JPH05287512A - 多元真空蒸着装置 - Google Patents
多元真空蒸着装置Info
- Publication number
- JPH05287512A JPH05287512A JP11795592A JP11795592A JPH05287512A JP H05287512 A JPH05287512 A JP H05287512A JP 11795592 A JP11795592 A JP 11795592A JP 11795592 A JP11795592 A JP 11795592A JP H05287512 A JPH05287512 A JP H05287512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- crucible
- electron beam
- vapor deposition
- pole pieces
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 １個の電子銃と、磁石によりフィラメントの
中心とるつぼの中心を結んだ線（Ｘ軸）およびＸ軸と垂
直に交わるＹ軸方向とに偏向し、目的の場所に照射させ
るコントローラーと、Ｘ軸上に設置された複数のるつぼ
と、少なくとも２枚の磁性体の板（ポール・ピース）が
Ｘ軸に対称に、磁性体の相対する辺が平行になるよう
に、るつぼの近傍に配置されている。 【効果】 １個の電子ビームで複数の材料を安定して蒸
着できる。電子ビームを発生させるためのフィラメント
と高圧電源の数が少ないため、装置の設地面積が狭くて
も良く、また蒸発源の信頼性が高い。
中心とるつぼの中心を結んだ線（Ｘ軸）およびＸ軸と垂
直に交わるＹ軸方向とに偏向し、目的の場所に照射させ
るコントローラーと、Ｘ軸上に設置された複数のるつぼ
と、少なくとも２枚の磁性体の板（ポール・ピース）が
Ｘ軸に対称に、磁性体の相対する辺が平行になるよう
に、るつぼの近傍に配置されている。 【効果】 １個の電子ビームで複数の材料を安定して蒸
着できる。電子ビームを発生させるためのフィラメント
と高圧電源の数が少ないため、装置の設地面積が狭くて
も良く、また蒸発源の信頼性が高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１台の電子銃を用いて
異なる２種類以上の材料を所定の割合で加熱し、蒸発さ
せることができる多元真空蒸着装置に関する。
異なる２種類以上の材料を所定の割合で加熱し、蒸発さ
せることができる多元真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、図５に示すように電子ビーム
を発生させる電子銃（１）、この電子ビームを孤を描く
ように偏向させるための永久磁石（２）、永久磁石から
発生した磁束を装置全体に均一に導くための磁性材料か
ら成る１組のサイド・バー（３）、複数の蒸着源用の銅
るつぼ（４）および、電子ビーム偏向用コイル（Ｕ字型
電磁石）（５）から構成される蒸発源を用いて、真空容
器内で発生させた電子ビームにより蒸着材料を加熱して
蒸発させ、装置上方に配置された基板に付着させる技術
が知られている。また、特開平１−１１１７２２に示す
ように、複数の蒸着材料に１台の電子銃から発生した電
子ビームを振り分けて照射し、各元素の成分比を電子ビ
ームのエネルギー量（エミッション電流×照射時間）に
より制御できる方法が知られている。この時、電子ビー
ムの軌跡を制御するための磁界が用いられ、その磁界発
生源としてＵ字型電磁石（５）がよく用いられている。
このＵ字型電磁石（５）は１個のＸ軸偏向用コイルと２
つのＹ軸偏向用コイルとから構成されている。この時、
電子ビームが受ける力Ｆは、 Ｆ＝ｅ（Ｅ＋ｖ×Ｂ） （１） ｅ：単位電価 Ｅ：静電場 ｖ：電子ビームの速度 Ｂ：磁束密度 で表される。ところで、Ｕ字型電磁石（５）近傍で静電
場の影響は極めて小さいため、電子ビームの軌跡は磁束
の向きだけに関係する。そこで、従来はポール・ピース
（６）を電子銃（１）近傍に配置することにより、磁束
の向きおよび強さを調整して、るつぼ照射時の電子ビー
ムの焦点を調整している。
を発生させる電子銃（１）、この電子ビームを孤を描く
ように偏向させるための永久磁石（２）、永久磁石から
発生した磁束を装置全体に均一に導くための磁性材料か
ら成る１組のサイド・バー（３）、複数の蒸着源用の銅
るつぼ（４）および、電子ビーム偏向用コイル（Ｕ字型
電磁石）（５）から構成される蒸発源を用いて、真空容
器内で発生させた電子ビームにより蒸着材料を加熱して
蒸発させ、装置上方に配置された基板に付着させる技術
