JP2001203168A - 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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- JP2001203168A JP2001203168A JP2000012477A JP2000012477A JP2001203168A JP 2001203168 A JP2001203168 A JP 2001203168A JP 2000012477 A JP2000012477 A JP 2000012477A JP 2000012477 A JP2000012477 A JP 2000012477A JP 2001203168 A JP2001203168 A JP 2001203168A
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- electron beam
- gas
- processing chamber
- processing
- processing apparatus
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビームによるエネルギーを有効に利用し
て処理対象の処理すべき面に電子ビームを同時に一括し
て照射すること。 【解決手段】 処理室24内にガラス基板60を配置す
るとともにガス源56からガス調整器16、ガス導入口
52を介してガスを導入し、加速電極36と引出電極3
8とに加速電圧調整器14から電圧を印加して電子ビー
ム源10で発生した電子ビームを加速しながら引き出
し、この電子ビーム44を隔壁20の微小開口48を介
して処理室24内に導入し、電離プラズマを含む電子雲
72を形成するとともに、電子ビーム44をガラス基板
60上のアモルファス・シリコン薄膜74に照射して、
薄膜74に対するアニール処理を施す。
て処理対象の処理すべき面に電子ビームを同時に一括し
て照射すること。 【解決手段】 処理室24内にガラス基板60を配置す
るとともにガス源56からガス調整器16、ガス導入口
52を介してガスを導入し、加速電極36と引出電極3
8とに加速電圧調整器14から電圧を印加して電子ビー
ム源10で発生した電子ビームを加速しながら引き出
し、この電子ビーム44を隔壁20の微小開口48を介
して処理室24内に導入し、電離プラズマを含む電子雲
72を形成するとともに、電子ビーム44をガラス基板
60上のアモルファス・シリコン薄膜74に照射して、
薄膜74に対するアニール処理を施す。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム処理装
置に係り、特に、エネルギービームとして電子ビームを
用い、この電子ビームを処理対象に照射することによ
り、処理対象の表面状態を改質・改変するに好適な電子
ビーム処理装置に関する。
置に係り、特に、エネルギービームとして電子ビームを
用い、この電子ビームを処理対象に照射することによ
り、処理対象の表面状態を改質・改変するに好適な電子
ビーム処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】処理対象となる固体の被照射物にエネル
ギービームを照射し、被照射物の表面状態を改質するも
のとして、例えば、表面にアモルファス・シリコン薄膜
を成膜した液晶表示装置(LCD:Liquid Cr
ystal Display)用ガラス基板にレーザビ
ームを照射し、ガラス基板表面の薄膜を多結晶化(ポリ
シリコン化)する技術が知られている。この技術におい
ては、レーザとして、通常、波長308nmの紫外線レ
ーザであるエキシマレーザが用いられ、照射面における
ビーム強度が200mJ/cm2〜400mJ/cm2
程度に調整されたレーザビームをアモルファス・シリコ
ン薄膜に照射する方法が採用されている。この方法によ
れば、アモルファス・シリコン薄膜が高速(レーザビー
ムのパルス幅:20ns〜100ns程度に対応した速
度)で溶融し、その後、冷却・固化する際に多結晶化す
る。このようにして形成された多結晶シリコン薄膜によ
れば、アモルファス・シリコン薄膜に比べて2桁以上も
大きな電子移動度〔約20〜100cm2/(V・
s)〕が得られ、高速スイッチング動作が可能な薄膜ト
ランジスタ(TFT:Thin Film Trans
istor)を形成することができる。すなわち、高精
細・大画面のTFT−LCDを製作することが可能とさ
れている。さらに、従来技術によれば、400℃〜50
0℃程度の低温で処理が可能なことから、基板のガラス
材料に高価な石英ガラスを使う必要がなく、低コストで
大画面のTFT−LCDを製作することができる。
ギービームを照射し、被照射物の表面状態を改質するも
のとして、例えば、表面にアモルファス・シリコン薄膜
を成膜した液晶表示装置(LCD:Liquid Cr
ystal Display)用ガラス基板にレーザビ
ームを照射し、ガラス基板表面の薄膜を多結晶化(ポリ
シリコン化)する技術が知られている。この技術におい
ては、レーザとして、通常、波長308nmの紫外線レ
ーザであるエキシマレーザが用いられ、照射面における
ビーム強度が200mJ/cm2〜400mJ/cm2
程度に調整されたレーザビームをアモルファス・シリコ
ン薄膜に照射する方法が採用されている。この方法によ
れば、アモルファス・シリコン薄膜が高速(レーザビー
ムのパルス幅:20ns〜100ns程度に対応した速
度)で溶融し、その後、冷却・固化する際に多結晶化す
る。このようにして形成された多結晶シリコン薄膜によ
れば、アモルファス・シリコン薄膜に比べて2桁以上も
大きな電子移動度〔約20〜100cm2/(V・
s)〕が得られ、高速スイッチング動作が可能な薄膜ト
ランジスタ(TFT:Thin Film Trans
istor)を形成することができる。すなわち、高精
細・大画面のTFT−LCDを製作することが可能とさ
れている。さらに、従来技術によれば、400℃〜50
0℃程度の低温で処理が可能なことから、基板のガラス
材料に高価な石英ガラスを使う必要がなく、低コストで
大画面のTFT−LCDを製作することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、LCD
用ガラス基板などの固体の被照射物にエネルギービーム
を照射するエネルギービーム源として、原理的にパルス
動作しかできないエキシマレーザを用いている。従来の
エキシマレーザの出力は、最大のものでも実用上、パル
スあたりの出力が800mJ、1秒あたりの繰り返しパ
ルス数が250Hz程度である。すなわち、最大のもの
でも平均の出力は200W程度である。しかも、1ショ
ットのパルスで処理できる面積は上述の所要ビーム強度
から求めると2cm2〜4cm2となる。さらに、照射
面でのビーム強度を均一にするための光学系による損失
(例えば、約50%)を考慮すると、パルスあたりの処
理面積は1cm2〜2cm2となる。したがって、大面
積の基板、例えば、全表面積が30cm×40cm=1
200cm2の基板の全面を処理するためには、パルス
ごとに照射位置をずらしながら(走査しながら)、繰り
返しパルスのビームを照射する必要がある。
用ガラス基板などの固体の被照射物にエネルギービーム
を照射するエネルギービーム源として、原理的にパルス
動作しかできないエキシマレーザを用いている。従来の
エキシマレーザの出力は、最大のものでも実用上、パル
スあたりの出力が800mJ、1秒あたりの繰り返しパ
ルス数が250Hz程度である。すなわち、最大のもの
でも平均の出力は200W程度である。しかも、1ショ
ットのパルスで処理できる面積は上述の所要ビーム強度
から求めると2cm2〜4cm2となる。さらに、照射
面でのビーム強度を均一にするための光学系による損失
(例えば、約50%)を考慮すると、パルスあたりの処
