DE1615187A1 - Verfahren und Geraet fuer Mikro-Bearbeitung und Materialbehandlung - Google Patents
Verfahren und Geraet fuer Mikro-Bearbeitung und MaterialbehandlungInfo
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Description
PATENTANWALT
8 München 42 - Gotthardstr. 81
8 München 42 - Gotthardstr. 81
Telefon 56 17 62
Centre National de la Recherche Scientifique, Ij5, Quai Anatole,
Paris / Frankreich.
Paris / Frankreich.
Verfahren und Gerät für Mikro-Bearbeitung und Materialbehandlung.
Franz. Priorität vom 8.12.1965 aus der
französischen Patentanmeldung Nr. PV 41
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Geräte,
um sehr feine und sehr genaue Bearbeitungen durchzuführen,
die auch als Mikrobearbeitung oder Materialbehandlung bekannt sind, und sie bezieht sich insbesondere auf solche Verfahren und Geräte, die ein
Ionenbombardement benutzen·
Es ist bekannt, daß die derzeitigen Verfahren der Mikro-Bearbeitung hauptsächlich die Wärmeverdampfung
von Materialien unter der Einwirkung eines sehr intensiven
Elektronenbündels benutzt.
Bei diesen Verfahren ist es notwendig, über große Elektronendichten zu verfügen, um ein genügend intensives
Erhitzen des zu bearbeitenden Materials zu erzielen. Andererseits erfordert die Erzielung einer genügend
feinen Bearbeitung eine sehr genaue Begrenzung der Erhitzungszone, was die Schaffung sehr hoher
Gradienten elektronischer Dichte erfordert.
Diese beiden Erfordernisse, die die Feinheit des Bündels
und seine große elektronische Diohte betreffen, stehen unglücklicherweise in Widerspruch miteinander und die
Feinheit der mit diesen Verfahren erzielten Bearbeitungen ist notwendigerweise beschränkt.
Um diese Schwierigkeiten auszuschalten, wurden indirekte
Bearbeitungsmethoden angewendet, die es gestatten, elektronische und auch ionische Bündel sehr geringer
Dichte zu verwenden. Das Verfahren besteht dann darin,
mit Hilfe dieser Bündel isolierende Ablagerungen auf dem zu bearbeitenden Werkstück zu erzeugen, was hauptsächlich
von einer Oberfläehen-"Verunreinigung" des Werkstückes,
stammt und dann eine elektrolytische Ablagerung auf den
"verunreinigten" leitenden Bereichen durchzuführen.
Die Erzielung von isolierenden Ablagerungen nach dem
Verfahren kann punkteweise erfolgen, indem ein elektronischer
oder ionischer Punktfleck auf dem zu bearbeitenden Werkstück
gebildet wird und dieser gemäß den Erfordernissen der Bearbeitung verschoben wird.
Ein anderes Mittel besteht darin, auf dem elektronischen
oder ionischen Pfad ein Modell dazwischenzuschalten, d.h. einen durchbrochenen Schablonenträger, der die Form
der zu erzielenden Bearbeitung wiedergibt und das Bild dieses Modells auf dem Werkstück auszubilden.
Dieses letztere Verfahren, das mitdem Phototypieverfähren
verwandt ist, ist langwierig und schwierig, weil es zwei
aufeinanderfolgende Arbeitsgänge erfordert« Außerdem
ergeben sich Schwierigkeiten, um die Kontrolle der Einstellung des elektronischen oder ionischen Bildes durchzuführen, das auf dem werkstück gebildet wird.
Ein Mittel besteht darin, das Werkstück durch ein Gitter
au ersetzen, das teilweise das elektronische oder ionische Bündel abfängt und stromab von diesem mit Hilfe eines
geeigneten optischen Ksrpuskularsystems die überlagerten
Bilder des Gitters und des Modells auf einem fluoreszierenden Bildschirm erscheinen zu lassen.
Dieses Verfahren bringt große Schwierigkeiten der praktischen
Durchführung mit sich. Es erfordert insbesondere, daS die
Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes unbedingt
000083/0638
auf der gleichen Höhe liegt wie der, die vorher von dem
Gitter eingenommen wurde.
Ein weiteres Verfahren besteht darin, ein Ionenbündel zu verwenden, das in der Lage ist, örtlich das Werkstück
an einem Punkt desselben zu pulverisieren. Die Arbeit
wird dann so ausgeführt, daß das Werkstück parallel zu sich selbst je nach der Art der durchzuführenden Bearbeitung
verschoben wird. Dieses Verfahren hat Schwierigkeiten bezüglich der Durchführung sehr genauer mechanischer
Verschiebungenο Außerdem kann bei Geräten, die bis heute
gebaut wurden, die Einstellung des auf dem Werkstück
gebildeten punktförmigen ionischen Flecks nur durch die Ergebnisse der erzielten Bearbeitung kontrolliert werden.
Keinerlei Kontrolle dieser Einstellung ist während des Ionen-Bombardements vorgesehen.
Es ist eine allgemeine Aufgabe, der Erfindung, ein Verfahren
der Mikro-Bearbeitung und Materialbehandlung zu schaffen,
das die vorstehend aufgezählten Nachteile vermeidet. Die Erfindung hat auch die Aufgabe, eine Vorrichtung zu
schaffen, um dieses Verfahren praktisch durchzuführen.
Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, das ionische
Bild eines Modells auf dem zu behandelnden Werkstück so
auszubilden, daß auf diesem die Form der durchzuführenden
Bearbeitung wiedergegeben wird* indem ein lonenbündel
verwendet wird, das in der Lage ist, durch Bombardement
eine kathodische Pulverisierung des Materials zu 00 3803/0628
\^β 1S15187
bewirken, das das Werkstück darstellt und die sekundären
Elektronen, die von dem Werkstuck unter der Einwirkung
des Bombardements abgegeben werden, zu verwenden, um
stromauf davon ein sichtbares elektronisches--Bild der
Teilendes Werkstückes zu bilden, die dem Bombardement
. ausgesetzt sind.
Die Vorrichtung umfaßt im wesentlichen, nacheinander und
axial angeordnet, eine Ionenkanone, einen Kondensator, der das Konvergieren des aus der Kanone abgegebenen Ionen*·
bündeis bewirkt, ein von dem Bündel "beleuchtetes1' Modell,
einen Träger für das Werkstück, ein elektronisches optisches
System, das stromauf von den genannten Träger liegt und
einen Wandler für Ioneri-Elektronen-Bilder umfaßt, der in
der Lage ist, auf den fluoreszierenden Bildschirm ein
elektronisches Bild der Bereiche su bilden, die dem
Bombardement ausgesetzt sind, und zwar durch Brennpunkt·*
einstellung der sekundären Elektronen, die von ihm abge-*
strahlt werden, einen magnetischen Projektor, der außerdem
vorgesehen ist, um die Vergrößerung des von dem genannten Wandler gebildeten elektronischen Bildes zu erhöhen«,
Weitere Merkmale und Vorteile der*: Erfindung ergeben sich
aus der nachstehenden Beschreibung, eines in den beigefügten sohematischen Zeichnungen, dargestellten Ausführungsbeispiels,
Pig· 1 ist ein Schema, das das Verfahren nachder
. Erfindung zeigt.
Pig. 2 ist das Prinzipschema eines Ausführungsbeispiels
©ines Gerätes für die praktische Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, und
Pig· 3 is& eine Schnittansicht eines Gerätes nach der
Erfindung.
Di Fig. 1 ist ein das Verfahren nach der Erfindung darstellendes
Schema gezeigt.
Es ist vor allem darauf hinzuweisen, daß dieses Verfahren
für die Bearbeitung von Materialien verwendbar ist, und es wird hauptsächlich hier für dieses Anwendungsgebiet
beschrieben, aber es kann auch zu üpezialbehandlungan
dienen, wie etwa das Einbringen von halbleitenden substanzen,
wie das später noch erläutert wird·
Das zu bearbeitende oder zu behandelnde Werkstück ist
bei 1 dargestellt. Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird ein Ionenbündel benutzt, das von einer Ionenquelle
abgegeben wird und wovon einer der Strahlen 3 schematisch
dargestellt ist.
Auf der Bahn des Bündels wird ein Modell 4· angeordnet
und das ionisch· Bild dieses ModÄs wird auf dem Werkstück
gezeigt. Dieses Modell ist slebstverständlich so gewählt,,
daß das auf dem Werkstück 1 ausgebildet* Bild genau die
Form der durchzuführendenBearbeitungwiedergibt. Das
Modell kann selbstverständlich größer sein als das Bild
und das verwendete ionische optische System ist dann, ein
Verkleinerungssystem*
Die Kontrolle der Einstellung des Bildes des Modells 4
auf dem Werkstück wird nach der Erfindung durchgeführt,
indem die vom Werkstück abgegebenen sekundären Elektronen
verwendet werden, tun ein elektronisches Bild des bombardierten
Teiles des V/erkstüekes zu bildeno Dieses Bild wird mit
Hilfe eines geeigneten elektronischen optischen Schirmes
auf einem fluoreszierenden Bildschirm ausgebildet* um
durch ein Elektron sichtbar zu werden, das der Bahn 6
von: Auftreffpunkt des Strahleis J auf das Werkstück 1 folgt.
Fig. 2 zeigt das Prinzipschema eines Mikro-Bearbeitungs··
Materialbehandlungseeiiätesnach d©z* J^f indurig* Dieses
Gerät \-ieist eine Ionenquelle auf» die sohematisch durch
eine C*ffnun£ 7 dargestellt ist· Bei aera hies? feesöhrlebenen
Beistviei sind die verwendeten positive Honen« Diese tfanl
ist in lceiner Weise begrenzend und durch leichte Abwandlun(ten
v'-ive es möglich, negative Ionen sxiversfenden* Immerhin
ist die einfachste Anordnung diewenige, die der Veri^ositiven
Ionen entspricht.
Das Gerät weist danach eiiien elektrostatischen Kondensator
auf, der von drei Elektroden S* 9* 10 gebildet wird* die
es gestatten, duroh ein fc©övei@.e2?endes Ionenbündel ein
Modell 11 su "beleuchten"* Dieses Modell besteht beispiels
weise atxs einer du^?ehbroGhenen Platte* die in= ß
die Form der durchsufüh^enäen Bearbeitung
0098Ö3/Ö63Ö
darstellt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß beim Bilden des ionischen
Bildes des Modells 11 auf dem Werkstück auf diesen letzteren Ausnehmungen erzeugt werden, die durchbrochenen
Bereichen des Modells entsprechen. Demgemäß wird eine Positiv-Wiedergabe des Modells in verkleinertem
Maßstab erzielt. Das Modell, das wesentlich größer ist
als das zu bearbeitende Werkstück, kann leicht beispielsweise durch Mikro-G-ravur durchgeführt werden.
Bei 12 ist einer der Strahlen des ionischen Bündels wiedergegeben. Dieses trifft, nachdem es durch das Modell
getreten ist, auf dem zu bearbeitenden Werkstück IJ auf.
i)er nachstehend beschriebene Teil betrifft das elektronische optische System, das die Kontrolle der Einstellung des
Bildes des Modells 11 auf dem Werkstück 13 gestattet.
Dieses System umfaßt im wesentlichen einen Bildwandler, in dem das ^werkstück d$e Elektronenabgabekathode darstellt.
Dieser Wandler umfaßt eine Wehnelt-Kathode 14 und eine
Anode 15· Das Werkstück IJ und die Wehnelt «Kathode 14
werden auf eine hohe negative spannung von mehreren zehn Kilovolt gebracht, um eine gute Auflösung des elektronischen
Bildes zu erzielen. Diese Spannung beschleunigt die
sekundärem Elektronen und beschleunigt die Ionen naoh,
wodurch die Verkleinerung und die Brennpunkteinstellung
9 883^06
des ionischen Bildes sichergestellt wird.
