JPS6054154A - 電子ビ−ムアニ−ル装置 - Google Patents
電子ビ−ムアニ−ル装置Info
- Publication number
- JPS6054154A JPS6054154A JP16203683A JP16203683A JPS6054154A JP S6054154 A JPS6054154 A JP S6054154A JP 16203683 A JP16203683 A JP 16203683A JP 16203683 A JP16203683 A JP 16203683A JP S6054154 A JPS6054154 A JP S6054154A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- deflecting plate
- directional auxiliary
- auxiliary deflecting
- directional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、電子ビームアニール装置に係わり・特にビー
ム形状の改良をはかった電子ビームアニール装置に関す
る。
ム形状の改良をはかった電子ビームアニール装置に関す
る。
近年、試料上ＶＣ電子ビームを照射し、該ビームをＸ、
Ｙ方向に走査して試料をアニールする電子ビームアニー
ル装置が開発されている。そして、この装置を用い、ｉ
Ｔ８緑膜上膜上リコン層に素子を形成する、所謂５ＯＩ
（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｆｉｌｍｓ ０ｎＩｎｓｕｌａｔｏ
ｒ ）技術が注目されている。ＳＯＩ技術１．では、シ
リコン単結晶基板上にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
等の絶縁膜を介して多結晶若しくは非晶質のシリコン膜
を堆積し、これを電子ビームアニールによシ溶融・再凝
固させるこしかしながら、電子ビームを用いてシリコン
膜をアニールする除には次のような問題があり良質のシ
リコン結晶層を成長させることは困難であった。すなわ
ち、電子ビームの形状は通常円形であり、その動径方向
の強度分布はガウス分布である。ガウス分布型の電子ビ
ームを試料上で走査した場合２試料表面上のビーム照射
部の温度分布も必然的にガウス分布となり、その中心部
が周辺部よりも高い温度となる。このため、シリコン膜
を再凝固させる際に、周辺部が先に凝固し中心部に向っ
て結晶化が進む。ビーム走査方向から見ると、両側の周
辺部から中心に向って結晶成長することになり、したが
って必然的に結晶粒界が発生し全面を単結晶化するとと
は極めて困難でちった。
Ｙ方向に走査して試料をアニールする電子ビームアニー
ル装置が開発されている。そして、この装置を用い、ｉ
Ｔ８緑膜上膜上リコン層に素子を形成する、所謂５ＯＩ
（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｆｉｌｍｓ ０ｎＩｎｓｕｌａｔｏ
ｒ ）技術が注目されている。ＳＯＩ技術１．では、シ
リコン単結晶基板上にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
等の絶縁膜を介して多結晶若しくは非晶質のシリコン膜
を堆積し、これを電子ビームアニールによシ溶融・再凝
固させるこしかしながら、電子ビームを用いてシリコン
膜をアニールする除には次のような問題があり良質のシ
リコン結晶層を成長させることは困難であった。すなわ
ち、電子ビームの形状は通常円形であり、その動径方向
の強度分布はガウス分布である。ガウス分布型の電子ビ
ームを試料上で走査した場合２試料表面上のビーム照射
部の温度分布も必然的にガウス分布となり、その中心部
が周辺部よりも高い温度となる。このため、シリコン膜
を再凝固させる際に、周辺部が先に凝固し中心部に向っ
て結晶化が進む。ビーム走査方向から見ると、両側の周
辺部から中心に向って結晶成長することになり、したが
って必然的に結晶粒界が発生し全面を単結晶化するとと
は極めて困難でちった。
本発明の目的は、電子ビームアニールによる単結晶層の
成長を容易化することができ、絶縁膜上半導体層の結晶
特性の大幅な向上をはかり得る電子ビームアニール装置
を提供することにある。
成長を容易化することができ、絶縁膜上半導体層の結晶
特性の大幅な向上をはかり得る電子ビームアニール装置
を提供することにある。
本発明の骨子は、試料上に照射式れる電子ビームの形状
を改良し、中心部から両側部への結晶化を可能とするこ
とにある。すなわち、ビーム形状を第１図に示す如く弓
形とし、このビームを凸側方向・に走査することにある