理面積は1cm2〜2cm2となる。したがって、大面
積の基板、例えば、全表面積が30cm×40cm=1
200cm2の基板の全面を処理するためには、パルス
ごとに照射位置をずらしながら(走査しながら)、繰り
返しパルスのビームを照射する必要がある。
【0004】したがって、エキシマレーザを用いた方法
では、パルスごとに小面積の領域を溶融・固化したもの
を繋ぎあわせることになり、繋ぎ目で薄膜の物理的な特
性が不連続になり、基板全体としての特性にばらつきが
生じることがある。
では、パルスごとに小面積の領域を溶融・固化したもの
を繋ぎあわせることになり、繋ぎ目で薄膜の物理的な特
性が不連続になり、基板全体としての特性にばらつきが
生じることがある。
【0005】一方、固体の被照射物を溶融・固化するに
際して、例えば、特開平8−203824号公報、特開
平10−116787号公報、特開平11−30700
号公報および特開平11−214307号公報に記載さ
れているように、エネルギー源として電子ビームを用い
る方法を採用することもできる。しかし、真空中に固体
の被照射物を配置したのでは、絶縁物である被照射物の
表面に電子が帯電し、チャージ・アップに対する対策が
必要となる。さらに低い加速エネルギーで電子ビームを
固体の被照射物に照射しなければエネルギーが浪費され
ることになる。
際して、例えば、特開平8−203824号公報、特開
平10−116787号公報、特開平11−30700
号公報および特開平11−214307号公報に記載さ
れているように、エネルギー源として電子ビームを用い
る方法を採用することもできる。しかし、真空中に固体
の被照射物を配置したのでは、絶縁物である被照射物の
表面に電子が帯電し、チャージ・アップに対する対策が
必要となる。さらに低い加速エネルギーで電子ビームを
固体の被照射物に照射しなければエネルギーが浪費され
ることになる。
【0006】本発明の目的は、電子ビームによるエネル
ギーを有効に利用して処理対象の処理すべき面に電子ビ
ームを同時に一括して照射することができる電子ビーム
処理装置を提供することにある。
ギーを有効に利用して処理対象の処理すべき面に電子ビ
ームを同時に一括して照射することができる電子ビーム
処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、電子ビームを発生する電子ビーム源と、
電子ビームを照射するための処理対象を収納する処理室
と、前記電子ビーム源から電子ビームを加速しながら引
き出す電子ビーム加速手段と、前記処理室内にガス源か
らガスを導入するガス導入手段と、前記電子ビーム加速
手段により引き出された電子ビームを前記処理室内のガ
ス雰囲気中に導入する電子ビーム導入手段とを備え、前
記処理室内のガス雰囲気のうち前記処理対象の処理すべ
き面を含む領域に前記電子ビーム導入手段により導入さ
れた電子ビームにより電離プラズマを含む電子雲が形成
され、前記電子ビーム加速手段は、前記処理室内に導入
された電子ビームが前記処理室内のガスを透過して前記
処理対象に浸透するレベルに電子ビームの加速エネルギ
ーを調整してなる電子ビーム処理装置を構成したもので
ある。
に、本発明は、電子ビームを発生する電子ビーム源と、
電子ビームを照射するための処理対象を収納する処理室
と、前記電子ビーム源から電子ビームを加速しながら引
き出す電子ビーム加速手段と、前記処理室内にガス源か
らガスを導入するガス導入手段と、前記電子ビーム加速
手段により引き出された電子ビームを前記処理室内のガ
ス雰囲気中に導入する電子ビーム導入手段とを備え、前
記処理室内のガス雰囲気のうち前記処理対象の処理すべ
き面を含む領域に前記電子ビーム導入手段により導入さ
れた電子ビームにより電離プラズマを含む電子雲が形成
され、前記電子ビーム加速手段は、前記処理室内に導入
された電子ビームが前記処理室内のガスを透過して前記
処理対象に浸透するレベルに電子ビームの加速エネルギ
ーを調整してなる電子ビーム処理装置を構成したもので
ある。
【0008】前記電子ビーム処理装置を構成するに際し
ては、前記電子ビーム加速手段の代わりに、電子ビーム
源と処理室とを結ぶ電子ビーム伝送路を形成する減圧室
に配置されて前記電子ビーム源から電子ビームを加速し
ながら引き出す電子ビーム加速手段を設けるとともに、
前記電子ビーム導入手段の代わりに、前記処理室と前記
減圧室との境界を形成する隔壁の領域のうち前記処理対
象を臨む領域に形成されて電子ビーム加速手段により引
き出された電子ビームを前記処理室内のガス雰囲気中に
導入する複数の開口を設け、処理室内のガス雰囲気のう
ち前記処理対象の処理すべき面を含む領域に前記複数の
開口から導入された電子ビームにより電離プラズマを含
む電子雲が形成されるようにすることもできる。
ては、前記電子ビーム加速手段の代わりに、電子ビーム
源と処理室とを結ぶ電子ビーム伝送路を形成する減圧室
に配置されて前記電子ビーム源から電子ビームを加速し
ながら引き出す電子ビーム加速手段を設けるとともに、
前記電子ビーム導入手段の代わりに、前記処理室と前記
減圧室との境界を形成する隔壁の領域のうち前記処理対
象を臨む領域に形成されて電子ビーム加速手段により引
き出された電子ビームを前記処理室内のガス雰囲気中に
導入する複数の開口を設け、処理室内のガス雰囲気のう
ち前記処理対象の処理すべき面を含む領域に前記複数の
開口から導入された電子ビームにより電離プラズマを含
む電子雲が形成されるようにすることもできる。
【0009】前記各電子ビーム処理装置を構成するに際
しては、以下の要素を付加することができる。
しては、以下の要素を付加することができる。
【0010】(1)前記処理対象を保持する保持手段
と、前記処理対象に対する電子ビームの浸透深さが変化
する方向に前記保持手段の位置を調整する位置調整手段
とを備えてなる。
と、前記処理対象に対する電子ビームの浸透深さが変化
する方向に前記保持手段の位置を調整する位置調整手段
とを備えてなる。
【0011】(2)前記ガス導入手段は、前記処理室内
に導入するガスの圧力を調整するガス調整手段を有し、
前記ガス調整手段は、前記処理室内の雰囲気ガスの圧力
を100Torr以下に調整してなる。
に導入するガスの圧力を調整するガス調整手段を有し、
前記ガス調整手段は、前記処理室内の雰囲気ガスの圧力
を100Torr以下に調整してなる。
【0012】(3)前記電子ビーム加速手段は、前記処
理室内に入射される電子ビームの処理室入射端における
加速エネルギーを50keV以下に調整してなる。
理室内に入射される電子ビームの処理室入射端における
加速エネルギーを50keV以下に調整してなる。
【0013】(4)前記処理対象は、表面にアモルファ
ス・シリコン薄膜を成膜した液晶表示装置用ガラス基板
であり、前記処理室内に導入された電子ビームは前記ア
モルファス・シリコン薄膜を照射してなる。
ス・シリコン薄膜を成膜した液晶表示装置用ガラス基板
であり、前記処理室内に導入された電子ビームは前記ア
モルファス・シリコン薄膜を照射してなる。
【0014】(5)前記電子ビーム加速手段は、前記電
子ビームの加速エネルギーのレベルを前記電子ビームが
前記液晶表示装置用ガラス基板表面のアモルファス・シ
リコン薄膜を透過する程度に調整してなる。
子ビームの加速エネルギーのレベルを前記電子ビームが
前記液晶表示装置用ガラス基板表面のアモルファス・シ
リコン薄膜を透過する程度に調整してなる。
【0015】(6)前記電子ビームの照射領域は、前記
液晶表示装置用ガラス基板の全面に対応し、前記液晶表
示装置用ガラス基板の全面に前記電子ビームが同時に照
射されてなる。
液晶表示装置用ガラス基板の全面に対応し、前記液晶表
示装置用ガラス基板の全面に前記電子ビームが同時に照
射されてなる。
【0016】(7)前記電子ビームの照射領域は、前記
液晶表示装置用ガラス基板の特定の領域に対応し、前記
液晶表示装置用ガラス基板の特定の領域に前記電子ビー
ムが同時に照射されてなる。
液晶表示装置用ガラス基板の特定の領域に対応し、前記
液晶表示装置用ガラス基板の特定の領域に前記電子ビー
ムが同時に照射されてなる。
【0017】(8)前記電子ビーム源は、電子ビーム電
流を時間的に制御するビーム電流調整手段を有し、前記
ビーム電流調整手段は、電子ビームの照射開始、照射終
了、照射時間、照射時間内におけるビーム電流の時間変
化波形を制御してなる。
流を時間的に制御するビーム電流調整手段を有し、前記
ビーム電流調整手段は、電子ビームの照射開始、照射終
了、照射時間、照射時間内におけるビーム電流の時間変
化波形を制御してなる。
【0018】(9)前記ガス導入手段は、ガス源から不
活性ガスを導入してなる。
活性ガスを導入してなる。
【0019】(10)前記ガス導入手段は、ガス源から
ヘリウム、水素のいずれかのガスを導入してなる。
ヘリウム、水素のいずれかのガスを導入してなる。
【0020】(11)前記ガス導入手段は、ガス源から
クリプトン、キセノンのいずれかのガスを導入してな
る。
クリプトン、キセノンのいずれかのガスを導入してな
る。
【0021】(12)前記ガス導入手段は、ガス源から
酸素、窒素、シランのいずれかの反応性ガスを導入して
なる。
酸素、窒素、シランのいずれかの反応性ガスを導入して
なる。
【0022】(13)前記ガス導入手段により導入され
た反応性ガスにより前記処理対象に対して成膜およびア
ニール処理を施してなる。
た反応性ガスにより前記処理対象に対して成膜およびア
ニール処理を施してなる。
【0023】前記した手段によれば、エネルギー源とし
て電子ビームを用い、電子ビーム源から電子ビームを加
速しながら引き出し、引き出された電子ビームを処理室
内のガス雰囲気中に導入し、処理室内のガス雰囲気のう
ち処理対象の処理すべき面を含む領域に電離プラズマを
含む電子雲を形成し、処理室内に導入する電子ビームの
加速エネルギーを、処理室内の導入された電子ビームが
処理室内のガスを透過して処理対象に浸透するレベルに
調整するようにしたため、電子ビームによるエネルギー
を有効に利用して処理対象の処理すべき面に電子ビーム
を同時に一括して照射することができる。さらに、ガス
雰囲気中に電子ビームを導入し、導入する電子ビームの
加速エネルギーを、電子ビームが処理室内のガスを透過
して処理対象に浸透するレベルに調整しているため、チ
ャージアップを抑制することができるとともに低加速エ
ネルギーによって電子ビームを処理対象に照射すること
ができる。
て電子ビームを用い、電子ビーム源から電子ビームを加
速しながら引き出し、引き出された電子ビームを処理室
内のガス雰囲気中に導入し、処理室内のガス雰囲気のう
ち処理対象の処理すべき面を含む領域に電離プラズマを
含む電子雲を形成し、処理室内に導入する電子ビームの
加速エネルギーを、処理室内の導入された電子ビームが
処理室内のガスを透過して処理対象に浸透するレベルに
調整するようにしたため、電子ビームによるエネルギー
を有効に利用して処理対象の処理すべき面に電子ビーム
を同時に一括して照射することができる。さらに、ガス
雰囲気中に電子ビームを導入し、導入する電子ビームの
加速エネルギーを、電子ビームが処理室内のガスを透過
して処理対象に浸透するレベルに調整しているため、チ
ャージアップを抑制することができるとともに低加速エ
ネルギーによって電子ビームを処理対象に照射すること
ができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示
す縦断面図である。図1において、電子ビーム処理装置
は、電子ビーム源10、ハウジング12、加速電圧調整
器14、ガス調整器16、ホルダ位置調整器18などを
備えて構成されており、電子ビーム源10の底部側がハ
ウジング12の上部側に固定され、ハウジング12は、
隔壁20を境として、減圧室22と処理室24とに分割
されている。
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示
す縦断面図である。図1において、電子ビーム処理装置
は、電子ビーム源10、ハウジング12、加速電圧調整
器14、ガス調整器16、ホルダ位置調整器18などを
備えて構成されており、電子ビーム源10の底部側がハ
ウジング12の上部側に固定され、ハウジング12は、
隔壁20を境として、減圧室22と処理室24とに分割
されている。
【0025】電子ビーム源10は、箱型の容器26を備
えており、容器26の側面外周および上部外周にはマグ
ネット28が配置され、上部壁面中央部にはガス導入口
30が形成され、上部壁面には絶縁物を介して複数のフ
ィラメント32が固定されている。各フィラメント32
はビーム電流調整器34に接続されている。そして容器
26内にガス導入口30から処理ガスが導入され、フィ
ラメント32から電子が発生すると、ガスと電子との衝
突に伴ってプラズマが生成され、かつプラズマの生成と
ともに電子ビームが発生するようになっている。この電
子ビームは、ビーム電流調整手段としてのビーム電流調
整器34の調整によって電子ビーム電流が時間的に制御
されるようになっている。例えば、電子ビームの照射開
始、照射終了、照射時間、照射時間内におけるビーム電
流の時間変化波形が制御されるようになっている。
えており、容器26の側面外周および上部外周にはマグ
ネット28が配置され、上部壁面中央部にはガス導入口
30が形成され、上部壁面には絶縁物を介して複数のフ
ィラメント32が固定されている。各フィラメント32
はビーム電流調整器34に接続されている。そして容器
26内にガス導入口30から処理ガスが導入され、フィ
ラメント32から電子が発生すると、ガスと電子との衝
突に伴ってプラズマが生成され、かつプラズマの生成と
ともに電子ビームが発生するようになっている。この電
子ビームは、ビーム電流調整手段としてのビーム電流調
整器34の調整によって電子ビーム電流が時間的に制御
されるようになっている。例えば、電子ビームの照射開
始、照射終了、照射時間、照射時間内におけるビーム電
流の時間変化波形が制御されるようになっている。
【0026】電子ビーム源10に隣接して設けられた減
圧室22には、加速電極36と引出電極38が一定の間
隔を保って配置されており、加速電極36、引出電極3
8には開口40、42が複数個形成されている。加速電
極36は加速電圧調整器14に接続されており、加速電
圧調整器14は加速電圧36と引出電極38とに加速電
圧を印加し、電子ビーム源10で発生した電子ビーム4
4を加速しながら引き出すようになっている。すなわ
ち、加速電極36、引出電極38、加速電圧調整器14
は電子ビーム源10から電子ビーム44を加速しながら
引き出す電子ビーム加速手段として構成されている。そ
して引き出された電子ビーム44は、加速電極36、引
出電極38の静電レンズ作用によってその径が絞られた
状態で、電子ビーム伝送路を形成する減圧室22内を伝
播するようになっている。さらに、電子ビーム44は、
引出電極38よりも隔壁20側に配置されたソレノイド
コイル46の磁界レンズ作用によってその径がさらに絞
られて隔壁20側に伝播し、隔壁20に設けられた複数
の微小開口48を通過するようになっている。このとき
電子ビーム44のビーム径は、加速電極36、引出電極
38の静電レンズ作用およびソレノイドコイル46の磁
界レンズ作用によって微小開口48の直径、例えば、1
mmの大きさになるように収束・調整されている。この
ため、複数の微小開口48を電子ビーム44が通過する
際、各電子ビーム44は隔壁20を無損失で通過するこ
とになる。そして電子ビーム44を加速するときの加速
エネルギーは50keV以下、例えば、10keVに調
整されている。なお、減圧室22は、排気口50が真空
ポンプを有する排気装置に接続されており、真空ポンプ
の作動により、減圧室22内が一定の真空度となるよう
に調整されている。
圧室22には、加速電極36と引出電極38が一定の間
隔を保って配置されており、加速電極36、引出電極3
8には開口40、42が複数個形成されている。加速電
極36は加速電圧調整器14に接続されており、加速電
圧調整器14は加速電圧36と引出電極38とに加速電
圧を印加し、電子ビーム源10で発生した電子ビーム4
4を加速しながら引き出すようになっている。すなわ
ち、加速電極36、引出電極38、加速電圧調整器14
は電子ビーム源10から電子ビーム44を加速しながら
引き出す電子ビーム加速手段として構成されている。そ
して引き出された電子ビーム44は、加速電極36、引
出電極38の静電レンズ作用によってその径が絞られた
状態で、電子ビーム伝送路を形成する減圧室22内を伝
播するようになっている。さらに、電子ビーム44は、
引出電極38よりも隔壁20側に配置されたソレノイド
コイル46の磁界レンズ作用によってその径がさらに絞
られて隔壁20側に伝播し、隔壁20に設けられた複数
の微小開口48を通過するようになっている。このとき
電子ビーム44のビーム径は、加速電極36、引出電極
38の静電レンズ作用およびソレノイドコイル46の磁
界レンズ作用によって微小開口48の直径、例えば、1
mmの大きさになるように収束・調整されている。この
ため、複数の微小開口48を電子ビーム44が通過する
際、各電子ビーム44は隔壁20を無損失で通過するこ
とになる。そして電子ビーム44を加速するときの加速
エネルギーは50keV以下、例えば、10keVに調
整されている。なお、減圧室22は、排気口50が真空
ポンプを有する排気装置に接続されており、真空ポンプ
の作動により、減圧室22内が一定の真空度となるよう
に調整されている。
【0027】ここで、本実施形態においては、電子ビー
ム44が各微小開口48以外の領域を透過するのを防止
するために、隔壁20として、厚みが10μm〜40μ
m程度で、Tiなどの金属箔を用いている。すなわち、
一般に、加速された電子が物質中に照射されると、電子
は物質を構成する電子・分子などと衝突・散乱を繰り返
しながらエネルギーを失い、物質のある深さDまで浸透
すると、ついには静止する。この電子がエネルギーを失
って静止する深さの目安は、通常、物質の密度ρ(g/
cm3)と浸透深さD(cm)との積に相当する量(m
g/cm2)で評価され、この量(単位密度当りの距
離)は飛程Rと呼ばれている。電子の飛程Rについての
実験式の1つとしてKatz−Penfordの式が知
られている。
ム44が各微小開口48以外の領域を透過するのを防止
するために、隔壁20として、厚みが10μm〜40μ
m程度で、Tiなどの金属箔を用いている。すなわち、
一般に、加速された電子が物質中に照射されると、電子
は物質を構成する電子・分子などと衝突・散乱を繰り返
しながらエネルギーを失い、物質のある深さDまで浸透
すると、ついには静止する。この電子がエネルギーを失
って静止する深さの目安は、通常、物質の密度ρ(g/
cm3)と浸透深さD(cm)との積に相当する量(m
g/cm2)で評価され、この量(単位密度当りの距
離)は飛程Rと呼ばれている。電子の飛程Rについての
実験式の1つとしてKatz−Penfordの式が知
られている。
【0028】この式による飛程R(mg/cm2)と電
子の加速エネルギーE(keV)との関係を図2および
図3に示す。
子の加速エネルギーE(keV)との関係を図2および
図3に示す。
【0029】ここで、加速エネルギーが10keV程度
の電子ビームを用いた場合、図3から、電子の飛程Rは
0.161mg/cm2となり、密度4.5g/cm3
のTi(チタン)における電子の浸透深さDは0.36
μmになる。このため、加速エネルギーが10keV程
度の電子ビーム44では、厚さ10μm〜40μmのT
iで構成された隔壁20を透過することはできない。ち
なみに、電子ビーム44の加速エネルギーが50keV
程度になると、Tiにおける電子の浸透深さDは8.8
μmまで増大するが10μm以上の厚さの隔壁20を透
過することはできない。
の電子ビームを用いた場合、図3から、電子の飛程Rは
0.161mg/cm2となり、密度4.5g/cm3
のTi(チタン)における電子の浸透深さDは0.36
μmになる。このため、加速エネルギーが10keV程
度の電子ビーム44では、厚さ10μm〜40μmのT
iで構成された隔壁20を透過することはできない。ち
なみに、電子ビーム44の加速エネルギーが50keV
程度になると、Tiにおける電子の浸透深さDは8.8
μmまで増大するが10μm以上の厚さの隔壁20を透
過することはできない。
【0030】一方、処理室24の側壁にはガス導入口5
2と排気口54とが相対向して形成されており、ガス導
入口52にはガス調整器16が接続され、ガス調整器1
6にはガス源56、58が接続され、排気口54には排
気装置(図示省略)が接続されている。ガス調整器16
は、ガス源56から、例えば、処理ガスとしてアルゴン
ガスを導入し、導入したアルゴンガスの圧力を100T
orr以下、例えば、10Torrに調整するガス調整
手段としての機能を有し、指定の圧力に調整されたアル
ゴンガスをガス導入口52から処理室54内に導入する
ようになっている。すなわち、ガス調整器16はガス導
入口52とともにガス導入手段を構成するようになって
いる。
2と排気口54とが相対向して形成されており、ガス導
入口52にはガス調整器16が接続され、ガス調整器1
6にはガス源56、58が接続され、排気口54には排
気装置(図示省略)が接続されている。ガス調整器16
は、ガス源56から、例えば、処理ガスとしてアルゴン
ガスを導入し、導入したアルゴンガスの圧力を100T
orr以下、例えば、10Torrに調整するガス調整
手段としての機能を有し、指定の圧力に調整されたアル
ゴンガスをガス導入口52から処理室54内に導入する
ようになっている。すなわち、ガス調整器16はガス導
入口52とともにガス導入手段を構成するようになって
いる。
【0031】アルゴンガスが導入された処理室24内に
は、複数の微小開口48に相対向して、処理対象であっ
て被照射物になるLCD用ガラス基板60が配置されて
いる。このガラス基板60は、例えば、縦30cm、横
40cm、板厚1mmの大きさのもので構成され、保持
手段としての基板ホルダ62に保持されている。基板ホ
ルダ62は、その表面がガラス基板60よりも大きい長
方形形状に形成されており、基板ホルダ62の底部側が
ホルダ位置調整器18の伸縮機構部64を介してベース
66上に固定されている。伸縮機構部64はロッド68
を介して操作部70に接続されており、操作部70から
の操作力がロッド68から伸縮機構部62に伝達される
と、伸縮機構部64が垂直方向に伸縮し、ガラス基板6
0と隔壁20との距離dを調整するようになっている。
すなわち、ホルダ位置調整器18は、ガラス基板60に
対する電子ビームの浸透深さが変化する方向に基板ホル
ダ62の位置を調整する位置調整手段として構成されて
いる。
は、複数の微小開口48に相対向して、処理対象であっ
て被照射物になるLCD用ガラス基板60が配置されて
いる。このガラス基板60は、例えば、縦30cm、横
40cm、板厚1mmの大きさのもので構成され、保持
手段としての基板ホルダ62に保持されている。基板ホ
ルダ62は、その表面がガラス基板60よりも大きい長
方形形状に形成されており、基板ホルダ62の底部側が
ホルダ位置調整器18の伸縮機構部64を介してベース
66上に固定されている。伸縮機構部64はロッド68
を介して操作部70に接続されており、操作部70から
の操作力がロッド68から伸縮機構部62に伝達される
と、伸縮機構部64が垂直方向に伸縮し、ガラス基板6
0と隔壁20との距離dを調整するようになっている。
すなわち、ホルダ位置調整器18は、ガラス基板60に
対する電子ビームの浸透深さが変化する方向に基板ホル
ダ62の位置を調整する位置調整手段として構成されて
