JP2850411B2 - 線状電子ビーム用遮蔽マスク - Google Patents
線状電子ビーム用遮蔽マスクInfo
- Publication number
- JP2850411B2 JP2850411B2 JP1302701A JP30270189A JP2850411B2 JP 2850411 B2 JP2850411 B2 JP 2850411B2 JP 1302701 A JP1302701 A JP 1302701A JP 30270189 A JP30270189 A JP 30270189A JP 2850411 B2 JP2850411 B2 JP 2850411B2
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- Japan
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- electron beam
- shielding mask
- linear electron
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- linear
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、SOI膜等の半導体膜のアニールまたは機械
部品の溶接、加工等に用いる線源線状電子ビーム装置に
用いる遮蔽マスクに関する。
部品の溶接、加工等に用いる線源線状電子ビーム装置に
用いる遮蔽マスクに関する。
（従来の技術） 線源線状電子ビーム装置を用いて半導体膜のアニー
ル、または機械部品の溶接、加工等を行なう際、処理し
たい試料の領域内をできる限り均一に電子ビームにより
加熱できることが望ましい。しかし、一般に広い領域を
処理すると、処理した領域内の端部は中央部に比べ周囲
への熱の流出が多いため温度が低くなってしまう。例え
ば、線状電子ビームにより試料を処理する場合、第６図
に示される様に処理する試料の試料面の加熱領域19内で
の温度分布は、熱の流れの方向20への熱の流れにより温
度の低い領域21が出来てしまう。
ル、または機械部品の溶接、加工等を行なう際、処理し
たい試料の領域内をできる限り均一に電子ビームにより
加熱できることが望ましい。しかし、一般に広い領域を
処理すると、処理した領域内の端部は中央部に比べ周囲
への熱の流出が多いため温度が低くなってしまう。例え
ば、線状電子ビームにより試料を処理する場合、第６図
に示される様に処理する試料の試料面の加熱領域19内で
の温度分布は、熱の流れの方向20への熱の流れにより温
度の低い領域21が出来てしまう。
そこで、このような温度分布の不均一の問題を回避す
るため処理したい試料の領域の端部にビーム強度のピー
クをもった双峰状の強度分布の電子ビームにより処理を
行なったり（浜崎他、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス（J.Appl.Phys.）59巻（1986）2971頁）、
線状ビーム遮蔽マスクの矩形状の４角を広げたり（特開
昭62−091973）する方法をとってきた。
るため処理したい試料の領域の端部にビーム強度のピー
クをもった双峰状の強度分布の電子ビームにより処理を
行なったり（浜崎他、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス（J.Appl.Phys.）59巻（1986）2971頁）、
線状ビーム遮蔽マスクの矩形状の４角を広げたり（特開
昭62−091973）する方法をとってきた。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の双峰状強度分布のビームを用いる電子
ビーム装置によると、処理する試料のある領域を均一に
加熱することが可能である。しかし、電子ビームの双峰
状の強度分布を比較的長い領域にわたって得るのは困難
である。例えば、点状ビームを一方向に高速で走査して
線状の加熱領域を得る擬似線状ビーム方式により双峰状
の強度分布は比較的容易に得られるが、元来、点状ビー
ムのため大面積処理には適さず、大面積処理を行なう場
合には処理時間が長くなってしまう。一方、線状のカソ
ードを用いて線状の電子ビームを得る方式では容易に大
電流が得られ、大面積処理が可能であるが、双峰状の線
状ビームを再現性よく安定に取り出すことは、カソード
のフィラメントの熱変形等の問題により困難である。
ビーム装置によると、処理する試料のある領域を均一に
加熱することが可能である。しかし、電子ビームの双峰
状の強度分布を比較的長い領域にわたって得るのは困難
である。例えば、点状ビームを一方向に高速で走査して
