JPH0727864B2 - 電子ビーム加熱装置 - Google Patents
電子ビーム加熱装置Info
- Publication number
- JPH0727864B2 JPH0727864B2 JP63171864A JP17186488A JPH0727864B2 JP H0727864 B2 JPH0727864 B2 JP H0727864B2 JP 63171864 A JP63171864 A JP 63171864A JP 17186488 A JP17186488 A JP 17186488A JP H0727864 B2 JPH0727864 B2 JP H0727864B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- sample
- heating
- linear
- mask
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子ビーム加熱装置に関し、特にSOI（Silicon
on Insulataor）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加熱装置に関す
る。
on Insulataor）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加熱装置に関す
る。
（従来の技術） 電子ビーム加熱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、加熱したい試料
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
の電子ビームにより試料を加熱する場合、第６図に示さ
れるように処理する試料の試料面の加熱領域13内での温
度分布は、熱の流れの方向14への熱の流れにより温度の
低い領域15ができてしまう。
は機械部品の溶接、加工等を行なう際、加熱したい試料
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
の電子ビームにより試料を加熱する場合、第６図に示さ
れるように処理する試料の試料面の加熱領域13内での温
度分布は、熱の流れの方向14への熱の流れにより温度の
低い領域15ができてしまう。
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、例えば浜崎他、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頁に記
載されているように、処理したい試料の領域の端部にビ
ーム強度のピークを持った双峰状の強度分布の電子ビー
ムにより処理を行なう電子ビーム加熱装置が従来よりよ
く用いられている。
ため、例えば浜崎他、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頁に記
載されているように、処理したい試料の領域の端部にビ
ーム強度のピークを持った双峰状の強度分布の電子ビー
ムにより処理を行なう電子ビーム加熱装置が従来よりよ
く用いられている。
（発明が解決しようとする課題） 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
ーム加熱装置によると、処理する試料のある領域内を均
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、元来点状の
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。
ーム加熱装置によると、処理する試料のある領域内を均
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、元来点状の
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。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決し均一
な加熱領域が正確に再現性良く得られる電子ビーム加熱
装置を提供することにある。
な加熱領域が正確に再現性良く得られる電子ビーム加熱
装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、電子ビームにより試料の加熱を行なう電子ビ
ーム加熱装置において、電子ビームの一部のみを試料面
上に到達させる開孔部を有したビーム遮蔽マスクを備
え、このマスクの少なくとも前記開口部が試料に接近し
ており、しかも前記マスクからの熱輻射により試料の加
熱領域の周囲の部分を予備加熱することを特徴とする。
ーム加熱装置において、電子ビームの一部のみを試料面
上に到達させる開孔部を有したビーム遮蔽マスクを備
え、このマスクの少なくとも前記開口部が試料に接近し
ており、しかも前記マスクからの熱輻射により試料の加
熱領域の周囲の部分を予備加熱することを特徴とする。
（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なう。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。このような試料の処理を行なうため、
本発明の電子ビーム加熱装置は電子ビームの一部のみを
試料面上に到達させる開孔部の周囲を加熱する手段を有
している。すなわち、ビーム遮蔽マスクの開孔部の周囲
は高温に加熱されるため、熱輻射により加熱領域の周囲
の部分が予備加熱される。その後、ビーム遮蔽マスクの
開孔部を通過するように均一な強度分布の電子ビームを
照射することにより、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である。