いる。
【0032】上記構成において、ガラス基板60に対応
した領域に形成された微小開口部48から電子ビーム4
4がガス雰囲気中の処理室24内に導入されると、図4
に示すように、電子ビーム44と処理室24内のアルゴ
ンガスとの衝突・散乱により電離プラズマが生成され、
ガラス基板60の処理すべき面を含む領域に電離プラズ
マを含む電子雲72が形成される。このとき電子ビーム
44は、電子雲72を形成しながら進行し、エネルギー
を失いつつ空間的に広がり、ガラス基板60側へ伝播す
る。
した領域に形成された微小開口部48から電子ビーム4
4がガス雰囲気中の処理室24内に導入されると、図4
に示すように、電子ビーム44と処理室24内のアルゴ
ンガスとの衝突・散乱により電離プラズマが生成され、
ガラス基板60の処理すべき面を含む領域に電離プラズ
マを含む電子雲72が形成される。このとき電子ビーム
44は、電子雲72を形成しながら進行し、エネルギー
を失いつつ空間的に広がり、ガラス基板60側へ伝播す
る。
【0033】ここで、ガラス基板60として、ガラス基
板60上に厚さ50nm〜100nmのアモルファス・
シリコン薄膜74が成膜されたものを用い、ガラス基板
60と隔壁20との間隔dを40mmに調整した場合、
隔壁20とガラス基板60との距離dは、加速エネルギ
ー10keVにおける電子の10Torrアルゴンガス
中での浸透深さ約86mm(図3参照)に対して十分小
さい。このため、ガラス基板60表面のアモルファス・
シリコン薄膜74に到達した電子は減速されながらも表
面の薄膜74に浸透するだけの残余のエネルギーを有す
る。ちなみに、ガラス基板60上に厚さ50nm〜10
0nm程度のアモルファス・シリコン薄膜74が成膜さ
れてある場合、シリコンの密度2.3g/cm3(図3
参照)を考慮すると、アモルファス・シリコン薄膜74
全体を透過するに要する電子の加速エネルギーは約3k
eV〜4keV程度となる。したがって、上に述べたよ
うな条件では、隔壁20とガラス基板60との間のガス
雰囲気中を通過した電子ビームの残余のエネルギーは、
電子ビーム44がアモルファス・シリコン薄膜74を透
過することでほぼ費やされ、下地のガラス基板(板厚1
mm)60に対してほとんど透過しないことになる。こ
のことより、アモルファス・シリコン薄膜74は電子ビ
ームのエネルギーを吸収し高温になって多結晶化され
る。
板60上に厚さ50nm〜100nmのアモルファス・
シリコン薄膜74が成膜されたものを用い、ガラス基板
60と隔壁20との間隔dを40mmに調整した場合、
隔壁20とガラス基板60との距離dは、加速エネルギ
ー10keVにおける電子の10Torrアルゴンガス
中での浸透深さ約86mm(図3参照)に対して十分小
さい。このため、ガラス基板60表面のアモルファス・
シリコン薄膜74に到達した電子は減速されながらも表
面の薄膜74に浸透するだけの残余のエネルギーを有す
る。ちなみに、ガラス基板60上に厚さ50nm〜10
0nm程度のアモルファス・シリコン薄膜74が成膜さ
れてある場合、シリコンの密度2.3g/cm3(図3
参照)を考慮すると、アモルファス・シリコン薄膜74
全体を透過するに要する電子の加速エネルギーは約3k
eV〜4keV程度となる。したがって、上に述べたよ
うな条件では、隔壁20とガラス基板60との間のガス
雰囲気中を通過した電子ビームの残余のエネルギーは、
電子ビーム44がアモルファス・シリコン薄膜74を透
過することでほぼ費やされ、下地のガラス基板(板厚1
mm)60に対してほとんど透過しないことになる。こ
のことより、アモルファス・シリコン薄膜74は電子ビ
ームのエネルギーを吸収し高温になって多結晶化され
る。
【0034】一方、下地のガラス基板60は、電子ビー
ム44のエネルギーをほとんど吸収しないので、その温
度を低く抑えることができ、ガラス基板60として、低
温プロセスに対応可能な安価なガラス基板を用いること
ができるとともに、ガラス基板60から不純物が拡散す
るのを防止することができる。
ム44のエネルギーをほとんど吸収しないので、その温
度を低く抑えることができ、ガラス基板60として、低
温プロセスに対応可能な安価なガラス基板を用いること
ができるとともに、ガラス基板60から不純物が拡散す
るのを防止することができる。
【0035】また、アモルファス・シリコン薄膜74表
面近傍に生成される電離プラズマは、アモルファス・シ
リコン薄膜74表面に蓄積されようとする電荷(電子)
に対してこれを中和することができるため、チャージア
ップによって電子が反射するのを抑制することもでき、
電子を容易に薄膜74内に浸透させることができる。ま
た隔壁20とガラス基板60との間のガス雰囲気中(ガ
ス層)では、電子ビーム44は電子プラズマを生成しな
がらビーム進行方向に対して横方向に広がりを持った雲
状の電子雲72を形成するので、薄膜74表面でのビー
ム断面積は、処理室24入射端の微小開口48における
ビーム断面積に比べて十分大きくなる。例えば、微小開
口48で直径約1mmの電子ビーム44は薄膜74表面
では直径20mmにまで広がる。さらに、相隣接する微
小開口48から出射される電子ビーム44は、電子雲7
2を形成し、アモルファス・シリコン薄膜74の照射面
で互いに重なり合うように微小開口48の配列ピッチお
よび数が調整されているので、微小開口48の数に対応
した大面積の領域に電子ビームを照射することができ
る。
面近傍に生成される電離プラズマは、アモルファス・シ
リコン薄膜74表面に蓄積されようとする電荷(電子)
に対してこれを中和することができるため、チャージア
ップによって電子が反射するのを抑制することもでき、
電子を容易に薄膜74内に浸透させることができる。ま
た隔壁20とガラス基板60との間のガス雰囲気中(ガ
ス層)では、電子ビーム44は電子プラズマを生成しな
がらビーム進行方向に対して横方向に広がりを持った雲
状の電子雲72を形成するので、薄膜74表面でのビー
ム断面積は、処理室24入射端の微小開口48における
ビーム断面積に比べて十分大きくなる。例えば、微小開
口48で直径約1mmの電子ビーム44は薄膜74表面
では直径20mmにまで広がる。さらに、相隣接する微
小開口48から出射される電子ビーム44は、電子雲7
2を形成し、アモルファス・シリコン薄膜74の照射面
で互いに重なり合うように微小開口48の配列ピッチお
よび数が調整されているので、微小開口48の数に対応
した大面積の領域に電子ビームを照射することができ
る。
【0036】すなわち、本実施形態では、アモルファス
・シリコン薄膜74での照射すべき領域がアモルファス
・シリコン薄膜74の全表面積(30cm×40cm)
となるように、微小開口48の数と位置が設定されてい
るので、アモルファス・シリコン薄膜74の全表面積に
電子ビーム44を同時に照射して一括して処理すること
ができる。
・シリコン薄膜74での照射すべき領域がアモルファス
・シリコン薄膜74の全表面積(30cm×40cm)
となるように、微小開口48の数と位置が設定されてい
るので、アモルファス・シリコン薄膜74の全表面積に
電子ビーム44を同時に照射して一括して処理すること
ができる。
【0037】一方、アモルファス・シリコン薄膜74に
対してアニール処理(加熱処理)を施すに必要な電子ビ
ーム44の全エネルギーは、加速エネルギーとビーム電
流および照射時間で決定される。このため、一定の加速
エネルギーの下で電子ビーム44を照射する場合、図5
(a)に示すように、ビーム電流調整器34の調整によ
り、一定のビーム電流を一定時間(時刻T1〜T2ま
で)照射するための電子ビーム44を生成し、この電子
ビーム44をアモルファス・シリコン薄膜74に照射す
ることにより、アモルファス・シリコン薄膜74に対し
て良好なアニール処理を施すことができ、アモルファス
・シリコン薄膜74に対するアニール効果を高めること
ができる。