線状の加熱領域を得る擬似線状ビーム方式により双峰状
の強度分布は比較的容易に得られるが、元来、点状ビー
ムのため大面積処理には適さず、大面積処理を行なう場
合には処理時間が長くなってしまう。一方、線状のカソ
ードを用いて線状の電子ビームを得る方式では容易に大
電流が得られ、大面積処理が可能であるが、双峰状の線
状ビームを再現性よく安定に取り出すことは、カソード
のフィラメントの熱変形等の問題により困難である。
また、４角を広げたビーム遮蔽マスクを使用してもビ
ーム照射領域の４角の熱の逃げは補正できるが巾方向の
補正はできず、ビーム照射領域の周囲に温度の低い領域
ができてしまい、ビーム照射領域より処理領域の巾が狭
くなってしまう。
ーム照射領域の４角の熱の逃げは補正できるが巾方向の
補正はできず、ビーム照射領域の周囲に温度の低い領域
ができてしまい、ビーム照射領域より処理領域の巾が狭
くなってしまう。
本発明の目的は、この様な従来の問題点を解決し、広
い均一な加熱領域が安定に得られる線源線状電子ビーム
装置用遮蔽マスクを提供することにある。
い均一な加熱領域が安定に得られる線源線状電子ビーム
装置用遮蔽マスクを提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、電子ビームにより試料の処理を行なう線源
線状電子ビーム装置に用いる遮蔽マスクにおいて、第１
のビーム照射領域と第２のビーム照射領域とを備え、第
１のビーム照射領域は該領域に相当する単一の開口部が
形成されており、第２ビーム照射領域は該領域内の対向
する周辺部にビーム走査方向に沿ってそれぞれ細長い開
口部が形成されているか、または第２のビーム照射領域
が該領域内の周辺部に細長い開口部が形成されている線
状電子ビーム用遮蔽マスクである。
線状電子ビーム装置に用いる遮蔽マスクにおいて、第１
のビーム照射領域と第２のビーム照射領域とを備え、第
１のビーム照射領域は該領域に相当する単一の開口部が
形成されており、第２ビーム照射領域は該領域内の対向
する周辺部にビーム走査方向に沿ってそれぞれ細長い開
口部が形成されているか、または第２のビーム照射領域
が該領域内の周辺部に細長い開口部が形成されている線
状電子ビーム用遮蔽マスクである。
（作用） 従来方式による加熱、例えば全長にわたって均一な強
度分布を有する線状のビームにより試料表面の加熱を行
なったとすると、加熱領域の端部は中央部と比較し、周
囲への熱の流出が大きく、温度が低くなってしまう。こ
れを避けるには、まず処理する試料の加熱領域の周囲の
部分のみ予備加熱を行ない、その後試料の加熱領域の全
体の加熱を行なう。この様な試料の加熱処理を行なうた
め、本発明の線源線状電子ビーム装置はビーム走査方向
両端、そして必要によってはビーム走査方向前後端、で
ビーム通過率を大きくするため、細長い開孔形状の開孔
部と矩形状の開孔部を有するビーム遮蔽マスクである。
度分布を有する線状のビームにより試料表面の加熱を行
なったとすると、加熱領域の端部は中央部と比較し、周
囲への熱の流出が大きく、温度が低くなってしまう。こ
れを避けるには、まず処理する試料の加熱領域の周囲の
部分のみ予備加熱を行ない、その後試料の加熱領域の全
体の加熱を行なう。この様な試料の加熱処理を行なうた
め、本発明の線源線状電子ビーム装置はビーム走査方向
両端、そして必要によってはビーム走査方向前後端、で
ビーム通過率を大きくするため、細長い開孔形状の開孔
部と矩形状の開孔部を有するビーム遮蔽マスクである。
加熱領域の周囲のみビームが通過できるビーム遮蔽マ
スクにより、加熱領域の周囲のみビームが照射され加熱
される。その後、遮蔽マスクを移動し矩形状の開孔部の
位置を設定しビームを照射することにより、加熱領域全
体にビーム照射し加熱する。よって、第１回目のビーム
照射により、熱の逃げ分を補正でき、加熱領域全体にわ
たり均一な温度分布を得ることが可能となる。
スクにより、加熱領域の周囲のみビームが照射され加熱
される。その後、遮蔽マスクを移動し矩形状の開孔部の
位置を設定しビームを照射することにより、加熱領域全
体にビーム照射し加熱する。よって、第１回目のビーム
照射により、熱の逃げ分を補正でき、加熱領域全体にわ
たり均一な温度分布を得ることが可能となる。
（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図の線源線状電子ビーム装置は、カソード２とウ
ェネルト３からなる電子銃１と加速電極４とレンズコイ
ル５と偏向コイル６と金属よりなるビーム遮蔽マスク７
と試料台９とで構成させる。
ェネルト３からなる電子銃１と加速電極４とレンズコイ
ル５と偏向コイル６と金属よりなるビーム遮蔽マスク７
と試料台９とで構成させる。
電子銃１は、カソード２とウェネルト３により線状電
