CN113025965A

CN113025965A - 电子枪装置和蒸镀装置

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Publication number: CN113025965A
Application number: CN202011541580.7A
Authority: CN
Inventors: 后田以诚; 矶野坚一; 大桥童吾
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: JP2021101039A; KR102452196B1; JP6815473B1; TWI747679B; TW202135113A; CN113025965B; KR20210082097A

Abstract

本发明提供一种高可靠性、提高了扫描性的电子枪装置。电子枪装置中，磁轭板具有：第一主面，上述第一主面相反侧的第二主面，和与从第一主面朝向第二主面的方向正交的中心线。电子束源位于磁轭板的第一主面侧，能从磁轭板的上述第一主面侧向磁轭板的第二主面侧射出电子束。磁场产生源设在磁轭板的第二主面，并具有：在中心线的两侧的一侧配置的第一磁体，和在两侧的另一侧配置的第二磁体。第一磁体的第一极和第二极与第二磁体的第一极和第二极互为相反朝向并在上述方向排列。磁场产生源在磁轭板的第二主面侧利用第一磁体的第二极和第二磁体的第一极形成的磁场将电子束的轨道偏转。第一磁体的第一极和第二磁体的第二极形成的磁场被封闭在磁轭板。

Description

电子枪装置和蒸镀装置

技术领域

本发明涉及电子枪装置和蒸镀装置。

背景技术

在具有电子枪装置和坩埚的蒸镀装置中，向在坩埚中收容的蒸镀材料照射从电子枪装置射出的电子束并加热蒸镀材料，使蒸镀材料从坩埚蒸发从而在基板形成蒸镀膜。

在这样的装置中，由于在照射蒸镀材料之前需要会聚电子束，因此有将被称为磁极片的凸起状构件应用于电子枪装置的情况(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2013/153604号公报。

发明要解决的问题

然而，在将磁极片应用于电子枪装置时，例如，在蒸镀中蒸镀材料沉积在磁极片的情况下，当从磁极片脱落的蒸镀材料掉落于坩埚时，掉落的蒸镀材料的成分有可能再次蒸发。这引起蒸镀膜的污染。此外，由于磁极片为凸起状，因此，例如有可能在其维护前后，或者根据蒸镀中的热履历而使磁极片的效果发生改变。

在这种情况下，由磁极片形成的磁场根据每次维护等微妙地改变，电子束的会聚性变得不稳定。此外，在磁极片的温度由于热履历而发生变化的情况下，也有其磁导率发生改变的情况。由此，也要考虑由磁极片形成的磁场変化，电子束的位置发生偏移的情况。

进而，在具有磁极片的电子枪装置中，由于在一对磁极片之间形成局部的强磁场，因此维持电子束会聚的电子束的扫描范围达到所谓的极限。

发明内容

鉴于上述这样的情况，本发明的目的在于提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置，以及具有该电子枪装置的蒸镀装置。

用于解决问题的方案

为达成上述目的，本发明的一种方式涉及的电子枪装置具有：磁轭板、电子束源以及磁场产生源。

上述磁轭板，其包含磁性材料，具有：第一主面，上述第一主面相反侧的第二主面，以及与从上述第一主面朝向上述第二主面的方向正交的中心线。

上述电子束源，其位于上述磁轭板的上述第一主面侧，能够从上述磁轭板的上述第一主面侧向上述磁轭板的上述第二主面侧射出电子束。

上述磁场产生源，其设置在上述磁轭板的上述第二主面，具有：在上述中心线的两侧中的一侧配置的第一磁体，以及在上述两侧中的另一侧配置的第二磁体。上述第一磁体的第一极和第二极与上述第二磁体的第一极和第二极互为相反朝向并在上述方向排列。在上述磁场产生源中，在上述磁轭板的上述第二主面侧利用由上述第一磁体的第二极和上述第二磁体的第一极形成的磁场将上述电子束的轨道偏转。上述第一磁体的第一极和上述第二磁体的第二极形成的磁场被封闭在上述磁轭板。

根据这样的电子枪装置，因为磁轭板的第一主面侧被磁轭板磁屏蔽，并且偏转用磁场在磁轭板的第二主面侧形成，从而提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置。

为达成上述目的，本发明的一种方式所涉及的电子枪装置具有：支承板、电子束源以及磁场产生源。

上述支承板，其具有第一主面，上述第一主面相反侧的第二主面，以及与从上述第一主面向上述第二主面的方向正交的中心线。

上述电子束源，其位于上述支承板的上述第一主面侧，能够从上述支承板的上述第一主面侧向上述支承板的上述第二主面侧射出电子束。

上述磁场产生源，其设置在上述支承板的上述第二主面，具有：在上述中心线的两侧中的一侧配置的第一磁体，以及在上述两侧中的另一侧配置的第二磁体。上述第一磁体的第一极和第二极与上述第二磁体的第一极和第二极互为相反朝向并在上述方向排列。在上述磁场产生源中，在上述支承板的上述第二主面侧利用上述第一磁体的第二极和上述第二磁体的第一极形成的磁场将上述电子束的轨道偏转。

上述辅助磁体，其在上述方向能够反转从第一极向第二极的朝向，在上述方向上述辅助磁体至少一部分从上述支承板露出，在从上述方向观察上述支承板时在上述中心线延伸的方向与上述电子束源排列。