対してアニール処理(加熱処理)を施すに必要な電子ビ
ーム44の全エネルギーは、加速エネルギーとビーム電
流および照射時間で決定される。このため、一定の加速
エネルギーの下で電子ビーム44を照射する場合、図5
(a)に示すように、ビーム電流調整器34の調整によ
り、一定のビーム電流を一定時間(時刻T1〜T2ま
で)照射するための電子ビーム44を生成し、この電子
ビーム44をアモルファス・シリコン薄膜74に照射す
ることにより、アモルファス・シリコン薄膜74に対し
て良好なアニール処理を施すことができ、アモルファス
・シリコン薄膜74に対するアニール効果を高めること
ができる。
【0038】また、ビーム電流としては、図5(b)に
示すように、照射初期(時刻T1〜T2)に相対的に大
きなビーム電流を照射し、引き続き、時刻T2〜T3ま
で小さなビーム電流を照射するように、ビーム電流調整
器74を調整することで、さらに良好なアニール効果と
して、結晶性を高めることができる。
示すように、照射初期(時刻T1〜T2)に相対的に大
きなビーム電流を照射し、引き続き、時刻T2〜T3ま
で小さなビーム電流を照射するように、ビーム電流調整
器74を調整することで、さらに良好なアニール効果と
して、結晶性を高めることができる。
【0039】上述したように、本実施形態においては、
処理室24内にアルゴンガスを導入するとともに処理室
24内の圧力を約10Torrに調整し、ホルダ位置調
整器18の調整により、隔壁20とガラス基板60との
距離dを40mmに設定し、電子ビーム源10からの電
子ビーム44を加速しながら引き出してガス雰囲気中の
処理室24内に導入し、電子ビーム44とアルゴンガス
との衝突に伴う電子雲72を形成するとともに、電子ビ
ーム44をアモルファス・シリコン薄膜74側に伝播さ
せる過程で、電子ビーム導入手段としての微小開口48
により導入された電子ビーム44が処理室24内のガス
を透過してアモルファス・シリコン薄膜74を浸透する
レベルに電子ビームの加速エネルギーを10keVに調
整するようにしたため、電子ビーム44のエネルギーを
有効に利用してアモルファス・シリコン薄膜74の処理
すべき面に電子ビーム44を同時に一括して照射するこ
とができる。
処理室24内にアルゴンガスを導入するとともに処理室
24内の圧力を約10Torrに調整し、ホルダ位置調
整器18の調整により、隔壁20とガラス基板60との
距離dを40mmに設定し、電子ビーム源10からの電
子ビーム44を加速しながら引き出してガス雰囲気中の
処理室24内に導入し、電子ビーム44とアルゴンガス
との衝突に伴う電子雲72を形成するとともに、電子ビ
ーム44をアモルファス・シリコン薄膜74側に伝播さ
せる過程で、電子ビーム導入手段としての微小開口48
により導入された電子ビーム44が処理室24内のガス
を透過してアモルファス・シリコン薄膜74を浸透する
レベルに電子ビームの加速エネルギーを10keVに調
整するようにしたため、電子ビーム44のエネルギーを
有効に利用してアモルファス・シリコン薄膜74の処理
すべき面に電子ビーム44を同時に一括して照射するこ
とができる。
【0040】また、ガス雰囲気中に電子ビーム44を照
射しているため、チャージアップによってアモルファス
・シリコン薄膜74から電子が反射するのを抑制するこ
とができ、低加速エネルギーの電子ビーム44をアモル
ファス・シリコン薄膜74に照射することができる。
射しているため、チャージアップによってアモルファス
・シリコン薄膜74から電子が反射するのを抑制するこ
とができ、低加速エネルギーの電子ビーム44をアモル
ファス・シリコン薄膜74に照射することができる。
【0041】さらに、本実施形態によれば、低加速エネ
ルギーの電子ビーム44をガラス基板60に照射するこ
とで、ガラス基板60上のアモルファス・シリコン薄膜
74の極めて浅い部分を改質することができるととも
に、アモルファス・シリコン薄膜74を低温多結晶シリ
コン薄膜として形成することができる。
ルギーの電子ビーム44をガラス基板60に照射するこ
とで、ガラス基板60上のアモルファス・シリコン薄膜
74の極めて浅い部分を改質することができるととも
に、アモルファス・シリコン薄膜74を低温多結晶シリ
コン薄膜として形成することができる。
【0042】また、前記実施形態においては、処理室2
4内に導入するガスとしてアルゴンガスを用いたものに
ついて述べたが、アルゴンガスの代わりに、ヘリウムや
水素などの軽いガスを用いることができる。軽いガスの
うちヘリウムを用いた場合、図3に示すように、アルゴ
ンに比べて浸透深さが約一桁大きくなる。したがって、
隔壁20とガラス基板60との距離dを大きくとること
ができ、アモルファス・シリコン薄膜74の照射面にお
ける電子ビーム44の広がりも大きくなる。このことよ
り、同一の処理面積に対して微小開口48の数が少なく
てすみ、減圧室22の真空度を維持する真空ポンプの負
担を軽減することができ、全体として、コンパクトで低
コストのシステムを構成することができる。
4内に導入するガスとしてアルゴンガスを用いたものに
ついて述べたが、アルゴンガスの代わりに、ヘリウムや
水素などの軽いガスを用いることができる。軽いガスの
うちヘリウムを用いた場合、図3に示すように、アルゴ
ンに比べて浸透深さが約一桁大きくなる。したがって、
隔壁20とガラス基板60との距離dを大きくとること
ができ、アモルファス・シリコン薄膜74の照射面にお
ける電子ビーム44の広がりも大きくなる。このことよ
り、同一の処理面積に対して微小開口48の数が少なく
てすみ、減圧室22の真空度を維持する真空ポンプの負
担を軽減することができ、全体として、コンパクトで低
コストのシステムを構成することができる。
【0043】また、処理室24内に導入されたガスとし
て、不活性ガスとしてのアルゴンの代わりに、キセノ
ン、クリプトンなどの重いガスを用いることもできる。
キセノンなどの重いガスを用いた場合には、アルゴンを
用いたときよりも、イオンの加熱分が増大し、アニール
効果を高めることができる。すなわち、アモルファス・
シリコン薄膜74表面でのアニールは主として、電子ビ
ーム44自身により進行すると考えられるが、同時に薄
膜74表面近傍に生成された電離プラズマ中のイオン
が、薄膜74表面の電子が形成する電界により加速さ
れ、薄膜74表面を加熱するためである。
て、不活性ガスとしてのアルゴンの代わりに、キセノ
ン、クリプトンなどの重いガスを用いることもできる。
キセノンなどの重いガスを用いた場合には、アルゴンを
用いたときよりも、イオンの加熱分が増大し、アニール
効果を高めることができる。すなわち、アモルファス・
シリコン薄膜74表面でのアニールは主として、電子ビ
ーム44自身により進行すると考えられるが、同時に薄
膜74表面近傍に生成された電離プラズマ中のイオン
が、薄膜74表面の電子が形成する電界により加速さ
れ、薄膜74表面を加熱するためである。
【0044】また、処理室20内に導入するガスとし
て、窒素や酸素やシラン(SiH4)などの反応性ガス
を用いることもできる。反応性ガスを用いた場合、電子
ビーム44によって生成された電子プラズマ中の各種ラ
ジカル(活性種)の働きにより反応性が高められ、窒化
膜(SiN)や酸化膜(SiO2)などを容易に形成す
ることができる。
て、窒素や酸素やシラン(SiH4)などの反応性ガス
を用いることもできる。反応性ガスを用いた場合、電子
ビーム44によって生成された電子プラズマ中の各種ラ
ジカル(活性種)の働きにより反応性が高められ、窒化
膜(SiN)や酸化膜(SiO2)などを容易に形成す
ることができる。
【0045】次に、本発明の他の実施形態を図6および
図7にしたがって説明する。図6は、1枚のガラス基板
60から画面1枚を製作するときの基板構成を、図7
は、1枚のガラス基板60から画面4枚を製作するとき
の基板構成を示す。
図7にしたがって説明する。図6は、1枚のガラス基板
60から画面1枚を製作するときの基板構成を、図7
は、1枚のガラス基板60から画面4枚を製作するとき
の基板構成を示す。
【0046】図6及び図7において、ガラス基板60に
は、駆動回路を構成する実効的な照射領域76、78が
設定されているとともに、複数のTFTが配置されて各
TFTスイッチ動作による画素を構成する画素領域80
が設定されており、照射領域76、78は、画素領域8
0よりも結晶性を高めることが要求されている。このよ
うな場合、本実施形態においては、ガラス基板60の領
域のうち特定な領域である照射領域76、78に対して
電子ビームを同時に一括して照射することにより、照射
領域76、78に成膜されたアモルファス・シリコン薄
膜の結晶性を高めることができる。
は、駆動回路を構成する実効的な照射領域76、78が
設定されているとともに、複数のTFTが配置されて各
TFTスイッチ動作による画素を構成する画素領域80
が設定されており、照射領域76、78は、画素領域8
0よりも結晶性を高めることが要求されている。このよ
うな場合、本実施形態においては、ガラス基板60の領
域のうち特定な領域である照射領域76、78に対して
電子ビームを同時に一括して照射することにより、照射
領域76、78に成膜されたアモルファス・シリコン薄
膜の結晶性を高めることができる。
【0047】前記実施形態においては、アニール処理を
行なうものについて述べたが、ガス種、ガス圧力、電子
ビームの加速エネルギー、隔壁20とガラス基板60と
の距離dなど各種条件を組み合わせ、例えば、ガス種と
して反応性ガスを用いた場合、成膜と同時にアニール処
理を実施することができる。この場合には、プロセスの
大幅な簡略化を図ることができる。
行なうものについて述べたが、ガス種、ガス圧力、電子
ビームの加速エネルギー、隔壁20とガラス基板60と
の距離dなど各種条件を組み合わせ、例えば、ガス種と
して反応性ガスを用いた場合、成膜と同時にアニール処
理を実施することができる。この場合には、プロセスの
大幅な簡略化を図ることができる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エネルギー源として電子ビームを用い、電子ビーム源か
ら電子ビームを加速しながら引き出し、引き出された電
子ビームを処理室内のガス雰囲気中に導入し、処理室内
のガス雰囲気のうち処理対象の処理すべき面を含む領域
に電離プラズマを含む電子雲を形成し、処理室内に導入
する電子ビームの加速エネルギーを、処理室内の導入さ
れた電子ビームが処理室内のガスを透過して処理対象に
浸透するレベルに調整するようにしたため、電子ビーム
によるエネルギーを有効に利用して処理対象の処理すべ
き面に電子ビームを同時に一括して照射することができ
る。さらに、ガス雰囲気中に電子ビームを導入し、導入
する電子ビームの加速エネルギーを、電子ビームが処理
室内のガスを透過して処理対象に浸透するレベルに調整
しているため、チャージアップを抑制することができる
とともに低加速エネルギーによって電子ビームを処理対
象に照射することができる。
エネルギー源として電子ビームを用い、電子ビーム源か
ら電子ビームを加速しながら引き出し、引き出された電
子ビームを処理室内のガス雰囲気中に導入し、処理室内
のガス雰囲気のうち処理対象の処理すべき面を含む領域
に電離プラズマを含む電子雲を形成し、処理室内に導入
する電子ビームの加速エネルギーを、処理室内の導入さ
れた電子ビームが処理室内のガスを透過して処理対象に
浸透するレベルに調整するようにしたため、電子ビーム
によるエネルギーを有効に利用して処理対象の処理すべ
き面に電子ビームを同時に一括して照射することができ
る。さらに、ガス雰囲気中に電子ビームを導入し、導入
する電子ビームの加速エネルギーを、電子ビームが処理
室内のガスを透過して処理対象に浸透するレベルに調整
しているため、チャージアップを抑制することができる
とともに低加速エネルギーによって電子ビームを処理対
象に照射することができる。
【図1】本発明の一実施形態を示す電子ビーム処理装置
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図2】電子の加速エネルギーと飛程との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図3】各種物質中における浸透深さを示す図である。
【図4】減圧室と反応室の要部拡大図である。
【図5】電子ビームの照射時間を制御するときの波形を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図6】1枚のガラス基板から1枚の画面を製作すると
きの構成図である。
きの構成図である。
【図7】1枚のガラス基板から4枚の画面を製作すると
きの基板構成図である。
きの基板構成図である。
10 電子ビーム源 12 ハウジング 14 加速電圧調整器 16 ガス調整器 18 ホルダ位置調整器 20 隔壁 22 減圧室 24 処理室 32 フィラメント 34 ビーム電流調整器 36 加速電極 38 引出電極 44 電子ビーム 46 ソレノイドコイル 48 微小開口 56、58 ガス源 60 LCD用ガラス基板 62 基板ホルダ 64 伸縮機構部 66 ベース 68 ロッド 70 操作部 72 電子雲 74 アモルファス・シリコン薄膜 76、78 照射領域 80 画素領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/31 H01L 21/31 C (72)発明者 吉川 利満 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 竹内 一浩 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Fターム(参考) 5F045 AA14 AB03 BB10 BB16 CA15 CB01 DA61 DP03 DQ10 HA16 HA22 5F052 AA03 DA02 FA05 FA07 5F053 AA26 DD01 FF01 GG02 HH05 LL10 RR20
Claims (15)
- 【請求項1】 電子ビームを発生する電子ビーム源と、
電子ビームを照射するための処理対象を収納する処理室
と、前記電子ビーム源から電子ビームを加速しながら引
き出す電子ビーム加速手段と、前記処理室内にガス源か
らガスを導入するガス導入手段と、前記電子ビーム加速
手段により引き出された電子ビームを前記処理室内のガ
ス雰囲気中に導入する電子ビーム導入手段とを備え、前
記処理室内のガス雰囲気のうち前記処理対象の処理すべ
き面を含む領域に前記電子ビーム導入手段により導入さ
れた電子ビームにより電離プラズマを含む電子雲が形成
され、前記電子ビーム加速手段は、前記処理室内に導入
された電子ビームが前記処理室内のガスを透過して前記
処理対象に浸透するレベルに電子ビームの加速エネルギ
ーを調整してなる電子ビーム処理装置。 - 【請求項2】 電子ビームを発生する電子ビーム源と、
電子ビームを照射するための処理対象を収納する処理室
と、前記電子ビーム源と前記処理室とを結ぶ電子ビーム
伝送路を形成する減圧室に配置されて前記電子ビーム源
から電子ビームを加速しながら引き出す電子ビーム加速
手段と、前記処理室内にガス源からガスを導入するガス
導入手段と、前記処理室と前記減圧室との境を形成する
隔壁の領域のうち前記処理対象を臨む領域に形成されて
電子ビーム加速手段により引き出された電子ビームを前
記処理室内のガス雰囲気中に導入する複数の開口とを備
え、前記処理室内のガス雰囲気のうち前記処理対象の処
理すべき面を含む領域に前記複数の開口から導入された
電子ビームにより電離プラズマを含む電子雲が形成さ
れ、前記電子ビーム加速手段は、前記処理室内に導入さ
れた電子ビームが前記処理室内のガスを透過して前記処
理対象に浸透するレベルに電子ビームの加速エネルギー