Ta diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß infolge der
Verkleinerung zwischen dem Modell und seinem Bild die
Ionendichte auf der Höhe des Modells weniger stark ist als auf dem Niveau des Werkstückes» Darauf ergibt sich*
daß die Zerstörung des Modells* dessen volle Teile ebenfalls
der kathodischen Pulverisierung ausgesetzt sind, wesentlich weniger schnell vor sich geht als die Bearbeitung
des Werkstückes· Außerdem erfolgt die ifaehbeschleunigung
der Ionen# wie sie vorstehend erwähnt wurde und die
nachstehend, noch besehrieben wird, nach dem Durchlaufen
des Modells II.
Das optische elektronische system umfaßt dann noch
eine magnetische Linse 1β, die als magnetischer Projektor
wirkt* um die Vergrößerung des elektronischen Bildes
zu verstärken* um so Bearbeitungen sehr großer Feinheit
zu kontrollieren» .
Das optische System umfaßt schließlich einen fluoreszierenden Schirm 17,. um eine visuell© Überprüfung des
vom Wandler gebildeten elektronischen Bildes möglioh zu
machen. Zur Vereinfachung der Montage wurde dieser
Bildschirm um das Modell 11 herum angeordnete Die
Beobachtung dieses Bildschirmes durch ein Beobaohtungs«
fenster erfolgen, das nicht dargestellt ist und seitlich
00908376838
auf der Umhüllung angebracht ist, die die Gesamtheit
der Vorrichtung enthält, und zwar über Jedes beliebige geeignete klassische optische System. Es sind zwei
Strahlen 18 und 19 des elektronischen Bündels dargestellt,
die von dem Werkstück IJ am Aufschlagpunkt des Strahles ausgehen und den fluoreszierenden Bildschirm 17 erreichen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die magnetische Linse 16
die Bildung des ionischen Bildes nicht stört, da die Brennweiten den Massen der Teilchen proportional sind.
Wegen der Tatsache Jedoch, daß diese Linse sich an einer Stelle befindet, wo das Ionenbündel breit ist, müssen
ihre Polteile von einem Loeh großen Durchmessers durchbohrt sein, was eine verhältnismäßig bedeutsame Erregung
der Wicklung der Linse erfordert» JDiese Erregung kann
von einer geregelten stromquelle aus mit Niederspannung
erfolgen« -Ta, dem smeiistehsnd beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist aim Brennweite der Linse nur einige Millimeter.
Der aus den beiden Elementen 14 und 15 und selbstverständlich dem Werkstück bestehende Wandler bildet ein
elektronisches Zwischenbild in der Mähe des Gegenstandbrennpunktes
dieser Linse·
Zur Unterriehtung kann klargestellt werden, daß die
beschriebene Vorrichtung es beispielsweise gestattet,
auf dem fluoreszierenden Bildsöhirm 17 ein Bild zu
erhalten, das viermal größer als das Ausgangsmodell. Mit einem Gerät, das gemäß dem vorstehend beschriebenen
«10**
003833/0833
Verfahren gebaut ist, können beispielsweise Gitter von
1 y, schritt (pas) bearbeitet werden: Es wird als
Modell ein Gitter von 50 ^schritt gewählt und ein
Verkleinerungsverhältnis der ionischen Qptilc von r
Fig. 3 zeigt in axialem schnitt ein Ausfülirungsbeispiel
eines Gerätes nach der Erfindung. Ih dieser Figur
sind die Haupteleraente■4er Pig· 2 gezeigt und diesen
Elementen sind die gleichen Bezugszeichen gegeben wie
auf der letzteren Figur*.
