電子ビーム１０Ｅを見た場合、電子ビーム１０Ｅの軌跡は、中心線３０ｃに略重なる。
【００６９】
すなわち、電子ビーム１０Ｅの軌跡は、中心線３０ｃ上に略重なる。蒸着材料５１が電子ビーム１０Ｅに照射された位置をスポット５１ｐとする。Ｚ軸方向から見たスポット５１ｐの外形は、例えば、より真円に近い形状であることが好ましい。このため、電子ビーム１０Ｅには、優れた収束性が求められえる。
【００７０】
坩堝５０内の蒸着材料５１に電子ビーム１０Ｅが照射されると、蒸着材料５１に電子ビーム１０Ｅによる加熱がされ、当該部位における蒸着材料５１の蒸気圧が上昇する。これにより、蒸着材料５１が坩堝５０から上方に蒸発していく。
【００７１】
図３は、電子銃装置の作用の一例を示す別の模式的斜視図である。ここで、図３では、ヨーク板３０の中心線３０ｃに沿って、Ｘ−Ｚ軸平面で蒸着装置５を見た場合の電子ビーム源１０、第１磁石２０１Ａ、補助磁石２５、ヨーク板３０、坩堝５０、蒸着材料５１、及びカバー８０等の配置の様子が示されている。電子ビーム源１０は、例えば、陰極であって、電子ビーム（熱電子）を放出するフィラメント１０ｆと、フィラメント１０ｆに対向する環状の陽極１０ａとを有する。なお、第２磁石２０２Ａは図示していないが、図３の例では、第１磁石２０１Ａの手前に位置している。
【００７２】
図３では、カバー８０の上面に沿った中心線３０ｃ上の方向の平行線をＸ軸とし、カバー８０の上面８０ｕに対する法線方向をＺ軸としている。Ｚ軸は、電子ビーム１０Ｅの頂点と交差する。
【００７３】
この２次元座標を第１〜第４象限（１ｓｔ〜４ｔｈ）に区分けした場合、電子ビーム源１０は、例えば、第３象限に属す。ヨーク板３０は、例えば、第３象限に属す。ヨーク板３０は、第４象限に差し掛かってもよい。但し、ヨーク板３０の開口３０ｈは、第３象限に属す。カバー８０は、例えば、第３及び第４象限に属す。但し、カバー８０の開口８０ｈは、第３象限に属す。
【００７４】
第１磁石２０１Ａは、例えば、第３及び第４象限に属す。但し、第１磁石２０１Ａは、第３象限のみ属す場合もある。同様に、図示を略した第２磁石２０２Ａは、例えば、第３及び第４象限に属す。但し、第２磁石２０"Ａは、第３象限のみ属す場合もある。補助磁石２５は、例えば、第４象限に属す。但し、補助磁石２５は、第３及び第４象限に属したり、第４象限のみに属したりする場合もある。坩堝５０及び蒸着材料５１は、例えば、第４象限に属す。なお、磁場Ｂは、第１象限、第２象限、及ヨーク板３０の上方の象限に形成されている。
【００７５】
また、Ｚ軸方向において、開口３０ｈ、８０ｈのそれぞれと、電子ビーム源１０のフィラメント１０ｆとはずれている。Ｚ軸方向において、電子ビーム源１０の高さは、坩堝５０の上端の高さよりも低い。Ｚ軸方向において、カバー８０の高さは、坩堝５０の上端の高さと同等以下である。例えば、Ｚ軸方向において、カバー８０の上面８０ｕは、坩堝５０及び蒸着材料５１よりも低い位置に位置する。
【００７６】
このような構成において、電子ビーム１０Ｅが第３象限において電子ビーム源１０から出射すると、電子ビーム１０Ｅは、法線８０Ｎから所定の出射角で放出された後に第２象限に入射する。特に、ヨーク板３０による磁気遮蔽により、第３象限では磁場がなく、あるいは磁場は極力弱い。または、第３象限における磁場が、電子ビーム１０Ｅの偏向量が無視できる程度のベクトル場となるように、ヨーク板３０の磁気遮蔽効果を設定する。
【００７７】
また、第１磁石２０１Ａと第１磁石２０１Ｂとは、Ｘ軸方向において離れ、第２磁石２０２Ａと第２磁石２０２Ｂとは、Ｘ軸方向において離れている。このため、ヨーク板３０の上面３０ｕの側では、開口３０ｈの上方で磁場強度が相対的に低くなっている。