。なお、第１図中Ｐは弓形ビーム照射による溶融部、Ｑ
は単結晶部、Ｒは多結晶部を示している。
を改良し、中心部から両側部への結晶化を可能とするこ
とにある。すなわち、ビーム形状を第１図に示す如く弓
形とし、このビームを凸側方向・に走査することにある
。なお、第１図中Ｐは弓形ビーム照射による溶融部、Ｑ
は単結晶部、Ｒは多結晶部を示している。
前述した如く、結晶核発生が溶融部の両側部から生じて
中心部へ向かうのけ、ビームの形状が円形で、その強度
分布がガウス分布であるからである。ビームの形状を第
１図に示す如き弓形とした場合、ビームが通シ過き゛る
時点におけるビーム照射部でのビーム強度分布（第１図
中一点鎖線／における強度分布）は、第２図に示す如く
中心部よりも両側部の方が高い温度の所謂ダブル・マキ
シマム型となる。この場合、アニール中の結晶成長は、
溶融部の中心から結晶核発生が起こシ両側部に向かうこ
とになる。こ放射された電子ビームを集束すると共に試
料上、１ １゜ Ｃ走査して試料をアニールする電子ビームアニール装置
において、ビームを試料の全域に亘りＸ方向及びＹ方向
に走査する主偏向系とは別に。
中心部へ向かうのけ、ビームの形状が円形で、その強度
分布がガウス分布であるからである。ビームの形状を第
１図に示す如き弓形とした場合、ビームが通シ過き゛る
時点におけるビーム照射部でのビーム強度分布（第１図
中一点鎖線／における強度分布）は、第２図に示す如く
中心部よりも両側部の方が高い温度の所謂ダブル・マキ
シマム型となる。この場合、アニール中の結晶成長は、
溶融部の中心から結晶核発生が起こシ両側部に向かうこ
とになる。こ放射された電子ビームを集束すると共に試
料上、１ １゜ Ｃ走査して試料をアニールする電子ビームアニール装置
において、ビームを試料の全域に亘りＸ方向及びＹ方向
に走査する主偏向系とは別に。
ビームをＹ方向に高速往彷偏向するＹ方向補助側向板と
、所定の直θ１し直圧の印加によりビームをＸ方向に一
定偏向するＸ方向補助偏向板とを設け、かつ上記Ｘ方向
偏向板の少なくとも一方を、光軸と直交する面における
断面が弓形形状をなすようにしたものである。
、所定の直θ１し直圧の印加によりビームをＸ方向に一
定偏向するＸ方向補助偏向板とを設け、かつ上記Ｘ方向
偏向板の少なくとも一方を、光軸と直交する面における
断面が弓形形状をなすようにしたものである。
本発明によれば、Ｘ方向及びＹ方向の補助偏向板の作用
によシ、亀子ビームを弓形形状に整形することができる
。したがって、上記ビームを主偏向系によりその凸側方
向に走査する仁とにより、前記第２丙に示す如き温度分
布を実現できる。これにより、溶融部の中心部から結晶
て容易に行う゛ことができる。
によシ、亀子ビームを弓形形状に整形することができる
。したがって、上記ビームを主偏向系によりその凸側方
向に走査する仁とにより、前記第２丙に示す如き温度分
布を実現できる。これにより、溶融部の中心部から結晶
て容易に行う゛ことができる。
第３図は本発明の一実施例に係わる電子ビームアニール
装置を示す概略構成図である。図中１は電子銃で、この
電子銃１から放射された電子ビームは、放物レンズ２に
より集束されて試料３上に照射されると共に、走査コイ
ル（主偏向系）４によシ試料３上で走査される。走査コ
イル４け、実際にはビームをＸ方向（紙面左右方向）に
偏向するＸ方向偏向コイルと、ビームをＹ方向に偏向す
るＹ方向偏向コイルとから構成されている。また、レン
ズ２の主面にはアパーチャ５が配置され、電子銃１とレ
ンズ２との間にはビームをＯＮ −ＯＦＦ’するだめの
ブランキング電極６が配置されている。・ ここまでの構成は通常の電子ビームアニール装置と同様
であシ、本実施例がこれと異なる点は前記レンズ２と走
査コイル４との間に２つの偏向器１θを設けたことにあ
る。すなわち、偏向器１０は第４図に示す如くＹ方向に
対向配置された一対のＹ方向補助偏向板１ノ及びＸ方向
に対向配置されたＸ方向補助偏向板１２から構盛されて
いる。Ｙ方向補助偏向板１ノは、２枚の平板１１ａ、Ｉ
ｌｂからなるもので、平行１１ ａ 、 ｌ １１）間
には高周波電圧が印加される。
装置を示す概略構成図である。図中１は電子銃で、この
電子銃１から放射された電子ビームは、放物レンズ２に
より集束されて試料３上に照射されると共に、走査コイ
ル（主偏向系）４によシ試料３上で走査される。走査コ
イル４け、実際にはビームをＸ方向（紙面左右方向）に
偏向するＸ方向偏向コイルと、ビームをＹ方向に偏向す
るＹ方向偏向コイルとから構成されている。また、レン
ズ２の主面にはアパーチャ５が配置され、電子銃１とレ
ンズ２との間にはビームをＯＮ −ＯＦＦ’するだめの
ブランキング電極６が配置されている。・ ここまでの構成は通常の電子ビームアニール装置と同様
であシ、本実施例がこれと異なる点は前記レンズ２と走