Das Gerät von im wesentlichen sylindriseh©!? Gestalt
ist durch den Zusansnenbau -.©iä&2? ^mrlwmn &&zatiX iifosreinander
angeordneter Element® gebildet. An seinem
oberen ^Eeil weist m■'&& loneaqu©!!® 7 aufa dl® ans
' einer Kanone mit ©l&ist^ssfeatem Bog^a imd raifc Mißer
kathode besteht* Dits© Ioa®al€ia@S© tz$&®% ~©iM<i&
faden 20.-auf, der öureli die Bnä@kX@«fea 21-mm. ag
gespeist wird, die siit einer nioht dergestellt
quell© verbmiöan sind.· 3>i@se J^idlclöiHBien sind auf einer
Isolierplatte 23 angeordnet,' die auf einem 3?rägerteil
in Külsenfors befestigt ."ist» i>i©s®r Teil 24 ist mit
der. unteren Teil der. Kanone durah leitende Stangen wie
.etwa 25 und 26 verbunden* ..." . "■."■-. : "' " . -
Die l@it©ndeix stangen 25 md 26 sind aeshsöiiseh und "
elelctrisöh isi^ @lst@r. Etefeferod© 27 verbunden^.--die M.&
Boll® eirsier-ÄteöMrffiwig für .die Elektronea spielt»' die
die aus dem Heizfaden austreten und die auf die spannung
/ÖS3 8' '. BAD ORSQINAL
ii- ';■'■-:■■ - -
dieses letzteren gebracht ist. Die Zone 28, in der die
Ionisierung stattfindet, liegt im Inneren der mittleren
Leitung einer Einheit, die aus zwei Hülsen 29 und JO
besteht, die durch einen Zentrierungsring ^l miteinander
verbunden sind. Diese Gesamtheit, die die Rolle einer Anode spielt, ist elektrisch mit Hilfe von Isolierscheiben
j52 und "53 isdiert. .
Unter der Elektrode 27 ist eine weitere Elektrode j54 zum
Entnehmen der Ionen angeordnet. Diese Elektrode befindet
sich auf der spannung der Masse des Gerätes, d.h. der Masse des Hauptteiles, die sich unterder Ionenkanone
befindet. Die elektrische Isolierung der Elektrode 27
im Verhältnis zur Masse wird durch eine Isolierscheibe sichergestellt.
Die Bauelemente der Ionenkanone, insbesondere die atangen,
wie etwa 25 und 26, sowie der Trägerteil 24 werden auf
eine positive Spannung von der Größenordnung von 10 kV gebracht. Der zwischen dem Heizfaden 20 und die
Hülsen 29 und j50 zur Einwirkung kommende öpannungsunterschied
beträgt etwa 100 Volt.
Unter Berüeks icht igung der Bedingungen entsteht ein
elektrischer Strom zwischen dem Heizfaden 20 und den Hülsen 29, JO und so erfolgt die Ionisierung des Gases
in der Zone 28. Das Gas kann beispielsweise Argon sein,
wobei die Zuleitung dafür in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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JIi
Um die Ionisierung des Gases zu erhöhen, wurde ein
magnetisches axiales Feld mit Hilfe von ringförmigen
Permanentmagneten.36, Jf» 38 geschaffen. Dieses Feld hat
die Wirkung, die Elektronen schraubenförmige Bahnen · beschreiben zu lassen, wodurch der Lauf der Elektronen
und damit die Ionisierung des Gases erhöht wird. Die
Einbringung der Magneten erfolgt, indem die Gesamtheit der beiden Hülsen 29 und 30 herausmontiert wird.
Ein isolierende Montageteil 39 vervollständigt die
Montage und gestattet die Befestigung der Ionenkanpne
auf dem unteren Teil der Vorrichtung.
Außerdem ist ein Luftumlauf vorgesehen, um die in- dem
Heizfaden sowie in den Hülsen 29und.30zerstreute
Energie abzuführen» ν
Aus der vorstehenden Beschreibung und unter Berücke sichtigung der zur Einwirkung gebrachten Spannungen
ergibt sich, daß die in der Zorie 28 erzeugten positiven
Ionen durch die extrahierende spannung, die im Bereich
von Xp kVliegt, beschleunigt werden«
Diese Extra^erungsspannung ist verstellbar und stellt
einen der Parameter dar, die Einfluß auf den Punkt des
ionischen Bildes haben, das auf dem Werkstück ausgebildet
wird." ' " ■ \ ;.- ;;/ .. ■ -. -; _ - ··-■-; -. ..-.--""
Unter der Ionenkanone und koaxial mit ihr, sind zwei
zylindrische Teile 40 und 41 befestigt, die in der Verlängerung
voneinander montiert sind. Der Teil 4l dient als Träger für den elektrostatischen Kondensator, der
einerseits zwei Elektroden 8 und 10 umfaßt, die mit der
Masse verbunden sind, d.h. die mit dem zylindrischen
Teil 41 eine Einheit bilden und die Form von Scheiben
haben, die in ihrem Mittelpunkt durchbohrt sind. Zwischen diesen beiden Elektroden ist eine dritte Elektrode 9
ringförmiger Gestalt montiert, die elektrisch von den
beiden vorhergehenden durch zwei Isoliersoheiben 42 und4j5
isoliert ist* Diese Elektrode 9 ist auf eine positive
Spannung gebracht, die in der Nähe der der Ionenkanone
liegt.
