JPH0210641A - 線状電子ビームアニール装置 - 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〕 本発明は線状電子ビーム装置に関する。

〔従来の技術〕

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
会網、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、入射エネルギ
の設定のパラメータとして線状電子ビームのビーム電流
を調整し出力パワーを調整するかあるいは出力パワーを
一定にして走査速度を可変し最適化するとともに、電子
レンズあるいは偏向コイルの収差などにより一度の走査
で均一に処理できる領域が限定されるのに対して、被加
工物への照射領域制限用マスクを設は線状電子ビームの
照射領域を限定し処理を行なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の線状電子ビーム発生装置に於いては、照射される
電子ビームが比較的大電流でありその照射角も大きいた
め、電子レンズで集束される線状電子ビームの集束角も
大きくなる。換言すれば、形成されるビーム束の断面積
が大きくなる。このため被加工物の上方で照射領域を制
限するようなマスク等を配置すると、そのマスクエツジ
部を線状電子ビームが通過する過渡期では線状電子ビー
ム密度が変動することになり、結果的に線状電子ビーム
で必要とされるプロファイルの均一性を一時的に乱すこ
とになる。この結果、そのマスクのエツジ近傍では所望
の領域へのアニール等の熱処理を正確に行えない等の欠
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、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、線状電子ビーム
を発生する手段として電子銃、電子レンズ、偏向コイル
を含んで構成される線状電子ビーム発生装置と、前記偏
向コイルの走査速度を一度の走査内で多段の加減速が可
能な走査速度プログラム機能を備え前記走査内の特定の
範囲のみを熱処理する偏向コイル走査制御装置と、この
偏向コイル走査制御装置による走査で設定される処理領
域を囲み且つこの処理領域内で走査する線状電子ビーム
のプロファイルに影響を与えない程度の開孔を有する照
射領域制限用マスクとを備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の線状電子ビーム装置によれば、処理時の入射エ
ネルギのパラメータとして偏向走査速度を採り、被加工
物に一度の偏向走査て照射する線状電子ビームの走査速
度を高速走査から順次速度を下げて、最適な入射エネル
ギ領域を特定し、その後再度順次高速走査し、結果的に
一度の走査がで熱処理される領域を限定することにより
所望の領域のみを処理することができる。この際、マス
クの開孔は不必要に多くの面に線状電子ビームが照射さ
れるのを防ぐ程度の開孔とし、マスクのエツジ部を線状
電子ビームが通過する際のビームプロファイルの乱れは
実際の熱処理領域には影響を与えないような大きさに設
定される。これにより、マスクの開孔で熱処理領域を限
定することによる生じる一時的なビームプロファイルの
不安定性を除去できるため、精度良く安定なアニール等
の熱処理を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明について図面を参照して詳述する。

第１図は本発明の一実施例の主要な構成を示した断面図
、第２図（ａ）、（ｂ）は偏向コイル制御装置による走
査速度設定プログラムの例をマスク９及び所望の熱処理
領域との位置関係について示した平面図および特、作図
である。鏡筒７内の線状カソード１、ウェネルト電極２
及び陽極３等から構成される電子銃から出射された線状
電子ビーム４は、電子レンズ５及び偏向コイル６によっ
て試料室８内の試料１１面上部に配置されたマスク９の
開孔１０の短辺Ａよりも小さい幅を有する線状電子ビー
ムとして結像されるとともに、長辺Ｂ方向に走査される
。

このマスク９の開孔１０　（ＡＸＢ）と所望の熱処理領
域（ａＸｂ）の相対的な位置関係は、第２図（ａ＞に示
すように熱処理領域を囲むように配置し形状は相似形と
している。この両者の大きさの差異はマスク９部を線状
電子ビームが通過する際のビーム束の大きさよりも若干
大きめに設定し、本実施例では約５１１Ｉｍ周囲を大き
くしている。

線状電子ビームの走査する場合、その走査速度は、第２
図に示すように、始めに（Ｐｏ　　Ｐｌ）のマスク９上
を走査するときには比較的高速のり□でスタートし、次
にマスク９の開孔部近く（Ｐ２−Ｐ３　）になるとυ２
まで減速し、最後に（Ｐ４　　Ｐ５）の所望のアニール
領域（ａＸｂ）に達すると最適な入射エネルギとなる走
査速度υ３に設定して行なう。

発明者らの実験によると、ＳＯＩ膜形成用のアニール処
理で必要とされる最適入射エネルギの幅は非常に狭く、
走査速度に換算して数％程度である。このため走査速度
変化υｌ−υ３の間の全変化量は１０％未満で十分であ
る。さらに縁部Ｃでは、その走査速度差に加えて線状電
子ビームの一部がマスク９にてカットされるため、走査
速度以上の入射エネルギ差となり所望領域以外での熱処
理が行なわれることはない。

実際の熱処理に当たっては、試料ホルダ駆動系１３によ
って試料ホルダ１２上の試料１１の所定の領域がマスク
９の開孔１０内の熱処理用照射領域に位置合わせされ、
偏向コイル走査制御装置１４による前述の走査速度変調
プログラムに基ずいた線状電子ビームの走査、照射を行
ない、熱処理される。この様な操作を繰り返すことによ
り、試料の所定の領域を精度良くアニールなどの熱処理
を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べたように本発明によれば、アニール等の
熱処理を行なう際にマスクにより必要以上の入射エネル
ギ照射を防止するとともに、処理領域を精度良く規定す
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図、第２図（ａ）
、（ｂ）は第１図における偏向コイル制御装置による走
査速度設定プログラムの例をマスク９及び所望の熱処理
領域との位置関係について示した平面図および特性図で
ある。 １・・・線源カソード、２・・・ウェネルト電極、３・
・・陽極、４・・・線状電子ビーム、５・・・電子レン
ズ、６・・・偏向コイル、７・・・鏡筒、８・・・試料
室、９・・・マスク、１０・・・開孔、１１・・・試料
、１２・・・試料ホールダ、１３・・・試料ホールダ駆
動系、１４・・・偏向コイル走査制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線状電子ビームを発生する手段として電子銃、電子レン
   ズ、偏向コイルを含んで構成される線状電子ビーム発生
   装置と、前記偏向コイルの走査速度を一度の走査内で多
   段の加減速が可能な走査速度プログラム機能を備え前記
   走査内の特定の範囲のみを熱処理する偏向コイル走査制
   御装置と、この偏向コイル走査制御装置による走査で設
   定される処理領域を囲み且つこの処理領域内で走査する
   線状電子ビームのプロファイルに影響を与えない程度の
   開孔を有する照射領域制限用マスクとを備えることを特
   徴とする線状電子ビームアニール装置。