TW486716B - Electron beam processing device - Google Patents

Description

486716 A7 B7 五、發明説明C| ) 【發明所屬之技術領域】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本發明係關於以電子束對處理物加以照射，並進行各 種處理的電子束處理裝置，例如：關於晶圓上稱作S〇G (Spin On Glass )的半導體裝置上的層間絕緣膜的硬化與 其他處理物的薄膜形成的電子束處理裝置。 【先前技術】 第1 0圖顯示了先前技術的電子束處理裝置之一例。 電子束發射管1連接著圖中並未顯示的高壓電源，以 電子束照射在置於處理室2內部的處理物6。電子束發射 管1具有蓋部3與窗部4，蓋部3是以覆蓋住電子束發射 管1的開口之方式來加以設置，例如：由矽元素來加以作 成的。蓋部3具有讓電子束通過的開口部3 1 ，而電子束 是從電子束發射管1朝向處理室2內部發射出。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 爲了能夠讓電子束通過，覆蓋住開口部3 1的窗部4 是由複數個開口所組成。如此的窗部4，例如：由矽元素 所組成的窗部，是以數// m厚的薄膜來組成的。在此，電 子束發射管的照射部是由蓋部3與窗部4來形成的。 此外，處理物6是載置於加熱座5上面。 藉由這樣的電子束處理裝置，從電子束發射管1發射 出來，照射在處理物6的電子束能夠於短時間內以有效率 的方式來處理。此外，藉由加熱座5將處理物6加熱，亦 能達到更有效率的處理。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486716 A7 -------B7 五、發明説明（2 .) 【發明所欲解決之課題】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，先前的電子束處理裝置具有污染物質附著於窗 部4，以及窗部4高溫化的問題。 具體而言’若將電子束照射於做爲處理物的電阻等有 機膜上的話，從有機膜上會產生出揮發性的污染物質，此 污染物質會附著於電子束發射管1的照射部，尤其是窗部 4。若是這樣的污染物質附著於窗部4的話，窗部4會氧 化或碳化，其機械性強度變弱，並邁向毀損。 此外，若是污染物質附著於窗部4的話，將發生通過 窗部4之電子束的能量被污染物質吸收，使得窗部4溫度 上昇而變得更容易損壞的問題。 再者，雖然圖內沒有顯示，若是在進行處理之際提供 了氯氣（C 1 )，氟氣（F )等處理氣體的狀況時，構成 窗部4的矽元素將會被這些氣體腐蝕。由此，窗部4的機 械性強度將變弱並變得容易損壞。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •此外，伴隨著窗部4，蓋部3若一同被加熱的話，氣 體將從配置於電子束發射管1內的各種零件中釋出，例如 :從產生電子束所設置的金屬材料，.以及構成電子束發射 管外圍的玻璃體。氣體釋出後，電子束發射管1內的氣壓 變高，電子束發射管1內的各個零件之間發生放電，使得 電子束無法達到所需的能量輸出。 本發明的目的在於，鑑於上述的幾個問題點的發生’ 提供防止污染物質附著於顯露在電子束發射管的處理室內 部之照射部，尤其是窗部’並且能夠抑制照射部的溫度上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486716 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7五、發明説明（3 ) 升之電子束處理裝置。 【用以解決課題之手段】 爲了解決上述的課題，本發明採用以下的手段。 第1種手段：一種電子束處理裝置，係就具備有：將 電子束發射管的照射部配置於處理室內部並使其顯露出， 並對配置於處理室內的處理物以電子束加以照射之電子束 處理裝置，其特徵爲：上述的照射部是由具有可讓電子束 通過之開口部的蓋部，以及覆蓋住開口部並具有電子束透 適部之窗部所構成，再者，在此照射部之中，除了電子束 透過部之外的部分，均配置冷卻隔體並使其與透過部之外 的部分緊密接觸。 第2種手段其特徵爲：除了第1種手段之外，再加上 將冷卻氣體吹向上述窗部的手段。 第3種手段：一種電子束處理裝置，係就具備有：將 電子束發射管的照射部配置於處理室內部並使其顯露出， 並對載置於處理室內的處理物以電子束加以照射之電子束 處理裝置，.其特徵爲：於上述照射部的鄰近處設置將非活 性氣體吹向該照射部之非活性氣體吹出部以及此非活性氣 體的排出口。 第4種手段：一種電子束處理裝置’係就具備有：將 電子束發射管的照射部配置於處理室內部並使其顯露出， 並對載置於處理室內的處理物以電子束加以照射之電子束 處理裝置，其特徵爲：上述的處理室是由’收納了上述電 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐1 ""—" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 486716 A7 B7 五、發明説明Q ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 子束發射管的照射部並具有非活性氣體流入口的第1處理 室，以及收納了上述被載置的處理物並具有上述非活性氣 體的氣體排出口的第2處理室，以及具有上述電子束和上 述非活性氣體的開口部之上述第1處理室與上述第2處理 室之間的隔離板所構成的。 