JPH06218555A - 電子ビーム小径穴加工方法 - Google Patents

電子ビーム小径穴加工方法

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JPH06218555A
JPH06218555A JP4272051A JP27205192A JPH06218555A JP H06218555 A JPH06218555 A JP H06218555A JP 4272051 A JP4272051 A JP 4272051A JP 27205192 A JP27205192 A JP 27205192A JP H06218555 A JPH06218555 A JP H06218555A
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JP
Japan
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electric field
pulse
electron beam
deflection
acceleration
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JP4272051A
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Kazuo Oba
和夫 大場
Yoshinori Shima
好範 嶋
Akira Oba
章 大場
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SAKAE DENSHI KOGYO KK
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SAKAE DENSHI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビームにより小径穴を高精度に加工する
ことを目的とする。 【構成】 真空中電界により発生した電子ビームを電磁
レンズや偏向板により集束し、加工する方法において、
加速用電界又は偏向用電界の一方もしくは両方をパルス
電界としたことを特徴とする電子ビーム小径穴加工方法
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームにより小径
穴を高精度に加工する方法である。
【0002】
【従来の技術】被加工物を真空中において、電界より発
生した電子ビームを一定磁界により集束して加工する方
法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子ビーム加工
方法では、一定電磁界により集束しているため、ビーム
点周辺の冷却が少ないため、ビーム中心部と周辺の温度
差は少ない。そこで蒸発はゆっくり進み、溶解プールが
大きく広がり、図3に示すテーパー角θが大きくなる傾
向があり、又、蒸気によって生じた空洞泡が生じて残る
など、高精度加工がきわめて難しい。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空中電界に
より発生した電子ビームに加速電圧を印加し偏向用電極
により集束して電子ビーム加工する方法において、加速
用電界又は偏向用電界の一方もしくは両方をパルス電界
としたことを特徴とする電子ビーム小径穴加工方法であ
る。
【0005】本発明においては加速用電界又は/および
偏向用電界をパルス電界としたために、ビーム中心部は
蒸発温度をはるかに超える強いパワー密度照射となり、
空洞泡の圧力は溶融層の表面張力より優勢で、穴の入口
からの材料除去が深さ方向に効果的に進行するため、高
速でしかも照射部分における温度分布の急峻効果が大き
い。そのため、被加工体の高精度加工ができる。
【0006】本発明は図1に示すように3つの代表例で
示すことができる。図1(イ)は加速用電界V1のみを
パルス電界とし、偏向用電界は、DC又はOVとした例
である。この場合の電圧V1と電流Iの関係は右側に示
してある。同図(ロ)は加速用電界V1をDCとし、偏
向用電界V2をパルス電界とした例である。同図(ハ)
は加速用電界V1と偏向用電界V2とを共にパルス電界と
した例であり、この場合の電圧V1,V2と電流Iとの関
係は右側に示してある。
【0007】図1(イ)および(ロ)の場合は、正極性
のパルス幅がτonが0.1〜1×106μsのパルス電
界とすると、DCの場合に比して加工精度は2倍以上に
向上する。パルス幅が106μsを超えると加工精度は
半分以下となってしまう。
【0008】図1(ハ)の場合はV2における休止時間
の1部又はすべてを負極性パルスを含む波形とすること
により、より細かな加工条件の調節が可能となり、加工
精度がさらに向上する。
【0009】
【実施例】実施例を図面に基づいて説明する。
【0010】図2において、1は被加工材、2は被加工
材受台で陰極でもある。3は絶縁物である。4は排気口
で、5はガス導入口である。6は偏向用電磁コイル、7
は縮小用電磁コイル、8は第2制御口であり、9は成形
用電磁コイル、10は第1制御口、11は電子銃、12
は排気口、13は加速用パルス電源、14は温度の急
峻効果を大きくするパルス電源であり、15は静電偏
向板である。
【0011】次にかかる装置を用いた具体的な加工例に
ついて説明する。
【0012】電子銃11から発射される電子ビームを各
電磁コイル(電磁レンズ)9,7により細く絞り、偏向
用電磁コイル6(又は静電偏向板15)により被加工材
1面上にビームを走査することによってパターンを描画
する。しかし、このような場合には連続照射のため、被
加工材1面上は熱的影響が大きく、基板に対する損傷が
大きい。これはパターンの高密度化と超微細化に伴うL
Slの多層基板においては300℃にもなると各層の特
性にも影響することになり問題である。
【0013】本発明によれば、電子ビームをパルス電源
,を用いたパルス電界により加速することにより、
温度分布の急峻効果が大きいため、加工精度が極めて高
い。例えばSiを被加工材とし、Arガスを用い、気圧
は5×10-5Torr雰囲気とした。加速用パルス電圧
のピーク電圧は10kV、ピーク電流は1μAとした。
熱効果をさらに良くするためのパルス電源のピーク電
圧は1000Vとし、共に同期パルス周期としてテスト
した。その結果は従来法との比較において表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】パルス幅τon10μs、τoff10μsの
場合、加工深さ430μmで、精度テーパー角θは3.
4°であり、従来の加工精度16°と比較すると1/
4.7であって極めて高精度であることがわかった。
【0016】さらに加速用電界のみパルス電界とした場
合のテスト結果を表2に示す。そして偏向用電界のみパ
ルス電界とした場合のテスト結果を表3に示す。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】偏向用電界をDCとすると加工速度が速く
なるが加工精度が悪くなり、加速用電界をDCとした時
も同様な結果となった。しかし従来のDCのみの場合よ
り極めて優れている。
【0020】
【発明の効果】従来の方法では高温放置であったため、
例えばリード線であるAlとAuの金属間化合物が生成
したり、接合部の抵抗が増大する現象があり、高信頼性
を要求される半導体部品では問題となっていたが、本発
明により熱影響による損傷がなくなり、加工特性を良好
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明図である。
【図2】加工による精度テーパー角θの説明図である。
【符号の説明】 1 被加工材 2 被加工材受台 3 絶縁物 4 排気口 5 ガス導入口 6 偏向用電磁コイル 7 縮小用電磁コイル 8 第2制御口 9 成形用電磁コイル 10 第1制御口 11 電子銃 12 排気口 13 加速用パルス電源 14 パルス電源 15 静電偏向板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明図である。
【図2】加工による精度テーパー角θの説明図である。
【図3】テーパー角θの説明図である。
【符号の説明】 1 被加工材 2 被加工材受台 3 絶縁物 4 排気口 5 ガス導入口 6 偏向用電磁コイル 7 縮小用電磁コイル 8 第2制御口 9 成形用電磁コイル 10 第1制御口 11 電子銃 12 排気口 13 加速用パルス電源 14 パルス電源 15 静電偏向板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町4丁目2番3号 (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市浜崎1丁目9番地の3−205

