CH457625A - Verfahren zur Herstellung elektrischer Bauelemente und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung elektrischer Bauelemente und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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CH457625A
CH457625A CH258466A CH258466A CH457625A CH 457625 A CH457625 A CH 457625A CH 258466 A CH258466 A CH 258466A CH 258466 A CH258466 A CH 258466A CH 457625 A CH457625 A CH 457625A
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CH
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processing
transport
machining
charge carrier
electron
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CH258466A
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C Von Ardenne Manfred Prof D H
Heisig Ulrich
Panzer Siegfried
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Hermsdorf Keramik Veb
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/02Control circuits therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Description


  Verfahren     zur        Herstellung    elektrischer Bauelemente  und     Einrichtung    zur Durchführung des Verfahrens    Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren zur Herstel  lung elektrischer Bauelemente unter Vakuum mittels  eines Ladungsträgerstrahles und eine Einrichtung zur  Durchführung des Verfahrens. Vorzugsweise sollen  moderne Dünnschichtbauelemente und Dünnschicht  schaltkreise auf ebenen, isolierenden oder halbleitenden  Substraten hergestellt werden, wobei auch     Schweissvor-          gänge    einbezogen sein sollen.  



  In den letzten Jahren sind Elektronensonden hoher  Leistungsdichte und kleiner Fleckdurchmesser zum  Zwecke der Bearbeitung von Werkstücken entwickelt  worden. Die ersten derartigen Bearbeitungsgeräte dien  ten vorwiegend der technologischen Untersuchung zur  Ermittlung der Bearbeitbarkeit von Materialien mit  thermischen Mikrowerkzeugen. Inzwischen wurden  solche Geräte auch zum Bearbeiten von elektrischen  Bauelementen, insbesondere von Bauelementen, bei  denen bestimmte Strukturen in dünne Schichten einge  arbeitet werden müssen, verwendet. Für solche versuchs  weisen Bearbeitungszwecke wurden einfache elektrische  Programme zur Steuerung der Ablenkeinheiten des La  dungsträgerstrahles eingesetzt. Z.

   B. erfolgt die Einarbei  tung von mäanderförmigen Widerstandsbahnen auf  ebenen Dünnschichtwiderständen durch ein Programm  von     versetzten        Strichen,    die beispielsweise durch säge  zahnförmige Ablenkströme realisiert werden.  



  Die Bearbeitung wird bei diesen Geräten vorwie  gend in Mehrzweckkammern mit ebenfalls einfachen  Werkstückführungen durchgeführt. Es ist auch bekannt,  zum Zwecke der Bearbeitung einer grösseren Stückzahl  von Widerständen in einer Charge, beispielsweise etwa  einhundert Widerstände zu magazinieren, wobei jeweils  nach Bearbeitung einer solchen Charge die Bearbei  tungskammer belüftet wird. Die Werkstückführungen  dienen bei solcher Chargenbearbeitung dazu, das je  weils zu bearbeitende Substrat durch mechanische Füh  rungen unter die Elektronensonde zu positionieren.  



  Neuerdings wird auch versucht, z. B. Widerstände  in einem ähnlichen Chargenbetrieb gezielt abzugleichen,  indem das Bearbeitungsprogramm auf dem Werkstück    bei Erreichen des Widerstands-Sollwertes abgebrochen  wird.  



  Diese Verfahren und Geräte haben aber den Nach  teil, dass sie eine ökonomische Produktion hoher Stück  zahlen von Bauelementen infolge zu grosser Neben- und  Hilfszeiten bzw. durch zu komplizierte Schleusen  systeme und Werkstückführungs-Systeme erschweren.  



  Ausserdem werden bei der Produktion hoher Stück  zahlen von Bauelementen zusätzliche Anforderungen an  das Verfahren in bezug auf die Betriebssicherheit, die  Steuerung der Ladungsträgerstrahlsonde und die Be  dienung des Gerätes gestellt, die die bisher bekannt ge  wordenen Geräte nicht erfüllen können.  



  Zweck der     Erfindung        ist    es, das     Verfahren    der Be  arbeitung von Werkstücken mit einer Ladungsträger  strahlsonde für die Herstellung von elektrischen Bau  elementen, insbesondere von Dünnschichtbauelementen  und Dünnschichtschaltkreisen auf ebenen, isolierenden  oder halbleitenden Substraten und als grosstechnisches  Verfahren nutzbar zu machen.  



  Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein  Gerät zu schaffen, mit deren Hilfe die ökonomische Fer  tigung grosser Stückzahlen elektrischer Bauelemente mit  hoher Betriebssicherheit und einfacher Bedienung er  möglicht wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass die Substrate einzeln oder zu mehre  ren ausserhalb des Vakuums in Transportsteine einge  legt und danach hintereinander, ohne Unterbrechung  der Betriebsbedingungen über Druckstufensysteme  durch die Bearbeitungskammer in Form eines geschlos  senen Kreislaufes geschoben werden, indem die Kraft  übertragung durch gegenseitige Berührung der Trans  portsteine erfolgt und dass während der einzelnen Be  arbeitungsvorgänge über elektronische Mittel die elek  trischen     Momentanwerte    der Bauelemente laufend ge  messen, mit einem Sollwert verglichen werden und dass  in Abhängigkeit dieses Messergebnisses die Bearbei  tungsweise der     Ladungsträgerstrahleinrichtung    gesteuert  wird.

        Anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeich  nung soll der Gegenstand der Erfindung näher erläu  tert werden.  



  In der Zeichnung zeigen:  Fig. 1: eine schematische Schnittdarstellung der Ein  richtung zur     Durchführung    des Verfahrens     mit    beson  derer Hervorhebung des Verlaufes des Ladungsträger  strahles und der Sonde,  Fig. 2: eine perspektivische Ansicht eines Trans  portsteines für die Substrate,  Fig. 3: eine weitere Ausführungsform eines Trans  portsteines,  Fig. 3a: eine Ausführungsform eines Transportsteines  gemäss Fig. 3 mit eingelegtem Substrat,  Fig. 4 eine schematische Darstellung des Transport  steinumlaufes in Verbindung mit einem Schnitt I-I  durch die Bearbeitungskammer gemäss Fig. 1,  Fig. 5: ein Blockschaltschema des Steuer- und  Regelkreises,  Fig. 6: ein Substrat, auf dem zwei dünne Schicht  widerstände     eingearbeitet    werden,  Fig. 7:

   eine Teilansicht des     Ladungsträgerstrahl-          erzeugungssystems    als Schnittdarstellung im Bereich der  letzten     elektronenoptischen    Linse mit der Anordnung       einer        Beobachtungseinrichtung,     Fig. 8: die Form eines Beobachtungsspiegels mit  einer Aussparung für den Durchtritt des Ladungs  trägerstrahles.  



  Der Ladungsträgerstrahl 1 wird in an sich bekann  ter Weise erzeugt, indem z. B. eine Elektronenkanone,  bestehend aus einer Haarnadelkatode 2, einer     Steuer-          elektrode    3 und     einer        Anode    4,     die        Elektronen    be  schleunigt. In diesem Falle wird der Ladungsträgerstrahl  1 aus Elektronen gebildet. Es könnten jedoch ebensogut  Ionen als Ladungsträger verwendet werden. Anstelle der  Elektronenkanone wäre dann     eine    Ionen-Quelle einzu  setzen.