子ビーム10を生成して出射する。電子銃１のカソード２
は線状の形状を有している。
子ビーム10を生成して出射する。電子銃１のカソード２
は線状の形状を有している。
加速電極４は、電流銃１が出射する線状電子ビーム10
を、試料台９の方へ加速する。
を、試料台９の方へ加速する。
レンズコイル５は、加速電極４により加速された線状
電子ビーム10を試料台９上の試料８に集束される。集束
された電子ビームの一部がビーム遮蔽マスク７により、
カットされる。
電子ビーム10を試料台９上の試料８に集束される。集束
された電子ビームの一部がビーム遮蔽マスク７により、
カットされる。
線状電子ビームの像は第２図、第３図、第４図および
第５図に示すようにビーム遮蔽マスク７上で線状電子ビ
ームの像15のようになる。ビーム遮蔽マスク７は、第２
図と第４図に示すように、ビーム走査方向両端でビーム
通過率を大きくするため、細長い開孔形状でビーム長さ
の間隔を有した２つの開孔部12aおよび12bによってビー
ムを第６図の加熱領域19の両端のみにビーム照射し加熱
する。また、必要によっては第３図と第５図に示すよう
にビーム走査方向前後端でビーム通過率を大きくするた
め、細長い開孔形状でビーム走査巾以下の間隔を有した
開孔部13aおよび13bを設けることによってビームを加熱
領域19の周囲のみにビーム照射し加熱する。その後矩形
の開孔形状の開孔部11をビーム照射位置にセットし、加
熱領域全体にビーム照射することにより、加熱領域全体
に均一に加熱できる。
第５図に示すようにビーム遮蔽マスク７上で線状電子ビ
ームの像15のようになる。ビーム遮蔽マスク７は、第２
図と第４図に示すように、ビーム走査方向両端でビーム
通過率を大きくするため、細長い開孔形状でビーム長さ
の間隔を有した２つの開孔部12aおよび12bによってビー
ムを第６図の加熱領域19の両端のみにビーム照射し加熱
する。また、必要によっては第３図と第５図に示すよう
にビーム走査方向前後端でビーム通過率を大きくするた
め、細長い開孔形状でビーム走査巾以下の間隔を有した
開孔部13aおよび13bを設けることによってビームを加熱
領域19の周囲のみにビーム照射し加熱する。その後矩形
の開孔形状の開孔部11をビーム照射位置にセットし、加
熱領域全体にビーム照射することにより、加熱領域全体
に均一に加熱できる。
開孔部12、あるいは開孔部12と開孔部13、と開孔部11
の位置交換は、第２図と第３図に示すように回転による
方法と、第４図と第５図に示すようにΧＹ方向の移動に
よる方法がある。回転による方法では、開孔部12、ある
いは開孔部12と開孔部13、開孔部11が同円周上にあれば
よく回転中心との回転角はお互いの開孔部が干渉しなけ
れば任意に選べる。第２図と第３図では180度してあ
る。ΧＹ方向の移動では、開孔部12、あるいは開孔部12
は開孔部13と、開孔部11の位置は移動方向を合せること
により任意に選べる。第４図と第５図でΧ方向に選べて
ある。
の位置交換は、第２図と第３図に示すように回転による
方法と、第４図と第５図に示すようにΧＹ方向の移動に
よる方法がある。回転による方法では、開孔部12、ある
いは開孔部12と開孔部13、開孔部11が同円周上にあれば
よく回転中心との回転角はお互いの開孔部が干渉しなけ
れば任意に選べる。第２図と第３図では180度してあ
る。ΧＹ方向の移動では、開孔部12、あるいは開孔部12
は開孔部13と、開孔部11の位置は移動方向を合せること
により任意に選べる。第４図と第５図でΧ方向に選べて
ある。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明はビーム走査方向両端、
そして必要によってはビーム走査方向前後端、でビーム
通過率を大きくするため、細長い開孔形状の開孔部と矩
形状の開孔部を有するビーム遮蔽マスクを備えることに
より、広い均一な加熱領域を安定に得ることができる効
果がある。
そして必要によってはビーム走査方向前後端、でビーム
通過率を大きくするため、細長い開孔形状の開孔部と矩
形状の開孔部を有するビーム遮蔽マスクを備えることに
より、広い均一な加熱領域を安定に得ることができる効
果がある。
これにより、短時間のアニールで均一な膜質を有する
半導体膜を得ることができ、また短時間で機械部品の溶
接や加工ができる効果がある。
半導体膜を得ることができ、また短時間で機械部品の溶
接や加工ができる効果がある。
第１図は、線源線状電子ビーム装置の例を示す図、第２
図〜第５図は、一実施例のビーム遮蔽マスクの拡大図、
第６図は、従来の処理装置により得られる加熱領域内の
温度分布を示す図である。 図において、 １……電子銃、２……カソード、３……ウェネルト、４