在上述第一磁体的第二极和上述第二磁体的第一极形成的磁场，能够叠加上述第一磁体的第二极和上述辅助磁体的第一极形成的磁场、或者上述第二磁体的第一极和上述辅助磁体的第二极形成的磁场。

根据这样的电子枪装置，因为在支承板的第二主面侧形成偏转用磁场，在偏转用磁场叠加由辅助磁体形成的磁场，从而提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置。

在上述的电子枪装置中，也可以为，在上述磁轭板，设置有从上述第一主面向上述第二主面贯通的孔或切口状的开口，上述开口与上述中心线重叠，上述电子束源经由上述开口从上述磁轭板的上述第一主面侧向上述磁轭板的上述第二主面侧射出上述电子束。

根据这样的电子枪装置，因为经由在磁轭板形成的开口从磁轭板的第一主面侧向第二主面侧射出电子束，从而提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置。

在上述的电子枪装置中，还具有辅助磁体，其在上述方向能够反转从第一极向第二极的朝向。上述辅助磁体至少一部分在上述方向从上述磁轭板露出，在上述辅助磁体中，在从上述方向观察上述磁轭板时在上述中心线延伸的方向与上述电子束源排列，在由上述第二磁体的第一极和上述第一磁体的第二极形成的磁场，能够叠加由上述辅助磁体的第一极和上述第一磁体的第二极形成的磁场，或者由上述第二磁体的第一极和上述辅助磁体的第二极形成的磁场。

根据这样的电子枪装置，因为在磁轭板的第二主面侧形成偏转用磁场，并在偏转用磁场叠加由辅助磁体形成的磁场，从而提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置。

在上述的电子枪装置中，也可以为，上述电子束源具有：发出电子束的灯丝，以及会聚上述电子束的会聚线圈，被上述会聚线圈会聚的上述电子束从上述磁轭板的上述第一主面侧经由上述开口通过上述磁轭板的上述第二主面侧。

根据这样的电子枪装置，因为会聚性优异的电子束经由开口从磁轭板的第一主面侧通过第二主面侧，从而提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置。

在上述的电子枪装置中，其还具有外壳，该外壳包含非磁性材料，并覆盖上述电子束源、上述磁轭板以及上述磁场产生源。在上述外壳中，也可以设置有使上述电子束通过的开口。

根据这样的电子枪装置，由于电子束源、磁轭板以及磁场产生源由外壳覆盖，因此电子枪装置变得易于维护。

在上述的电子枪装置中，上述电子束源所包含的灯丝在上述方向可以与上述外壳的一部分重叠。

根据这样的电子枪装置，因为电子束源所包含的灯丝与外壳的一部分重叠，从而防止异物对灯丝的附着。

在上述的电子枪装置中，在上述磁轭板的上述第一主面或上述第二主面可以形成冷却回路。

根据这样的电子枪装置，由于在磁轭板形成冷却回路，因此在磁轭板设置的磁体的磁导率维持在大致恒定。

为达成上述目的，本发明的一种方式涉及的蒸镀装置具有：上述电子枪装置以及坩埚。

上述坩埚在从上述方向观察上述磁轭板时上述中心线延伸的方向与上述磁轭板排列，并能够收容蒸镀材料。

根据这样的蒸镀装置，由于具有上述电子枪装置，从而提供具有可靠性高的电子枪装置、使扫描性提高的蒸镀装置。

在上述的蒸镀装置中，在上述方向，上述电子束源的高度可以比上述坩埚的上端的高度低。

根据这样的蒸镀装置，防止蒸镀材料从坩埚再次进入电子束源。

在上述的蒸镀装置中，其还具有外壳，该外壳包含非磁性材料，并覆盖上述电子枪装置，并设有使上述电子束通过的开口。在上述方向，上述外壳的高度可以在上述坩埚的上端的高度以下。

发明效果

如上所述，根据本发明提供一种可靠性高、提高了扫描性的电子枪装置以及具有该电子枪装置的蒸镀装置。

附图说明

图1是示出本实施方式的电子枪装置的示意立体图。

图2是示出电子枪装置的作用的一个例子的示意立体图。

图3是示出电子枪装置的作用的一个例子的其他示意图。

图4是示出电子枪装置的作用的一个例子的示意图。

图5是示出在使辅助磁体工作的情况下的电子枪装置的作用的一个例子的示意立体图。

图6是示出比较例涉及的电子束的轨道的示意图。

图7是示出本实施方式涉及的电子枪装置的其他方式的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。在各图中，有导入XYZ轴坐标的情况。此外，有在相同构件或具有相同功能的构件中标记相同的符号的情况，并且有在对该构件进行说明之后适当省略说明的情况。

图1的(a)、(b)是示出本实施方式的电子枪装置的示意立体图。在图1的(a)、(b)中，XYZ轴坐标的X轴方向示为与磁轭板30的中心线30c平行的方向，Z轴方向对应于磁轭板30的垂线，Y轴方向对应于与中心线30c和所述垂线正交的方向。

图1的(a)所示的电子枪装置1例如是应用于电子束加热式蒸镀装置的偏转型电子枪。

电子枪装置1具有：电子束源10、磁场产生源20以及磁轭板30。磁轭板30也可以是磁场产生源20的支承板。

电子束源10位于磁轭板30的下表面30d(第一主面)侧。在此，所谓下表面30d是磁轭板30的上表面30u(第二主面)的相反侧的面。电子束源10能够从磁轭板30的下表面30d侧向磁轭板30的上表面30u侧射出电子束。在图1的(a)的例子中，电子束源10例如配置为，其中心轴10c相对于磁轭板30的下表面30d(或者，上表面30u)倾斜。