査コイル４との間に２つの偏向器１θを設けたことにあ
る。すなわち、偏向器１０は第４図に示す如くＹ方向に
対向配置された一対のＹ方向補助偏向板１ノ及びＸ方向
に対向配置されたＸ方向補助偏向板１２から構盛されて
いる。Ｙ方向補助偏向板１ノは、２枚の平板１１ａ、Ｉ
ｌｂからなるもので、平行１１ ａ 、 ｌ １１）間
には高周波電圧が印加される。
これにより、ビームはＹ方向に高速往復偏向さ！、、袢
るものとなっている。唄、た−１Ｘ方向補助偏向−）１ １２ｂ間には一定の直流電圧が印加される。これにより
、ビームはＸ方向に一定偏向されるものとなっている。
るものとなっている。唄、た−１Ｘ方向補助偏向−）１ １２ｂ間には一定の直流電圧が印加される。これにより
、ビームはＸ方向に一定偏向されるものとなっている。
上記イ昔成の装置において、Ｙ方向補助偏向板１１に高
周波電圧を印加すると、イｔ、ｄ向板ＩＩによシ取子ビ
ームは第５１ス（、）に／′Ｉミすり（１くＹ方向に高
速偏向される。これと同時にＸ方向押ｉ助偏向板１２に
一定の直流電圧を印加すると、Ｙ方向位置にふ・けるＸ
方向電界の異なりにより、電子ビームは第５図（ｂ）に
示す如く外側部よシも中心部の方で大きな偏向を受ける
。その結果、ビームの形状は等制約に弓形となり、前記
第１図に示す如き形状が得られる。
周波電圧を印加すると、イｔ、ｄ向板ＩＩによシ取子ビ
ームは第５１ス（、）に／′Ｉミすり（１くＹ方向に高
速偏向される。これと同時にＸ方向押ｉ助偏向板１２に
一定の直流電圧を印加すると、Ｙ方向位置にふ・けるＸ
方向電界の異なりにより、電子ビームは第５図（ｂ）に
示す如く外側部よシも中心部の方で大きな偏向を受ける
。その結果、ビームの形状は等制約に弓形となり、前記
第１図に示す如き形状が得られる。
本発明者等の実験によ１１に、偏向板１ノに印加する高
周波電圧として周波数１ ［ＭＩ（ｚ〕、波高値２００
［Ｖ］の３角波を選ひ、偏向板１２に印加する直流電
圧を３０ ＣＶＩに固定したところ。
周波電圧として周波数１ ［ＭＩ（ｚ〕、波高値２００
［Ｖ］の３角波を選ひ、偏向板１２に印加する直流電
圧を３０ ＣＶＩに固定したところ。
電子ビームの加速電圧は］、 Ｑ ［ｌｃＶ］ 、ビー
ム′屯流は４．３ ［ｍＡ］であった。
ム′屯流は４．３ ［ｍＡ］であった。
また、上記形成された弓形の’４子ビームを用い、Ｘ方
向走査速度５ Ｃｐ、＋ｍ／ｓ ｅ ｃ ］で多結晶シ
リコン層の単結晶化実験を行っグこ。試料は、厚さ１〔
μｍ〕の２酸化シリコン膜土にＣＶＤ法を刀ノいて厚さ
０．６〔μｍ〕の多結晶シリコン膜を堆積したものであ
る。
向走査速度５ Ｃｐ、＋ｍ／ｓ ｅ ｃ ］で多結晶シ
リコン層の単結晶化実験を行っグこ。試料は、厚さ１〔
μｍ〕の２酸化シリコン膜土にＣＶＤ法を刀ノいて厚さ
０．６〔μｍ〕の多結晶シリコン膜を堆積したものであ
る。
その結果、アニール後のシリコン層には幅約３．５〔μ
ｍ〕、畏さ１５ 〔ｒｎｍ〕の単結晶領域の成長が確認
された。この実験からも、弓形ＶＣ整形した電子ビーム
によるアニールの有用性が明らかである。
ｍ〕、畏さ１５ 〔ｒｎｍ〕の単結晶領域の成長が確認
された。この実験からも、弓形ＶＣ整形した電子ビーム
によるアニールの有用性が明らかである。
このよ５に本装置によれば、Ｙ方向補助偏向板１１及び
Ｘ方向補助偏向板１２の作用により弓形形状の電子ビー
ムを形成することができ。
Ｘ方向補助偏向板１２の作用により弓形形状の電子ビー
ムを形成することができ。
このビームの走査によシシリコン總：の単結晶化を効果
的に行うことができる。まだ、アパーチャマスク等を用
いてビームを整形するものと異なり、ビーム全体を利用
しているので、アニール効率が高い管の利点がある。さ
らに、弓形ビームの曲ｚ、： ＋′Ｊ：、偏向板１２を
構成する板１／ｌ−ニア２ａ。
的に行うことができる。まだ、アパーチャマスク等を用
いてビームを整形するものと異なり、ビーム全体を利用
しているので、アニール効率が高い管の利点がある。さ
らに、弓形ビームの曲ｚ、： ＋′Ｊ：、偏向板１２を
構成する板１／ｌ−ニア２ａ。
１２ｂの曲率により容易に制御することができる。
ってもよい。址ブこ、必ずしも２枚の板体１２ａ。
１２ｂを湾曲させる必要は力、く、第６図（ｂ）に示す
如く一方の板体１２ａのみをｈ曲さぜ／こもので、！う
ってもよい。さらに、より急峻なビーム形状を得る場合
゛、第６図（ｃ）に示す如く板体１２ａ盆ｒ＜Ｊ の字
形に屈曲させたものとすればよい。
如く一方の板体１２ａのみをｈ曲さぜ／こもので、！う
ってもよい。さらに、より急峻なビーム形状を得る場合
゛、第６図（ｃ）に示す如く板体１２ａ盆ｒ＜Ｊ の字
形に屈曲させたものとすればよい。
丑た、Ｙ方向補助偏向板１１に印加する高周波電圧とし
