JP2000328238A - 電子ビーム蒸発装置 - Google Patents

電子ビーム蒸発装置

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JP2000328238A
JP2000328238A JP11129482A JP12948299A JP2000328238A JP 2000328238 A JP2000328238 A JP 2000328238A JP 11129482 A JP11129482 A JP 11129482A JP 12948299 A JP12948299 A JP 12948299A JP 2000328238 A JP2000328238 A JP 2000328238A
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JP
Japan
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electron beam
evaporating substance
evaporating
electron
sectional shape
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JP11129482A
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Shigeo Konno
茂生 今野
Hideo Minegishi
英夫 峯岸
Toshio Rikitake
利夫 力武
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的に応じた成膜分布を簡単に得る。 【解決手段】 ビーム断面形状可変用電磁コイル体14
は、環状鉄心15のX方向部分に1対のコイル16X
a,16Xbが互いに異なる巻き方向に、Y方向部分に
1対のコイル16Ya,16Ybが互いに異なる巻き方
向に、それぞれ同一ターン数巻かれている。このビーム
断面形状可変用電磁コイル体を、電子銃5から発生され
て坩堝4内の蒸発物質3に到達する間の電子ビーム通路
上に配置する。走査用電磁コイル体12への走査用信号
と同期してビーム断面形状可変用電磁コイル体14へビ
ーム断面可変用制御信号を与える。

Description

【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、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、磁極1A,1Bが作る磁場により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。その際、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。
【0007】最近、蒸発物質(実際は坩堝)を回転させ
た状態において、電子ビームを蒸発物質の回転中心から
半径方向に沿って蒸発物質の外周部分までの間を往復移
動させながら蒸発物質を加熱蒸発させる装置において、
電子銃からの電子ビームを蒸発物質に導くための磁場を
形成する磁極に補助磁極片を取り付け、該補助磁極片の
磁場作用に基づいて前記蒸発物質上で移動する電子ビー
ムの断面形状を楕円形から徐々にスポット状に変化させ
ることにより電子ビームの電流密度を変化させて、坩堝
内の蒸発物質を均一に加熱蒸発させるものが提案されて
いる(特開平5−339714号)。
【0008】所で、この様な電子ビーム蒸発装置におい
ては、磁極や補助磁極片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、前記電子ビームの形状変化の
状態が部品分解前と異なる。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形状変化
の再現性が悪い。その為、その度に、磁極や補助磁極片
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、この提案では、坩堝内の蒸発物質を均
一加熱蒸発させるという目的だけについては有効である
と思われるが、基板上の成膜の分布を個々のユーザーの
目的に応じた状態にしようとしても困難である。又、そ
もそも、前記提案の方法で蒸着を行った時に、必ずしも
基板上で均一な成膜分布になるとは限らず、その場合、
そうなるように補助磁極片の形状や磁極への取り付け位
置を調整する事は極めて厄介である。
【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、電気的形状制御信号の供給
に基づいて前記蒸発物質上での電子ビーム断面形状を変
えることが出来るビーム断面形状可変手段を電子ビーム
通路上に配置したことを特徴とする。
【0012】又、本発明の蒸発装置は、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、前記走査用偏向器に電気的走査信号と前記蒸発物質
上での電子ビーム断面形状を変える為の電気的形状制御
信号とを供給するように成したことを特徴とする。又、
本発明の電子ビーム蒸発装置は、坩堝の内、少なくとも
蒸発物質が収容されている部分が回転可能に成っている
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4は図3のA−A線断面図であ
る。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】図中14はビーム断面形状可変用電磁コイ
ル体で、電子銃5から発生されて坩堝4内の蒸発物質3
に到達する間の電子ビーム通路上に配置される。図の例
では、電子銃5のアノード8と走査用電磁コイル体12
の間の電子ビーム通路上に配置されている。尚、このビ
ーム断面形状可変用電磁コイル体は、例えば、磁極1
A,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。
【0016】このビーム断面形状可変用電磁コイル体1
4は、図5に示す様に、例えば、環状鉄心15のX方向
部分に1対のコイル16Xa,16Xbが互いに異なる
巻き方向に、Y方向部分に1対のコイル16Ya,16
Ybが互いに異なる巻き方向に、それぞれ同一ターン数
巻かれている。17Xは前記コイル16Xa,16Xb
にビーム断面形状制御用電流を供給するための電源、1
7Yは前記コイル16Ya,16Ybにビーム断面形状
制御用電流を供給するための電源である。これらの電源
はコンピュータの如き制御装置18の指令信号に基づい
て作動すると共に、走査電源13と同期して作動する。
【0017】図中19は集束用電磁レンズで、電子銃5
からの電子ビームを蒸発物質上で集束させるもので、集
束用電源(図示せず)からの励磁電流により作動する。
【0018】尚、この例においては、坩堝4は、蒸発物
質3を収容した部分を含む中央部分と外側の部分とが別
れており、前記中心部分が外側の部分に沿って回転出来
るように成してある。
【0019】この様な構成の装置の動作を次に説明す
る。
【0020】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、磁極1
A,1Bが作る磁場により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。
【0021】その際、走査用電磁コイル体12において
は、X方向走査用偏向コイルに図6の(a)に示す如き
X方向走査信号が供給され、Y方向走査用偏向コイルに
は一定のレベル(0レベル)のY方向走査信号が供給さ
れる。従って、電子ビームは、図7に示す様に、蒸発物
質3上の中心Oをスタートして、該中心OからX方向の
蒸発物質の外周位置との間を往復移動することになる。
【0022】さて、この時、制御装置18に指令に基づ
き、電源17Xから前記X方向走査信号と同期して、図
6の(b)に示す如きX方向形状制御信号がコイル16
Xa,16Xbに送られ、図6の(c)に示す如きY方
向形状制御信号がコイル16Ya,16Ybに送られ
る。すると、該電子ビームはコイル16Xaによる磁場
に基づいて+X方向に引っ張られる力を受け、コイル1
6Xbによる磁場に基づいて−X方向に引っ張られる力
を受ける。又、コイル16Yaによる磁場に基づいて−
Y方向に押される力を受け、コイル16Ybによる磁場
に基づいて+Y方向に押される力を受ける。これらの引
っ張り力及び押圧力は前記形状制御信号の信号強度(レ
ベル)に対応するので、電子銃5からの電子ビームが集
束レンズ19によって、蒸発物質3上にスポット状に集
束されているとした場合、走査スタート位置のO点では
X方向に長く、Y方向に短い径の長楕円形状断面の電子
ビームEsとなり、蒸発物質の外周位置では引っ張り力
と押し圧力が0となるので、スポット状断面の電子ビー
ムEeとなり、蒸発物質3の回転中心Oから外周部に行
くほど電子ビームの断面形状は楕円形からスポット状に
近づき、電子ビームの電流密度が高くなるので、蒸発物
質の全体を均一に加熱蒸発させることが出来る。この結
果、坩堝内の蒸発物質の真上に配置された基板(図示せ
ず)に対しては、蒸発粒子が均一に付着する。この様な
装置において、磁極板1A,1B等に蒸発粒子が付着す
るので、時々これらの部品を分解してクリーニングす
る。該クリーニング後、磁極板等の部品を組み立てた後
に装置を作動させるが、電子ビームの形状を変えるため
の補助磁極片を使用していないので、クリーニング作業
を挟んでの部品分解前と組立後で前記電子ビームの形状
はさほど変化しない。例え、多少変わっても、ビーム断
面形状可変用電磁コイル体14の各方向のコイルへの形
状制御信号を調整するだけで済み、極めて作業効率が良
い。
【0023】前記例では、蒸発物質を回転させた時に、
電子ビームを蒸発物質の回転中心と外周部の間を往復移
動させる場合に、電子ビームが回転中心から外周部に移
動するに従って電流密度が高くなるように電子ビームの
断面形状が連続的に変わる例を示したが、電子ビームの
断面形状を変えることのみに本発明の本質があるわけで
はない。
【0024】本発明は、電子ビーム蒸発装置により蒸発
物質を蒸発させた時の基板上での成膜分布をユーザーの
目的に応じたものにし、且つ装置の部品をクリーニング
した後でも目的の成膜分布を再現性良く実現するため
に、蒸発物質上での電子ビームの断面形状が簡単に変え
られるように成したことにある。従って、ユーザーは実
験などにより、目的に応じた成膜分布状態になるように
蒸発物質上での電子ビームの断面をビーム断面形状可変
用電磁コイル体14の各方向のコイルへの形状制御信号
をコントロールすることにより決定したり、実際の蒸着
操作において、該決定した電子ビームの断面になるよう
に、ビーム断面形状可変用電磁コイル体14の各方向の
コイルへの形状制御信号をコントロールする。
【0025】従って、本発明はこの様に、電気的ビーム
断面形状制御信号の供給に基づいて蒸発物質上での電子
ビーム断面形状を変えることが出来るビーム断面形状可
変手段を電子ビーム通路上に備えているので、極めて簡
単に目的に応じた成膜分布を得ることが出来る。
【0026】尚、前記例では、ビーム断面形状可変用電
磁コイル体14を走査用電磁コイル体12と別に設けた
が、ビーム断面形状可変用電磁コイル体14を設けず
に、走査用電磁コイル体12に巻かれている走査用偏向
コイルの上に重畳して形状制御用コイルを巻き、該コイ
ルに形状制御信号を供給するようにしても良い。この様
に成せば、装置全体のコンパクト化が計れる。特に、こ
の様な電子ビーム蒸発装置においては、各部品間の空間
に制限があるので、この様に成すことは有効である。
【0027】又、前記例では、ビーム断面可変様手段と
して電磁コイル体を設けて、該コイルに形状制御用の電
流を流すように成したが、多極の静電偏向電極を設けて
該電極に形状制御用の電圧を印加するように成しても良
い。
【0028】又、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。
【0029】又、走査用電磁コイル体やビーム断面形状
可変電磁コイル体の配置場所は前記例に限定されず、電
子銃と坩堝の間における電子ビーム通路上ならどこでも
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のA−A線断面図である。
【図5】 図3の一部詳細を示している。
【図6】 信号波形を示している。
【図7】 図3に示した装置の動作の説明するたるに使
用した図である。
【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 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 14…ビーム断面形状可変電磁コイル体 15…環状鉄心 16Xa,16Xb,16Ya,16Yb…コイル 17X,17Y…電源 18…制御装置 19…集束用電磁レンズ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、電気的形状制御信号
    の供給に基づいて前記蒸発物質上での電子ビーム断面形
    状を変えることが出来るビーム断面形状可変手段を電子
    ビーム通路上に配置したことを特徴とする電子ビーム蒸
    発装置。
  2. 【請求項2】 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、前記走査用偏向器に
    電気的走査信号と前記蒸発物質上での電子ビーム断面形
    状を変える為の電気的形状制御信号とを供給するように
    成したことを特徴とする電子ビーム蒸発装置。
  3. 【請求項3】 前記坩堝の内、少なくとも蒸発物質が収
    容されている部分が回転可能に成っていることを特徴と
    する請求項1または2記載の電子ビーム蒸発装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006291328A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Hamamatsu Photonics Kk 電子線補助照射レーザアブレーション成膜装置

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