Unter der Elektrode 10 ist die Gesamtheit montiert, die
gleichzeitig das gestrichelt dargestellte Modell 11 und den fluoreszierenden Bildschirm 17 tragt. Das auf dem
fluoreszierenden Bildschirm 17 ausgebildete elektronische Bild wird mit Hilfe eines nicht dargestellten BeobachtungS"-fensters
betrachtet, das in der Wandung des zylindrischen
Teils 4l ausgebildet- ist.
Im unteren Teil des Zylinders 41 ist die magnetische
Linse 16 mit? ihrer spule 44- montiert. Diese Linse dient,
wie bereits angedeutet wurde, dazu, das elektronische
durch den Bildwandler erzeugte Bild zu vergrößern, wobei
G09883/O638
dieser Wandler im unteren Teil der Vorrichtung angeordnet
ist* wo er durch einen Träger 45 !zwischen dem unteren
Teil der magnetischen Linse 16 und dem zylindrischen
Boden 46 gehalten wird, der den Unterteil· des Gerätes
bildet. * ■ : \ V ... " r ." '"
Bas Werkstück 15 wird von dem Werkstückträger 1Vf gehalten,
der auf einem Isolierteil 48 montiert ist.
Dieser Isolierteil 48 besteht selbst aus einem Stück mit
einem Zwischenzylinder 49, der ebenfalls isolierend ist
und am Träger 45 befestigt ist» Auf diesem Zylinder
befindet sich die Wehnelt-Kathode l4e
Ober der Wehnelt-Kathode ist die Anode I5 des Bildwandlers
angeordnet. Sie ist am Träger 45 befestigt und befindet
sich daher auf der Spannung der Kasse. Die elektrischen Leiter 50, 51 und 52 gestatten es, das Werkstück 15 sowie
die Viehnelt-Kathode 14.auf- geeignete negative Spannungen
■zu bringen. Diese spannungen liegen in der Größenordnung von etwa Kilovolt. Di<e Spannung der Wehnelt-Kathode
14 kann so eingestellt werden, daß sie auf die
Einstellung des auf dem Werkstück gebildeten Ionenbildes einwirkt. Das elektrostatische Feld in der Nähe
des Werkstückes 13 ist hoch* was es gestattet, eine
gute Auflösung des elekti^onischen auf dem Bildschii-m, 17
gebildeten Bildes zu ei^ielen. Dieses EeId liegt in der
Gr ößenordnung von 14 kV/cm, was einer Auf lösung von 1 /*/
00 988^/06
entspricht· Die Brennweite des Wandlers beläuft sich
auf ungefähr 1 cm.
Es ist so gezeigt, daß das Gerät wie beschrieben sehr
bequem zu verwenden ist, um Mikro-Bearbeitungen vorzunehmen.
Seine Einstellung ist einfach und von großer Anpassungsfähigkeit.
Die Einstellung des ionischen Bildes hängt vom Grad der Nachbeschleunigung der Ionen, von der Polarisierung der
Wehnelt-Kathode 14 und auch von der Erregung der Kondensatoren
8, 9, 10 ab, deren elektrostatisches Feld leicht über den Bereich hinausgeht, wo sich das Modell 11 befindet,
öo kann durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses der
Nachbeschleunigungsspannung zur anfänglichen Beschleunigungsspannung der Ionen die Verzerrung des Bildes ausgeschaltet
werden.
so kann auch die Einstellung des ionischen Bildes siehergestellt
werden, indem, wie gezeigt, auf die Polarisierung der Wehnelt-Kathode und die des Kondensators eingewirkt
wird,
Schließlich kann das elektronische Bild, das auf dem
fluoreszierenden schirm 17 gebildet werden, eingestellt
werden, indem auf die Polarisierung der Wehnelt-Kathode und die Erregung der magnetischen Linse 16 eingewirkt
wird.
00-9β8?ΚΓΒ-3 8
Indem beispielsweise Ionen Von 7 KeV Anfangsenergie
um 46 keV nachbeschleunigt werden, wird für die
Geometrie des Wandlers, der benutzt wurde, eine Reduktion
eines Faktors 50 zwischen dem Modell und seinem
ionischen Bild durchgeführt. Mit Hilfe dieses Gerätes
können demgemäß strukturen bearbeitet werden, die fünfzigmal
kleiner sind als das Modell.
Die Vergrößerung des elektronischen Bildes, das vom
Wandleer 14, 15 und der Linse 16 gebildet wird, beläuft
sich auf ungefähr 200, was einer Vergrößerung von 4
im Verhältnis zum Modell entspricht^ wenn es (äuffSah
eine Vergrößerung von 10 vervollständigt wird, die mit einer nicht dargestellten sucherlinse erzielt wird·
Zur Unfcerrichtung sei mitgeteilt, daß ein Modell* das
aus einem Gitter von 100 ψ schritt (pas) bestand, es
gestattet hat, in einem massivenTrägerausrostfreiem
stahl ein Gitter von 2 ρ schrittmit einer Feinheit zu
gravieren, die wesentlich unter einemMikron lag·
Es wurde darauf hingewiesen, daß die Verwendung des Verfahrens und des Gerätes in keiner Weise auif die
Bearbeitung von Materialien beschränkt ist. sie eignen
sieh absolut zum Einbringen von Halbleitersubstanzen
durch Ionen-Bombardment und gestatten es so, ein Einbringen
gemäß einem einwandfrei bestimmten Dessin durchzuführen,
dessen Feinheit nach Belieben gesteigert werden kann»
Einbringen, d,h, das Einbringen von Unreinheiten
in die substanz- kann direkt durch die Bombardierungs-Ionen
erfolgen, die gerade die genannten Unreinheiten darstellen. Das Eindringen der Ionen, das für Polykristalle sehr gering
sein kann, kann bis auf ungefähr 1 Mikron verstärkt werden
bei Monokristallen, die in geeigneter Art und Weise ausgerichtet sind, und zwar wegen der Tatsache der "Kanalisation"
der Ionen durch die Atome des getroffenen Ziels.
Als ein weiteres Anwendungsgebiet des Verfahrens nach
der Erfindung auf dem Gebiet der Mikro-Bearbeitung kann
auch die Fertigung von Linsen mitFresnel-Zonen genannt
werden, wie sie für Röntgenstrahlen verwendet werden.
Das Verfahren ist auch interessant für die Herstellung
elektronischer Bestandteile, insbesondere für das Mäandern
(grecquage) von aufgedampften Widerständen aus dünnem
Film, um ihren Qhmwert zu erhöhen oder auch beispielsweise
für das Bearbeiten von Rillen von Transistoren mit
Feldwirkung.
Ei allen aufgezählten Fällen kann die Feinheit der Behandlung, sowohl bei der Mikro-Bearbeitung als auch beim
Einbringen besser selÄ als ein Mikron#
öelbstverstäridlich ist die Erfindung nicht auf die
beschriebener!. Ausführungsformen beschränkt, die lediglich
als Beispiele) gegeben wurden« .