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なう。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。このような試料の処理を行なうため、
本発明の電子ビーム加熱装置は電子ビームの一部のみを
試料面上に到達させる開孔部の周囲を加熱する手段を有
している。すなわち、ビーム遮蔽マスクの開孔部の周囲
は高温に加熱されるため、熱輻射により加熱領域の周囲
の部分が予備加熱される。その後、ビーム遮蔽マスクの
開孔部を通過するように均一な強度分布の電子ビームを
照射することにより、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である。
（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。第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である。
この電子ビーム加熱装置は、カソード２とウェネルト３
から成る電子銃１と、加速電極４と、レンズコイル５
と、偏向コイル６と、金属より成るビーム遮蔽マスク７
と、試料台９とで構成される。
る。第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である。
この電子ビーム加熱装置は、カソード２とウェネルト３
から成る電子銃１と、加速電極４と、レンズコイル５
と、偏向コイル６と、金属より成るビーム遮蔽マスク７
と、試料台９とで構成される。
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。
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、電子銃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。
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に集束させる。
子ビーム10を、試料台９上の試料８に集束させる。
偏向コイル６は試料８の処理面を線状電子ビーム10で走
査するために、処理面上に入射する線状電子ビーム10を
偏向する。
査するために、処理面上に入射する線状電子ビーム10を
偏向する。
ビーム遮蔽マスク７は、線状電子ビーム10の一部を試料
面上に到達しないように遮蔽するとともに、電子ビーム
を通過させる矩形の開孔部を有しており、また、1000℃
程度の高温に加熱しても問題ない材料及び構造となって
いる。本実施例では材料としてはタングステンを用い
る。また、形状としては第２図に示すように、開孔部に
おいて最も試料に接近する様な形状とした。
面上に到達しないように遮蔽するとともに、電子ビーム
を通過させる矩形の開孔部を有しており、また、1000℃
程度の高温に加熱しても問題ない材料及び構造となって
いる。本実施例では材料としてはタングステンを用い
る。また、形状としては第２図に示すように、開孔部に
おいて最も試料に接近する様な形状とした。
このような電子ビーム加熱装置において、電子銃１のカ
ソード２から出射した線状電子ビーム10は、加速電極４
により加速され、試料８上に線状のカソード２の像を結
ぶようにレンズコイル５により集束され、偏向コイル６
により偏向されてビーム遮蔽マスク７に到達する。ここ
でまず、ビーム遮蔽マスク７の開孔部を線状電子ビーム
10が通過しないようにして、ビーム遮蔽マスク７上を一
様に線状電子ビーム10が走査するように偏向コイルに信
号を加え、ビーム遮蔽マスク７を約1000℃に加熱する。
このビーム遮蔽マスク７の加熱により、試料８はビーム
遮蔽マスク７からの熱輻射により特にマスク開孔部近辺
において予備加熱される。
ソード２から出射した線状電子ビーム10は、加速電極４
により加速され、試料８上に線状のカソード２の像を結
ぶようにレンズコイル５により集束され、偏向コイル６
により偏向されてビーム遮蔽マスク７に到達する。ここ
でまず、ビーム遮蔽マスク７の開孔部を線状電子ビーム
10が通過しないようにして、ビーム遮蔽マスク７上を一
様に線状電子ビーム10が走査するように偏向コイルに信
号を加え、ビーム遮蔽マスク７を約1000℃に加熱する。
このビーム遮蔽マスク７の加熱により、試料８はビーム
遮蔽マスク７からの熱輻射により特にマスク開孔部近辺
において予備加熱される。
以上のようにビーム遮蔽マスク７の加熱により試料８の
加熱領域の周囲の予備加熱を行なった後、ビーム遮蔽マ
スク７の開孔部を通過するように線状電子ビーム10を走
査することにより加熱領域全体を加熱する。
加熱領域の周囲の予備加熱を行なった後、ビーム遮蔽マ
スク７の開孔部を通過するように線状電子ビーム10を走
査することにより加熱領域全体を加熱する。
このようにして、試料８の試料面加熱領域全体にわたり
均一に加熱を行うことが可能となる。本実施例の装置に
よれば、2mm×8mmの広い均一な加熱領域を安定に得るこ
とができた。
均一に加熱を行うことが可能となる。本実施例の装置に
よれば、2mm×8mmの広い均一な加熱領域を安定に得るこ
とができた。
本実施例では、ビーム遮蔽マスクは開孔部において最も
試料に接近した形状としたが第３図に示すように全体を
試料に近づけた形状としてもよい。また、ビーム遮蔽マ
スクの加熱は他の手段により行なってもよく、第４図に
示すようにビーム遮蔽マスクにヒータ12を組込み、これ
に電流を流すことによって行なってもよい。ただし、こ
の場合、電流により発生する磁界により電子ビームの進
路が乱されるためヒータを無誘導巻にする必要がある。
さらに、ビーム遮蔽マスクからの熱輻射により試料を予
備加熱せずに第５図に示すようにヒータにより直接試料
を予備加熱してもよい。
試料に接近した形状としたが第３図に示すように全体を
試料に近づけた形状としてもよい。また、ビーム遮蔽マ
スクの加熱は他の手段により行なってもよく、第４図に