【００７８】
これにより、電子ビーム源１０から出射された電子ビーム１０Ｅは、第３象限では直進し、第２象限においても暫くは直線状に進む。そして、電子ビーム１０Ｅが第２象限において磁場Ｂの影響を受け始めると、電子ビーム１０Ｅは、ローレンツ力によって第２象限で偏向し始める。図３では、電子ビーム１０Ｅが偏向し始めた始点を変曲点１０ｐとしている。
【００７９】
この後、電子ビーム１０Ｅは、ヨーク板３０を離れるように上昇するものの、第１及び第２象限でローレンツ力を受けながら飛行するため、上に凸となった軌跡を描いて補助磁石２５を跨ぎ、その後、ヨーク板３０の奥に位置する坩堝５０に着弾する。
【００８０】
ここで、補助磁石２５の上端２５ｕの極をＮ極あるいはＳ極に反転すると、例えば、以下のような作用が起きる。
【００８１】
図４（ａ）、（ｂ）は、電子銃装置の作用の一例を示す模式図である。図４（ａ）、（ｂ）は、Ｘ軸方向から見た磁場を簡略的に示した図である。
【００８２】
図４（ａ）では、補助磁石２５の上端２５ｕをＮ極に設定した場合の例が示されている。この場合、第２磁石２０２ＡのＮ極と第１磁石２０１ＡのＳ極とにより形成される磁場Ｂに、補助磁石２５のＮ極と第１磁石２０１ＡのＳ極とにより形成されるような磁場Ｂ１が重畳され、磁場Ｂと磁場Ｂ１とによる合成磁場が形成される。これにより、電子ビーム１０Ｅには、磁場Ｂによって受けるローレンツ力Ｆ０のほかに磁場Ｂ１によって受けるローレンツ力Ｆ１が合成される。
【００８３】
ここで、ローレンツ力Ｆ０は、磁場Ｂを形成する磁力線が補助磁石２５の直上では、Ｙ軸方向と略平行であるために、ヨーク板３０に向かって垂直に働く。一方、ローレンツ力Ｆ１は、磁場Ｂ１を形成する磁力線の曲率が磁場Ｂの磁力線よりも高く、第１磁石２０１Ａに寄っているために、ヨーク板３０に向かいつつも第１磁石２０１Ａの方に傾く。
【００８４】
これにより、Ｆ０とＦ１とが合成されたローレンツ力は、第１磁石２０１Ａの方に傾き、電子ビーム１０Ｅの軌道が中心線３０ｃ上から第１磁石２０１Ａの側に逸れる。
【００８５】
一方、補助磁石２５の上端２５ｕをＳ極に設定した場合には、図４（ｂ）に示すように、磁場Ｂに、第２磁石２０２ＡのＮ極と補助磁石２５のＳ極とにより形成されるような磁場Ｂ２が重畳され、磁場Ｂと磁場Ｂ２とによる合成磁場が形成される。これにより、電子ビーム１０Ｅには、磁場Ｂによって受けるローレンツ力Ｆ０のほかに磁場Ｂ１によって受けるローレンツ力Ｆ２が合成される。
【００８６】
ローレンツ力Ｆ２は、磁場Ｂ２を形成する磁力線の曲率が磁場Ｂの磁力線よりも高く、第２磁石２０２Ａに寄っているために、ヨーク板３０に向かいつつも第２磁石２０２Ａの方に傾く。
【００８７】
これにより、Ｆ０とＦ２とが合成されたローレンツ力は、第２磁石２０２Ａの方に傾き、電子ビーム１０Ｅの軌道が中心線３０ｃ上から第２磁石２０２Ａの側に逸れる。
【００８８】
図５は、補助磁石を動作した場合における電子銃装置の作用の一例を示す模式的斜視図である。
【００８９】
補助磁石２５の上端２５ｕの極をＮ極に設定した場合には、電子ビーム１０Ｅが補助磁石２５の上方で第１磁石２０１Ａの側に逸れてスポット５１ｐが図２の状態よりも左にずれる。一方、補助磁石２５の上端２５ｕの極をＳ極に設定した場合には、電子ビーム１０Ｅが補助磁石２５の上方で第２磁石２０２Ａの側に逸れてスポット５１ｐが図２の状態よりも右にずれる。すなわち、補助磁石２５の上端２５ｕの極をＮ極、非磁性、Ｓ極、非磁性、Ｎ極・・・と繰り返すことにより、スポット５１ｐは坩堝５０の中心を基準にＹ軸方向に振動する。
【００９０】
