DE1032442B

DE1032442B - Vorrichtung zum Einstellen eines Geraetes, das zur Bearbeitung fester Koerper mit Ladungstraegerstrahlen dient

Info

Publication number: DE1032442B
Application number: DEL14111A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Wilhelm Schneider
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-12-06
Filing date: 1952-12-06
Publication date: 1958-06-19

Description

DEUTSCHES

Bei der Verwendung von Geräten, welche mit Ladungsträgerstrahlen arbeiten, ist es oft wünschenswert, vor dem Einschalten des Ladungsträgerstrahles anzugeben, an welcher Stelle dieser auf das zu beaufschlagende Objekt trifft. Von besonderem Interesse ist dies beispielsweise bei der Bearbeitung von halbleitenden Materialien zwecks Herstellung von Kristallverstärkern, wie sie in der letzten Zeit mehrfach vorgeschlagen worden ist. Es kommt dabei darauf an, gewisse Abstände, die dazu noch sehr klein sind, genau einzuhalten. Allgemein tritt diese Schwierigkeit dann auf, wenn der auftretende Ladungsträgerstrahl das Objekt bereits beim Auf treffen verändert und somit eine nachträgliche Justierung des Strahles mittels ladungsträgeroptischer Einstellungen nicht möglich ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen eines Gerätes, das zur Bearbeitung fester Körper mit Ladungsträgerstrahlen, vorzugsweise Elektronenstrahlen, dient und das sich von den bisher bekannten dadurch unterscheidet, daß die Quelle des Ladungsträgerstrahles mit einem lichtoptischen System auf das mit dem Ladungsträgerstrahl zu beaufschlagende Objekt derart abgebildet wird, daß der Auftreffpunkt des Ladungsträgerstrahles auf dem Objekt vor der Einschaltung des Ladungsstrahles angebbar ist. Dieerfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber anderen Einstellmitteln, wie Anschlägen und Lichtmarken aus besonderen Lichtquellen, den Vorteil, daß die Markierung von der Lage der Ladungsträgerquelle abhängig ist und dieser in dem gleichen Sinne folgt wie die ladungsträgeroptische Abbildung. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Ladungsträgerquelle gewechselt werden muß, weil dabei stets geringe Abweichungen gegenüber der Lage der vorher benutzten Quelle eintreten. In diesem Falle ist die vorherige Verwendung der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung besonders dann von Interesse, wenn der Auftreffpunkt der Ladungsträgerstrahlen in einer bestimmten Entfernung von einem auf dem Objekt bereits gegebenen festen Punkt liegen soll, wie dies z. B. bei der Herstellung von Transistoren erforderlich ist, bei der zunächst ein Bereich der Halbleiteroberfläche durch Elektronenbeschuß hinsichtlich seines Leitfähigkeits-Charakters umgewandelt wird, während daran anschließend ein zweiter Bereich umgewandelt wird, der in einer gewissen Entfernung von dem zweiten Bereich liegt.

Bei der erfindungsgemäßen X^orrichtung kann die Ladungsträgerquelle direkt als primäre Lichtquelle dienen, etwa ein Elektronen abgebender, hell glühender Draht. Will man dies jedoch vermeiden, um z. B. die Elektronenquelle nicht unnötig glühen zu lassen, Vorrichtung zum Einstellen

eines Gerätes,

das zur Bearbeitung fester Körper
mit Ladungsträgerstrahlen dient

Anmelder:

LICENTIA Patent -Verwaltungs - G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Phys. Wilhelm Schneider, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

so kann die Ladungsträgerquelle auch als sekundäre Lichtquelle dienen, indem man z. B. die kalte Elektronenquelle mit einer besonderen Leuchte anstrahlt.

Ganz besonders günstig ist eine Vorrichtung, bei der an Stelle der Ladungsträgerquelle eine durch den Ladungsträgerstrahl angeregte primäre Lichtquelle abgebildet wird. Bewährt hat sich dafür ein dünner durchscheinender Leuchtschirm, der durch den Ladungsträgerstrahl an dessen Auftreffstelle zum optischen Leuchten angeregt wird.

Die durch den Ladungsträgerstrahl angeregte Lichtquelle und das lichtoptische System werden mit Vorteil zusammen mit einem an seinem Kreuzungspunkt offenen Fadenkreuz zu einer achsensymmetrischen Baueinheit zusammengesetzt, die mindestens in der Ebene senkrecht zur ladungsträgeroptischen Achse frei verschiebbar ist.

Eine andere Form der Einstellung besteht darin, an der beabsichtigten Auftreffstelle an dem Objekt einen Spiegel vorzusehen, mit dessen Hilfe durch Rückprojektion die lichtoptische Quelle in sich selbst abgebildet wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn in Höhe der lichtoptischen Strahlungsquelle ein lichtoptisch anregbarer Leuchtschirm senkrecht zur ladungsträgeroptischen Achse vorgesehen ist.

Als lichtoptisches Abbildungsmittel eignet sich besonders ein Achromat oder ein Apochromat, da bei der hohen Präzision ladungsträgeroptischer Geräte auf eine saubere Abbildung Wert gelegt werden muß.

809 557/366

Um die Einstellung des Gerätes zu erleichtern, werden mit Vorteil Mittel zur Verschiebung des zu beaufschlagenden Objektes vorgesehen.

Es ist selbstverständlich, daß einmal das lichtisptische System und das ladungsträgeroptisdie System eine gemeinsame Achse aufweisen müssen und daß zu dem das ladungsträgeroptische System derart justiert ist, daß die Ladungsträgerquelle auf dessen Achse liegt. Für die Verwendung eines Leuchtschirmes als lichtoptische Strahlungsquelle genügt es jedoch, wenn der Ladungsträgerstrahl bei eingeschalteten ladungsträgero.ptischen Abbildungsmitteln achsenparallel verläuft.