例如，在磁轭板，设置有由从下表面30d向上表面30u贯通的孔构成的开口30h。开口30h例如与磁轭板30的中心线30c重叠。电子束源10经由开口30h从磁轭板30的下表面30d侧向磁轭板30的上表面30u侧射出电子束。另外，开口30h不限于贯通孔，例如也可以是从磁轭板30的端部朝向内部切开的切口状的开口。

磁场产生源20设置在磁轭板30的上表面30u。磁场产生源20例如具有：至少一个在X轴方向排列的第一磁体和至少一个在X轴方向排列的第二磁体。在图1的(a)的例子中，例如一组第一磁体的201A、201B排列在X轴方向，一组第二磁体的202A、202B排列在X轴方向。磁轭板30的开口30h位于在X轴方向排列的第一磁体的201A、201B的空隙和在X轴方向排列的第二磁体的202A、202B的空隙之间。

第一磁体和第二磁体的各自的个数不限于此例。第一磁体和第二磁体是由例如铁氧体系、钐钴系等磁性材料形成的永久磁体。

此外，第一磁体的201A、201B配置于磁轭板30的中心线30c的两侧的一侧，第二磁体的202A、202B配置于中心线30c的两侧的另一侧。在此，第一磁体201A在Y轴方向隔着中心线30c与第二磁体202A对齐排列。第一磁体201B在Y轴方向隔着中心线30c与第二磁体202B对齐排列。

作为本实施方式的第一磁体，可应用在X轴方向第一磁体201A和第一磁体201B不分离的连续的磁体，作为本实施方式的第二磁体，可应用在X轴方向第二磁体202A和第二磁体202B不分离的连续的磁体。

第一磁体201B的X轴方向的长度、Y轴方向的宽度、以及磁极的朝向例如与第一磁体201A的X轴方向的长度、Y轴方向的宽度、以及磁极的朝向相同。第二磁体202B的X轴方向的长度、Y轴方向的宽度、以及磁极的朝向例如与第二磁体202A的X轴方向的长度、Y轴方向的宽度、以及磁极的朝向相同。

第一磁体201B和第二磁体202B的Y轴方向的间隔、朝磁轭板30的接触状态例如与第一磁体201A和第二磁体202A的Y轴方向的间隔、朝磁轭板30的接触状态相同。第一磁体201A与第一磁体201B的磁感应强度既可以相同，也可以不同。第二磁体202A与第二磁体202B的磁感应强度既可以相同，也可以不同。

第一磁体201A、中心线30c、以及第二磁体202A在Y轴方向，按第一磁体201A、中心线30c、以及第二磁体202A的顺序排列。例如，从第一磁体201A到中心线30c的距离与从第二磁体202A到中心线30c的距离相同。此外，第一磁体201B、中心线30c、以及第二磁体202B在Y轴方向，按第一磁体201B、中心线30c、以及第二磁体的顺序排列。例如，从第一磁体201B到中心线30c的距离与从第二磁体202B到中心线30c的距离相同。

在图1的(a)的例子中，第一磁体201A的下表面为N极(第一极)，第一磁体201A的上表面为S极(第二极)。此外，第二磁体202A的上表面为N极，第二磁体202A的下表面为S极。在此，所谓第一磁体201A和第二磁体202A各自的下表面是与磁轭板30的上表面30u相向的面，或者是与上表面30u接触的面。例如，在图1的(a)的例子中，第一磁体201A和第二磁体202A各自的下表面与磁轭板30的上表面30u相接。

此外，第一磁体201B的下表面为N极，第一磁体201B的上表面为S极。第二磁体202B的上表面为N极，第二磁体202B的下表面为S极。

在磁场产生源20中，第一磁体201A的N极和S极以及第二磁体202A的N极和S极分别在Z轴方向互为相反朝向排列。例如，第一磁体201A的S极与第二磁体202A的N极在Z轴方向朝向相同方向。此外，第一磁体201A的N极与第二磁体202A的S极在Z轴方向朝向相同方向。

由此，在磁轭板30的上表面30u侧，从第二磁体202A的N极到第一磁体201A的S极，形成例如在上方凸起的拱状的磁感线。磁感线例如形成为，以中心线30c的正上方为顶点，跨越中心线30c。另外，通过第一磁体201B和第二磁体202B也形成同样的拱状的磁感线。

同样地，第一磁体201B的N极和S极以及第二磁体202B的N极和S极分别在Z轴方向互为相反朝向排列。由此，在磁轭板30的上表面30u侧，从第二磁体202B的N极到第一磁体201B的S极，例如形成为在上方凸起的拱状的磁感线。此磁感线例如以中心线30c的正上方为顶点，跨越中心线30c。如果将此磁感线作为矢量场进行说明，则成为在Y-Z轴平面以环绕中心线30c的形式描绘各点的向量的场。

该磁感线(磁场)在磁轭板30的上表面30u侧使电子束源10释放在磁轭板30的上表面30u的电子束的轨道偏转。

磁轭板30例如使用作为强磁性材料的铁。例如，作为磁轭板30，使用JIS G 3101一般结构用轧制钢材即可。在本实施方式中，例如使用SS400。另外，也可根据需要使用磁导率高的纯铁或JIS C 2531铁镍软质磁性材料。磁轭板30支承在由SUS等非磁性材料构成的支承板40，支承板40支承在由SUS等非磁性材料构成的基体41。