   Im folgenden soll jedoch der Einfachheit hal  ber nur von     Elektronen.    die Rede     sein.        Mittels        einer     Aperturblende 5 wird aus dem Ladungsträgerstrahl 1  ein     zur    Bearbeitung dienender     Teil    ausgeblendet. Die  Aperturblende 5 ist in der Mittelachse der ersten mag  netischen Linse 6 angeordnet. Mittels dieser     Linse    6  und einer weiteren magnetischen Linse 7 wird der La  dungsträgerstrahl 1 zu einer Sonde 8 geformt.

   Den Teil  eines Ladungsträgerstrahles, der die letzte elektronen  optische Linse eines     Ladungsträgerstrahlerzeugungs-          systems    verlässt und auf ein Werkstück zu Bearbei  tungszwecken fokussiert ist, bezeichnet man sehr häufig  als Sonde.  



  Mit Hilfe eines magnetischen Ablenksystems 9 wird  die Sonde 8 auf dem im Fokus angeordneten Substrat  10 abgelenkt.  



  Die Einrichtung gemäss der     Erfindung    ist in zwei  getrennt evakuierbare Rezipienten, nämlich den Strah  lerzeugungsraum 11, der die Elektronenkanone und die  erste magnetische Linse 6, die Aperturblende 5 und zwei  weitere noch zu nennende Elektroden enthält und die       Bearbeitungskammer    12,     unterteilt.    Beide Rezipienten  sind über Flansche 13 und 14 an getrennte, in der Zeich  nung nicht dargestellte Vakuumerzeugungssysteme an  geschlossen.  



  Die weiteren, an sich zum Strahlerzeugungssystem  gehörenden Einrichtungsteile, wie die zweite magnetische  Linse 7 und das magnetische Ablenksystem 9, sind in  vorliegender Einrichtung zweckmässigerweise     vakuum-          mässig    mit der     Bearbeitungskammer    12 verbunden.  



       Damit    bei     einer        Belüftung        ,der        Bearbeitungskammer       12 der Strahlerzeugungsraum 11 weiterhin unter  Vakuum gehalten werden kann, ist an der Eintrittsstelle  für den Ladungsträgerstrahl 1 in die Bearbeitungskam  mer 12 ein     Ventil    15 vorgesehen.  



  Während der Bearbeitungspausen und bei geschlos  senem Ventil 15 wird der Ladungsträgerstrahl 1 durch  ein zusätzliches Ablenksystem 16 auf einen Auffänger  17 abgelenkt. Der auf diesen Auffänger 17 auftreffende  Elektronenstrom, der sich von dem der Elektronen  kanone durch den von der Aperturblende 5 ausgeblen  deten Anteil unterscheidet, dient l i Regelgrösse für  ein elektrisches Steuerglied 18, das diesen Stromanteil  über die Wehneltspannung, die an der Steuerelektrode  3 anliegt, auf einen     konstanten        Wert    regelt. Es ist auch  möglich, den Auffänger 17 zwischen der Beschleuni  gungselektrode, d. h. zwischen der Anode 4 und der  ersten magnetischen Linse 6 anzuordnen. Entsprechend  müsste auch das Ablenksystem 16 an dieser Stelle an  geordnet werden.

   An der Bearbeitungskammer sind     zwei     Druckstufen 19; 20 vorgesehen. Durch diese Druckstu  fen 19; 20 werden die Transportsteine 21 mit den dar  in befindlichen Substraten 10 der zu bearbeitenden Bau  elemente in die     Bearbeitungskammer    12     eingeschleust.     Die Abmessungen der Druckstufen 19; 20 und die Ab  messungen der Transportsteine 21     sind    so toleriert, dass  hinreichende Strömungswiderstände entstehen.  



       Ein    Beispiel für die     Ausführung    der     Transportsteine     21 zeigt     Fig.    2. Danach sind- die Transportsteine 21       rechteckförmig        ausgeführt.    Sie werden nacheinander in  Form einer Kette in die Bearbeitungskammer 12 trans  portiert, indem sie sich an den     Stirnseiten    22 berühren.  Ihr Querschnitt ist     kleiner    bemessen als der Querschnitt  der Druckstufen 19; 20 in der Bearbeitungskammer 12.

    Um     immer    reproduzierbare Verhältnisse zu erhalten,  sind die     Transportsteine    21     mit        Passflächen    23; 24 ver  sehen. Die Passflächen 23; 24 erheben sich in geringem  Masse über den mittleren Teil der Transportsteine,     in     dem die Substrate 10 gehaltert werden.

   Auf diese Weise  werden Druckstufen     realisiert,    die es gestatten, die       Transportsteine    21     konltinuibrlich    von     Atmosphären-          druck    in     das        Vakuum    (ca. 10-4     Torr)        der        Bearbei-          tungskammer    12 und     wieder        heraus    zu transpor  tieren.

       In,    die     Augsparungen    25     des        Mittelteiles    des       Transportsteines    21 werden die Substrate 10 eingelegt.       Fig.    2 zeigt eine Ausführungsform für einen Transport  stein 21, in den zwei Substrate 10 eingelegt werden kön  nen. Soll nur ein Substrat 10 je Transportstein 21 auf  genommen und     transportiert    werden, so wird     zweck-          mässigerweise    eine Ausführungsform des Transportstei  nes 21 gemäss     Fig.    3 verwendet.

   In den     Aussparungen     25     sind        weitere        Aussparungen    26; 26' und 27;     27'-    an  geordnet, die über die Abmessungen des Substrates 10  hinausgehen. Ausserdem ist     eine    zentrale,     rechteckför-          mige    oder runde Aussparung 28 unterhalb des Substra  tes 10 vorgesehen.

   Diese     Aussparungen    26; 26'; 27;  27'; 28 gehen durch den     Transportstein    21     hindurch,    so       dass        die    Sonde 8,     ahne        fre        Energie        abzugeben,    den  Transportstein 21 passieren kann. Dies ist     dann    von  Vorteil, wenn ein Substrat 10 bis an den Rand bearbei  tet werden muss.

   Infolge der Aussparungen 26; 26';  27; 27';     kann    die Sonde 8     einen    bestimmten Betrag über  den Rand des Substrates 10     hinausgeführt    werden,  ohne dem Transportstein durch Abgabe ihrer Energie an  diesen zu schädigen. Die Aussparung 28 dient vor allem  der     Be-    bzw. Durchleuchtung des Substrates 10 während  des     Bearbeitungsvorganges.    Die in     Fig.    3 schraffiert dar  gestellte Fläche soll das Substrat 10 andeuten. Einen           Transportstein    21 mit eingelegtem Substrat 10, auf dem  ein Widerstand 29 bearbeitet wurde, zeigt Fig. 3a.

   Mit  tels Justierfedern 30; 31 wird das Substrat in der Aus  sparung 25     justiert.     



  Je nach den Bedingungen hinsichtlich der Genauig  keit der Bearbeitung kann auch auf die Justierung ver  zichtet werden, wie dies in Fig. 2 der Fall ist. Ander  seits können die Aussparungen und Justiermitel gemäss  Fig. 3 und Fig. 3a auch in jeder der Aussparungen 25  in einem Transportstein gemäss Fig. 2 angewendet wer  den.  



  Während des Bearbeitungsprozesses befinden sich  die Transportsteine 21 unterhalb des Ablenksystems 9  im Bereich der Sonde 8 im Ruhezustand. Während der  Bearbeitungspausen erfolgt der     Abtransport    des     bearbei-          teten,        Substrats,    und der     nächste        Transportstein        mit     einem unbearbeiteten Substrat rückt an die beschriebene       Stelle.    Dies geschieht in einem     geschlossenen    Kreislauf,  wie es Fig. 4 verdeutlicht. Die Transportsteine bilden  ein Rechteck, an dessen Längsseiten stossen sie mit ihren  Stirnseiten 22 und an den Breitseiten mit ihren Längs  seiten aneinander.

   Auf diese Weise wird der Trans  portimpuls auf die einzelnen Transportsteine 21 über  tragen. Der Transportimpuls wird jeweils gleichzeitig an  zwei gegenüberliegenden Ecken ausgelöst. Die in der  Fig. 4 wiedergegebenen schwarzen Pfeile 32 treiben  gleichzeitig in der angegebenen Richtung die Längssei  ten des Rechteckes an. Damit ist ein neues Substrat 10  unter die Sonde 8 gelangt. Während dieses bearbeitet  wird, treiben die weissen Pfeile 33 ebenfalls in der an  gegebenen     Richtung    die Querseiten des Rechteckes an  usw. Am     Bearbeitungsort    lässt sich der Transportstein  21 in Richtung des Doppelpfeiles 34 senkrecht zur  Haupttransportrichtung wahlweise aus der Transport  bahn herausziehen.

   Genau an die Stelle des Transport  steines tritt dabei, durch den Doppelpfeil 35 angedeu  tet, eine Zentrier-, Positionier- und Scharfstellhilfe.  Diese besteht aus einem festen Körper 36, z. B.  einer Platte eines solchen Werkstoffes, der unter den  gegebenen Bearbeitungsbedingungen sichtbar glüht.  Diese Zentrier-, Positionier- und Scharfstellhilfe besitzt  auf ihrer Oberseite definierte Marken 37; 38, die zur  Einstellung des gesamten Bearbeitungsfeldes dienen.  Weitere Marken 39; 40 dienen zur Positionierung des  Teilbearbeitungsprogramms.

   Beispielsweise für eine  Widerstandsfläche, die bearbeitet werden soll, kann das  Teilbearbeitungsprogramm ihrer Mäandrierung nach       Amplitude        und        Lage,    mit     Hülfe    der     Marken.    39; 40 ein  gestellt     worden.        Weiter    ist in dieser     Zentrier-,        Positio-          nier-    und Scharfstellhilfe eine Bohrung 41 zur Strahl  zentrierung angebracht.  



  Nach     dem        Bearbeitungsprozess        durchläuft    der  Transportstein 21 dies austrittsseitige Druckstufen  system. Nach dem Verlassen der Bearbeitungskammer  12 werden die fertigen Bauelemente einer Kontrolle  ihrer elektrischen Daten unterzogen. Diese Messungen  erfolgen automatisch, indem die Bauelemente kontak  tiert und in Messkreise eingeschaltet werden. Danach  werden die Substrate 10 mit den darauf befindlichen  Dünnschichtbauelementen aus den Transportsteinen ent  fernt.  



  Die Einbeziehung der Bauelemente in geeignete  Messkreise während der Bearbeitung und während der  Kontrolle veranschaulicht Fig. 5, in Verbindung mit der  Programmiereinrichtung und der Steuerung des zusätz  lichen Ablenksystems 16. Danach wird das Substrat 10  mit den zu bearbeitenden Bauelementen und den Kon-    takten 42 mittels eines Kontaktsatzes 43, der sich in der  Bearbeitungskammer 12 befindet, in den Kreis des  Messwertgebers 44 einbezogen. Der Messwertgeber 44  vergleicht die entsprechende elektrische Grösse des zu  bearbeitenden Bauelementes zunächst mit dem Sollvor  wert 45. Eventuelle Abweichungen des gemessenen Vor  wertes vom Sollvorwert 45 wirken auf das Programm  steuergerät 46. Die Programmsteuerung bewirkt, dass  während der Bearbeitung der     Sollwert    45' an den  Messwertgeber 44 angeschlossen wird.

   Wird im Verlauf  der Bearbeitung der Sollwert 45' erreicht, so wird vom  Messwertgeber 44 die Steuerung 47 des zusätzlichen Ab  lenksystems 16 betätigt und damit die bereits genannte  Einwirkung auf den Ladungsträgerstrahl 1 ausgelöst.  Ausserdem wird gleichzeitig durch den Messwertgeber  44 das Bearbeitungsprogramm abgebrochen und der  nächste Programmschritt eingeleitet. Die direkte Ver  bindung zwischen dem Programmsteuergerät 46 und der  Steuerung 47 des zusätzlichen Ablenksystems 16 be  wirkt, dass innerhalb eines Bearbeitungsprogramms der  Ladungsträgerstrahl 1 zeitweise gesperrt werden kann.  Das Programmsteuergerät 46 wirkt über die Stromver  sorgung 48 auf das Ablenksystem 9.

   Ausserhalb der  Bearbeitungskammer 12 wird das Substrat 10 über einen  weiteren Kontaktsatz 49 mit der     Fertigungskontrollein-          richtung    50 verbunden. Abweichungen der bearbeiteten  Bauelemente vom Sollwert 45', die von der     Fertigungs-          kontrolleinrichtung    50 festgestellt werden, bewirken  über eine     Auswertung    51 eine Korrektur des     Sollwertes     45'. Fig. 6 zeigt z. B, das Bearbeitungsschema von zwei  Dünnschichtwiderständen 60 und 61 auf einem Substrat  10.

   Die anfangs einheitliche Widerstandsschicht ist     zu-          riächst    leitend mit vier Kontakten 62; 63; 64; 65 ver  bunden und wird durch die Doppellinie 66; 66' in die  zwei Teilwiderstände 60 und 61 aufgeteilt. Der     an-          schliessende    Abgleich der Teilwiderstände 60 und 61  erfolgt durch die weiteren Striche 67; 68; 69; 70; 71; 72;  73 usw.  



  In Fig. 7 sind die Einzelheiten der Beobachtungs  anordnung dargestellt. Der Ladungsträgerstrahl 1 pas  siert vor seinem Auftreffen auf das Substrat 10 die mag  netische Linse 7, bestehend aus dem Polschuheinsatz 74  und dem Linsenkörper 75. Im Polschuhspalt 78 ist der  allseitig leitende Spiegel 76 angeordnet, der für den  Durchtritt des Ladungsträgerstrahles 1 bzw. der Sonde  8 mit einer Aussparung 77 versehen ist. In Höhe des  Polschuhspaltes 78 ist in einer Aussparung 79 des Lin  senkörpers 75 die vorzugsweise     binokulare    Beobach  tungsoptik 80 bis in den Bereich des     Polschuhspaltes    78  herangeführt.

   Die vakuummässige Trennung zwischen  der Beobachtungsoptik 80 und dem Spiegel 76 wird in  bekannter Weise durch ein lichtdurchlässiges Fenster 81,  das auf der Innenseite elektrisch leitend ist, vorgenom  men. Eine leitende Blende 82 kann als     Bedampfungs-          schutz    wahlweise vor den Spiegel 76 geschoben werden.  



  Zur besseren Erläuterung des Spiegels 76 ist dieser  in     Fig.    8 nochmals im Grundriss ausführlich mit der  Aussparung 77 für den     Ladungsträgerstrahl    1 bzw. die  Sonde 8 und einer weiteren Aussparung 83 mit einer  weiteren eingesetzten Spiegelfläche 84, die entsprechend  der Lage der Lichtquelle gegenüber der Ebene des Spie  gels 76 in geeignetem Masse geneigt ist, dargestellt.  



  Bei den beschriebenen Beispielen sind die Transport  steine so ausgeführt, dass Teile des Transportsteines  während ihres Durchganges durch die Druckstufen  systeme die Passstücke in den Drucksystemen darstel  len. Damit wirken diese     Passsstücke        zusammen        mit    den      Druckstufen als Strömungswiderstände, so dass durch  Vakuumpumpen vor und nach einem oder mehreren sol  cher Transportsteine ein Druckgefälle aufrecht erhalten  werden kann. Durch eine oder mehrere Druckstufen  kann in der Bearbeitungskammer Hochvakuum aufrecht  erhalten werden, während am Eingang der Druckstufen  normaler Luftdruck herrscht.  



  Der Transport der Substrate in die Bearbeitungs  kammer erfolgt durch     Kraftübertragung    von einem  Transportstein auf den anderen, wobei der Antrieb     aus-          serhalb    der Bearbeitungskammer erfolgt. Nach Bearbei  tung der Werkstücke werden die     Transportsteine    mit  den Werkstücken auf die gleiche Weise wieder an die  Atmosphäre gebracht. Ausserhalb der Bearbeitungskam  mer werden die bearbeiteten Substrate mit den ferti  gen Bauelementen aus den Transportsteinen entfernt  und durch einen geeigneten Transportmechanismus die  leeren Transportsteine wieder zum Ort der Beschickung  im geschlossenen Kreislauf     zurücktransportiert.     



  Die mechanischen Toleranzen der Transportsteine  und der Druckstufen sind zusammen mit den zur An  wendung kommenden     Pumpensystemen    so     dimensio-          niert,    dass die Betriebsbedingungen in der Bearbeitungs  kammer auch aufrecht erhalten bleiben,     wenn    die Trans  portsteine nur teilweise beschickt oder vollkommen     un-          beschickt    durch die Bearbeitungskammer transportiert  werden.  



  Der Transportstein hat aber zusätzlich zu der Auf  gabe, die Werkstücke aufzunehmen und in die Bearbei  tungskammer zu schleusen, noch andere Funktionen.  Sollen die Substrate, die teilweise mit metallischen Lei  terzügen im Transportstein aufliegen, während der Be  arbeitung in einen äusseren Messkreis einbezogen wer  den, so wird     zweckmässig    der Transportstein ganz aus  einem hochisolierenden Material hergestellt oder er ent  hält hochisolierende Teile an     bestimmten    Auflagestel  len. Beim Bearbeitungsprozess werden teilweise die  Werkstücke durch die während der Bearbeitung zuge  führte Energie erhitzt, so dass zweckmässig die Trans  portsteine aus einem temperaturbeständigen Isolier  material bestehen. Als solches Material kommen z. B.  Fluor-Kunststoffe in Frage.

   Gibt man diesen     Fluor-          Kunststoffen    geeignete schmierfähige Verbindungen, wie  z. B. Molybdändisulfit, bei, so lassen sich dadurch die  Notlaufeigenschaften der Transportsteine verbessern,  wodurch es möglich ist, die Spalte zwischen den Druck  stufen und den Passstellen der     Transportsteine    eng zu  tolerieren, wodurch der Aufwand an den erforderlichen  Pumpaggregaten herabgesetzt werden kann.  



  Zur Kontrolle der Bearbeitung ist es besonders  zweckmässig, transparente Substrate im Durchlicht zu  beobachten. Deshalb ist es zweckmässig, die Steine ganz  aus transparentem Material herzustellen oder an be  stimmten Stellen Durchbrüche im Transportstein vorzu  sehen, so     dass    die Substrate von unten     in    der Bearbei  tungslage beleuchtet werden können.  



  Bei der Bearbeitung der Substrate wird häufig die  Forderung erhoben, die Substrate bis zum Rand zu be  arbeiten, was ohne Fehler nur möglich ist, wenn der La  dungsträgerstrahl     geringfügig    über das Werkstück hin  aus abgelenkt wird. Um eine evtl. dabei auftretende Zer  störung des Transportsteines zu vermeiden, ist es     zweck-          mässig,    zusätzliche Aussparungen an den in Frage kom  menden Stellen im     Transportstein    vorzusehen, durch die  der Ladungsträgerstrahl in den genannten Fällen den  Transportstein passieren     kann,    so dass seine Energie  ohne die damit verbundene Zerstörung an einen darun-    terliegenden, gut wärmeleitenden Körper abgegeben  werden kann.  



  An die Bearbeitung     werden    meist recht hohe An  sprüche in bezug auf Positionierung und Zentrierung  gestellt. Deshalb werden die Transportsteine so ausge  führt, dass durch Zentrierkanten oder Zentriervorrich  tungen im Transportstein selbst die Lage der Substrate  zu bestimmten Koordinaten des Transportsteines defi  niert festgelegt ist.  



  Die     Transportsteine    und die Transporteinführungen  sind an     bestimmten    Orten, insbesondere am Bearbei  tungsort, so ausgeführt, dass der Transportstein aus der  Haupttransportrichtung herausgeschoben werden kann.  Dadurch ist es z. B. möglich, am Bearbeitungsort an  stelle des Transportsteines mit den Werkstücken geeig  nete Zentrier-, Positionier- und Scharfste!lhilfen für die  Sonde in     definierte    Lage zu bringen. Die Scharfstellung  der Sonde wird dadurch erreicht, dass eine Scharfstell  hilfe, bestehend aus einem festen Körper eines Werkstof  fes, z. B. rostfreier Stahl, Tantal oder Kohle, der z. B.

    unter den für die Bearbeitung des Werkstückes gegebe  nen Arbeitsbedingungen, charakterisiert durch die Lei  stung der Elektronenstrahlsonde und die Bearbeitungs  geschwindigkeiten, sichtbar glüht, ohne dass er dabei  durch     Aufschmelzen    oder Verdampfen rasch zerstört  wird. Es ist aber auch möglich und unter bestimmten  Bedingungen auch     erforderlich,    zur Scharfstellung von  den Betriebsbedingungen abweichende Einstellungen der  Sonde, z. B. geringere Ablenkgeschwindigkeit, zu wäh  len.  



  Als Kriterium der Scharfstellung wird die     maximale     Helligkeit der aufglühenden Spur der Elektronensonde  auf dem     genannten    festen Körper verwendet. Dabei  wird zur Scharfstellung die Sonde mit einem geeigneten  Testprogramm oder aber dem Bearbeitungsprogramm  selbst, das z. B. repetierend über den festen Körper ge  führt wird, wobei die Einstellung z. B. der letzten Linse  in Richtung der Elektronensonde so lange verändert  wird, bis die     Helligkeit    der aufglühenden Spur auf dem  festen Körper, die während des Scharfstellens direkt be  obachtet wird,     mit    maximaler Helligkeit glüht. Der als  Scharfstellhilfe dienende feste Körper, der z.

   B. in Form  einer Platte ausgeführt ist, wird zweckmässig von der  Grösse der Bearbeitungsfläche gewählt und mit sicht  baren Konturen versehen, die den     Berandungen    der zu  bearbeitenden Fläche oder den Teilflächen auf dem  Werkstück entsprechen. Dadurch ist es gleichzeitig  möglich, das Bearbeitungsprogramm insgesamt und auch  die     Einzelprogramme,    z. B. bei repetierend laufendem  Bearbeitungsprogramm indirekt gegenüber der zu be  arbeitenden Fläche zu     justieren.     



  Zur     Zentrierung    der Sonde in die geometrische  Achse der elektronenoptischen Anordnung dient eine  Bohrung in der Mitte des besagten festen Körpers, auf  die die Elektronensonde bei abgeschaltetem Bearbei  tungsprogramm so     geiüchteit    wird,     dass        ein        unter    der  Bohrung im besagten festen Körper befindlicher     Elek-          tronenauffänger    von einem maximalen Strom getroffen  wird. Der Durchmesser der Bohrung wird dabei in       übereinstimmung        mit    den zulässigen Toleranzen der zu  bearbeitenden Werkstücke gewählt (z. B. 0,1 mm).  



       Damit    die konzentrierte Energieeinwirkung durch  die Elektronensonde bei abgeschaltetem     Programm    auf  die     Berandung    der besagten Bohrung nicht zu deren  Zerstörung führt, wird der feste Körper um die Bohrung  herum mit einem hochschmelzenden Material, z. B.  Wolfram,     ausgebuchst,    sofern nicht der gesamte feste      Körper bereits aus     einem    solchen     Material    besteht. Da  durch ist es möglich, die Zentrierung der Elektronen  sonde bei eingestellten Bearbeitungsdaten vorzunehmen,  so dass keine nachträgliche     Veränderung    durch Ändern  der Parameter der Elektronensonde erfolgen kann.  



  In Bearbeitungsfällen, wo die von der Elektronen  sonde übertragene Gesamtleistung klein ist, kann statt  des besagten festen Körpers ein Fluoreszenzschirm ver  wendet werden, der die gleichen Markierungen trägt,  wie sie für den besagten festen Körper bereits angege  ben wurden und bei dem der Einwirkungsort der Elek  tronenstrahlsonde durch Fluoreszenz sichtbar wird.  



  Mit diesen genannten Mitteln ist es möglich, die       Scharfstellung,        Zentrierung    und     Positionierung    der Elek  tronensonde mit voneinander unabhängigen Kriterien  vorzunehmen.  



  Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt so, dass die  geeignet dimensionierte Sonde über ein bestimmtes Pro  gramm zur Steuerung der Ablenksysteme für die Sonde  gesteuert wird. Zusätzlich ist ein weiteres, vorzugsweise  elektrostatisches Ablenksystem im Strahlengang ange  ordnet, das entweder die Sonde freigibt oder sperrt, in  dem der Ladungsträgerstrahl aus der elektronenopti  schen Achse auf einen Elektronenauffänger abgelenkt  wird. Weiterhin werden im Falle des Abgleiches elektri  scher Bauelemente diese über einen in der Bearbei  tungskammer befindlichen Kontaktsatz, der für die  Dauer des Bearbeitungsvorganges mit den Bauelementen  in Verbindung gebracht wird, in einen äusseren     Mess-          kreis    einbezogen.  



  Das erwähnte zusätzliche Ablenksystem wird nun so  gesteuert, dass es zu den Zeiten, in denen der Trans  port und die Kontaktierung stattfinden und zu den Zei  ten, in denen innerhalb des Bearbeitungsprogrammes  keine Bearbeitung erfolgt, und ausserdem, wenn der Ab  gleich des gerade in Bearbeitung befindlichen Bauele  mentes erreicht ist, die Sonde sperrt.  



  Das Bearbeitungsprogramm läuft so ab, dass bei Er  reichen des Abgleiches eines Bauelementes die Bearbei  tung abgebrochen und unmittelbar danach der nächste  Programmschritt eingeleitet wird. Der Programmablauf  wird so gesteuert, dass die Bearbeitung in     Richtung    auf  den geerdeten Messpunkt erfolgt, so dass der elektrische  Widerstand zwischen Sonde und dem betreffenden  Messpunkt mit fortschreitender Bearbeitung abnimmt.  



  Im Falle der Bearbeitung mehrerer gleichartiger Sub  strate bzw. Bauelemente in einem     Transportstein    wird  so programmiert, dass erst nach Ausführung aller     Be-          arbeitungs-    und Abgleichsprozesse an einem Substrat die  Bearbeitung des nächsten Substrats     beginnt.     



  Während des Bearbeitungsprozesses an einem  Substrat sind dessen Kontakte mit den Messwertgebern  verbunden. Beim Umschalten des Bearbeitungspro  gramms auf ein weiteres Substrat werden gleichzeitig die  Messwertgeber mit auf die entsprechenden Kontakt  stellen des neu zu bearbeitenden Substrats umgeschal  tet. Der während der Sperrzeiten der Sonde auf den Ruf  fänger treffende Elektronenstrom wird zur Kontrolle  und Regelung des bearbeitenden Ladungsträgerstrahl  stromes ausgenutzt.  



  Durch den Herstellungsprozess der zu bearbeitenden  Schichten bedingt, können diese Schichten der Bau  elemente in ihren Vorwerten sehr unterschiedlich sein,  wodurch bei der Bearbeitung und dem Abgleich die  Flächen der Bauelemente nicht voll ausgenutzt werden.  Dies kann z. B. bei Widerständen, deren Vorwert zu  gross ist, dazu führen, dass nur ein geringer Teil der    Widerstandsfläche ausgenutzt wird und damit die Ge  fahr der örtlichen Überlastung bei bestimmter Leistung  des Einzel-Bauelementes gegeben ist. Um das zu ver  meiden, werden die Vorwerte der betreffenden elektri  schen Grösse der unbearbeiteten Bauelemente gemes  sen, mit einem Sollwert verglichen und nach Massgabe  der auftretenden Abweichung vom Sollvorwert das Be  arbeitungsprogramm entsprechend der Grösse und dem  Vorzeichen der Abweichung definiert geändert, indem  z.

   B. bei Widerständen oder Induktivitäten der Strich  abstand zwischen den leitenden Bahnen dem gemessenen  Vorwert angepasst wird.  



  Zusätzlich zu den Messwertgebern, die den Ab  gleich registrieren und die Sonde und sonstigen Einrich  tungen steuern, ist es zweckmässig, bei Anlagen zur     Her-          stelllung    elektrischer Bauelemente eine Fertigungskon  trolle z. B. in. Form von Toleranzmessungen, durchzu  führen. Da erfahrungsgemäss die Bauelemente nach  dem Bearbeitungs- und Abgleichprozess ihre elektri  schen Werte noch verändern und diese Änderung be  reits zum grossen Teil noch während des Ausschleusens  aus der Bearbeitungskammer an normale Atmosphäre  geschieht, wird zweckmässig zusätzlich ein vollständiger  Kontaktsatz zur Einbeziehung der einzelnen     Bauele-          elemente    in Messkreise ausserhalb der Bearbeitungs  kammer an normaler Atmosphäre angeordnet.

   Diese  Messwertgeber können so nach dem Verändern der  Bauelemente durch die erfolgte Bearbeitung die Ferti  gungskontrolle besser gewährleisten. Zusätzlich kön  nen aber die mittleren Abweichungen vom Sollwert, die  mit diesen     Messwertgebern    registriert werden können,  dazu     benutzt    werden, um von vornherein die Bauele  mente mit einer entsprechenden Vorhaltung, d. h. eine  definierte Abweichung vom Sollwert, die z. B. der mitt  leren Alterung entspricht, zu bearbeiten. Diese definierte  Abweichung vom Sollwert gewährleistet dann beispiels  weise trotz der erfolgenden     Alterungsprozesse    beim       Ausschleusen        eine    bessere     Annäherung    an die zu for  dernden Sollwerte.

    



  Bei der Bearbeitung der Substrate sind auf einem  Werkstück meist unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben  an verschiedenen Orten durchzuführen. Es kann z. B.  an dem einen Ort eine dünne Widerstandsschicht, am  anderen eine dickere, gut wärmeleitende Leiterbahn zu  bearbeiten sein. Für solche unterschiedlichen Bearbei  tungsaufgaben werden verschiedene Energiedichten an  den Bearbeitungsorten benötigt. Diese Aufgaben können  aber mit einer konstanten Einstellung der Elektronen  sonde leicht gelöst werden, wenn eine zusätzliche Pro  grammierung der     Ablenkgeschwindigkeiten    und damit  der Bearbeitungsgeschwindigkeiten für die unterschied  lichen Bearbeitungsaufgaben erfolgt.  



  Diese zusätzliche Programmierung der     Ablenkge-          geschwindigkeit    der Sonde erlaubt auch die partielle  Abtragung der obersten Schicht einer Folge von über  einanderliegenden Schichten, ohne die Barunterliegen  den Schichten anzugreifen. Auf diese Weise wird es z. B.  möglich, Kondensatoren durch partielle Abtragung eines  Teiles der obersten Elektrode gezielt abzugleichen.  



  In Bearbeitungsfällen, in denen an eine zeitlich vor  her bearbeitete Linie eine weitere, die erste Linie be  rührende     Linie        angeschlossen        werden    soll, wird die erste  Linie als Doppellinie bearbeitet. Dadurch wird es mög  lich, zeitliche Schwankungen von elektrischen Werten,  die zur Veränderung der Lage der Sonde auf dem Sub  strat führen, unwirksam zu machen. Ohne eine solche  Massnahme könnten unter Umständen leitende Brük-      ken zwischen beiden zeitlich nacheinander bearbeiteten  Linien auftreten.  



  Um bei der Bearbeitung von elektrischen Widerstän  den, deren Widerstandswert durch Mäandrierung, d. h.  durch Einarbeiten von versetzten Strichen, erhöht wird,  zu erreichen, dass der Widerstandswert stetig ansteigt,  was für einen genauen Abgleich Voraussetzung ist, wer  den jeweils aufeinanderfolgende Striche, von entgegen  gesetzten Seiten beginnend,     in    die Widerstandsschicht  eingearbeitet.  



  Trotz aller Massnahmen zur Erhöhung der Betriebs  sicherheit einer solchen Bearbeitungsanlage ist damit zu  rechnen, dass durch eine Havarie des Transportmecha  nismus oder anderer Störquellen die Bearbeitung unter  brochen werden und die Bearbeitungskammer     belüftet     werden muss. Da es aber anderseits für den     Bearbei-          tungsprozess    erfonderlich ist, des die auf die Sonde ein  wirkenden elektrischen Parameter, z.

   B. der     Katoden-          heizstrom,    Justierströme usw., aus thermischen Gründen  teilweise erhebliche Einlaufzeiten haben, wird die Elek  tronensonde möglichst     unverändert    und     vollständig     auch beim Belüften der Bearbeitungskammer in Betrieb  gehalten. Um dies zu gewährleisten, wird der Raum des  Ladungsträgerstrahlers getrennt und unabhängig von der  Bearbeitungskammer evakuiert. Die vakuumässige Tren  nung erfolgt durch ein zusätzliches Ventil zwischen La  dungsträgerstrahlerzeugungs- und Bearbeitungskammer.  



  Zur Kontrolle des Bearbeitungsprozesses ist an den  Bearbeitungsgeräten eine direkte Beobachtung der  Werkstücke am     Bearbeitungsort    zweckmässig. Mit  Hilfe dieser Beobachtung wird nicht nur der     Bearbei-          tungsprozess    auf den Werkstücken selbst kontrolliert,  sondern mit den bereits genannten Hilfsmitteln wird  auch die Einstellung der Sonde, z. B. Scharfstellung,  Positionierung und Zentrierung, kontrolliert. Eine Mög  lichkeit, die Beobachtung der Werkstücke zu     realisieren,     besteht darin, dass eine langbrennweitige Beobachtungs  optik ausserhalb des Rezipienten angeordnet wird.  



  In bekannter Weise wird zunächst durch geeignete  Massnahmen das in der geometrischen Achse der elek  tronenoptischen Anordnung laufende Lichtbündel in die  Achse der langbrennweitigen Beobachtungsoptik umge  lenkt. Diese Umlenkmittel sind ebenfalls innerhalb der  elektronenoptischen Säule untergebracht.  



  Zur     Umlenkung    des lichtoptischen Strahlenbündels  wird     erfindungsgemäss    ein allseitig elektrisch leitender  Oberflächenspiegel verwendet, der um die elektronen  optische Achse angeordnet ist. Er besitzt eine geeignete  Aussparung für den Durchtritt des Ladungsträgerstrah  les und wird im Bereich des Polschuh-Spaltes der letz  ten elektronenoptischen Linse angeordnet.  



  Damit die langbrennweitige optische Beobachtungs  anordnung, vorzugsweise eine binokulare, möglichst  nahe an das Substrat herangeführt werden kann, wird  in dem Linsenkörper in der Ebene des Spaltes der mag  netischen Polschuhlinse eine Aussparung vorgesehen, in  die die Beobachtungsanordnung eingesetzt wird. Da  durch kann die Beobachtungsanordnung bis an den  magnetischen Polschuheinsatz herangeführt werden.  



  Die Trennung des Aussenraumes, in dem sich die  langbrennweitige Beobachtungsanordnung befindet, vom       evakuierten    Innenraum, in dem sich der besagte Um  lenkspiegel befindet, geschieht in an sich bekannter  Weise durch ein lichtdurchlässiges Fenster. Dieses Fen  ster wird vakuumseitig elektrisch leitend, aber licht  durchlässig     ausgeführt.    Ein Glasfenster lässt sich z. B.    durch halbdurchlässige Bedampfung mit einem metalli  schen Werkstoff genügend leitfähig machen.  



  Der Spiegel besitzt eine weitere Aussparung, in der  ein gegen die Ebene des Spiegels geneigter weiterer Spie  gel angeordnet ist.     Über    diesen weiteren Spiegel wird das  Licht einer     vorzugsweise        seitlich    des Beobachtungs  systems ebenfalls in einer Aussparung des Linsenkörpers  angeordneten Lichtquelle auf das Werkstück gespiegelt.  Natürlich können statt der beschriebenen Anordnung  der Spiegel auch Einzelspiegel auf einer Halterung     an-          gemdnet        Weden.     



  Eine solche Beobachtungsanordnung wird aber in  ihrer Wirkungsweise dadurch beeinträchtigt, dass durch  die Beobachtung erhebliche Mengen von Material vom  Substrat verdampft werden, die sich in der Umgebung,  so auch auf Teilen der Beobachtungsanordnung, nieder  schlagen. Die Mengen, die in einem Bearbeitungsgerät       täglich    verdampft werden, betragen bei Dünnschicht  bearbeitung grössenordnungsmässig einhundert bis meh  rere hundert     Kubikmillimeter    pro Tag. Diese Menge  reicht aus, um z.

   B. auf einer Fläche, in 15 cm Abstand,  noch     eine        Schicht    von     einem    bis     einigen        ,um    Dicke nie  derzuschlagen, wodurch     eine        Beobach=tung    mach kurzer       Zeit        unmöglich        wird.     



  Eine solche Bedampfung wird dadurch vermieden,  dass zu den Zeiten, in denen der Bearbeitungsprozess  weiter     fortgeführt    wird, aber keine Beobachtung statt  findet, der von der Bearbeitungsstelle ausgehende  Dampfstrahl am Niederschlag auf den zur Beobach  tungsanordnung gehörenden Teilen gehindert wird. Es  wird deshalb zwischen dem Spiegel     und    dem Bearbei  tungsort, vorzugsweise aber unmittelbar vor dem Spie  gel, eine Blende angeordnet, die wahlweise vor diesen  Spiegel geschoben werden kann, wenn keine Beobach  tung erfolgt. Damit der Ladungsträgerstrahl diese  Blende ungehindert passieren kann, ist eine entspre  chende Aussparung vorgesehen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung elektrischer Bauele mente unter Vakuum mittels einer Ladungsträgerstrahl einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate einzeln oder zu mehreren ausserhalb des Vakuums in Transportsteine eingelegt und danach hintereinander, ohne Unterbrechung der Betriebsbedingungen über Druckstufensysteme durch die Bearbeitungskammer in Form eines geschlossenen Kreislaufes geschoben wer den, indem die Kraftübertragung durch gegenseitige Be rührung der Transportsteine erfolgt und dass während der einzelnen Bearbeitungsvorgänge über elektronische Mittel die elektrischen Momentanwerte der Bauelemente laufend gemessen,
    mit einem Sollwert verglichen werden und dass in Abhängigkeit dieses Messergebnisses die La- dungsträgerstrahleinrichtung gesteuert wird. II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem den Ladungsträgerstrahl (8) erzeugenden Strahlerzeugungssystem und einer anschliessenden, ge trennt evakuierbaren und von dem Strahlerzeugungs- system vakuummässig abtrennbaren Bearbeitungskam mer (12)
    besteht. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Substrate in den Transportstei nen zur Ausgangslage des Strahles der Ladungsträger strahleinrichtung zentriert werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transport steine einzeln, zum Zentrieren, Positionieren und Scharfeinstellen des Strahles der Ladungsträgerstrahl einrichtung, zum Beschicken oder Entleeren, an be stimmten Orten aus der Behandlungs-Transportbahn entfernt werden. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch I und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl mit tels Scharfstell-, Positionier- und Zentrierhilfen einge stellt wird und dass die einzelnen Einstellvorgänge ein zeln und unabhängig voneinander .durchgeführt werden. 4.
    Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Scharfstellhilfe unter den für die Bearbeitung gegebenen Bedingungen, wie Leistung und Bearbeitungsgeschwindigkeit, an den vom Strahl getrof fenen Stellensichtbar glüht, ohne durch Schmelzen und Verdampfen zerstört zu werden und dass als Scharf stellkriterium die maximale Helligkeit der aufglühen den Spur auf der Scharfstellhilfe bei Führung des Strah les nach einem Testprogramm, oder bei Führung des Strahles nach einem repetierend eingestellten Bearbei tungsprogramm dient und dass die Scharfeinstellung des Strahles mittels einer elektronenoptischen Linse des Strahlerzeugungssystems erfolgt. 5.
    Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass als Positionierhilfe vorzugsweise der gleiche Körper verwendet wird wie zur Scharfeinstel lung und dass auf ihm die Konturen der zu bearbeiten den Flächen und/oder Marken sichtbar angebracht wer den und dass der Strahl mit den für die Bearbeitung notwendigen Daten, nach einem repetierenden Bearbei tungsprogramm betrieben wird und dass die infolge die ser Massnahmen aufglühenden Spuren mit den Kontu ren der Flächen und/oder Marken in Übereinstimmung gebracht werden. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass als Positionierhilfe ein Fluoreszenz schirm verwendet wird. 7.
    Verfahren nach den Unteransprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl mittels einer, der geforderten Zentriergenauigkeit entsprechenden und mit dementsprechendem Durchmesser versehenen und mit einem hochschmelzenden Werkstoff, wie Wolfram, ausgebuchsten Bohrung in dem Körper oder dem Fluoreszenzschirm, zentriert wird, indem bei abgeschal tetem Ablenkprogramm mittels Justiermittel der Strahl durch die Bohrung gerichtet und der dabei durch die Bohrung hindurchtretende Strom des Strahles mittels eines Elektronenauffängers gemessen und auf seinen Maximalwert eingestellt wird.
    B. Verfahren mach Patentanspruch I und den Unter- ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Strahles über ein zusätzliches, vorzugs weise elektrostatisches, durch das Bearbeitungspro gramm und durch Messwertgeber gesteuertes Ablenk system erfolgt, dass der Strahl sofort aus der elektronen optischen Achse zu bestimmten Zeitpunkten, vorzugs- weise zwischen einzelnen. Bearbeitungsschritten und am Ende des Bearbeitungsprozesses,
    abgelenkt wird und dass das Bearbeitungsprogramm zusätzlich durch die Messwertgeber gesteuert wird, indem die zu bearbeiten den Bauelemente in die Schaltkreise der Messwertgeber so einbezogen sind, dass bei fortschreitender Bearbei tung der Widerstand der zu bearbeitenden Schicht zwi schen dem momentanen Bearbeitungsort und dem auf festem Potential liegenden Kontakt des Messwertgebers kleiner wird und dass bei Erreichen des Sollwertes die Bearbeitung unterbrochen und gleichzeitig das Teilpro gramm abgebrochen und das nächste Teilprogramm ein geleitet wird und dass die Programmierung der Bearbei tungsprozesse im Fall mehrerer gleichartig zu bearbei tender Substrate in einem Transportstein so erfolgt, dass die Bearbeitungs- und Abgleichprozesse an den einzel nen Substraten nacheinander durchgeführt werden. 9.
    Verfahren nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass über einen in der Bearbeitungskam mer befindlichen Kontaktsatz die einzelnen Bauelemente des jeweils zu bearbeitenden Substrates in die Messkreise einbezogen werden. 10. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsträgerstrahl während der durch das Bearbei tungsprogramm vorgegebenen Sperrzeiten auf einen Elektronenauffänger abgelenkt und der so gewonnene Strom zur Messung, Kontrolle und Regelung des La dungsträgerstromes herangezogen wird.
    11. Verfahren nach Patentanspruch I und :den Un- teransprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Bearbeitungs- und Abgleichprozesses mit Hilfe der Messwertgeber der Vorwert der betref fenden elektrischen, Grösse, wie ohmscher Widerstand, des zu bearbeitenden Bauelementes :gemessen und mit einem Sollwert verglichen wird und dass bei Abweichung vom Sollwert das Bearbeitungsprogramm entsprechend der Grösse und dem Vorzeichen .der Abweichung ge ändert wird, indem, z.
    B. bei herzustellenden Widerstän den und Induktivitäten, der Abstand der mittels des Strahles einzuarbeitenden Linien zwischen den leitenden Bahnen dem gemessenen Vorwert entsprechend gewählt wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass bei gleichzeitiger Fertigungskontrolle, wie etwa bei Toleranzmessungen, ein zusätzlicher Kon taktsatz ausserhalb der Bearbeitungskammer zur Ein beziehung der einzelnen Bauelemente in Messkreise vor gesehen wird und dass die gemessene mittlere Abwei chung vom Sollwert als Korrekturgrösse für die Werte benutzt wird, auf die die einzelnen Bauelemente in der Bearbeitungskammer abgeglichen werden. 13.
    Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bearbeitungsprozessen, für die an verschiedenen Orten auf dem Substrat unterschiedliche Energiedichten des Strahles erforderlich sind, bei konstanter Einstellung des Strahlstromes -eine zusätzliche Programmierung der Ablenkgeschwindigkeit des Strahles vorgenommen wird. 14.
    Verfahren nach Unteranspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, dass für den Abgleich von Kapazitäten mittels der programmierten Ablenkgeschwindigkent dies Strahles die oberste Schicht einer Folge von übereinan- derliegenden Schichten partiell abgetragen wird. 15.
    Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bearbeitungsprozessen, bei denen nacheinander mehrere Linien eingearbeitet werden, die eine vorher hergestellte Linie berühren und bei denen daher an be stimmten Stellen der Strahl einsetzen muss, die Linie, die als erste eingearbeitet und von den folgenden geschnit ten wird, als Doppellinie mit konstantem Abstand aus geführt wird. 16. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einarbeitung von mäanderförmigen Wider- standsbahnen die die Mäander bildenden Trennlinien von entgegengesetzten Seiten beginnend eingearbeitet werden. 17.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur direkten Beobachtung der am Bearbeitungsort befindlichen Substrate (10) sich ausser- halb des Strahlerzeugungssystems eine langbrennweitige Beobachtungsoptik (80) befindet und zur Umlenkung des optischen Strahlenganges in die Richturig der elek tronenoptischen Achse ein allseitig elektrisch, leitender Spiegel (76), der in der elektronenoptischen Achse und zu dieser um 45 geneigt ist, im Bereich des Polschuh spaltes (78) der der Bearbeitungskammer am nächsten liegenden elektronenoptischen Linse (7) angeordnet und mit einer Aussparung (77) für den Durchtritt des La dungsträgerstrahles (1) versehen ist,
    wobei das lang- brennweitige Objektiv, vorzugsweise eine binokulare Optik, in einer Aussparung (79) im Linsenkörper in der Ebene des Polschuhspaltes (78) angeordnet und bis an den Bereich des magnetischen Polschuheinsatzes (74) der elektronenoptischen Linse (7) herangeführt ist und die Trennung des Aussenraumes gegenüber dem evakuierten Innenraum durch ein lichtdurchlässiges Fenster (81) zwischen dem Spiegel (76) und dem Objek tiv erfolgt und dass das Fenster (81) vakuumseitig elek trisch leitend ist, vorzugsweise durch halbdurchlässige Bedampfung, und dass weiterhin auf der :
    dem Bearbei tungsort zugewandten Seite des Spiegels (76), vorzugs weise unmittelbar vor dem Spiegel (76), eine Blende (82) mit leitender Oberfläche und einer Aussparung (83) für den Durchtritt des Ladungsträgerstrahles (1) wahl weise einschiebbar ist. 18. Einrichtung nach Patentanspruch II und dem Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (76) eine weitere Aussparung (83) besitzt, in der eine weitere, ebenfalls elektrisch leitende Spiegel fläche (84), die das Licht einer in einer weiteren Aus sparung des Linsenkörpers angeordneten Lichtquelle auf den Beobachtungsort leitet, angeordnet ist. 19.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass die Transportsteine (21) hochisolie rende Teile besitzen oder ganz aus einem hochisolieren den, temperaturbeständigen Werkstoff hergestellt sind, dem zur Verbesserung der Gleiteigenschaften Schmier mittel, z. B. Molybdändisulfid, beigemischt sind. 20. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unter anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Trans portsteine (21) transparent oder an bestimmten Stellen durchleuchtbar sind. 21. Einrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportsteine (21) mit für die Ladungsträger des Strahles passierbaren Aussparungen (26; 26'; 27; 27'; 28) versehen sind. 22.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharfstellhilfe und die Posi- tionierungshilfe aus einem festen Körper (36), z. B. einer Platte auf rostfreiem Stahl, Tantal oder Kohle, bestehen.
CH258466A 1965-02-23 1966-02-23 Verfahren zur Herstellung elektrischer Bauelemente und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens CH457625A (de)

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EP0780878A2 (de) * 1995-12-20 1997-06-25 Hitachi, Ltd. Rasterelektronenmikroskop
EP0780878A3 (de) * 1995-12-20 1997-11-26 Hitachi, Ltd. Rasterelektronenmikroskop

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