Die A^orrichtung nach der Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung in Geräten mit Ladungsträgerstrahlen, die zur formgebenden Bearbeitung oder zur elektrischen Behandlung von Halbleitern dienen, wie sie in letzter Zeit für die Herstellung von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen in Vorschlag gebracht worden sind.

Die Zeichnung zeigt in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele von \^Aorrichtungen gemäß der Lehre der Erfindung.

In Fig. 1 ist 1 eine Ladungsträgerquelle, beispielsweise die Kathode eines Elektronenstrahlgerätes, 2 Achromat und 3 eine elektronenoptische Linse, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit als elektrische Linse dargestellt ist, obgleich gewöhnlich bei der Bearbeitung von festen Materialien magnetische Linsen vorzuziehen sind, und 4 ein zu bearbeitender oder mit einem Ladungsträgerstrahl zu beaufschlagender Gegenstand. Zunächst wird die Ladungsträgerquelle 1 als· lichtoptische Quelle benutzt, und die von ihr ausgehenden Lichtstrahlen, in der Figur ausgezogen dargestellt, werden mit dem Achromat 2 auf den Gegenstand 4 projiziert und derart die Quelle 1 auf den Gegenstand 4 abgebildet. Nachdem der Achromat 2 aus dem Strahlengang entfernt ist, wird das ladungsträgeroptische System in Tätigkeit gesetzt, und die Ladungsträgerstrahlen, im Beispiel Elektronenstrahlen, die gestrichelt angedeutet sind, werden mittels der Linse 3 auf dem gleichen Punkt des Gegenstandes 4 projiziert.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung dieser Anordnung, derart, daß von der Quelle 1 Ladungsträgerstrahlen ausgehen, die mittels einer ladungsträgeroptischen Linse 2 auf einen Leuchtschirm 3 projiziert werden und auf diesem einen optisch leuchtenden Fleck 4 erzeugen. Der Leuchtschirm 3 ist durchscheinend ausgebildet, so daß der Fleck 4 auch an dessen Unterseite erscheint und die von ihm ausgehenden lichtoptischen Strahlen mittels des Achromaten; 5 auf den Gegenstand 6 projiziert werden. Sie treffen dort in dem Punkt 7 auf. Um sicherzustellen, daß die Punkte 4 und 7 auf der optischen Achse liegen, ist ein Fadenkreuz 8 vorgesehen, von dem in der Figur nur ein Balkenpaar dargestellt ist. Dieses Fadenkreuz ist mit dem Achromat 5 und dem Leuchtschirm 3 derart starr verbunden, daß sein Kreuzungspunkt, der im übrigen offen gelassen ist oder anderswie einen lichtoptisch einwandfreien Durchtritt der Strahlen ermöglicht, auf der optischen Achse des Systems liegt.

Fig. 3 zeigt perspektivisch ein System, das dem lichtoptischen, Teil des Systems in Fig. 2 entspricht. Der Leuchtschirm 3 wird mit seiner Fassung an einer gemeinsamen Achse 9 gehalten, die zugleich den gefaßten Achromat 5 trägt: Des weiteren ist an die Achse 9 hoch. das Fadenkreuz 8 angelenkt, das der Deutlichkeit hailber besonders kräftig ausgeführt ist und im Durchtrittspunkt der optischen Achse eine Öffnung 10 aufweist, die ebenfalls der Deutlichkeit halber übertrieben, groß dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstellen eines Gerätes, das zur Bearbeitung fester Körper mit Ladungsträgerstrahlen, vorzugsweise Elektronenstrahlen, dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle des Ladungsträgerstrahles mit einem lichtoptischen System auf das mit dem Ladungsträgerstrahl zu beaufschlagende Objekt derart abgebildet wird, daß der Auftreffpunkt des Ladungsträgerstrahles auf dem Objekt vor der Einschaltung des Ladungsträgerstrahles angebbar ist.

2. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsträgerquelle als primär« oder sekundäre Lichtquelle wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Ladungsträger* quelle eine durch den Ladungsträgerstrahl angeregte primäre Lichtquelle abgebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optische primäre Lichtquelle aus einem dünnen, durchscheinenden Leuchtschirm besteht, der durch den Ladungsträgerstrahl an dessen Auftreffstelle zum optischen Leuchten angeregt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den. Ladungsträgerstrahl angeregte Lichtquelle mit dem lichtoptischen System und einem an seinem Kreuzungsptmkt offenen Fadenkreuz eine Baueinheit bildet, die mindestens in der Ebene senkrecht zur ladungsträgeroptischen Achse frei verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 oder einem derselben, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit dem Ladungsträgerstrahl zu beaufschlagenden Punkt auf dem Objekt ein Spiegel liegt, mit dessen Hilfe durch Rückprojektion die lichtoptische Quelle in sich selbst abgebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur ladungsträgeroptischen Achse in Höhe der lichtoptischen Strahlungsquelle ein lichtoptischer, anregbarer Leuchtschirm als Kontrolle für die Rückabbildung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtoptisches System ein Achromat oder ein Apochromat verwendet wird. ■

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verschiebung des zu beaufschlagenden Objektes vorgesehen sind. ,;■ ■■'

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in Geräten mit Ladungsträgerstrahl die zur formgebenden Bearbeitung oder elektrischen Behandlung von Halbleitern dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 873 728, 810796;
Busch-Brüche, Beiträge zur Elektronenoptik, 1937, S. 130.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen