[发明专利]真空处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用电子枪的真空处理装置。

背景技术

电子束的能量源是电子，可以容易地振荡、偏转以及高密度化。另外，由于对加热对象物的污染较少，因此电子束广泛用作真空蒸镀装置、表面处理装置、真空热处理装置、真空熔炼炉、真空精制炉等的加热源(例如参照非专利文件1)。

使用电子枪例如皮尔斯电子枪的电子束蒸镀装置包括作为束发生源的皮尔斯电子枪、以及设置有蒸发源以及被蒸镀对象部件的真空蒸镀室(例如参照专利文件1)。电子束蒸镀装置中，通过容纳于蒸发源的蒸发材料经由从电子枪发出的电子束照射而被加热并蒸镀到被蒸镀对象部件上，形成蒸镀膜。

专利文件1：日本特开2004-315971号公报(段落[0018]、[0019]、附图)

非专利文件：「真空ハンドブツク141ペ一ジ4·5·1電子ビ一ムによる加熱、4·5·2電子ビ一ムによる金属の溶解」平成4年11月30日株式会社オ一ム社発行日本真空技術株式会社編(“真空手册141页4.5.1通过电子束进行加热，4.5.2通过电子束进行金属的熔解”1992年11月30日，OHM公司出版，日本真空技术公司编写)

电子束蒸镀装置中，从皮尔斯电子枪射出的高密度电子在通过高真空时，由于空间电荷效应而具有电子束发散的倾向。因此，存在如下问题，即在作为电子束照射点的蒸发源无法确保足够的功率密度，蒸发材料的蒸发率大幅降低。特别是在构成平板显示器的大型基板上形成金属配线膜等的情况下，在高真空气氛中大面积成膜，并且对于装置设计，需要使蒸发源和皮尔斯电子枪之间的距离变长。因此，由皮尔斯电子枪到蒸发源之间，电子束发散，蒸发率降低，从而难以实现大面积的成膜。进一步，存在这样的问题，即电子束的聚集状态随着电子束输出(电流值)、真空蒸镀室的压力以及气氛阻抗等而发生变化，因而蒸发率波动，无法稳定地成膜。

为了解决这些问题，可提高电子的加速电压，抑制电子束的发散。然而，可能会产生如下的新问题，即电子枪的高电压施加部的绝缘强化、从电子枪电源到电子枪之间高电压配线的绝缘强化、电子枪电源中高电压发生部的绝缘强化、电子束与气氛中气体以及被照射物之间的碰撞而产生X射线、以及对被照射物和生成物的损害等。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在高真空领域中也能够抑制电子束发散、在最适宜的电子束密度下稳定地进行处理的真空处理装置。

本发明的一实施方式涉及的真空处理装置具有处理室、电子枪和电子束聚集机构。所述处理室设置有处理对象物，且能够维持真空气氛。所述电子枪与所述处理室邻接设置，并发射对所述处理对象物加热的电子束。所述电子束聚集机构设置于所述真空处理室内，对从所述电子枪射出的所述电子束进行聚集。

附图说明

图1是本发明涉及的一实施方式的列式电子束蒸镀装置的简要的部分立体图；

图2是沿图1的A-A’切断的简要截面图；

图3是具备二段聚集线圈的皮尔斯电子枪的简要截面图；

图4示出了真空蒸镀室内的压力与成膜率的关系；

图5示出了处理室压力与电子束直径的关系；

图6示出了在完全没有中和作用的情况下电子束的扩大状态；

图7示出了从电子枪发射的电子束的状态的图；

图8示出了图2所示的结构中，规定值的电流流入设置于电子枪中的第一聚集线圈和设置于电子束聚集机构中的第二聚集线圈时的磁束密度分布；

图9示出了图2所示的结构中，规定值的电流流入设置于电子枪中的第一聚集线圈，并改变流入设置于电子束聚集机构中的第二聚集线圈的电流值时的电子束状态。

图10示出了供给至设置于电子束聚集机构中的第二聚集线圈的电流值与热电偶测定的温度的关系；

图11示出了图2所示的结构中，使规定值的电流分别流入设置于电子枪内的第一聚集线圈以及设置于电子束聚集机构内的第二聚集线圈，并改变流入设置于电子束聚集机构内的第三聚集线圈的电流值时的电子束的状态；

图12示出了供给至设置于电子束聚集机构内的第三聚集线圈的电流值与热电偶测定的温度的关系；

图13为示出了规定的电流分别流入电子枪的聚集线圈和设置于电子束聚集机构中的第二聚集线圈和第三聚集线圈时的电子束的状态；

图14示出了根据本发明的蒸镀装置中的投入功率与静止率的关系；

图15示出了根据本发明的蒸镀装置中的成膜率与成膜时间的关系；

图16为本发明的一实施方式及变形例中的蒸镀装置的简要截面图。