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空中電界により発生した電子ビームに
    加速電圧を印加し、偏向用電磁コイルにより集束して電
    子ビーム加工する方法において、加速用電界又は偏向用
    電界の一方もしくは両方をパルス電界としたことを特徴
    とする電子ビーム小径穴加工方法。
  2. 【請求項2】 加速用電界又は偏向用電界のみをパルス
    電界とした場合は、正極性のパルス幅τonが0.1〜1
    ×106μsのパルス電界とし、被加工材の加熱溶融部
    分の温度勾配を急峻とする請求項1記載の電子ビーム小
    径穴加工方法。
  3. 【請求項3】 加速用電界および偏向用電界を共にパル
    ス電界とした場合は、偏向用電界のパルスの休止時間の
    一部又は全てを負極性パルスを含むパルス波形とし、正
    極性のパルス幅τonは共に0.1〜1×106μsのパ
    ルス電界とする請求項1記載の電子ビーム小径穴加工方
    法。
JP4272051A 1992-10-09 1992-10-09 半導体部品の電子ビ−ム小径穴加工方法 Expired - Lifetime JP2620176B2 (ja)

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JPH06218555A true JPH06218555A (ja) 1994-08-09
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255502B2 (ja) * 1981-02-13 1987-11-19 Dokutoru Ingu* Rudorufu Heru Gmbh
JPH0255679A (ja) * 1988-08-17 1990-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電子ビーム溶接方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255502B2 (ja) * 1981-02-13 1987-11-19 Dokutoru Ingu* Rudorufu Heru Gmbh
JPH0255679A (ja) * 1988-08-17 1990-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電子ビーム溶接方法

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