示すようにビーム遮蔽マスクにヒータ12を組込み、これ
に電流を流すことによって行なってもよい。ただし、こ
の場合、電流により発生する磁界により電子ビームの進
路が乱されるためヒータを無誘導巻にする必要がある。
さらに、ビーム遮蔽マスクからの熱輻射により試料を予
備加熱せずに第５図に示すようにヒータにより直接試料
を予備加熱してもよい。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、電子ビームの一部のみ
を試料面上に到達させる開孔部を有したビーム遮蔽マス
クを備え、電子ビームで試料を加熱する前に開孔部周囲
を加熱する手段を有することにより定められた領域を正
確にかつ均一に再現性良く加熱することができる。
を試料面上に到達させる開孔部を有したビーム遮蔽マス
クを備え、電子ビームで試料を加熱する前に開孔部周囲
を加熱する手段を有することにより定められた領域を正
確にかつ均一に再現性良く加熱することができる。
これにより、均一な膜質を有する半導体膜を得ることが
でき、また、機械部品の溶接や加工を正確に行なうこと
ができる効果がある。
でき、また、機械部品の溶接や加工を正確に行なうこと
ができる効果がある。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は第１図の実
施例に用いるビーム遮蔽マスクの拡大図、第３図は他の
実施例の構成図、第４図はさらに他の実施例の構成図、
第５図はさらに他の実施例の構成図、第６図は従来の加
熱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。 １……電子銃、９……試料台 ２……カソード、10……線状電子ビーム ３……ウェネルト、11……開孔部 ４……加速電極、12……ヒータ ５……レンズコイル、13……加熱領域 ６……偏向コイル、14……熱の流れの方向 ７……ビーム遮蔽マスク、15……温度の低い領域 ８……試料
施例に用いるビーム遮蔽マスクの拡大図、第３図は他の
実施例の構成図、第４図はさらに他の実施例の構成図、
第５図はさらに他の実施例の構成図、第６図は従来の加
熱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。 １……電子銃、９……試料台 ２……カソード、10……線状電子ビーム ３……ウェネルト、11……開孔部 ４……加速電極、12……ヒータ ５……レンズコイル、13……加熱領域 ６……偏向コイル、14……熱の流れの方向 ７……ビーム遮蔽マスク、15……温度の低い領域 ８……試料
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビームにより試料の加熱を行う電子ビ
ーム加熱装置において、電子ビームの一部のみを試料面
上に到達させる開口部を有したビーム遮蔽マスクを備
え、このマスクの少なくとも前記開口部が試料に接近し
ており、しかも前記マスクからの熱輻射により試料の加
熱領域の周囲の部分を予備加熱することを特徴とする電
子ビーム加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171864A JPH0727864B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 電子ビーム加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171864A JPH0727864B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 電子ビーム加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222811A JPH0222811A (ja) | 1990-01-25 |
| JPH0727864B2 true JPH0727864B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15931203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63171864A Expired - Lifetime JPH0727864B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 電子ビーム加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727864B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03183818A (ja) * | 1989-12-13 | 1991-08-09 | Nippon Tetsudo Kensetsu Kodan | 場所打ち鉄筋コンクリート杭の無騒音杭頭処理工法 |
| JP4735367B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2011-07-27 | 株式会社デンソー | 射出成形装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62206821A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Nec Corp | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63171864A patent/JPH0727864B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222811A (ja) | 1990-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |