JPH0812771B2 - 電子ビーム処理装置 - Google Patents
電子ビーム処理装置Info
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- JPH0812771B2 JPH0812771B2 JP63056006A JP5600688A JPH0812771B2 JP H0812771 B2 JPH0812771 B2 JP H0812771B2 JP 63056006 A JP63056006 A JP 63056006A JP 5600688 A JP5600688 A JP 5600688A JP H0812771 B2 JPH0812771 B2 JP H0812771B2
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- Japan
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- electron beam
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- wave generator
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- processing apparatus
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
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処理装置に関し、特にSOI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
いる電子ビーム処理装置に関する。
半導体膜のアニールまたは機械部品の溶接、加工等に用
いる電子ビーム処理装置に関する。
［従来の技術］ 電子ビームを用いて半導体膜のアニールまたは機械部
品の溶接、加工等を行う場合、電子ビームを偏向器によ
り偏向させ、試料上を走査して処理する方法が通常用い
られている。この際に用いられる偏向波は単純なランプ
波である。
品の溶接、加工等を行う場合、電子ビームを偏向器によ
り偏向させ、試料上を走査して処理する方法が通常用い
られている。この際に用いられる偏向波は単純なランプ
波である。
［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の電子ビームの偏向器および電源を有し
た処理装置は、下記の課題を有する。すなわち、従来の
処理装置では単純なランプ波で偏向しているため、電子
ビームの走査方向に対する温度勾配を自由に変化させる
ことができない。ビームの走査速度を変化させることに
より、ある程度の温度勾配を変化させることは可能であ
るが、ビームのパワー密度を考慮すると、大きく走査速
度を変化することは困難である。一方、ランプ波をある
周波数で変調することによりビームの走査方向に対する
見かけ上の強度分布を変化させることは可能で、この方
法は温度勾配を制御するために優れた方法であるが、温
度勾配を自由に制御するにはかなり複雑な波形で変調し
なければならないという難点がある。
た処理装置は、下記の課題を有する。すなわち、従来の
処理装置では単純なランプ波で偏向しているため、電子
ビームの走査方向に対する温度勾配を自由に変化させる
ことができない。ビームの走査速度を変化させることに
より、ある程度の温度勾配を変化させることは可能であ
るが、ビームのパワー密度を考慮すると、大きく走査速
度を変化することは困難である。一方、ランプ波をある
周波数で変調することによりビームの走査方向に対する
見かけ上の強度分布を変化させることは可能で、この方
法は温度勾配を制御するために優れた方法であるが、温
度勾配を自由に制御するにはかなり複雑な波形で変調し
なければならないという難点がある。
本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、電
子ビームの走査方向に対する温度勾配を制御可能な電子
ビーム処理装置を提供することにある。
子ビームの走査方向に対する温度勾配を制御可能な電子
ビーム処理装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明において、上記の目的を達成し、課題を解決す
るための手段は、第１図に実施例を兼ねて基本的構成を
示す如く、電子ビームを偏向器５により偏向させ、試料
６上を走査して各種の処理を行う電子ビーム処理装置に
おいて、パルス長およびパルス高が可変の短パルスを発
生するパルス波発生器10と、電子ビームを試料６上で走
査させるランプ波発生器11と、前記パルス波発生器10お
よびランプ波発生器11の出力信号を混合して偏向器５に
印加する混合器12と、試料温度を計測する温度モニタ13
と、前記パルス波発生器10を制御する制御系14とを備え
た電子ビーム処理装置とするものである。
るための手段は、第１図に実施例を兼ねて基本的構成を
示す如く、電子ビームを偏向器５により偏向させ、試料
６上を走査して各種の処理を行う電子ビーム処理装置に
おいて、パルス長およびパルス高が可変の短パルスを発
生するパルス波発生器10と、電子ビームを試料６上で走
査させるランプ波発生器11と、前記パルス波発生器10お
よびランプ波発生器11の出力信号を混合して偏向器５に
印加する混合器12と、試料温度を計測する温度モニタ13
と、前記パルス波発生器10を制御する制御系14とを備え
た電子ビーム処理装置とするものである。
［作用］ 電子ビームの走査方向に、例えばガウス分布をもつ電
子ビームをこの走査方向と同一方向に高速で往復運動さ
せると、走査方向に対して見かけ上ガウス分布以外の分
布をもたせることができる。本発明は、基本的にこの原
