JPH01231252A - 電子ビーム処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子ビーム処理装置に関し、特にＳＯ■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
いる電子ビーム処Ｊ！ｆ！Ｖ装置に関する。

［従来の技術］ 電子ビームを用いて半導体膜のアニールまたは機械部品
の溶接、加工等を行う場合、電子ビームを、偏向器によ
り偏向させ、試料上を走査して処理する方法が通常用い
られている。この際に用いられる偏向波は単純なランプ
波でおる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の電子ビームの偏向器および電源を有した
処理装置は、下記の課題を有づる。すなわち、従来の処
理装置では単純なランプ波で偏向しているため、電子ビ
ームの走査方向に対する温度勾配を自由に変化させるこ
とができない。ビームの走査速度を変化させることによ
り、おる程度の温度勾配を変化させることは可能である
が、ビームのパワー密度を考慮すると、大きく走査速度
を変化することは困難である。一方、ランプ波をある周
波数で変調することによりビームの走査方向に対する見
かけ上の強度分布を変化させることは可能で、この方法
は温度勾配を制ｉｊＯ？ｉるために優れた方法であるが
、温度勾配を自由に制御づるにはかなり複雑な波形で変
調しなければならないという動点が必る。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、電子
ビームの走査方向に対する温度勾配を制御可能な電子ビ
ーム処理装置を提供することにおる。

［課題を解決するための手段］ 本発明において、上記の目的を達成し、課題を解決する
ための手段は、第１図に実施例を兼ねて基本的構成を示
す如く、電子ビームを偏向器５により偏向させ、試料６
上を走査して各種の処理を行う電子ビーム処理装置にお
いて、パルス長およびパルス高が可変の短パルスを発生
するパルス波発生器１０と、電子ビームを試料６上で走
査させるランプ波発生器１１と、前記パルス波発生器１
０およびランプ波発生器１１の出力信号を混合して偏向
器５に印加する混合器１２と、試料温度を計測する温度
モニタ１３と、前記パルス波発生器１０を制御する制御
系１４とを備えた電子ビーム処理装置とするものでおる
。

［作用１ 電子ビームの走査方向に、例えばカラス分イ１］をもつ
電子ビームをこの走査方向と同一方向に高速で往復運動
させると、走査方向に対して見かけ上ガウス分布以外の
分で【ｉをもたせることができる。

本発明は、基本的にこの原理に基づいている。第２図は
本発明の基本的原理を示す説明図であり、図（ａ）は電
子ビームを高速往復運動させるためのパルス列の一周期
を示し、図（ｂ）は見かけ１得られる強度分布を示し、
図（Ｃ）は図（ｂ）の電子ビームにより試料上で実現さ
れる温度分布を示している。図（ａ）のパルス列により
電子ビームを往復運動させると、時間が存在確率（強度
）に対応し、（取幅が偏向量（位置）に対応するので図
（ｂ）に示す強度分布が１７られる。図（ａ）にあける
Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄは図（ｂ）におけるＡ、　Ｂ、　Ｃ
，（）にそれぞれ対応覆る。

図（ｂ）に示したビーム強度分布をもつビームで試料上
を走査すると、熱拡散により温度分イ［はなめらかにな
り、図（Ｃ）の温度分布が試料上で実現できる。Ｂ、　
Ｃ，Ｄの強度をパルス列を変化させることにより変化さ
せると、図（Ｃ）に６けるＧの部分の温度勾配を自由に
変化させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明を実施するための装置の構成図である。

同図において、カソード１からグリッド２を介して出射
された電子はアノード３によって加速され、電子レンズ
４によって収束され、試料６上に像を結ぶ。偏向電極５
には、パルス波発布器１０およびランプ波発生器１１の
出力を混合器１２によりン昆合した波形か印加される。

この際印加パルス列の周期を、例えば０．１μｓｅｃと
充分に短くすると第２図に説明した原理により、走査方
向に見かけ上複数のピークをもったビーム強度となる。

パルス長を変化させると、そのパルスに対応したピーク
の強度が変化する。また、パルス高を変化させるとピー
クの位置が変化する。図中１３は温度モニタであり、試
料６上の発光より試料の温度をモニタする。この温度信
号はパルス制御系１４に送られ、例えば再結晶化に最適
な条件になるようにパルス列を制御して最適な温度の４
（ｉを（ワる。

本実施例の電子ビーム処理装置により実際にＳＯｆ膜の
アニールを行った。アニール条イ′↑としては電子ビー
ムの加速電圧１５ｋＶ、ビーム電流８７ｍＡ。

走査速度７０Ｃｍ／ＳｅＣとし、ビーム形状は矩形断面
で５ｍｍｘ　０．１ｍｍであり、断面の長手方向（ご走
査する。

ま７Ｌ　％見かけ上のビーム強度分イｌは３つのピーク
を有し、ピーク高（強度）は最大値を１００％として３
０％、１０％とし、ピーク間の距離は０．０５ｍｍとし
た。この条件はパルス列のパルス長を１０：３：１とす
ることにより実現できた。以上の条１４によりＳｏｌ膜
のアニール処理を行った結果、試料上で最適な湿度分イ
５が得られ、良好な結晶性のＳｏｌ膜が１ｑられた。

本実施例は半導体膜のアニールに関するものであるが、
機械部品の溶接、加工等にももちろん応用可能である。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明の電子ヒーム迅浬装置によ
れば電子ビームの走査方向に対する試料土での温度勾配
を自由に制御でき、その結果、ＳＯＩ膜等の半ンり体膜
のアニールあるいはは織部品の溶接、加工等の際に最適
な温度勾配を選択することかでき、良質のＳＯＩ膜か１
写られ、また機械部品の溶接強度、加工１！、！、度の
向上につながる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明の
詳細な説明図て必る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビームを偏向器により偏向させ、試料上を走
   査して各種の処理を行う電子ビーム処理装置において、
   パルス長およびパルス高か可変の短パルスを発生するパ
   ルス波発生器と、電子ビームを試料上で走査させるラン
   プ波発生器と、前記パルス波発生器およびランプ波発生
   器の出力信号を混合して偏向器に印加する混合器と、試
   料温度を計測する温度モニタと、前記パルス波発生器を
   制御する制御系とを備えたことを特徴とする電子ビーム
   処理装置。