て、３角波の代りに正弦波や矩形波にＣＲ時定数を加え
てな壕らせたもの等を用い。
て、３角波の代りに正弦波や矩形波にＣＲ時定数を加え
てな壕らせたもの等を用い。
中心部と周辺部との温度分布を制御することができる。
第７図は正弦波を用いた場合のビーム投影面上でのシリ
コン層の溶融状態を模式的に示したものである。この場
合、周辺部での加熱効果が中心部のそれよりも大きくな
り、結晶成長により好ましいものとなる。また、Ｙ方向
及びＸ方向の補助偏向板１１．１２を配置する位置とし
て、前記第１図中破綜に示す如くレンズ
コン層の溶融状態を模式的に示したものである。この場
合、周辺部での加熱効果が中心部のそれよりも大きくな
り、結晶成長により好ましいものとなる。また、Ｙ方向
及びＸ方向の補助偏向板１１．１２を配置する位置とし
て、前記第１図中破綜に示す如くレンズ
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の詳細な説明するためのもの
で第１図は弓形ビームによるアニール工程を示す模式図
％第２図は弓形ビーム照射−ル装置を示す概略構成図、
第４図は上記装置の要部構成を示す斜視図、第５図は上
記装置の作用を説明するための換弐図、第６図及び第７
図はそれぞれ変形例を説明するための模式図である。 １・・・電子ＡＬ 、？・・・対物レンズ（レンズ系）
、３・・・試料、４・・・走置コイルＣ主偏向系）、１
１−Ｙ方向補助偏向板、１１ａ、１１ｂ、１２ａ。 １２ｂ・・・板体、１２・・・Ｘ方向補助制向板。 出願人 工業技術院長用田裕部 第１図 第２１７ ウニへ迭泊１配置 第 ３ 図 第４図 第６図 （ａ） （ｂ） 第７図
で第１図は弓形ビームによるアニール工程を示す模式図
％第２図は弓形ビーム照射−ル装置を示す概略構成図、
第４図は上記装置の要部構成を示す斜視図、第５図は上
記装置の作用を説明するための換弐図、第６図及び第７
図はそれぞれ変形例を説明するための模式図である。 １・・・電子ＡＬ 、？・・・対物レンズ（レンズ系）
、３・・・試料、４・・・走置コイルＣ主偏向系）、１
１−Ｙ方向補助偏向板、１１ａ、１１ｂ、１２ａ。 １２ｂ・・・板体、１２・・・Ｘ方向補助制向板。 出願人 工業技術院長用田裕部 第１図 第２１７ ウニへ迭泊１配置 第 ３ 図 第４図 第６図 （ａ） （ｂ） 第７図
Claims (1)
- ′方向補助偏向板と、所定の直流電圧が印加され上記ビ
ームをＸ方向に一定偏向するＸ方向補助゛徊向板とを具
備し、上記Ｘ方向補助偏向板はその少なくとも一方が光
軸と直交する面における断面で弓形形状をなすものであ
ることを特徴とする電子ビームアニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16203683A JPS6054154A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16203683A JPS6054154A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054154A true JPS6054154A (ja) | 1985-03-28 |
| JPH0132628B2 JPH0132628B2 (ja) | 1989-07-07 |
Family
ID=15746857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16203683A Granted JPS6054154A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054154A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531813U (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-27 | 豊和工業株式会社 | 偏心チヤツク |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP16203683A patent/JPS6054154A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531813U (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-27 | 豊和工業株式会社 | 偏心チヤツク |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0132628B2 (ja) | 1989-07-07 |
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