(57)【要約】【課題】  反射電子トラップの反射電子捕獲率を大幅に向上させる。【解決手段】  真空チャンバ１内において、坩堝８内に収容された蒸発材料７に電子銃９からの電子ビームＥＢを照射することにより蒸発材料７を蒸発させ、蒸発粒子を基板４上に付着させる様に成す。真空チャンバ内に設けられ、蒸発材料で反射した電子ビームを捕獲するための反射電子トラップ２１は、反射電子が向かって来る側が開放された箱状の形状を成しており、この開放部に対向する底面に、この底面に垂直に伸びる複数の小トラップ体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ……が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内において、坩堝内に収容された蒸発材料に電子ビームを照射し、該照射により蒸発した粒子を、被膜部材に付着させる様に成し、前記真空チャンバ内に、前記蒸発材料で反射した電子ビームを捕獲するための反射電子トラップを設けた真空蒸着装置において、前記反射電子トラップは、反射電子が向かってくる側が開放された箱状の形状を成しており、該開放部に対向する底面に該底面に垂直に伸びた複数の小トラップ体が設けられている真空蒸着装置。
【請求項２】
前記各小トラップ体は帯板状である請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
前記各小トラップ体は針状である請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
前記各小トラップ体は棒状である請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項５】
前記反射電子トラップ内にヒータを設けた請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項６】
前記開放部に対向する底面部内にヒータを設けた請求項５記載の真空蒸着装置。
【請求項７】
前記反射トラップ及び各小トラップ体を原子番号の小さい材料で作成されている請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項８】
前記反射トラップ及び各小トラップ体の表面が原子番号の小さい材料で覆われている請求項１記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射電子トラップを備えた真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着装置は、真空チャンバ内に置かれた蒸発材料を加熱蒸発させ、蒸発粒子を基板に付着させるもので、光学レンズの反射防止膜等、幅広く成膜に使われている。
【０００３】
この様な真空蒸着装置における加熱方法には、抵抗加熱によって蒸発材料を加熱蒸発させる方法や、電子ビーム加熱により蒸発材料を加熱蒸発させる方法等があり、蒸着方法には、蒸発粒子をそのまま基板に付着させる方法や、蒸発粒子をイオン化して付着させる方法等がある。
【０００４】
図１は真空蒸着装置の一概略例を示したものである。
【０００５】
図中１は真空チャンバで、排気通路２を通じて真空ポンプ３により排気される様に成っている。
【０００６】
前記真空チャンバ１の上壁中央には、基板４（４ａ，４ｂ，４ｃ，……）がセットされた基板ホルダ５が取り付けられている。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示すもので、該基板４（４ａ，４ｂ，４ｃ，……）を取り付けた基板ホルダ５を示している。尚、該基板ホルダはホルダ支持軸６によって前記真空チャンバ１の上壁中央に取り付けられている。
【０００７】
前記基板ホルダ５の下方のチャンバ底壁に設けられた基台Ｂ中に、蒸発材料７を収容した坩堝８が設置されている。
【０００８】
９は前記基台Ｂ中に設けられた電子銃で、該電子銃は、ここからの電子ビームが偏向器（図示せず）により、例えば２７０゜偏向され、前記坩堝８に収容された蒸発材料７を衝撃加熱する位置に配設されている。尚、前記電子銃９と坩堝８に収容された蒸発材料７との間には、該電子銃から発生し、前記偏向器（図示せず）により２７０゜偏向された電子ビームＥＢで前記蒸発材料７上を走査させるための走査用コイル（図示せず）が設けられている。
【０００９】
１０は、前記坩堝８からの蒸発粒子の前記基板ホルダ５方向への飛散を遮蔽することが出来るシャッタで、支持棒１１及び回転軸１２を介してモータ等から成る駆動機構１３により回転可能に取り付けられている。