……加速電極、５……レンズコイル、６……偏向コイ
ル、７……ビーム遮蔽マスク、８……試料、９……試料
台、10……線状電子ビーム、11,12a,12b,13a,13b……開
孔部、14……回転方向、15……線状電子ビームの像、16
……ビーム走査方向、17……ビーム照射領域、18……移
動方向、19……加熱領域、20……熱の流れの方向、21…
…温度の低い領域をそれぞれ示す。
図〜第５図は、一実施例のビーム遮蔽マスクの拡大図、
第６図は、従来の処理装置により得られる加熱領域内の
温度分布を示す図である。 図において、 １……電子銃、２……カソード、３……ウェネルト、４
……加速電極、５……レンズコイル、６……偏向コイ
ル、７……ビーム遮蔽マスク、８……試料、９……試料
台、10……線状電子ビーム、11,12a,12b,13a,13b……開
孔部、14……回転方向、15……線状電子ビームの像、16
……ビーム走査方向、17……ビーム照射領域、18……移
動方向、19……加熱領域、20……熱の流れの方向、21…
…温度の低い領域をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−152847（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−1526（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22811（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−10641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−259947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83385（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/30,37/305,37/317 H01L 21/30,21/263,21/20
Claims (2)
- 【請求項１】電子ビームにより試料の処理を行なう線源
線状電子ビーム装置に用いる遮蔽マスクにおいて、第１
のビーム照射領域と第２のビーム照射領域とを備え、第
１のビーム照射領域は該領域に相当する単一の開口部が
形成されており、第２のビーム照射領域は該領域内の対
向する周辺部にビーム走査方向に沿ってそれぞれ細長い
開口部が形成されていることを特徴とする線状電子ビー
ム用遮蔽マスク。 - 【請求項２】第２のビーム照射領域は該領域内の周辺部
に細長い開口部が形成されている特許請求の範囲第１項
記載の線状電子ビーム用遮蔽マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1302701A JP2850411B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 線状電子ビーム用遮蔽マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1302701A JP2850411B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 線状電子ビーム用遮蔽マスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163742A JPH03163742A (ja) | 1991-07-15 |
| JP2850411B2 true JP2850411B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=17912152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1302701A Expired - Lifetime JP2850411B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 線状電子ビーム用遮蔽マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850411B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP1302701A patent/JP2850411B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03163742A (ja) | 1991-07-15 |
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