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Claims (1)
- Pate η t a η β· ρ r ü c he .1.) Herstellungs- oder Behandlungsveffahren für Materialien durch Ionen-Bombardement unter Verwendung eines Modells der zu bewirkenden Bearbeitung oder Behandlung, d a d u rc h g e k e η η ze ic h η e t daß um auf dem zu behandelnden Werkstück das ionische Bild des Modells auszubilden, so daß auf dem Werkstück die durchzuführende Bearbeitungsform wiedergegeben wird, ein Ionenbündel verwendet wird, das in der Lage 1st, durch Bombardement eine kathodische Pulverisierung des Materials zu erzielen, das das Werkstück darstellt, und daß von sekundären Elektronen ausgehend, die vom Werkstück unter der Einwirkung des Bombardements abgegeben werden, stromauf von diesem ein elektronisch sichtbar gemachtes Bild der Teile des Werkstückes gebildet wird* die dem Bombardement unterworfen werden·2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombardement-Ionen verwendet werden, um halbleitende substanzen gemäß Jeder gewünschten Form einzubringen.5.) Gerät für die Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es hintereinander und axial angeordnet eine Ionen-Kanone, einen Kondensator zum Bewirken des Konvergierens des009883/0638$. 1815187aus der Kanone austretenden Ionenbündels, ein vom genannten Bündel "beleuchtetes11 Modell, einen Werkstückträger, ein elektronisches optisches system, das von dem genannten Träger stromauf angeordnet ist, umfaßt und weiterhin einen Wandler für lonen-Elektronen-Bilder, der auf einem fluoreszierenden Bildschirm ein elektronisches Bild der bombardierten Bereiche des Teiles bilden kann, und zwar durch Brennpunkteinstellung der sekundären Elektronen, die von dem Werkstück abgestrahlt werden, wobei auch noch ein magnetischer Projektor vorgesehen ist, um die Vergrößerung des elektronischen Bildes, die durch den genannten Wandler vorgenommen wird, zu verstärken.4.) Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenkanone eine Ionenquelle umfaßt, die auf eine positive spannung gebracht ist und eine Extraktionselektrode, die ir.it der Masse der Vorrichtung verbunden ist.5.) Gerät nach den Ansprüchen j und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator eine ringförmige Elektrode aufweist, die auf eine spannung gebracht wird, die nahe der der Ionenquelle liegt und zwei Elektroden, die im wesentlichen scheibenförmig sind und jede mit einer mittigen Ausnehmung versehen ist, die hüben und drüben von der ringförmigen Elektrode angeordnet sind.-2-009 8 83/06 3 818151876c) Gerät nach den Ansprüchen "j bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm aus einer fluoreszierenden Platte besteht, die mit einer mitt igen Ausnehmung versehen ist, die senkrecht zur Achse der Vorrichtung angeordnet ist und fest mit einer der genannten Elektroden in öcheibenform verbunden ist.7·) Gerät nach den Ansprüchen 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell quer zur Ausnehmung in dem'Bildschirm angeordnet ist,.8.) Gerät nach den Ansprüchen ^ bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler" eine Wehnelt-Kathode umfaßt, die aus einem flachen Aufbau geringer atärke besteht, der in der direkten Nähe des Werkstückes, angeordnet ist und genauso wie das Werkstück auf eine hohe negative spannung gebracht wird und eine Anode im wesentlichen kegelförmiger Gestalt, die an ihrem Scheitelpunkt durchbohrt und elektrisch mit der Masse verbunden ist.9«) Gerät nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Projektor aus einer magnetischen Linse besteht, die in der Achse der Vorrichtung zwischen, dem Bildschirm und- dem Wandler angeordnet ist.0Ö9 88 3/0 63S
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR41453A FR1459541A (fr) | 1964-12-14 | 1965-12-08 | Procédé et appareillage pour la fabrication d'articles en verre à l'aide de machines automatiques, par aspiration et compression |
FR41453 | 1965-12-08 | ||
DEC0040900 | 1966-12-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1615187A1 true DE1615187A1 (de) | 1971-01-14 |
DE1615187B2 DE1615187B2 (de) | 1972-12-14 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1138227A (en) | 1968-12-27 |
DE1615187B2 (de) | 1972-12-14 |
US3534385A (en) | 1970-10-13 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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