【００１０】
１４は、前記電子銃９からの電子ビームＥＢが前記蒸発材料７を衝撃することにより発生する反射電子ＲＥＢを捕獲することにより、該反射電子が前記基板４へ到達するのを防ぐための反射電子トラップである。
【００１１】
該反射電子トラップは、例えば、銅の如き導電性材料を箱形状、或いは平板状に形成したもので（図の場合は、箱形状）ある。詳説すれば、該反射電子トラップは、断面がＬ字状で該断面に垂直な方向の長さが反射電子を十分に捕獲出来る程度の長さを有する導電性材料を、反射電子が向かって来る方向に開放部が来る様に配置して成されている。或いは、断面がコの字状で該断面に垂直な方向の長さが反射電子を十分に捕獲出来る程度の長さを有する導電性材料を、反射電子が向かって来る方向に開放部が来る様に配置して成されている。そして、該反射電子トラップはアース電位にある前記真空チャンバ１に電気的に繋がれ、反射電子の軌道上に配置されている。尚、特に図示していないが、前記蒸発材料７からの反射電子の捕獲率を上げるために、該反射電子トラップには正の直流電圧が印加されており、且つ、該反射電子トラップの近傍に、前記反射電子が該反射電子トラップ方向に偏向される様に磁界がかけられている。
【００１２】
この様な構成の真空蒸着装置で基板上に成膜を行う場合、先ず、前記真空チャンバ１内を真空ポンプ３により真空排気する。
【００１３】
該真空チャンバ内が所定の真空度に達したら、前記電子銃９を作動させる。この時、既に、前記シャッタ駆動機構１３の作動により該シャッタは前記坩堝８と基板４との間、即ち、遮蔽位置に来ている。
【００１４】
前記電子銃９の作動により、該電子銃からの電子ビームＥＢは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、前記坩堝８に収容されている蒸発材料７に当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、前記電子ビームＥＢは該蒸発材料７上を走査する。
【００１５】
この電子ビームの衝撃により、前記蒸発材料７は加熱され、やがて蒸発を始める。
【００１６】
この蒸発が安定したら、前記シャッタ駆動機構１３の作動により、前記シャッタ１０は坩堝８と基板４を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動する。
【００１７】
該移動により、前記坩堝８からの蒸発粒子は前記基板４に到達し、これらの表面に薄膜状に付着する。
【００１８】
この様な基板への成膜の際、前記蒸発材料７への電子ビーム衝撃により、電子ビームの一部が該蒸発材料の表面で反射する。もし、この様な反射電子が前記基板４に達したり、前記真空チャンバ１の内壁に達すると、該基板やチャンバ内壁が損傷する恐れがある。又、前記基板４が樹脂製の場合には、反射電子が当たることにより蒸発粒子の密着性が低下したり、膜質の低下（例えば、反射防止性の低下の如き光学的損失）が発生する。
【００１９】
そこで、反射電子の軌道上に反射トラップ１４が設けられており、前記反射電子は該反射トラップに捕獲され、該反射電子トラップに溜まった電荷はアースに流れる様に成っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開昭６３−  ５０４６１号公報
【特許文献２】特開平  ３−  ７９７５８号公報
【特許文献３】特開平  ６−  ９３４３１号公報
【特許文献４】特開平  ８−２６０１４４号公報
【特許文献５】特開２００３−１９３２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
さて、前記反射電子トラップ１４に反射電子が当たった時に、該衝突面に捕獲されずに跳ね返るものが少なくない。この時、前記反射電子トラップ１４は平板状或いは箱形状に形成されていることから、該跳ね返った反射電子は前記真空チャンバ１内に出て行き、前記真空チャンバ内壁や基板４に達するものが少なくない。
【００２２】
又、前記反射電子トラップ１４は反射電子の捕獲効率を考慮して前記坩堝８の近くに配置されているので、前記蒸発材料７の蒸発粒子が前記反射電子トラップ１４のトラップ面に付着してしまうことは避けられない。その場合、該蒸発材料が絶縁物であると、前記反射電子トラップ１４のトラップ面の導電性が低下し、反射電子の捕集効率が著しく低下することになる。
【００２３】
