DE2149344A1

DE2149344A1 - Method and arrangement for applying an electron beam of a specific shape to precisely arranged areas of an element

Info

Publication number: DE2149344A1
Application number: DE19712149344
Authority: DE
Inventors: Malmberg Paul R; O'keeffe Terence W
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1970-10-06
Filing date: 1971-10-02
Publication date: 1972-04-13
Also published as: IT938979B; FR2111008A5; US3710101A; GB1361804A; JPS5128467B1; CA930078A

Description

Düsseldorf, 30. Sept. 1971Düsseldorf, Sept. 30, 1971

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A. Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Verfahren und Anordnung zur Beaufschlagung genau, angeordneter Gebiete eines Elementes mit einem Elektronenstrahl bestimmter Gestalt __^ Method and arrangement for applying precisely, arranged areas of an element with a Electron beam of a certain shape __ ^

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Beaufschlagung genau angeordneter Gebiete eines Elementes mit einem Elektronenstrahl und insbesondere auf eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Ausrichtung von solchen Elementen im Verhältnis zu Elektronenstrahlen. The present invention relates to arrangements for loading precisely arranged areas of an element with an electron beam and in particular an arrangement and a method for aligning such elements in relation to electron beams.

Es ist schon vorgeschlagen worden, sowohl ein Abtast-Elektronenmikroskop als auch eine Fotokatodeneinrichtung zu verwenden, um ein bestimmtes Muster auf Elementen wie Siliziumscheiben zu erzeugen, die mit einem Elektronen-Widerstandsmaterial beschichtet sind. Für beide Fälle ergibt sich ein Problem hinsichtlich der genauen Ausrichtung des Elementes in eine Lage, so daß der entweder von dem abtastenden Elektronenmikroskop oder der Fotokatode ausgehende Elektronenstrahl auf genau ausgerichtete Gebiete des Elementes auftrifft, insbesondere, wo aufeinanderfolgende Belichtungen mit dem Elektronenstrahl vorgenommen werden sollen. Die Auflösung des Elektronenmikroskops und der Fotokatode ist bis zu 0,5 Mikron und weniger möglich. Wenn diese große Genauigkeit maximal ausgenutzt werden soll, so tritt als eines der Probleme bei der Erzeugung zufriedenstellender aufeinanderfolgender Belichtungen eines Elementes mit dem Elektronenstrahl unter anderem das Problem auf, jede Belichtung mit einer Genauigkeit von mindestens 0,5 Mikron im Verhältnis zuIt has been proposed both a scanning electron microscope as well as using a photocathode device to create a specific pattern on elements such as silicon wafers, which are coated with an electron resistance material. In both cases, there is a problem with the exact alignment of the element in a position so that the emanating from either the scanning electron microscope or the photocathode Electron beam hits precisely aligned areas of the element, especially where successive exposures are to be made with the electron beam. The resolution of the electron microscope and the photocathode is possible down to 0.5 microns and less. If this great accuracy is used to the maximum is said to arise as one of the problems in making it more satisfactory Successive exposures of an element with the electron beam, among other things, raise the problem of each exposure with an accuracy of at least 0.5 microns in relation to

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Tetefon (0211) 32Ο8 6ΘTetphone (0211) 32Ο8 6Θ

Telegramme CustopotTelegrams custopot

der vorhergehenden Elektronenstrahlbelichtung auszurichten. Bei der Verarbeitung von Halbleiterscheiben zu integrierten Schaltkreiselementen werden üblicherweise mindestens 6-10 gesonderte Elektronen-Widerstandsschichten aufgebracht, die jeweils einem besonderen Elektronenstrahlmuster ausgesetzt werden. Anschließend werden die ausgewählten Bereiche der von dem Elektronenstrahl beaufschlagten Elektronen-Widerstands schicht entfernt und die belichteten Gebiete der Scheibe chemisch behandelt, worauf eine neue Elektronen-Widerstandsschicht aufgebracht und in ähnlicher Weise behandelt wird. Sofern die Scheibe nicht jedesmal mit einer Genauigkeit von mindestens 0,5 Mikron im Verhältnis zu dem zuerst wirk-P sam gemachten Elektronenstrahl ausgerichtet werden kann, gehen die an sich im Rahmen des Elektronenstrahl-Fotokatodenverfahrens mögliche Genauigkeit, Wirtschaftlichkeit und technische Fortschrittlichkeit verloren.align with the previous electron beam exposure. When processing semiconductor wafers into integrated circuit elements Usually at least 6-10 separate electron resistance layers are applied, each with a special one Electron beam patterns are exposed. The selected areas are then acted upon by the electron beam Electron resistance layer removed and exposed Areas of the disk are chemically treated, after which a new electron resistance layer is applied and in a similar way is treated. Unless the disc is each time with an accuracy of at least 0.5 microns in relation to the first effective P sam made electron beam can be aligned, go to the per se possible in the context of the electron beam photocathode method Accuracy, economy and technical progress are lost.

Da optische Systeme eine äußerste Auflösungsgrenze von bestenfalls 1 Mikron haben und in der Praxis 3-5 Mikron die beste für eine Mehrzahl von Masken erzielbare Genauigkeit darstellen, liegt das Elektronenstrahlsystem fast eine Größenordnung günstiger.Because optical systems have an extreme limit of resolution at best 1 micron and in practice 3-5 microns is the best accuracy achievable for a plurality of masks, this lies Electron beam system almost an order of magnitude cheaper.

