JPH01311550A - 線状電子ビーム装置および熱処理方法 - 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〕 本発明は線状電子ビーム装置および熱処理方法に関する
。

〔従来の技術〕

一般に、半導体基板等を熱処理するための一方法として
、ビーム断面形状がほぼ矩形（線状）である線状電子ビ
ームアニール装置が用いられている（「エネルギビーム
加工」精機学会エネルギビーム分科会績、リアライズ社
（１９８５年）２６８頁参照）。

従来の線状電子ビームアニール装置では、被加工物に対
してその線状電子ビームを垂直に入射して処理を行なっ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に２電子ビームを照射した場合には被加工物表面の
凹凸および被加工物を構成する元素の平均原子番号の違
いによって定まる反射電子が発生する。そしてこの反射
電子の角度依存性は余弦則に従っている（「電子・イオ
ンハンドブツク第二板」日本学術振興会編　日刊工業新
聞社１９８６年　６２０頁参照）。

このため電子ビームを被加工物に垂直に入射したときは
、その入射方向に遡及する反射電子は多大な量となる。

因みに、前記ハンドブックによると、被加工物がシリコ
ンの場合の全反射電子の量は入射電子の約２０パーセン
トにも達する。この反射電子は電子銃部に到達し、各制
御電極の電位の不安定性を惹起するため、電子銃より出
射される線状電子ビームの安定性を損なうことになり被
加工物への入射される線状電子ビーム密度が変動するこ
とになり、結果的にアニール等の熱処理の場合均一な処
理が行えない等の欠点があった。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去して、高
品質のアニール処理等の熱処理を実現できる線状電子ビ
ーム装置およびその処理方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の線状電子ビーム装置の構成は、電子銃から照射
される線状電子ビームの入射角に対し被加工物を任意の
方向に傾斜して取り付ける手段として、傾斜角度及び傾
斜方向を自在に変えられる回転方向調整機構及び傾斜角
度調整機構を設けたことを特徴とする。

本発明の熱処理方法の構成は、線状電子ビームの入射方
向に対して、少くとも１５度以上傾斜して取り付けられ
る被加工物の傾斜方向が、照射される前記線状電子ビー
ムの長辺方向と同一方向になるように配置し、前記線状
電子ビームを短辺方向に高速走査して前記被加工物上に
熱処理をすることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の線状電子ビーム装置の構成によれば、被加工物
を照射する線状電子ビームの照射方向に対して角度調整
し傾斜角度を持たせ、かつその線状電子ビームの長辺方
向と同一方向に回転調整し配置することにより、反射電
子の飛散方向を入射線状電子ビームの照射方向と角度を
持たせ、反射電子に起因する不安定性を除去できると共
に、線状電子ビームによる処理方向をその傾斜角度と直
交させることにより、被加工物を傾斜させたことによる
生じる線状電子ビームの照射方向の距離の差を線状電子
ビームのプロファイル焦点深度内におさめ電子ビーム密
度の変化を無視できる範囲におさえることができ、安定
なアニール等の熱処理を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明して
詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成示す断面図で
ある０本実施例の電子銃は、本発明の発明者らの出願の
特開昭６１−２３７３５２「電子ビーム発生装置］で示
されているような線源カソード１を電子源とし、制御電
極２．引出電極３及び加速電極４で構成され、長辺長約
３〜１０ｍｍ、短辺長０．５ｍｍ程度の線状プロファイ
・ルで１００ｍＡ程度の電子ビームを照射可能である。

この線源カソード１から出射された線状電子ビーム５は
、収束用電磁コイル６、電磁偏向コイル７によりそれぞ
れ収束、偏向されつつチャンバー８内の被加工物９上に
照射される。この際の線状電子ビーム５の被加工物９上
でのプロファイル焦点深度は数ｍｍとなっている。この
被加工物９は線状電子ビーム５の照射軸２に関して回転
調整可能な回転方向調整機構１０に積載された傾斜角度
調整機構１１上に配置されている。この照射された線状
電子ビーム５のプロファイル形成方向、即ち線状電子ビ
ーム５の長辺方向は収束用電磁コイル６での収束程度と
被加工物９までの距離によ□り回転することは周知の通
りである。

実際の処理工程は以下の手順で行なわれる。

始めに、被加工物９により必要なビーム電流を得るため
に、電子銃の制御電極２、引出電極３及び加速電極４の
各電極電位及び電磁レンズコイル６、電磁偏向コイル７
を調整して最適な線状プロファイルあ電子ビームを得る
０次に、傾斜角皮調ｉｉ構１′１を調整してビーム照射
軸に対して被加工物９を傾斜させる。続いて、第２図に
示すように線状電子ビーム５の長辺方向りが傾斜角度調
整機構１１による傾斜方向になるように回転方向調整機
構１０により調整する。最後に、線状電子ビーム５の短
辺方向に高速走査してアニール等の熱処理を行なう。

発明者らの実験によれば、傾斜角度調整機構１１を調整
して電子銃の内の最も反射電子の影響が大きな引出電極
３への反射電子の到達程度を調べたところ、傾斜角度を
０度とし垂直入射で“線状電子ビーム５を照射した場合
には、数ｍＡの到達電流が検出されるとともに、照射さ
れた線状電子ビーム５は高周波成分を含み不安定性を惹
起したが、傾斜角度を１５度以上にした場合には到達電
流はほぼ検出されず、線状電子ビーム５の不安定性も検
出されなかった。

この際、線状電子ビーム５は斜面に照射されることにな
るが、斜面の両端での線状電子ビームの照射軸Ｚ方向の
位置の差りは、その長辺長を１０ｍｍとした場合でも、
ｈ＝１０ｓｉｎ１５＃２．６、即ち±１．３ｍｍとなり
、照射される線状電子ビームの焦点深度内に十分収まる
値であった。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べたように本発明によれば、電子ビームを
発生する際に生じる反射電子の影響を除去することがで
き、安定性に優れた線状電子ビームを照射することがで
きるため高品質の熱処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す断面図、第
２図は第１図における被加工物の表面近傍の拡大図であ
る。 １・・・線源カソード、２・・・制御電極、３・・・引
出電極、４・・・加速電極、５・・・線状電子ビーム、
６・・・電磁レンズコイル、７・・・電磁偏向コイル、
８・・・チャンバー、９・・・被加工物、１０・・・回
転角度調整機構、１１・・・傾斜角度調整機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子銃から照射される線状電子ビームの入射角に
   対し被加工物を任意の方向に傾斜して取り付ける手段と
   して、傾斜角度及び傾斜方向を自在に変えられる回転方
   向調整機構及び傾斜角度調整機構を設けたことを特徴と
   する線状電子ビーム装置。
2. （２）線状電子ビームの入射方向に対して、少くとも１
   ５度以上傾斜して取り付けられる被加工物の傾斜方向が
   、照射される前記線状電子ビームの長辺方向と同一方向
   になるように配置し、前記線状電子ビームを短辺方向に
   高速走査して前記被加工物上に熱処理をすることを特徴
   とする熱処理方法。