本発明は、この様な問題を解決する新規な真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の真空蒸着装置は、真空チャンバ内において、坩堝内に収容された蒸発材料に電子ビームを照射し、該照射により蒸発した粒子を、被膜部材に付着させる様に成し、前記真空チャンバ内に、前記蒸発材料で反射した電子ビームを捕獲するための反射電子トラップを設けた真空蒸着装置において、前記反射電子トラップは、反射電子が向かってくる側が開放された箱状の形状を成しており、該開放部に対向する底面に該底面に垂直に伸びた複数の小トラップ体が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、反射電子トラップは、反射電子が向かってくる側が開放された箱状の形状を成しており、該開放部に対向する底面に該底面に垂直に伸びた複数の小トラップ体が設けられているので、反射電子が前記各小トラップ体に当たった時、例え該衝突部にトラップされずに跳ね返えっても、該反射電子は隣の小トラップ体間での反射を繰り返してエネルギーを失って行き、何れかの小トラップ体にトラップされてしまう。従って、一旦前記反射電子トラップ内に入った反射電子は、殆ど該反射電子トラップ外に出て行くことはなく、反射電子捕獲率が格段に向上する。
【００２６】
又、前記各小トラップ体を温度上昇させる手段を設け、蒸発材料が絶縁物の場合、前記各小トラップ体を温度上昇させる様にしたので、該各小トラップ体に捕獲されている絶縁物も温度上昇してその導電性を増し、該各小トラップ体表面の導電性も回復する。従って、該各小トラップに溜まった電荷はアースに流れるようになり、前記各小トラップ体の反射電子の捕獲率の低下が避けられる。
【００２７】
又、蒸発材料の電子衝撃により反射電子と共に発生するＸ線も反射電子トラップで確実に捕らえることが出来る。
【００２８】
又、反射電子トラップや各小トラップ体を原子番号の小さい金属で成すことにより、反射電子が該反射電子トラップや各小トラップ体に当たっても、反射電子だけではなく、Ｘ線の発生も抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】真空蒸着装置の一概略例を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す一概略例を示している。
【図３】本発明の真空蒸着装置の一概略例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
図３は本発明の真空蒸着装置の一概略例を示したものである。図中、図１及び図２で使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００３２】
図３に示す真空蒸着装置が前記図１に示す真空蒸着装置と異なる所は、主に、反射電子トラップの構造である。
【００３３】
即ち、図３に示す真空蒸着装置に備えられている反射電子トラップ２１の全体としての形状は図１に示す反射電子トラップと同じ箱形状（断面がＬ字状で該断面に垂直な方向の長さが反射電子を十分に捕集出来る程度の長さを有する導電性材料を、反射電子が向かって来る方向に開放部が来る様に配置して成されている）であるが、内部の構造が異なる。
【００３４】
その一つは、反射電子が向かってくる側の底面全体に、該底面に垂直に、針状、或いは、棒状、或いは、帯板状の小トラップ体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，………が林立する様に設けられている。
【００３５】
更に、前記底部内に、真空チャンバの外部に設けられたヒータ電源２３に繋がったヒータ２３が設けられている。
【００３６】
この様な構成の真空蒸着装置で基板上に成膜を行う場合、先ず、前記真空チャンバ１内を真空ポンプ３により真空排気する。
【００３７】
該真空チャンバ内が所定の真空度に達したら、前記電子銃９を作動させる。この時、既に、前記シャッタ駆動機構１３の作動により該シャッタは前記坩堝８と基板４との間、即ち、遮蔽位置に来ている。
【００３８】
前記電子銃９の作動により、該電子銃からの電子ビームＥＢは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、前記坩堝８に収容されている蒸発材料７に当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、前記電子ビームＥＢは該蒸発材料７上を走査する。
【００３９】
この電子ビームの衝撃により、前記蒸発材料７は加熱され、やがて蒸発を始める。
【００４０】
この蒸発が安定したら、前記シャッタ駆動機構１３の作動により、前記シャッタ１０は坩堝８と基板４を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動する。
【００４１】
該移動により、前記坩堝８からの蒸発粒子は前記基板４に到達し、これらの表面に薄膜状に付着する。
【００４２】
この様な基板への成膜の際、前記蒸発材料７への電子ビーム衝撃により、電子ビームの一部が該蒸発材料の表面で反射する。
【００４３】
該反射電子は前記反射電子トラップ２１に捕獲され、該反射電子トラップに溜まった電荷はアースに流れる。
【００４４】
この反射電子の捕獲は、該反射電子トラップ内に設けられた多数の小トラップ体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，………に捕獲されることにより行われる。
【００４５】
この時、反射電子が前記各小トラップ体に当たった時、該衝突部に捕獲されずに跳ね返えっても、該反射電子は隣の小トラップ体間での反射を繰り返してエネルギーを失って行き、何れかの小トラップ体に捕獲されてしまう。
【００４６】
従って、一旦前記反射電子トラップ２１内に入った反射電子は、殆ど該反射電子トラップ外に出て行くことはない。
【００４７】
所で、前記蒸発材料７の蒸発粒子の一部が前記反射電子トラップ１４の各小トラップ体に付着するが、該蒸発材料が絶縁物（例えば、二酸化珪素）の場合には、各小トラップ体の表面に絶縁物が付着してその導電性が著しく低下し、前記各小トラップ体の反射電子の捕獲効率が低下する恐れがある。しかし、その様な場合、前記ヒータ電源２３を作動させ、前記ヒータ２３により前記反射電子トラップ１４を加熱し、前記各小トラップ体を温度上昇させる。それにより、該小トラップ体に捕獲されている絶縁物も温度上昇してその導電性を増し、該各小トラップ体表面の導電性も回復する。それにより、該各小トラップに溜まった電荷はアースに流れるようになり、前記各小トラップ体の反射電子の捕獲効率の低下が避けられる。
【００４８】
尚、前記反射電子トラップ２１や小トラップ体２２は、リーズナブルなステンレス製のものが使用されることが多い。該ステンレスは鉄、ニッケル、クロムの如き比較的原子番号の大きい金属から成り、反射電子の衝突により電子の後方散乱が起き易く、反射電子の発生が多くなる。そこで、前記反射電子トラップ２１や小トラップ体２２を黒鉛（炭素）等の原子番号の小さい金属で成したり、或いは、この様な原子番号の小さい金属で前記反射電子トラップ２１や小トラップ体２２の表面を覆う様にすれば、反射電子が衝突しても電子の後方散乱が起き難く、反射電子捕獲率向上をより確実なものに出来る。
【００４９】
又、前記例では、反射電子トラップ２１として、断面Ｌ字状のものを用いたが、この形状のものに限定されず、例えば、断面コの字状のものでも良い。
【００５０】
又、前記蒸発材料７からの蒸発粒子の一部が電子銃９方向へ向かうのを防ぐために前記基台Ｂ上に防着板が用いられるが、該防着板上に前記反射電子トラップ２１を設ける様にしても良い。
【００５１】
又、前記電子銃９からの電子ビームＥＢが前記蒸発材料７を衝撃した時、反射電子だけではなく、Ｘ線も発生している。更に、前記反射電子のごく一部が前記坩堝８等に当たり、Ｘ線が発生しているが、これらのＸ線も前記反射トラップ２１の各小トラップ体２２に確実に捕らえられる。特に、該反射トラップや各小トラップ体を原子番号の小さい金属で成したり、或いは、この様な原子番号の小さい金属で前記反射電子トラップ２１や小トラップ体２２の表面を覆う様にすれば、反射電子の発生抑制だけではなくＸ線発生抑制もすることが出来る。
【符号の説明】
【００５２】
１…真空チャンバ
２…排気通路
３…真空ポンプ
４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，…）…基板
５…基板ホルダ
６…ホルダ支持軸
７…蒸発材料
８…坩堝
９…電子銃
１０…シャッタ
１１…支持棒
１２…回転軸
１３…シャッタ駆動機構
１４…反射電子トラップ
２１…反射電子トラップ
２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，…）…小トラップ体
２３…ヒータ電源
２４…ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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