第5種手段其特徵爲：上述非活性氣體通過上述電子 束發射管的照射部附近之後，於其所到達之上述處理室內 部的下游，設置了讓處理上述處理物所需之處理氣體能夠 流入之氣體流入口。 【發明之實施形態】 首先，佐以第1圖至第3圖說明本發明之電子束處理 裝置之第1實施形態。 第1圖顯示本發明之電子束處理裝置之構成的正面剖 面圖，第2圖顯示電子束發射管的照射部附近之放大圖， 第3·圖顯示電子束發射管的底面圖。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 於這些圖當中，窗部4是由電子束透過部4 1與非透 過部4 2所形成的。爲了讓電子束通過，以薄膜形成的電 子束透過部4 1被設置了多數個。 在此，雖然如同上述所言是藉由蓋部3與窗部4來形 成照射物，.但是冷卻隔體7是以覆蓋電子束透過部4 1以 外的部分之方式與照射部接觸而加以設置。於冷卻隔體7 的內部，設置了讓水等等的冷卻用流體流動之冷卻管7 1 ，以及從冷卻隔體7外部導入非活性氣體等等的冷卻氣體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 7 _ 486716 A7 B7 五、發明説明（g ) ，並於窗部4附近將冷卻氣體吹出的冷卻管7 2。 於冷卻管7 2上設置了多數個小孔部7 2 1 ，由此將 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 冷卻氣體向窗部4吹出。冷卻氣體經由冷卻氣體流入管8 流入，經由冷卻氣體流出管9排出。 此外，與第1 〇圖所示之圖號相同者具有同樣的構成 。因此省略其說明。 在此實施例之電子束照射裝置中，藉由設置於冷卻隔 體7之冷卻管7 1 ，蓋部3以及窗部4，亦即照射部能夠 得到良好的冷卻效果。藉此，亦可防止蓋部3以及窗部4 之溫度上昇。 此外，在此實施例中，於窗部4附近，從多數個小孔 部7 2 1吹出的冷卻氣體吹向窗部4的表面。因此，不僅 可以更有效率的冷卻窗部4，亦可防止於處理室2產生之 污染物質附著於窗部4。 再者，雖然僅在電子束透過部4 1之一端設置一條冷 卻管7 2，但是亦可以以夾住透過部4 1的方式於另一端 追加設置另一條冷卻管。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，.關於本發明的其他實施例，佐以第4圖至第6 圖加以說明。 第4圖顯示本發明之電子束處理裝置之構成的正面剖 面圖，第5.圖顯示第4圖所示之電子束發射管1之照射部 附近的放大圖，第6圖顯示電子束處理裝置之構成的底面 圖。 此實施例與上述實施例不同的點在於與冷卻氣體有關 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) 7Τ] 486716 A7 B7 五、發明説明（e ) 之構造。冷卻隔體1 0具有冷卻管1 0 2 ，其特徵如下： 從外部導入非活性氣體等的冷卻氣體，並從顯露於冷卻隔 體1 0與蓋部3之間的開口部將冷卻氣體吹出。 在此，第5圖所示之位置a 、b對應於第6圖所示之 冷卻隔體1 0之虛線位置a'、b。 此外，與上述說明相同之圖號者具有同樣的構成，因 此省略其說明。 在此實施例中，在由冷卻隔體1 0與蓋部3與窗部4 所形成之空間部分當中，冷卻氣體從冷卻管1 0 2的開口 部釋出，能夠冷卻蓋部3以及窗部4。因此可以防止蓋部 3與窗部4的高溫化。 尙且，於上述實施例中，並不必然得於冷卻隔體1〇 之中設置冷卻管1 0 1 ，視情況亦可將之拆下。在這樣的 情況下，隔體1 0不再是冷卻隔體，而僅是做爲隔體發揮 其功效。此外，即使在這樣的情況下，可藉由冷卻氣體來 有效的防止污染物質附著於窗部，並且，亦可藉由冷卻氣 體來冷卻照射部。 第7圖顯示本發明之其他實施例的電子束處理裝置之 正面剖面圖。 於第7圖中，處理室2是由第1處理室與第2處理室 所構成的。於第1處理室2 1中，收納了電子束發射管1 之照射部的同時，還具有導入非活性氣體之氣體流入管 1 1。而在第2處理室2 2，收納了載置於處理座之處理 物的同時，還具有將包含非活性氣體在內的氣體排出的氣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ΐ衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486716 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____ B7五、發明説明（7 ) 體排出管9。. 並且，在第1處理室2 1與第2處理室2 2之間具有 將兩者區隔開的隔離板1 2。於此隔離板1 2中，具有可 讓電子束與非活性氣體通過的開口部1 2 1。 此外，本圖中與上述諸圖相同之圖號者具有同樣的構 成，因此省略其說明。 