磁轭板30具有：下表面30d、在下表面30d相反侧的上表面30u、以及中心线30c。中心线30c与从下表面30d朝向上表面30u的Z轴方向正交。此外，中心线30c成为上表面30u的一部分。磁轭板30具有例如与中心线30c重叠的开口30h。另外，所谓“正交”，以实质上地正交的意思使用，除了垂直(90°)的相交以外，还包括与垂直有些许误差而相交的状态。

由于磁轭板30由强磁性材料构成，因此，由第一磁体201A的N极和第二磁体202A的S极形成的磁场(磁感线)被限制在磁轭板30。此外，由第一磁体201B的N极和第二磁体202B的S极形成的磁场(磁感线)被封闭在磁轭板30。在此，所谓“被封闭”以实质上地被封闭的意思使用。例如，即使在磁轭板30的下侧泄露了微量的磁通量，如果发挥与通过磁轭板30完全地封闭磁通量的状态相同的作用效果，则认为是被封闭的状态。

即，在磁场产生源20中，通过在磁轭板30的上表面30u侧由第二磁体202A的N极和第一磁体201A的S极形成的磁感线、在磁轭板30的内部的第一磁体201A的N极和第二磁体202A的S极形成磁路。同样地，在磁场产生源20中，通过在磁轭板30的上表面30u侧由第二磁体202B的N极和第一磁体201B的S极形成的磁感线、在磁轭板30的内部的第一磁体201B的N极和第二磁体202B的S极也形成磁路。

换言之，在磁轭板30的上表面30u侧的空间(磁轭板30的上侧)，形成了磁场B，但是在磁轭板30的下表面30d侧的空间(磁轭板30的下侧)，没有实质上地形成磁场。

在磁轭板30的上表面30u或下表面30d，也可设置有例如包围开口30h的冷却回路35(冷却管)。由此，即使磁轭板30、第一磁体的201A、201B、以及第二磁体的202A、202B从外部接受热辐射，也能抑制磁轭板30的温度、以及第一磁体的201A、201B和第二磁体的202A、202B的各自的温度上升。即，通过在冷却回路35流通介质，从而，在蒸镀材料的蒸镀中，磁轭板30、第一磁体的201A、201B、以及第二磁体的202A、202B的各自的磁导率稳定，并在磁轭板30的上表面30u侧形成稳定的磁场。

本实施方式的电子枪装置1还具有辅助磁体25。辅助磁体25例如支承在基体41。辅助磁体25由能够在Z轴方向上将从N极向S极的朝向反转的磁体构成。例如，辅助磁体25由电磁体构成，通过将线圈缠绕在Z轴方向延伸的磁性材料的芯体，并改变流经该线圈的电流的方向，从而使上端25u变为N极、下端25d变为S极，或者使上端25u变为S极、下端25d变为N极。此外，流经线圈的电流值能够改变，辅助磁体25释放的磁感线的密度能适当改变。

辅助磁体25中至少一部分在Z轴方向从磁轭板30露出。例如，在图1的(a)的例子中，辅助磁体25的上端25u在Z轴方向从磁轭板30露出。在从Z轴方向观察磁轭板30时，辅助磁体25在中心线30c延伸的方向与电子束源10或开口30h对齐排列。辅助磁体25在Y轴方向位于第一磁体201A和第二磁体202A之间。

例如，在将辅助磁体25的上端25u设定为N极的情况下，在由第二磁体202A的N极和第一磁体201A的S极形成的磁场中，叠加由辅助磁体25的N极和第一磁体201A的S极形成的磁场。或者，在将辅助磁体25的上端25u设定为S极的情况下，在由第二磁体202A的N极和第一磁体201A的S极形成的磁场中，叠加由第二磁体202A的N极和辅助磁体25的S极形成的磁场。

此外，在电子枪装置1中，也可安装含有非磁性材料的外壳80(图1的(b))。外壳80一边保持与磁场产生源20和磁轭板30为非接触状态，一边覆盖电子束源10、磁场产生源20、以及磁轭板30。该非接触状态也有助于向磁轭板的热流入的阻碍效果。在外壳80中，设置有从电子枪装置1释放的电子束通过的开口80h。在Z轴方向中，电子束源10的灯丝与外壳80的一部分重叠。即，外壳80的开口80h不位于电子束源10的灯丝的正上方，它们为在X轴方向或Y轴方向偏移的关系。

图2是示出电子枪装置的作用的一个例子的示意立体图。在此，在图2中，适当省略在图1示出的构件的一部分。

在图2中，示出具有电子枪装置1和坩埚50的蒸镀装置5。坩埚50收容蒸镀材料51。在从Z轴方向观察磁轭板30时，坩埚50在中心线30c延伸的方向，与磁轭板30、电子枪装置1、开口30h、或辅助磁体25对齐排列。

例如，在从Z轴方向观察磁轭板30时，在图2的例子中，在X轴方向，以电子枪装置1、开口30h、三个磁体的组合(第一磁体201A、第二磁体202A、以及辅助磁体25)、坩埚50的顺序排列，辅助磁体25位于坩埚50和开口30h之间。但是，与第一磁体201B和第二磁体202B的组合和坩埚50之间的距离相比，第一磁体201A和第二磁体202A的组合和坩埚50之间的距离更短。

在图2中，示意地用虚线示出由第一磁体201A和第二磁体202A形成的磁感线、以及由第一磁体201B和第二磁体202B形成的磁感线。以下，将该虚线作为磁感线B。或者，有时单纯地称为磁场B、偏转用磁场B等。