理に基づいている。第２図は本発明の基本的原理を示す
説明図であり、図（ａ）は電子ビームを高速往復運動さ
せるためのパルス列の一周期を示し、後述する第１図の
パルス波発生器10より出力される。図（ｂ）は見かけ上
得られる強度分布を示し、図（ｃ）は図（ｂ）の電子ビ
ームにより試料上で実現される温度分布を示している。
図（ａ）のパルス列により電子ビームを往復運動させる
と、時間が存在確率（強度）に対応し、振幅が偏向量
（位置）に対応するので図（ｂ）に示す強度分布が得ら
れる。図（ａ）におけるA,B,C,Dは図（ｂ）におけるA,
B,C,Dにそれぞれ対応する。図（ｂ）に示したビーム強
度分布をもつビームで試料上を走査すると、熱拡散によ
り温度分布はなめらかになり、図（ｃ）の温度分布が試
料上で実現できる。B,C,Dの強度をパルス列を変化させ
ることにより変化させると、図（ｃ）におけるＧの部分
の温度勾配を自由に変化させることができる。
子ビームをこの走査方向と同一方向に高速で往復運動さ
せると、走査方向に対して見かけ上ガウス分布以外の分
布をもたせることができる。本発明は、基本的にこの原
理に基づいている。第２図は本発明の基本的原理を示す
説明図であり、図（ａ）は電子ビームを高速往復運動さ
せるためのパルス列の一周期を示し、後述する第１図の
パルス波発生器10より出力される。図（ｂ）は見かけ上
得られる強度分布を示し、図（ｃ）は図（ｂ）の電子ビ
ームにより試料上で実現される温度分布を示している。
図（ａ）のパルス列により電子ビームを往復運動させる
と、時間が存在確率（強度）に対応し、振幅が偏向量
（位置）に対応するので図（ｂ）に示す強度分布が得ら
れる。図（ａ）におけるA,B,C,Dは図（ｂ）におけるA,
B,C,Dにそれぞれ対応する。図（ｂ）に示したビーム強
度分布をもつビームで試料上を走査すると、熱拡散によ
り温度分布はなめらかになり、図（ｃ）の温度分布が試
料上で実現できる。B,C,Dの強度をパルス列を変化させ
ることにより変化させると、図（ｃ）におけるＧの部分
の温度勾配を自由に変化させることができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明を実施するための装置の構成図であ
る。同図において、カソード１からグリッド２を介して
出射された電子はアノード３によって加速され、電子レ
ンズ４によって収束され、試料６上に像を結ぶ。偏向電
極５には、パルス波発生器10およびランプ波発生器11の
出力を混合器12により加算した信号が印加される。この
際パルス波発生器10により出力されるパルス列の周期
を、例えば0.1μsecと充分に短くすると第２図に説明し
た原理により、走査方向に見かけ上複数のピークをもっ
たビーム強度となる。パルス波発生器10より出力される
パルス列のいずれかのパルス長を変化させると、そのパ
ルスに対応したピークの強度が変化する。また、パルス
高を変化させるとピークの位置が変化する。図中13は温
度モニタであり、試料６上の発光より試料の温度をモニ
タする。この温度信号はパルス制御系14に送られ、例え
ば再結晶化に最適な条件になるようにパルス列を制御し
て最適な温度分布を得る。
る。同図において、カソード１からグリッド２を介して
出射された電子はアノード３によって加速され、電子レ
ンズ４によって収束され、試料６上に像を結ぶ。偏向電
極５には、パルス波発生器10およびランプ波発生器11の
出力を混合器12により加算した信号が印加される。この
際パルス波発生器10により出力されるパルス列の周期
を、例えば0.1μsecと充分に短くすると第２図に説明し
た原理により、走査方向に見かけ上複数のピークをもっ
たビーム強度となる。パルス波発生器10より出力される
パルス列のいずれかのパルス長を変化させると、そのパ
ルスに対応したピークの強度が変化する。また、パルス
高を変化させるとピークの位置が変化する。図中13は温
度モニタであり、試料６上の発光より試料の温度をモニ
タする。この温度信号はパルス制御系14に送られ、例え
ば再結晶化に最適な条件になるようにパルス列を制御し
て最適な温度分布を得る。
本実施例の電子ビーム処理装置により実際にSOI膜の
アニールを行った。アニール条件として電子はビームの
加速電圧15kV、ビーム電流87mA、走査速度70cm/secと
し、ビーム形状は矩形断面で5mm×0.1mmであり、断面の
長手方向に走査する。また、見かけ上のビーム強度分布
は３つのピークを有し、ピーク高（強度）は最大値を10
0％として30％、10％とし、ピーク間の距離は0.05mmと
した。この条件はパルス列のパルス長を10:3:1とするこ
とにより実現できた。以上の条件によりSOI膜のアニー
ル処理を行った結果、試料上で最適な温度分布が得ら
れ、良好な結晶性のSOI膜が得られた。
アニールを行った。アニール条件として電子はビームの
加速電圧15kV、ビーム電流87mA、走査速度70cm/secと
し、ビーム形状は矩形断面で5mm×0.1mmであり、断面の
長手方向に走査する。また、見かけ上のビーム強度分布
は３つのピークを有し、ピーク高（強度）は最大値を10
0％として30％、10％とし、ピーク間の距離は0.05mmと
した。この条件はパルス列のパルス長を10:3:1とするこ
とにより実現できた。以上の条件によりSOI膜のアニー
ル処理を行った結果、試料上で最適な温度分布が得ら
れ、良好な結晶性のSOI膜が得られた。
本実施例は半導体膜のアニールに関するものである
が、機械部品の溶接、加工等にももちろん応用可能であ
る。
が、機械部品の溶接、加工等にももちろん応用可能であ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電子ビーム処理装置に
よれば電子ビームの走査方向に対する試料上での温度勾