が知られている。また、特開平１−１１１７２２に示す
ように、複数の蒸着材料に１台の電子銃から発生した電
子ビームを振り分けて照射し、各元素の成分比を電子ビ
ームのエネルギー量（エミッション電流×照射時間）に
より制御できる方法が知られている。この時、電子ビー
ムの軌跡を制御するための磁界が用いられ、その磁界発
生源としてＵ字型電磁石（５）がよく用いられている。
このＵ字型電磁石（５）は１個のＸ軸偏向用コイルと２
つのＹ軸偏向用コイルとから構成されている。この時、
電子ビームが受ける力Ｆは、 Ｆ＝ｅ（Ｅ＋ｖ×Ｂ） （１） ｅ：単位電価 Ｅ：静電場 ｖ：電子ビームの速度 Ｂ：磁束密度 で表される。ところで、Ｕ字型電磁石（５）近傍で静電
場の影響は極めて小さいため、電子ビームの軌跡は磁束
の向きだけに関係する。そこで、従来はポール・ピース
（６）を電子銃（１）近傍に配置することにより、磁束
の向きおよび強さを調整して、るつぼ照射時の電子ビー
ムの焦点を調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、蒸着材料用るつぼが１つで、しかも、るつぼと電子
銃の距離が比較的近い場合には、良好な焦点が得られる
が、るつぼが複数で、電子銃より離れて配置されている
場合には、電子ビームの焦点が縦横に広がり、エネルギ
ー密度が低下して、蒸着材料によっては蒸発が困難とな
るほか、広がった電子ビームが他のるつぼにまで達し
て、目的外の蒸着材料をも蒸発させてしまい、その結
果、各材料毎の蒸着速度の制御が困難となるという問題
点があった。そこで本発明は、１個の電子ビームで複数
の材料を同時に蒸発できるように、複数のるつぼに電子
ビームの焦点を絞ることのできる多元真空蒸発装置用の
蒸発源を提供することを目的としている。
は、蒸着材料用るつぼが１つで、しかも、るつぼと電子
銃の距離が比較的近い場合には、良好な焦点が得られる
が、るつぼが複数で、電子銃より離れて配置されている
場合には、電子ビームの焦点が縦横に広がり、エネルギ
ー密度が低下して、蒸着材料によっては蒸発が困難とな
るほか、広がった電子ビームが他のるつぼにまで達し
て、目的外の蒸着材料をも蒸発させてしまい、その結
果、各材料毎の蒸着速度の制御が困難となるという問題
点があった。そこで本発明は、１個の電子ビームで複数
の材料を同時に蒸発できるように、複数のるつぼに電子
ビームの焦点を絞ることのできる多元真空蒸発装置用の
蒸発源を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では少なくとも２枚の磁性体の板（ポール・
ピース）をフィラメントの中心とるつぼの中心を結んだ
線（Ｘ軸）に対称にポールピースの相対する辺が平行に
なるようるつぼの近傍に配置する。或はまた２枚のポー
ル・ピースの互いに相対する辺を外挿した線の交点がＸ
軸上にあるようにるつぼの近傍に配置する。また、るつ
ぼごとにその近傍に配置したポール・ピースの間隔や向
きを任意に変えられるようにする。
め、本発明では少なくとも２枚の磁性体の板（ポール・
ピース）をフィラメントの中心とるつぼの中心を結んだ
線（Ｘ軸）に対称にポールピースの相対する辺が平行に
なるようるつぼの近傍に配置する。或はまた２枚のポー
ル・ピースの互いに相対する辺を外挿した線の交点がＸ
軸上にあるようにるつぼの近傍に配置する。また、るつ
ぼごとにその近傍に配置したポール・ピースの間隔や向
きを任意に変えられるようにする。
【０００５】
【作用】上記手段により、Ｘ軸方向偏向用磁束がるつぼ
周辺に図２に示すような磁気回路を形成する。つまり、
磁束が一対の磁性体の間を孤を描くように分布するよう
になる。図２のａ点において、電子ビームが図のように
紙の表側から裏側へ貫通する方向に入射する場合、ａ点
の磁束密度Ｂa のＺ軸成分は正の値を持っているため、
（１）式より力Ｆa が内側に向かって発生する。この
時、力Ｆa のＹ軸成分により、電子ビームはるつぼの中
心方向に偏向される。また、図２のｂ点においては、磁
束密度Ｂb のＺ軸成分が負の値を持つため、ａ点とは反
対方向に力Ｆb が働き、その結果、電子ビームはるつぼ
の中心方向に偏向され、電子ビームの径が小さく絞られ
る。また、るつぼごとにポール・ピースの間隔や向きを
任意に変えると、Ｆa 及びＦb の微調整が可能となり、
電子ビームの焦点を細かく調整することができる。
周辺に図２に示すような磁気回路を形成する。つまり、
磁束が一対の磁性体の間を孤を描くように分布するよう
になる。図２のａ点において、電子ビームが図のように
紙の表側から裏側へ貫通する方向に入射する場合、ａ点
の磁束密度Ｂa のＺ軸成分は正の値を持っているため、
（１）式より力Ｆa が内側に向かって発生する。この
時、力Ｆa のＹ軸成分により、電子ビームはるつぼの中
心方向に偏向される。また、図２のｂ点においては、磁
束密度Ｂb のＺ軸成分が負の値を持つため、ａ点とは反
対方向に力Ｆb が働き、その結果、電子ビームはるつぼ
の中心方向に偏向され、電子ビームの径が小さく絞られ
る。また、るつぼごとにポール・ピースの間隔や向きを
任意に変えると、Ｆa 及びＦb の微調整が可能となり、
電子ビームの焦点を細かく調整することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を図１に示して
説明する。図１は本発明に係る蒸発源の構成例を示す。
図１において、蒸発源は図示されていない真空槽内に配
置され、所定の真空度になるよう真空排気されている。
また、銅るつぼ（４）のそれぞれのポケットには、あら
かじめＹ、Ｂａ、Ｃｕのそれぞれの蒸着材料が収容され
ている。また、第１ポケット（７）の端から手前に２５
mm、下方に１５mmの場所に電子銃（１）を配置してい
る。このとき、Ｕ字型電磁石（５）を電子銃（１）の上
１５mmに配置している。ところで、第１ポケットおよび
第２ポケット（８）全体にＸ軸に関係なく均一なＸ軸偏
向用磁束が通過するよう、るつぼの直径３０mmに対し
て、厚さ１０mmのＳＵＳ４１０製の２枚のポール・ピー
ス（８０×６０mm）の長手方向が互いに平行（間隔：４
０mm）になるよう配置している。また電子銃（１）から
最も遠い第３ポケット（９）においては、電子ビームが
Ｘ軸方向に広がってしまうため、奥にいくほど強いＸ軸
偏向用磁束を得られるよう、ポール・ピースをその間隔
がＸ軸方向６０mmに対し４０から３０mmに挟まるよう、
Ｘ軸に対して対称に配置している。図３には前記蒸発源
を用いて、それぞれのるつぼに電子ビームを照射した場
合の電子ビームのスポットの形を示す。これよりわかる
ように、本発明の蒸発源では電子ビームのスポット径を
小さくできるため、比較的低エネルギーで成膜物質を蒸
発させることができた。また、従来の蒸発源ではビーム
のスポット径が大きいため一つのるつぼを加熱しようと
すると、他のるつぼ内の材料も加熱してしまうため蒸着
速度が周期的に変動したが本実施例では、他のるつぼと
の相互干渉が無く、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕとも安定した蒸着速
度の制御が行われた。
説明する。図１は本発明に係る蒸発源の構成例を示す。
図１において、蒸発源は図示されていない真空槽内に配
置され、所定の真空度になるよう真空排気されている。
また、銅るつぼ（４）のそれぞれのポケットには、あら
かじめＹ、Ｂａ、Ｃｕのそれぞれの蒸着材料が収容され
ている。また、第１ポケット（７）の端から手前に２５
mm、下方に１５mmの場所に電子銃（１）を配置してい
る。このとき、Ｕ字型電磁石（５）を電子銃（１）の上
１５mmに配置している。ところで、第１ポケットおよび
第２ポケット（８）全体にＸ軸に関係なく均一なＸ軸偏
向用磁束が通過するよう、るつぼの直径３０mmに対し
て、厚さ１０mmのＳＵＳ４１０製の２枚のポール・ピー
ス（８０×６０mm）の長手方向が互いに平行（間隔：４
０mm）になるよう配置している。また電子銃（１）から
最も遠い第３ポケット（９）においては、電子ビームが
Ｘ軸方向に広がってしまうため、奥にいくほど強いＸ軸
偏向用磁束を得られるよう、ポール・ピースをその間隔
がＸ軸方向６０mmに対し４０から３０mmに挟まるよう、
Ｘ軸に対して対称に配置している。図３には前記蒸発源
を用いて、それぞれのるつぼに電子ビームを照射した場
合の電子ビームのスポットの形を示す。これよりわかる
ように、本発明の蒸発源では電子ビームのスポット径を
小さくできるため、比較的低エネルギーで成膜物質を蒸
発させることができた。また、従来の蒸発源ではビーム
のスポット径が大きいため一つのるつぼを加熱しようと
すると、他のるつぼ内の材料も加熱してしまうため蒸着
速度が周期的に変動したが本実施例では、他のるつぼと
の相互干渉が無く、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕとも安定した蒸着速
度の制御が行われた。
【０００７】
【発明の効果】本発明の実施により、１個の電子ビーム
で複数の材料を安定して蒸発できる多元真空蒸着装置を
製造することができる。本発明の真空蒸着装置では蒸着
膜の成分の数に比べて、電子ビームを発生させるための
フィラメントと高圧電源の数が少ないため、装置の設置
面積が狭くても良く、また蒸発源の信頼性が高い。以上
の結果、本発明の実施により合金薄膜や高温超電導薄膜