例如，因为在磁轭板30的下表面30d侧没有磁场，或者磁场极弱，所以刚由电子束源10射出的电子束10E难以受到磁场的影响。因此，电子束10E从磁轭板30的下表面30d侧到开口30h附近以直线状前进。另外，由于电子束源10的中心轴10c相对于磁轭板30的下表面30d倾斜地配置，因此电子束10E以与磁轭板30的上表面30u的法线形成的射出角为锐角(＜90°)的方式射出。

电子束10E通过磁轭板30的开口30h，当在磁轭板30的上表面30u侧受到磁感线B的影响时，由于电子束10E前进的方向与磁感线B大致正交，因此在电子中洛伦兹力起作用。由此，电子束10E的轨道偏转。

例如，电子束10E以从开口30h远离磁轭板30的方式暂时上升，但是在磁轭板30上方一边受到洛伦兹力一边飞行。因此，电子束10E跨越辅助磁体25且描绘出在上方凸起的轨迹并下降，落在位于磁轭板30前方的坩埚50。在这种情况下，在从Z轴方向观察电子束10E的情况下，电子束10E的轨迹与中心线30c大致重叠。

即，电子束10E的轨迹在中心线30c上大致重叠。蒸镀材料51被电子束10E照射的位置为束斑51p。从Z轴方向观察的束斑51p的外形优选例如更接近正圆的形状。因此，对电子束10E谋求优异的会聚性。

当向坩埚50内的蒸镀材料51照射电子束10E时，利用电子束10E对蒸镀材料51加热，该部位的蒸镀材料51的蒸气压上升。由此，蒸镀材料51从坩埚50向上方蒸发。

图3是示出电子枪装置的作用的一个例子的其他的示意立体图。在此，在图3中，示出沿着磁轭板30的中心线30c，在X-Z轴平面观察蒸镀装置5的情况下的电子束源10、第一磁体201A、辅助磁体25、磁轭板30、坩埚50、蒸镀材料51、以及外壳80等的配置的方式。电子束源10例如是阴极，具有射出电子束(热电子)的灯丝10f和与灯丝10f相向的环状阳极10a。另外，第二磁体202A未图示，但是在图3的例子中，位于第一磁体201A的前侧。

在图3中，以沿着外壳80的上表面的中心线30c上的方向的平行线为X轴，以相对于外壳80的上表面80u的法线方向为Z轴。Z轴与电子束10E的顶点相交。

在将此二维坐标划分为第一象限到第四象限(1st～4th)的情况下，电子束源10例如属于第三象限。磁轭板30例如属于第三象限。磁轭板30也可接近第四象限。但是，磁轭板30的开口30h属于第三象限。外壳80例如属于第三和第四象限。但是，外壳80的开口80h属于第三象限。

第一磁体201A例如属于第三和第四象限。但是，第一磁体201A也有仅属于第三象限的情况。同样地，省略图示的第二磁体202A例如属于第三和第四象限。但是，第二磁体202A也有仅属于第三象限的情况。辅助磁体25例如属于第四象限。但是，辅助磁体25也有属于第三和第四象限、或仅属于第四象限的情况。坩埚50和蒸镀材料51例如属于第四象限。另外，磁场B形成在第一象限、第二象限、及磁轭板30的上方的象限。

此外，在Z轴方向，开口的30h、80h分别与电子束源10的灯丝10f错位。在Z轴方向，电子束源10的高度比坩埚50的上端的高度低。在Z轴方向，外壳80的高度在坩埚50的上端的高度以下。例如，在Z轴方向，外壳80的上表面80u位于比坩埚50和蒸镀材料51低的位置。

这样的结构中，当电子束10E在第三象限从电子束源10射出时，电子束10E以与法线80N形成规定的射出角的状态射出之后射入第二象限。特别地，通过由磁轭板30引起的磁屏蔽，在第三象限中没有磁场，或者磁场极弱。或者，将磁轭板30的磁屏蔽效果设定为，第三象限的磁场为电子束10E的偏转量能够无视的程度的矢量场。

此外，第一磁体201A与第一磁体201B在X轴方向分离，第二磁体202A与第二磁体202B在X轴方向分离。由此，在磁轭板30的上表面30u侧，在开口30h的上方磁场强度相对变低。

由此，从电子束源10射出的电子束10E在第三象限直线前进，在第二象限也暂时以直线状前进。然后，当电子束10E在第二象限开始受到磁场B的影响时，电子束10E通过洛伦兹力在第二象限开始偏转。在图3中，以电子束10E开始偏转的起点为拐点10p。

此后，电子束10E以离开磁轭板30的方式上升，但是，由于在第一及第二象限一边受到洛伦兹力一边飞行，因此描绘出在上方凸起的轨迹并跨越辅助磁体25，随后，落在位于磁轭板30外部的坩埚50。

在此，当将辅助磁体25的上端25u的极反转为N极或者S极时，例如起以下作用。

图4的(a)、(b)是示出电子枪装置的作用的一个例子的示意图。图4的(a)、(b)是简略地示出从X轴方向观察的磁场的图。

在图4的(a)中，示出将辅助磁体25的上端25u设定为N极的情况的例子。在这种情况下，在由第二磁体202A的N极和第一磁体201A的S极形成的磁场B，叠加由辅助磁体25的N极和第一磁体201A的S极形成的磁场B₁，由此由磁场B和磁场B₁形成合成磁场。由此，对于电子束10E，除了通过磁场B受到的洛伦兹力F₀以外，还合成通过磁场B₁受到的洛伦兹力F₁。