を調整してなる電子ビーム処理装置。 - 【請求項3】 前記処理対象を保持する保持手段と、前
記処理対象に対する電子ビームの浸透深さが変化する方
向に前記保持手段の位置を調整する位置調整手段とを備
えてなる請求項1または2に記載の電子ビーム処理装
置。 - 【請求項4】 前記ガス導入手段は、前記処理室内に導
入するガスの圧力を調整するガス調整手段を有し、前記
ガス調整手段は、前記処理室内の雰囲気ガスの圧力を1
00Torr以下に調整してなる請求項1、2または3
のうちいずれか1項に記載の電子ビーム処理装置。 - 【請求項5】 前記電子ビーム加速手段は、前記処理室
内に入射される電子ビームの処理室入射端における加速
エネルギーを50keV以下に調整してなる請求項1、
2、3または4のうちいずれか1項に記載の電子ビーム
処理装置。 - 【請求項6】 前記処理対象は、表面にアモルファス・
シリコン薄膜を成膜した液晶表示装置用ガラス基板であ
り、前記処理室内に導入された電子ビームは前記アモル
ファス・シリコン薄膜を照射してなる請求項1、2、
3、4または5のうちいずれか1項に記載の電子ビーム
処理装置。 - 【請求項7】 前記電子ビーム加速手段は、前記電子ビ
ームの加速エネルギーのレベルを前記電子ビームが前記
液晶表示装置用ガラス基板表面のアモルファス・シリコ
ン薄膜を透過する程度に調整してなる請求項6に記載の
電子ビーム処理装置。 - 【請求項8】 前記電子ビームの照射領域は、前記液晶
表示装置用ガラス基板の全面に対応し、前記液晶表示装
置用ガラス基板の全面に前記電子ビームが同時に照射さ
れてなる請求項6または7に記載の電子ビーム処理装
置。 - 【請求項9】 前記電子ビームの照射領域は、前記液晶
表示装置用ガラス基板の特定の領域に対応し、前記液晶
表示装置用ガラス基板の特定の領域に前記電子ビームが
同時に照射されてなる請求項6または7に記載の電子ビ
ーム処理装置。 - 【請求項10】 前記電子ビーム源は、電子ビーム電流
を時間的に制御するビーム電流調整手段を有し、前記ビ
ーム電流調整手段は、電子ビームの照射開始、照射終
了、照射時間、照射時間内におけるビーム電流の時間変
化波形を制御してなる請求項1、2、3、4、5、6、
7、8または9のうちいずれか1項に記載の電子ビーム
処理装置。 - 【請求項11】 前記ガス導入手段は、ガス源から不活
性ガスを導入してなる請求項1、2、3、4、5、6、
7、8、9または10のうちいずれか1項に記載の電子
ビーム処理装置。 - 【請求項12】 前記ガス導入手段は、ガス源からヘリ
ウム、水素のいずれかのガスを導入してなる請求項1、
2、3、4、5、6、7、8、9または10のうちいず
れか1項に記載の電子ビーム処理装置。 - 【請求項13】 前記ガス導入手段は、ガス源からクリ
プトン、キセノンのいずれかのガスを導入してなる請求
項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のう
ちいずれか1項に記載の電子ビーム処理装置。 - 【請求項14】 前記ガス導入手段は、ガス源から酸
素、窒素、シランのいずれかの反応性ガスを導入してな
る請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または1
0のうちいずれか1項に記載の電子ビーム処理装置。 - 【請求項15】 前記ガス導入手段により導入された反
応性ガスにより前記処理対象に対して成膜およびアニー
ル処理を施してなる請求項14に記載の電子ビーム処理
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000012477A JP2001203168A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 電子ビーム処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000012477A JP2001203168A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 電子ビーム処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001203168A true JP2001203168A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=18540187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000012477A Pending JP2001203168A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 電子ビーム処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001203168A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002017371A1 (fr) * | 2000-08-24 | 2002-02-28 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Procede de reduction de resistance de semi-conducteur, dispositif pour reduire la resistance d'un semi-conducteur et element semi-conducteur |
JP2004056058A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-19 | Hitachi Ltd | 画像表示装置の製造方法 |
CN103766003A (zh) * | 2011-10-20 | 2014-04-30 | 应用材料公司 | 用于产生均匀等离子体的具有分段束收集器的电子束等离子体源 |
-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000012477A patent/JP2001203168A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002017371A1 (fr) * | 2000-08-24 | 2002-02-28 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Procede de reduction de resistance de semi-conducteur, dispositif pour reduire la resistance d'un semi-conducteur et element semi-conducteur |
US6943128B2 (en) | 2000-08-24 | 2005-09-13 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for reducing semiconductor resistance, device for reducing semiconductor resistance and semiconductor element |
JP2004056058A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-19 | Hitachi Ltd | 画像表示装置の製造方法 |
CN103766003A (zh) * | 2011-10-20 | 2014-04-30 | 应用材料公司 | 用于产生均匀等离子体的具有分段束收集器的电子束等离子体源 |
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