等を安定して、再現性良く成膜できる真空蒸着装置を製
造できる効果がある。
で複数の材料を安定して蒸発できる多元真空蒸着装置を
製造することができる。本発明の真空蒸着装置では蒸着
膜の成分の数に比べて、電子ビームを発生させるための
フィラメントと高圧電源の数が少ないため、装置の設置
面積が狭くても良く、また蒸発源の信頼性が高い。以上
の結果、本発明の実施により合金薄膜や高温超電導薄膜
等を安定して、再現性良く成膜できる真空蒸着装置を製
造できる効果がある。
【図１】本発明の実施例における蒸発源を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例の磁束分布を示す説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例の電子ビームスポットの形状を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】従来例における蒸発源を示す斜視図である。
１ 電子銃 ２ 永久磁石 ３ サイド・バー ４ 銅るつぼ ５ Ｕ字型電磁石 ６ ポール・ピース ７ 第１ポケット ８ 第２ポケット ９ 第３ポケット
Claims (3)
- 【請求項１】 真空排気可能な真空容器内で、加熱され
たフィラメントより発生した熱電子をフィラメントの近
傍に設置された一対の電極に高電圧を印加することで加
速し、電子ビームを発生させる１個の電子銃と、永久磁
石或は電磁石等によりフィラメントの中心とるつぼの中
心を結んだ線（以下：Ｘ軸）およびＸ軸と垂直に交わる
Ｙ軸方向とに偏向し、目的の場所に照射させるコントロ
ーラーと、Ｘ軸上に設置された複数のるつぼからなる真
空蒸着装置において、少なくとも２枚の磁性体の板（以
下：ポール・ピース）がＸ軸に対称に、磁性体の相対す
る辺が平行になるように、るつぼの近傍に配置されてい
ることを特徴とする多元真空蒸着装置。 - 【請求項２】 前記ポール・ピースがその互いに相対す
る辺を外挿した線の交点がＸ軸上にあるように前記るつ
ぼの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記
載の多元真空蒸着装置。 - 【請求項３】 前記るつぼごとにその近傍に配置された
前記ポール・ピースの間隔や向きが任意に変えられるこ
とを特徴とする請求項１或いは２記載の多元真空蒸着装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11795592A JPH05287512A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 多元真空蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11795592A JPH05287512A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 多元真空蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287512A true JPH05287512A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14724382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11795592A Pending JPH05287512A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 多元真空蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05287512A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344137A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 電子ビームガンおよびプラズマ装置 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP11795592A patent/JPH05287512A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344137A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 電子ビームガンおよびプラズマ装置 |
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