ここで、ポールピースを適用した電子銃装置では、一対のポールピースを対向させて、一対のポールピース間で局所的に強い磁場を形成するため、電子ビームの走査範囲に限りが生じる。例えば、その坩堝の中心点を中心に左右に±２５ｍｍの範囲の程度で振動する。
【００９１】
これに対して、本実施形態の電子銃装置１では、ポールピース間のような狭い領域での局所的な強磁場を形成し、電子ビームをＹ軸方向に振動させることを要しない。例えば、ポールピースの代わりに、坩堝５０の手前に位置し、ヨーク板３０の両側に設けた、第１磁石２０１Ａ及び第２磁石２０２Ａによって形成される磁場Ｂに、補助磁石２５によって形成される磁場（磁場Ｂ１または磁場Ｂ２）を重畳する。これにより、電子ビーム１０Ｅの軌道が坩堝５０の直前で中心線３０ｃ上から逸れ、スポット５１ｐを坩堝５０の中心を基準にＹ軸方向に広範囲にわたって振動させることができる。
【００９２】
例えば、表１は、補助磁石２５に通電するコイル電流と、スポット５１ｐの坩堝５０の中心からの移動距離との関係を示す表である。Ｐ点は、図５に示す補助磁石２５の上端２５ｕの中心点であり、Ｑ点は、第２磁石２０２Ａの補助磁石２５側の端の位置を示す点である。表１には、磁束密度計を用いて、Ｐ点、Ｑ点で計測した磁束密度（ｇａｕｓｓ）が示されている。なお、Ｑ点での計測値に、（−１）を掛けた値は、第１磁石２０１Ａの補助磁石２５側の端の位置での磁束密度に対応する。
【００９３】
【表１】
0006815473.tif 000002
【００９４】
第２磁石２０２Ａは永久磁石であるために、Ｑ点での磁束密度は、コイル電流の値に関係なく、２９０gauss（固定）である。補助磁石２５は、電磁石であるために、コイル電流が増加するにつれ、Ｐ点での磁束密度が増加する。そして、コイル電流の増加に応じて、補助磁石２５が形成する磁場の磁場Ｂへの重畳効果が高まり、電子ビーム１０Ｅの逸れ量が増加して、スポット５１ｐの移動距離が増加する。
【００９５】
例えば、表１に示すように、スポット５１ｐの坩堝５０の中心からの移動距離として、最大３５ｍｍが得られている。すなわち、スポット５１ｐは、坩堝５０の中心点を中心に左右に±３５ｍｍの範囲で大きく振動する。
【００９６】
なお、Ｘ軸方向においては、例えば、電子ビーム１０Ｅの加速エネルギー（ｋｅＶ）を弱くしたり、高くしたりすることで、スポット５１ｐを補助磁石２５の側に近づけたり、スポット５１ｐを補助磁石２５から遠ざけたりすることができる。これにより、Ｘ軸方向においても、スポット５１ｐが坩堝５０の中心点を中心に±３５ｍｍの範囲で大きく振動することができる。すなわち、本実施形態では、電子ビーム１０Ｅのスポット５１ｐが７０ｍｍ角という広い範囲に行きわたる。
【００９７】
また、本実施形態によれば、電子ビーム源１０から出射した直後の電子ビーム１０Ｅの軌道を変えるのでなく、坩堝５０の直前で電子ビーム１０Ｅの軌道を変える。このため、電子ビーム源１０の出射から坩堝５０の直前までという長い距離において電子ビーム源１０の収束が維持され、電子ビーム源１０を中心軸３０上を基準に振動させてもスポット５１ｐの外形（例えば、スポット径）が乱れにくくなる。これにより、電子ビーム源１０を中心軸３０上を基準にＹ軸方向に振動させても、電子ビーム１０Ｅの坩堝５０へのはみ出しが抑制され、電子ビーム源１０のスポットの全域をより確実に蒸着材料５１に照射することができる。
【００９８】
例えば、図６（ａ）〜図６（ｃ）は、比較例に係る電子ビームの軌道を示す模式図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）では、補助磁石２５を設けず、電子ビーム源１０から出射した直後に走査コイル（不図示）によって電子ビーム１０ＥをＹ軸方向に逸らして、電子ビーム１０Ｅが左右に振動する様子が示されている。
【００９９】
例えば、図６（ａ）に示すように、中心線３０ｃ上に出射した電子ビームを電子ビーム１０Ｅｃ、中心線３０ｃ上から左に逸らした電子ビームを電子ビーム１０Ｅｌ、中心線３０ｃ上から右に逸らした電子ビームを電子ビーム１０Ｅｒとしている。
【０１００】
このような場合、図６（ｂ）に示すように、電子ビーム１０Ｅｃに働くローレンツ力Ｆｃよりも、電子ビーム１０Ｅｌに働くローレンツ力Ｆｌ及び電子ビーム１０Ｅｒに働くローレンツ力Ｆｒが大きくなる。これにより、電子ビーム１０Ｅｌ及び電子ビーム１０Ｅｒは、電子ビーム１０Ｅｃよりも手前、すなわち、より電子ビーム源１０側に着弾してしまう。
【０１０１】
このため、図６（ｃ）に示すように、電子ビーム１０Ｅｌのスポット５１ｐｌ及び電子ビーム１０Ｅｒのスポット５１ｐｒは、電子ビーム１０Ｅｃのスポット５１ｐｃよりも手前に位置する。
【０１０２】
このような、電子ビーム１０Ｅｌに働くローレンツ力Ｆｌ及び電子ビーム１０Ｅｒに働くローレンツ力Ｆｒに逆らって、スポット５１ｐｌ及びスポット５１ｐｒをスポット５１ｐｃにＹ軸方向で直列状に並ばせるには、さらに電子ビーム１０Ｅｌ、１０ＥｒをＸ軸方向またはＹ軸方向に偏向する必要がある。この結果、電子ビーム１０Ｅｌ、１０Ｅｒを中心軸３０ｃ上を飛行する電子ビーム１０Ｅｃとは異なる磁場分布の中を飛行させる必要があり、電子ビーム１０Ｅｌ、１０Ｅｒの収束を電子ビーム１０Ｅｃの形状と同様に維持するのが難しくなってしまう。
【０１０３】
また、本実施形態では、蒸着材料５１への照射（着弾）が比較例に比べて蒸着材料５１に対してより鉛直となる（Ｚ軸に対する角度が小さくなる）状態であるため、蒸着材料５１が消耗し蒸着材料５１の照射面がＺ軸方向の下方側へ移動した際でも、スポット５１ｐの外形および照射位置は変わりにくい。この結果、蒸着材料５１の蒸発量が一定となるとともに、坩堝５０の上端によって規制される蒸着材料５１への照射範囲が縮小されてしまう現象が最小限になる。
【０１０４】
また、本実施形態では、ポールピースを電子銃装置１に適用しないことから、蒸着中にポールピースに蒸着材料が堆積することがなくなり、ポールピースから蒸着材料が再蒸発して蒸着膜の汚染を引き起こしたり、ポールピースから剥がれた膜がるつぼに混入し、再蒸発する現象がなくなる。
【０１０５】
また、本実施形態では、ポールピースを電子銃装置１に適用しないことから、メンテナンス前後、あるいは、蒸着中の熱履歴によって生じるポールピースの効果が変化する問題がなくなる。従来例ではポールピースは３次元の突起形状を用いていたため、突起部近傍の温度を常時均一にすることは、物理的に困難とされ、温度変動は、ポールピースの透磁率の変動を招く。この結果、ポールピースにより形成される磁場分布が変動する場合があった。また、３次元位置の変動は、各支持部材の熱膨張係数、メンテナンス等の影響で避けられなかったが、ポールピースを用いない本実施形態では電子ビーム１０ｅの収束性がより安定になる。
【０１０６】
また、本実施形態では、Ｚ軸方向において、電子ビーム源１０の高さが坩堝５０の上端の高さよりも低くなっている。これにより、蒸着の余弦則に則れば、坩堝５０から蒸発する蒸着材料５１の電子ビーム源１０までの回りこみが確実に抑制される。
【０１０７】
また、本実施形態では、Ｚ軸方向において、カバー８０の高さが坩堝５０の上端の高さが同等以下となっている。これにより、坩堝５０から蒸発する蒸着材料５１は、カバー８０に堆積するだけで足り、蒸着材料５１の電子ビーム源１０までの回りこみが確実に抑制される。
【０１０８】