在此，为了形成磁场B的磁感线在辅助磁体25的正上方，且与Y轴方向大致平行，所以洛伦兹力F₀朝向磁轭板30垂直地产生作用。另一方面，为了形成磁场B₁的磁感线的曲率比磁场B的磁感线高，且更靠近第一磁体201A，所以洛伦兹力F₁朝向磁轭板30且向第一磁体201A的方向倾斜。

由此，F₀和F₁合成的洛伦兹力向第一磁体201A的方向倾斜，电子束10E的轨道从中心线30c上向第一磁体201A侧偏离。

另一方面，在将辅助磁体25的上端25u设定为S极的情况下，如图4的(b)所示，在磁场B，叠加由第二磁体202A的N极和辅助磁体25的S极形成的磁场B₂，由此由磁场B和磁场B₂形成合成磁场。由此，对于电子束10E，除了通过磁场B受到的洛伦兹力F₀以外，还合成通过磁场B₂受到的洛伦兹力F₂。

为了形成磁场B2的磁感线的曲率比磁场B的磁感线高，且更靠近第二磁体202A，所以洛伦兹力F₂朝向磁轭板30且向第二磁体202A的方向倾斜。

由此，F₀和F₂合成的洛伦兹力向第二磁体202A的方向倾斜，电子束10E的轨道从中心线30c上向第二磁体202A侧偏离。

图5是示出在辅助磁体工作的情况下的电子枪装置的作用的一个例子的示意立体图。

在将辅助磁体25的上端25u的极设定为N极的情况下，电子束10E在辅助磁体25的上方向第一磁体201A侧偏离且束斑51p与图2的状态相比向左偏移。另一方面，在将辅助磁体25的上端25u的极设定为S极的情况下，电子束10E在辅助磁体25的上方向第二磁体202A侧偏离且束斑51p与图2的状态相比向右偏移。即，通过将辅助磁体25的上端25u的极反复设为N极、无磁性、S极、无磁性、N极···，从而束斑51p以坩埚50的中心为基准在Y轴方向摆动。

在此，在应用了磁极片的电子枪装置中，使一对磁极片相向，在一对磁极片之间形成局部的强磁场，因此电子束的扫描范围产生限制。例如，以该坩埚的中心点为中心以在左右±25mm范围的程度摆动。

与此相对，在本实施方式的电子枪装置1中，不需要在像磁极片间那样的狭窄区域形成局部的强磁场，使电子束在Y轴方向摆动。例如，代替磁极片，在由位于坩埚50的前侧、且设置于磁轭板30的两侧的、由第一磁体201A和第二磁体202A形成的磁场B中，叠加由辅助磁体25形成的磁场(磁场B₁或磁场B₂)。由此，电子束10E的轨道能够在坩埚50的近前从中心线30c上偏离，并能够使束斑51p以坩埚50的中心为基准在Y轴方向大范围地摆动。

例如，表1是示出在辅助磁体25通电的线圈电流和束斑51p从坩埚50的中心移动的距离之间的关系的表。P点是图5示出的辅助磁体25的上端25u的中心点，Q点是示出第二磁体202A的辅助磁体25侧一端的位置的点。在表1中，示出使用磁感应强度计，示出在P点、Q点测量了的磁感应强度(gauss)。另外，在Q点的测量值乘以(-1)的值对应于在第一磁体201A的辅助磁体25侧一端的位置的磁感应强度。

[表1]

因为第二磁体202A是永久磁体，所以Q点的磁感应强度与线圈电流的值没有关系，为290gauss(固定值)。因为辅助磁体25是电磁体，随着线圈电流的增加，P点的磁感应强度增加。而且，对应线圈电流的增加，辅助磁体25形成的磁场的向磁场B的叠加效果提高，电子束10E的偏离量增加，束斑51p的移动距离增加。

例如，如表1所示，作为束斑51p的从坩埚50的中心移动的距离，最大为35mm。即，束斑51p以坩埚50的中心点为中心在左右±35mm的范围大幅震动。

另外，在X轴方向，通过例如减弱或提高电子束10E的加速能(keV)，能够使束斑51p接近辅助磁体25侧，或使束斑51p远离辅助磁体25。由此，即使在X轴方向，束斑51p也能够以坩埚50的中心点为中心在±35mm的范围大幅震动。即，在本实施方式中，电子束10E的束斑51p分布在70mm见方这样大的范围。

此外，根据本实施方式，不是改变刚从电子束源10射出的电子束10E的轨道，而是在坩埚50的近前改变电子束10E的轨道。因此，在从电子束源10射出到坩埚50的近前这样的长距离维持电子束源10的会聚，即使使电子束源10以中心轴30上为基准摆动，束斑51p的外形(例如束斑直径)难以散乱。由此，即使使电子束源10以中心轴30上为基准在Y轴方向摆动，也能抑制电子束10E偏出坩埚50，能够将电子束源10的束斑全区域更加准确地照射在蒸镀材料51。

例如，图6的(a)～图6的(c)是示出比较例涉及的电子束的轨道的示意图。在图6的(a)～图6的(c)中，示出不设置辅助磁体25，从电子束源10射出后立刻通过扫描线圈(未图示)使电子束10E在Y轴方向上偏离，电子束10E的左右摆动的情况。

例如，如图6的(a)所示，在中心线30c上射出的电子束作为电子束10Ec，从中心线30c上向左偏离的电子束作为电子束10El，从中心线30c上向右偏离的电子束作为电子束10Er。

这种情况，如图6的(b)所示，与作用于电子束10Ec的洛伦兹力Fc相比，作用于电子束10El的洛伦兹力Fl和作用于电子束10Er的洛伦兹力Fr变得更大。由此，电子束10El和电子束10Er与电子束10Ec相比落在前侧，即，导致落在更靠近电子束源10侧。

因此，如图6的(c)所示，电子束10El的束斑51pl和电子束10Er的束斑51pr与电子束10Ec的束斑51pc相比位于前侧。

如此，为了对抗作用于电子束10El的洛伦兹力Fl和作用于电子束10Er的洛伦兹力Fr，而使束斑51pl和束斑51pr与束斑51pc在Y轴方向排列为直列状，还需要使电子束的10El、10Er向X轴方向或Y轴方向偏转。其结果，需要使电子束的10El、10Er在与中心轴30c上飞行的电子束10Ec不同的磁场分布中飞行，导致难以将电子束的10El、10Er的会聚形状同样地维持为电子束10Ec的形状。

此外，在本实施方式中，对蒸镀材料51的照射(着落)与比较例相比呈更加铅直于蒸镀材料51(与Z轴的角度变小)的状态，因此即使当蒸镀材料51消耗、且蒸镀材料51的照射面向Z轴方向的下方侧移动时，束斑51p的外形和照射位置也难以改变。其结果，蒸镀材料51的蒸発量稳定，且由坩埚50的上端限制的对蒸镀材料51的照射范围缩小的现象变成为最小限度。

此外，在本实施方式中，由于不将磁极片应用于电子枪装置1，因此在蒸镀中变得不在磁极片沉积蒸镀材料，消除蒸镀材料从磁极片再次蒸发而引起蒸镀膜的汚染、或从磁极片脱落的膜混入坩埚并再次蒸发的现象。

此外，在本实施方式中，由于不将磁极片应用于电子枪装置1，因此消除由维护前后、或者蒸镀中的热履历产生的磁极片的效果变化的问题。由于在现有技术中磁极片使用三维凸起形状，因此在物理上难以使凸起部附近的温度始终保持均匀，且温度变动导致磁极片的磁导率变动。其结果，有由磁极片形成的磁场分布发生变动的情况。此外，三维位置的变动无法避免各支承构件的热膨胀系数、维护等带来的影响，但是在不使用磁极片的本实施方式中电子束10E的会聚性变得更加稳定。

此外，在本实施方式中，在Z轴方向，电子束源10的高度比坩埚50的上端的高度低。由此，根据蒸镀的余弦定律，能准确地抑制从坩埚50蒸发的蒸镀材料51再次进入至电子束源10。

此外，在本实施方式中，在Z轴方向，外壳80的高度在坩埚50的上端高度的同等以下。由此，从坩埚50蒸发的蒸镀材料51仅在外壳80沉积即可，能准确地抑制蒸镀材料51再次进入至电子束源10。

此外，在本实施方式中，电子枪装置1由外壳80覆盖。因此，即使蒸镀材料51向电子枪装置1飞散，或薄片、粉尘等异物向电子枪装置1掉落，通过外壳80的清掃或更换，完成电子枪装置1的维护。由此，提高蒸镀的量产性。

进而，在本实施方式中，外壳80的开口80h不位于电子束源10的灯丝10f的正上方，它们为在X轴方向或Y轴方向偏移的关系。由此，即使真空容器内的异物从电子枪装置1的上方向电子枪装置1掉落，异物也不会直接掉落至灯丝10f。由此，防止灯丝10f的电学短路。

在电子束源10中，为了会聚电子束10E，也可以具有会聚线圈60替代磁极片。会聚线圈60例如设置在电子束10E的阳极10a和磁轭板30之间。例如，在从灯丝10f射出的电子束10E由阳极10a加速，当脱离阳极10a时，由会聚线圈60会聚。而且，会聚后的电子束10E从磁轭板30的下表面30d侧经由开口30h通過磁轭板30的上表面30u侧。

在本实施方式中，由于通过磁轭板30磁场B难以在磁轭板30的下表面30d侧泄露，因此会聚线圈60的磁场变得难以干涉磁场B。由此，提高由会聚线圈60引起的电子束10E的会聚的控制，进而能够将会聚性优异的电子束10E照射在蒸镀材料51。

此外，在会聚线圈60和磁轭板30之间，也可具有辅助的扫描线圈。由此，进一步增加束斑51p在Y轴方向或X轴方向上的扫描的自由度。

以上，虽然对于本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于上述实施方式，当然能够施加各种改变。各实施方式不限于独立的方式，在技术上能够尽可能地结合。