在此實施例的電子束照射裝置當中，從氣體流入管 1 1流入第1處理室2 1之非活性氣體，在流過電子束發 射管1的照射部，尤其是窗部4附近之後，與電子束照射 時所產生的污染物質等一同經由開口部1 2 1從氣體排出 管9排出。這是因爲處理室2維持在減壓後之一定的氣壓 狀態之下。 ’ 因此，可以防止電子束照射時所產生的污染物質附著 於窗部4之電~子束透過部4 1等等。 更進一步的，第8圖顯示本發明之其他實施例的電子 束處理裝置之正面剖面圖。 於該圖中，關於處理物6的電子束照射處理，是於處 理室2當中設置了供給包含氯（C 1 )、氟（F )等處理 氣體之處理氣體流入管1 3。 此外，本圖中與上述諸圖相同之圖號者具有同樣的構 成，因此省略其說明。 根據此實施例，從處理氣體流入管1 3流入處理室2 之處理氣體當中，剩餘的處理氣體是與電子束照射時所產 生的污染物質一同從氣體排出管9排出。其理由與上述相 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝. 訂 L# • 1Ί I J— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 486716 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（s ) 同，均是因爲處理室2維持在減壓後之一定的氣壓狀態之 下。並且，藉由非活性氣體之流向，可以防止處理氣體流 向電子束發射管1的照射部。因此，便可以有效防止因處 理氣體與窗部4接觸而引起腐蝕所導致之窗部4的機械性 強度變弱並進而毀損的問題。 ' 再者，第8圖所示之具有處理氣體流入管之構造，亦 適用於第7圖所示之備有第1處理室與第2處理室構造之 處理裝置，在此情形下當然能夠達成上述兩個實施例所說 明之作用效果。 第9圖顯示本發明之電子束處理裝置的其他實施例。 第9圖（a )顯示電子束處理裝置之構成之正面剖面 圖，第9圖（b )顯示了第9圖（a )所示之處理氣體供 給隔體的組成之平面圖。 於該圖中，第2處理室2 2具有處理氣體供給隔體 1 5。從此處理氣體供給隔體1 5當中，供給了對處理物 6的處理所需之包含氯（C1)、氟（F)等處理氣體。 並且，處理氣體供給隔體1 5具有處理氣體放出孔1 5 1 ，其設置於將處理氣體發射至處理物6的位置上。 此外，本圖中與上述諸圖相同之圖號者具有同樣的構 成，因此省略其說明。 在此實施例中，非活性氣體亦是與電子束照射時所產 生的污染物質等一同經由開口部1 2 1從排出管9向外排 出，可防止電子束照射時所產生的污染物質附著於窗部4 。因此，與上述實施例相同，可以有效防止因處理氣體所 — ^---7^^批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .JT— I 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐,) -11 - 486716 A7 B7 五、發明説明（9 ) 導致之窗部4的機械性強度變弱並進而毀損的問題。 在此貫施例之電子束處理裝置當中，雖是採取將電子 束發射管配置於處理室的上部，將處理物配置於下部的構 造，但並不見得一定要限定於如此形態。亦即，將電子束 發射管配置於處理室的一邊，將處理物配置於另一邊亦是 可行的。 【發明之效果】 如上所述，根據申請專利範圍之第1請求項所記載之 電子束照射裝置，因爲冷卻隔體是以接觸照射部的狀態來 配置，因此可以藉由冷卻隔體來冷卻照射部，並可防止照 射部的蓋部與窗部之溫度上昇。 其結果爲：可以抑制因照射部高溫化所導致之電子束 發射管管內的金屬材料與構成外圍的玻璃體之氣體釋出， 以及防止電子束發射管管內的異常放電等之發生。 此外，根據申請專利範圍之第2請求項所記載之電子 束照射裝置，因爲冷卻氣體被吹向窗部4，不僅可以有效 率的冷卻窗部，亦能防止在處理室內產生之污染物質、副 產物附著於窗部。並且，亦可防止因污染物質、副產物附 著，使得窗部發生氧化或碳化，其機械性強度變弱並進而 損壞的問題發生。 此外，根據申請專利範圍之第3請求項所記載之電子 束照射裝置，因爲非活性氣體是由氣體吹出部吹至電子束 發射管之照射部，因此可以防止電子束照射時所產生之污 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ 12 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 項再填{ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486716 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 染物質附著於照射部上，並可防止因污染物質的附著使得 照射部的部分發生氧化或碳化，進而防止其機械性強度變 弱並損壞的問題發生。 此外，根據申請專利範圍之第4請求項所記載之電子 束照射裝置，可以將電子束照射時所產生之污染物質隨著 非活性氣體的流向有效的排出，並可防止污染物質附著於 電子束發射管的照射部上。 此外，根據申請專利範圍之第5、6請求項所記載之 電子束照射裝置，因爲是將處理氣體灌入處理室的下游方 向’這些處理氣體會隨著電子束照射時所產生之污染物質 等一同由氣體排出口排出。