また、本実施形態では、電子銃装置１はカバー８０で覆われている。このため、蒸着材料５１が電子銃装置１に向かって飛遊したり、フレーク片、粉塵等の異物が電子銃装置１に落下したりしても、カバー８０の清掃、または交換で電子銃装置１のメンテナンスが済む。これにより、蒸着の量産性が向上する。
【０１０９】
さらに、本実施形態では、カバー８０の開口８０ｈが電子ビーム源１０のフィラメント１０ｆの直上に位置せず、それらがＸ軸方向またはＹ軸方向においてオフセットの関係にある。これにより、電子銃装置１の上方から電子銃装置１に真空容器内の異物が落下したとしてもフィラメント１０ｆには異物が直接落下しない。これにより、フィラメント１０ｆの電気的短絡が防止される。
【０１１０】
図７は、本実施形態に係る電子銃装置の別形態を示す模式図である。
【０１１１】
電子ビーム源１０は、電子ビーム１０Ｅを収束するために、ポールピースの代用として収束コイル６０を有してもよい。収束コイル６０は、例えば、電子ビーム１０Ｅの陽極１０ａと、ヨーク板３０との間に設けられる。例えば、フィラメント１０ｆから出射した電子ビーム１０Ｅが陽極１０ａによって加速され、陽極１０ａを抜けると、収束コイル６０によって収束される。そして、収束された電子ビーム１０Ｅがヨーク板３０の下面３０ｄの側から開口３０ｈを介してヨーク板３０の上面３０ｕの側に通過していく。
【０１１２】
本実施形態では、ヨーク板３０によって磁場Ｂがヨーク板３０の下面３０ｄの側に漏れにくくなっているため、収束コイル６０の磁場が磁場Ｂと干渉しにくくなる。これにより、収束コイル６０による電子ビーム１０Ｅの収束の制御が向上し、さらに収束性に優れた電子ビーム１０Ｅを蒸着材料５１に照射することができる。
【０１１３】
また、収束コイル６０とヨーク板３０との間に、補助的な走査コイルを備えてもよい。これにより、スポット５１ｐのＹ軸方向またはＸ軸方向における走査の自由度がより増加する。
【０１１４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…電子銃装置
５…蒸着装置
１０…電子ビーム源
１０Ｅ、１０Ｅｃ、１０Ｅｌ、１０Ｅｒ…電子ビーム
１０ａ…陽極
１０ｆ…フィラメント
１０ｃ…中心軸
１０ｐ…変曲点
２０…磁場発生源
２５…補助磁石
２５ｕ…上端
２５ｄ…下端
３０…ヨーク板
３０ｃ…中心線
３０ｕ…上面
３０ｄ…下面
３０ｈ…開口
３５…冷却回路
４０…支持板
４１…基体
５０…坩堝
５１…蒸着材料
５１ｐ、５１ｐｌ、５１ｐｃ、５１ｐｒ…スポット
６０…収束コイル
８０…カバー
８０ｕ…上面
８０ｈ…開口
２０１Ａ、２０１Ｂ…第１磁石
２０２Ａ、２０２Ｂ…第２磁石
【要約】
【課題】高信頼性、走査性を向上させた電子銃装置の提供。
【解決手段】電子銃装置では、ヨーク板は第１主面と上記第１主面とは反対側の第２主面と第１主面から第２主面に向かう方向に直交する中心線とを有する。電子ビーム源はヨーク板の第１主面の側に位置しヨーク板の上記第１主面の側からヨーク板の第２主面の側に電子ビームを出射することができる。磁場発生源はヨーク板の第２主面に設けられ中心線の両側の一方の側に配置された第１磁石と、両側の他方の側に配置された第２磁石とを有する。第１磁石の第１極及び第２極と第２磁石の第１極及び第２極とが互いに逆向きになって上記方向に並ぶ。磁場発生源は、ヨーク板の第２主面の側において電子ビームの軌道を第１磁石の第２極と第２磁石の第１極とによって形成される磁場により偏向する。第１磁石の第１極と第２磁石の第２極とによって形成される磁場はヨーク板に閉じ込められる。
【選択図】図１【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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