附图标记说明

1：电子枪装置

5：蒸镀装置

10：电子束源

10E、10Ec、10El、10Er：电子束

10a：阳极

10f：灯丝

10c：中心轴

10p：拐点

20：磁场产生源

25：辅助磁体

25u：上端

25d：下端

30：磁轭板

30c：中心线

30u：上表面

30d：下表面

30h：开口

35：冷却回路

40：支承板

41：基体

50：坩埚

51：蒸镀材料

51p、51pl、51pc、51pr：束斑

60：会聚线圈

80：外壳

80u：上表面

80h：开口

201A、201B：第一磁体

202A、202B：第二磁体

Claims

1.一种电子枪装置，其具有：

磁轭板，其包含磁性材料，具有：第一主面，所述第一主面相反侧的第二主面，以及与从所述第一主面朝向所述第二主面的方向正交的中心线，

电子束源，其位于所述磁轭板的所述第一主面侧，能够从所述磁轭板的所述第一主面侧向所述磁轭板的所述第二主面侧射出电子束，

磁场产生源，其设置在所述磁轭板的所述第二主面，具有：在所述中心线的两侧中的一侧配置的第一磁体，以及在所述两侧中的另一侧配置的第二磁体，所述第一磁体的第一极和第二极与所述第二磁体的第一极和第二极互为相反朝向并在所述方向排列，在所述磁轭板的所述第二主面侧利用所述第一磁体的第二极和所述第二磁体的第一极形成的磁场将所述电子束的轨道偏转，所述第一磁体的第一极和所述第二磁体的第二极形成的磁场被封闭在所述磁轭板，

辅助磁体，其在所述方向能够反转从第一极向第二极的朝向，在所述方向所述辅助磁体至少一部分从所述磁轭板露出，在从所述方向观察所述磁轭板时在所述中心线延伸的方向与所述电子束源排列，

在所述第二磁体的第一极和所述第一磁体的第二极形成的磁场中，能够叠加所述辅助磁体的第一极和所述第一磁体的第二极形成的磁场、或者所述第二磁体的第一极和所述辅助磁体的第二极形成的磁场。

2.根据权利要求1所述的电子枪装置，其中，

在所述磁轭板中，设置有从所述第一主面向所述第二主面贯通的孔或切口状的开口，

所述开口与所述中心线重叠，

所述电子束源经由所述开口从所述磁轭板的所述第一主面侧向所述磁轭板的所述第二主面侧射出所述电子束。

3.根据权利要求2所述的电子枪装置，其中，

所述电子束源具有：发出电子束的灯丝，以及会聚所述电子束的会聚线圈，

被所述会聚线圈会聚的所述电子束从所述磁轭板的所述第一主面侧经由所述开口通过所述磁轭板的所述第二主面侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子枪装置，其中，

还具有外壳，所述外壳包含非磁性材料，并覆盖所述电子束源、所述磁轭板以及所述磁场产生源，

在所述外壳，设置有使所述电子束通过的开口。

5.根据权利要求4所述的电子枪装置，其中，

所述电子束源所包含的灯丝在所述方向与所述外壳的一部分重叠。

6.根据权利要求1或2所述的电子枪装置，其中，

在所述磁轭板的所述第一主面或所述第二主面形成有冷却回路。

7.一种电子枪装置，其具有：

支承板，其具有第一主面，所述第一主面相反侧的第二主面，以及与从所述第一主面向所述第二主面的方向正交的中心线，

电子束源，其位于所述支承板的所述第一主面侧，能够从所述支承板的所述第一主面侧向所述支承板的所述第二主面射出电子束，

磁场产生源，其设置在所述支承板的所述第二主面，具有：在所述中心线的两侧中的一侧配置的第一磁体，以及在所述两侧中的另一侧配置的第二磁体，所述第一磁体的第一极和第二极与所述第二磁体的第一极和第二极互为相反朝向并在所述方向排列，在所述支承板的所述第二主面侧利用所述第一磁体的第二极和所述第二磁体的第一极形成的磁场将所述电子束的轨道偏转，

辅助磁体，其在所述方向能够反转从第一极向第二极的朝向，在所述方向所述辅助磁体至少一部分从所述支承板露出，在从所述方向观察所述支承板时在所述中心线延伸的方向与所述电子束源排列，

在所述第一磁体的第二极和所述第二磁体的第一极形成的磁场，能够叠加所述第一磁体的第二极和所述辅助磁体的第一极形成的磁场、或者所述第二磁体的第一极和所述辅助磁体的第二极形成的磁场。

8.一种蒸镀装置，其具有：电子枪装置以及坩埚，其中，

所述电子枪装置，其具有：

所述坩埚，其在从所述方向观察所述磁轭板时在所述中心线延伸的方向与所述磁轭板排列，并能够收容蒸镀材料，

在所述第二磁体的第一极和所述第一磁体的第二极形成的磁场，能够叠加所述辅助磁体的第一极和所述第一磁体的第二极形成的磁场、或者所述第二磁体的第一极和所述辅助磁体的第二极形成的磁场。

9.一种蒸镀装置，其具有：电子枪装置以及坩埚，其中，

所述电子枪装置，其具有：

支承板，其具有：第一主面，所述第一主面相反侧的第二主面，以及与从所述第一主面朝向所述第二主面的方向正交的中心线，

电子束源，其位于所述支承板的所述第一主面侧，能够从所述支承板的所述第一主面侧向所述支承板的所述第二主面侧射出电子束，

所述坩埚，其在从所述方向观察所述支承板时在所述中心线延伸的方向与所述支承板排列，并能够收容蒸镀材料，

10.根据权利要求8或9所述的蒸镀装置，其中，

在所述方向，所述电子束源的高度比所述坩埚的上端的高度低。

11.根据权利要求8或9所述的蒸镀装置，其中，

还具有外壳，所述外壳包含非磁性材料，并覆盖所述电子枪装置，并设有使所述电子束通过的开口，

在所述方向，所述外壳的高度在所述坩埚的上端的高度以下。