JPH062202Y2 - 電子銃装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、電子銃を用いて薄膜を製造する電子銃装置
の改良に関する。

（従来の技術） 従来の電子銃装置では、電子ビームスイープコイルの巻
線には、巻線どうしの絶縁のためにポリイミド樹脂等の
被覆線が用いられていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、前記のような従来の電子銃装置には以下
の様な欠点があった。

超高真空や極超高真空を得るためには、真空チャンバー
内および真空内部構成部品に付着した水分子等を短時間
で放出させるためにベーキングという手法が用いられて
いる。これは、真空チャンバーおよび内部構成部品の温
度を上げることにより、排気の妨げとなる真空チャンバ
ー内部に付着した水分子等にエネルギーを与え、壁面か
ら放出させ、迅速に排気する方法である。通常は２５０
〜３００℃程度の温度が必要とされ、ベーキングを行な
うためには、真空チャンバー内構成部品はほぼ３００℃
以上の耐熱温度を必要とする。

従来の電子銃装置では、構成部品の全て金属製にして高
温のベーキングを可能にしたものもあったが、それらは
電子ビームスイープ機能を持たないものばかりであっ
た。電子ビームスイープ機能を有する従来の装置では、
電子ビームスイープコイルの線材としてはポリイミド被
覆線が使われていて、その耐熱温度が低い（例えば、ポ
リイミド被覆線では最も高い耐熱温度のものでも２３０
℃）ために２５０℃以上の温度でベーキングすることは
できなかった。なお、アルマイトなどを被覆材とした線
材を電子ビームスイープコイルに使ってて耐熱温度を高
くしたものもありはするが、コイルの通電電流量が増加
して高温になると、被覆材のアルミナの付着に使用され
る水酸化アルミナなどが分解し、真空中に水分子などを
放出するため、高真空中での使用には不適当であった。

上述のように、従来の装置では、高温のベーキングを可
能にしたものでは、原材料物質の有効利用や、絶縁物蒸
着、超伝導体材料の蒸着等に欠かせない電子ビームスイ
ープの機能を欠き、、またスイープ機能を有するもので
は高い温度でのベーキングが不可能で、ソフトベークな
どと呼ばれる１５０℃程度のベーキングしか行なえない
という欠点があった。

また、電子ビームスイープの有効性について補足する
と、超高真空装置においては、所要の低圧力を得るの
に、２〜３日程度もしくはこれ以上の日数を必要とし、
仮に蒸発用原材料物質が少なくなると、装置の厳重な閉
鎖を開いて大気圧にし、原材料物質を補充する。そして
再び使用可能な状態とするのに何日もの日数を必要とす
る。ところが電子ビームスイープ機構があれば、この原
材料物質を（材料によって異なるが）２〜５倍もしくは
それ以上有効に使用することができる。さらに、材料に
よっては電子ビームスイープを行なわなければ殆んど蒸
発しないものもあり、電子ビームスイープは非常に有効
なものである。

（考案の目的） 本考案は上記の問題を解決し、高い温度でのベーキング
を可能とし、なおかつ電子ビームスイープ可能な電子銃
装置を提供することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 本考案の電子銃装置では、電子ビームスイープコイル
が、表面に陽極析出型セラミックコ−ティングを施した
導体線を巻線として作られている。

（作用） 通常の電子銃装置に使用される部品で耐熱温度の低いも
のは、シール材のＯリングが約１５０℃、電子ビームス
イープコイルの線材の被覆材がポリイミド樹脂で約２３
０℃の２点であるが、電子銃を全て金属で構成し、シー
ル材にも金属を用い、電子ビームスイープコイルにも前
記セラミックスコーティングを施した線材を使用すれば
被覆材の耐熱温度は約１０００℃となり、線材の一部に
アルミニウムを用いているとしてもその融点は６６０℃
であるため、電子銃装置全体の耐熱温度は飛躍的に向上
する。

また、前記線材は、アルマイト処理などと異なり、高
温、超高真空といった苛酷な条件の下でも非常に良好な
ガス放出特性を示し、さらに遠赤外線放射特性も良好で
あるので、真空中でも冷却しやすく、電子銃装置の電子
ビームスイープコイルの線材として十分な性能を示す。

（実施例） 第１図は本考案の一実施例の電子銃装置の全体構成を示
す平面図。第２図ａは、第１図の電子銃のスイープコイ
ルの断面図。第２図ｂは巻線の拡大断面図。第３図は第
１図の装置の概略横断面図を示す。

高電圧で加速されてフィラメント２から飛び出した電子
は、電子ビーム偏向用磁石５および電子ビーム偏向用継
鉄６で作られる電子ビーム偏向用磁界により偏向される
が、ルツボ３内に納められた原材料物質４を有効に効率
よく蒸発させるために更に電子ビームスイープコイル８
により電子ビームを原材料物質上でスイープさせる。こ
のスイープコイルの線材９には、例えば、エディック
（ディプソール株式会社の商品名）と呼ばれて市販され
ている、表面に陽極析出型セラミックコーティングを施
した導体線を用いている。

この線材は、特殊なシリケートなどの水溶液中で線材を
陽極として通電することにより、先ず金属表面に抵抗性
の皮膜が生成され、次いで局所的にこの皮膜が破壊され
てこの時加えられる高エネルギーにより一種の点溶接の
様な形で析出物が固化してセラミックス化してゆくこと
が繰り返され、これによってセラミックス被覆が形成さ
れたものである。

また、この被覆は、現状では、おもにＡなどの表面に
しか形成されない。そこで、線材の導電率や、熱伝導度
を考慮し芯線１２にＣｕを用い、その外側に、ＡとＣ
ｕの合金化を防ぐために（ＡとＣｕは３００℃以上で
合金化する。）Ｎｉメッキ１５をし、さらにその外側に
Ａ被膜１６をつけて、そして、セラミックス処理を行
なっている。

この実施例の装置の電子銃の動作は、全く従来と変わり
ないが、電子銃の構成材料はＣｕ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔ
ａ、ステンレス鋼などからなっており、最も耐熱温度の
低いものは巻線に使用されているアルミニウムの６６０
℃である。実験によって本考案の装置は、超高真空や極
超高真空を得るために必要なベーキングに十分耐えら
れ、ガス放出が少なくて、極超または超高真空内構成部
品としては最適であることが判明した。

（考案の効果） 本考案によれば、十分に高温でベーキング可能であり、
なおかつ、電子ビームスイープが可能で超高真空特性の
良好な電子銃装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本考案の一実施例の電子銃装置の全体構成を
示す平面図。 第２図ａは、第１図の電子銃のスイープコイルの断面
図。 第２図ｂは巻線の拡大断面図。 第３図は第１図の装置の概略横断面図。 １…電子銃本体、２…フィラメント、 ３…ルツボ、４…原材料物質、 ５…電子ビーム偏向用磁石、 ６…電子ビーム偏向用継鉄、７…水冷パイプ、 ８…電子ビームスイープコイル、 ９…コイル用線材、１０…鉄芯、 １１…コイル外壁、１２…芯線（Ｃｕ）、 １３…セラミックス皮膜、１４…冷却水路、 １４…Ｎｉ皮膜、１５…Ａ皮膜。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部が排気可能な真空処理室内にて、電子
   源で生成された電子を加速し、これを磁場で偏向させて
   被蒸発物を照射し、該被蒸発物を加熱・蒸発させる電子
   銃と、電子ビームをスイープさせるための電子ビームス
   イープコイルとを備え、該蒸発物に対向設置された所定
   の基板表面に薄膜を堆積させる電子銃装置において、 該電子ビームスイープコイルが、表面に陽極析出型セラ
   ミックコ−ティングを施した導体線を巻線としているこ
   とを特徴とする電子銃装置。