配を自由に制御でき、その結果、SOI膜等の半導体膜の
アニールあるいは機械部品の溶接、加工度の際に最適な
温度勾配を選択することができ、良質のSOI膜が得ら
れ、また機械部品の溶接強度、加工精度の向上につなが
る効果を奏する。
よれば電子ビームの走査方向に対する試料上での温度勾
配を自由に制御でき、その結果、SOI膜等の半導体膜の
アニールあるいは機械部品の溶接、加工度の際に最適な
温度勾配を選択することができ、良質のSOI膜が得ら
れ、また機械部品の溶接強度、加工精度の向上につなが
る効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明の
原理の説明図である。 １……カソード、２……グリッド ３……アノード、４……電子レンズ ５……偏向電極、６……試料 ７……加熱電源、８……バイアス電源 ９……加速電源、10……パルス波発生器 11……ランプ波発生器、12……混合器 13……温度モニタ、14……パルス制御系
原理の説明図である。 １……カソード、２……グリッド ３……アノード、４……電子レンズ ５……偏向電極、６……試料 ７……加熱電源、８……バイアス電源 ９……加速電源、10……パルス波発生器 11……ランプ波発生器、12……混合器 13……温度モニタ、14……パルス制御系
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビームを偏向器により偏向させ、試料
上を走査して各種の処理を行う電子ビーム処理装置にお
いて、パルス長およびパルス高が可変の短パルスを発生
するパルス波発生器と、電子ビームを試料上で走査させ
るランプ波発生器と、前記パルス波発生器およびランプ
波発生器の出力信号を混合して偏向器に印加する混合器
と、試料温度を計測する温度モニタと、前記パルス波発
生器を制御する制御系とを備えたことを特徴とする電子
ビーム処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63056006A JPH0812771B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 電子ビーム処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63056006A JPH0812771B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 電子ビーム処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01231252A JPH01231252A (ja) | 1989-09-14 |
| JPH0812771B2 true JPH0812771B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=13014968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63056006A Expired - Lifetime JPH0812771B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 電子ビーム処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812771B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9017590B2 (en) | 2004-10-07 | 2015-04-28 | Biomet Manufacturing, Llc | Solid state deformation processing of crosslinked high molecular weight polymeric materials |
| US9586370B2 (en) | 2013-08-15 | 2017-03-07 | Biomet Manufacturing, Llc | Method for making ultra high molecular weight polyethylene |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4595652B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 電子ビーム溶接方法 |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63056006A patent/JPH0812771B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9017590B2 (en) | 2004-10-07 | 2015-04-28 | Biomet Manufacturing, Llc | Solid state deformation processing of crosslinked high molecular weight polymeric materials |
| US9586370B2 (en) | 2013-08-15 | 2017-03-07 | Biomet Manufacturing, Llc | Method for making ultra high molecular weight polyethylene |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01231252A (ja) | 1989-09-14 |
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