因此，因處理氣體對照射部的 一部分所造成腐蝕等作用而使其機械性強度變弱並進而毀 損的問題可加以防止。 【圖面之簡單說明】 第1圖係顯示本發明之第1實施形態的電子束處理裝 置的構成之正面剖面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖係顯示第1圖所示之電子束發射管1的照射部 附近之擴大圖。 第3圖係顯示本發明之第1實施形態的電子束處理裝 置的構成之底面圖。 第4圖係顯示本發明之第2實施形態的電子束處理裝 置的構成之正面剖面圖。 第5斷係顯示第4圖所示之電子束發射管1的照射部 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐.) 486716 A7 _______B7 五、發明説明（H ) 附近之擴大圖。 第6圖係顯示本發明之第2實施形態的電子束處理裝 置的構成之底面圖。 第7圖係顯示本發明之第3實施形態的電子束處理裝 置的構成之正面剖面圖。 第8圖係顯示本發明之第4實施形態的電子束處理裝 置的構成之正面剖面圖。 第9圖係顯示本發明之第5實施形態的電子束處理裝 置的構成之正面剖面圖。 第1 〇圖係顯示先前技術之電子束處理裝置的構成之 正面剖面圖。 【圖號說明】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 電 子 束 發 射 管 2 處 理 室 2 1 上 部 處 理 室 2 2 下 部 處 理 室 3 蓋 部 3 1 開 P 部 4 窗 部 4 1 電 子 束 透 過 部 4 2 電 子 束 非 透 過部 5 處 理 座 6 處 理 物 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210父297公釐,) 486716 A7 B7五、發明説明（12 ) 7，1 0 非活性氣體供給隔體 7 1 ，1 0 1 非活性氣體噴出管 7 1 1 ，1〇1 1 噴出孔 8，1 1 氣體流入管 9 氣體排出管 12 隔離板 12 1 隔離板開口部 1 3，1 4 處理氣體流入管 15 處理氣體供給隔體 1 5 1 處理氣體放出孔 16 處理物支持部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐,) -15-

Claims (1)

1. 486716 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種電子束處理裝置，係就具備有：將電子束發 射管的照射部配置於處理室內部並使其顯露出，並對配置 於處理室內的處理物以電子束加以照射之電子束處理裝置 ，其特徵爲：上述的照射部是由具有可讓電子束通過之開 口部的蓋部，以及覆蓋住開口部並具有電子束透過部之窗 部所構成，再者，在此上述的照射部之中，除了透過部之 外的部分，均配置冷卻隔體並使其與透過部之外的部分緊 密接觸。 2 · —種電子束處理裝置，係採用如申請專利範圍第 1請求項之電子束處理裝置，其特徵爲：設置朝向上述窗 部吹出冷卻氣體之手段。 3 . —種電子束處理裝置，係就具備有：將電子束發 射管的照射部配置於處理室內部並使其顯露出，並對配置 於處理室內的處理物以電子束加以照射之電子束處理裝置 ，其特徵爲：於上述照射部的鄰近處設置將非活性氣體吹 向該照射部之非活性氣體吹出部以及此非活性氣體的排出 □。 4 · 一種電子束處理裝置，係就具備有：將電子束發 射管的照射部配置於處理室內部並使其顯露出，並對配置 於處理室內的處理物以電子束加以照射之電子束處理裝置 ，其特徵爲：上述的處理室是由，收納了上述電子束發射 管的照射部並具有非活性氣體流入口的第1處理室，以及 收納了上述處理物並具有上述非活性氣體的氣體排出口的 第2處理室，以及具有上述電子束和上述非活性氣體的開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉-16 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·-- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486716 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 口部之上述第1處理室與上述第2處理室之間的隔離板所 構成的。 5 ·如申請專利範圍第3項之電子束處理裝置，其中 ’上述非活性氣體通過上述電子束發射管的照射部附近之 後，於其所到達之上述處理室內部的下游，設置了 _處理 上述處理物所需之處理氣體能夠流入之氣體流入口。 6 ·如申請專利範圍第4項之電子束處理裝置，其中 ，上述非活性氣體通過上述電子束發射管的照射部附近之 後，於其所到達之上述處理室內部的下游，設置了讓處理 上述處理物所需之處理氣體能夠流入之氣體流入口。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I ·11 ·>1 ϋ ϋ ϋ >ϋ 一°JI n «^1 ·ϋ ϋ I— I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）