Weiter ist es auch wünschenswert, daß die Zeit, um die Scheibe mit dieser Genauigkeit im Verhältnis zu dem Elektronenstrahl auszurichfc ten, in der Größenordnung von höchstens 1 oder 2 Sekunden liegt, um mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand arbeiten zu können.Next it is also desirable to have the time to keep the disc with this accuracy in relation to the electron beam ten, in the order of magnitude of 1 or 2 seconds at most, in order to be able to work with an economically justifiable effort.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung und eines Verfahrens zur Ausrichtung von Elementen im Verhältnis zu Elektronenstrahlen, wonach ein wiederholtes genaues Ausrichten ausgewählter Bereiche der Elemente in bezug auf einen Elektronenstrahl einer bestimmten Querschnittsform mit der Genauigkeit von weniger als 1 Mikron möglich ist.The object of the invention is to provide an arrangement and a method for aligning elements in relation to electron beams, thereafter repetitively aligning selected areas of the elements with respect to an electron beam a certain cross-sectional shape with an accuracy of less than 1 micron is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung zur Beaufschlagung genau angeordneter Gebiete eines Elemtenes mit einem Elektronenstrahl bestimmter Gestalt erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Elektronenstrahlquelle mit mindestens einem Ausrichtungs-To solve this problem, there is an arrangement for loading precisely arranged areas of an element with an electron beam of a certain shape characterized according to the invention by an electron beam source with at least one alignment

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2H93442H9344

Strahlanteil vorgegebener Querschnittsform, eine Einrichtung zur Anordnung des Elementes in einer bestimmten Lage relativ zu der Elektronenstrahlquelle, eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen dem Element und der Elektronenstrahlguelle, so daß die von der Quelle abgegebenen Elektronen auf das Element gerichtet werden und auf dieses auftreffen, eine elektromagnetische Einrichtung, um den von der Quelle ausgehenden Elektronenstrahl so auszurichten, daß er auf einen ausgewählten Bereich des Elementes in Nähe des gewünschten, genau angeordneten Gebietes auftrifft, wobei das Element an seiner Oberfläche mindestens ein Ausricht-Merkmal trägt, dessen Form der Querschnittsform des Ausrichtungs-Strahlsanteils weitgehend entspricht, und die elektromagnetische Einrichtung den einen oder jeden Ausrichtungs-Strahlanteil in die Nähe des entsprechenden Ausrichtungsmerkmals und etwa damit zusammenfallend richtet, sowie durch eine Einrichtung zur Feinausrichtung der Lage des einen oder jeden Ausricht-Merkmals des Elementes im Verhältnis zu dem entsprechenden Ausrichtungs-Strahlanteil, so daß der eine oder jederAusrichtungs-Strahlanteil im wesentlichen mit dem entsprechenden Ausricht-Merkmal zusammenfällt, das Element eine genaue Ausrichtung relativ zu den Elektronenstrahlen der Fotokatode erfährt und die genau ausgerichteten Gebiete dann dem Elektronenstrahl ausgesetzt werden können.Beam portion of predetermined cross-sectional shape, a device for arranging the element in a certain position relative to the Electron beam source, a device for applying a voltage between the element and the electron beam source so that the electrons emitted by the source are directed towards the element and hit it, an electromagnetic device, to direct the electron beam emanating from the source so that it hits a selected area of the element in the vicinity of the desired, precisely located area, the element having at least one alignment feature on its surface carries, the shape of which largely corresponds to the cross-sectional shape of the alignment beam portion, and the electromagnetic Set up the one or each alignment beam component in the vicinity of the corresponding alignment feature and approximately coincident therewith aligns, as well as means for fine alignment of the location of one or each alignment feature of the element in proportion to the corresponding alignment beam fraction, so that the one or each alignment beam fraction is substantially coincides with the corresponding alignment feature, the element undergoes precise alignment relative to the electron beams of the photocathode and then the precisely aligned areas Electron beam can be exposed.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur genauen Ausrichtung eines Elektronenstrahls mit vorgegebener Querschnittsform, der zwei Ausrichtungs-Strahlen enthält, wobei ein ausgewähltes Gebiet auf dem Element zwei Ausricht-Merkmale trägt, die mit den Ausricht-Strahlen komplementär sind, kennzeichnet sich in Weiterbildung der Erfindung durch eine Einrichtung zur Ausrichtung des Punktes, an dem der Strahl bestimmter Querschnittsform auf das Element auftrifft, einen elektrischen Schaltkreis mit Signalgeneratoren, die jedem der Merkmale zugeordnet sind und in Abhängigkeit von dem Maß der Koinzidenz der einzelnen Strahlen mit den zugehörigen Ausricht-Merkmalen sich ändernde Signale erzeugen, wobei der elektrische Schaltkreis zusätzlich eine elektrisch beeinflußbare Einrichtung zur Führung des Elektronenstrahls längs einer vorgegebenen Bahn aufweist, durch einen mit der elektrisch beeinflußbaren Einrich-A preferred embodiment for precise alignment of a Electron beam with a predetermined cross-sectional shape, the two alignment beams wherein a selected area on the element carries two alignment features associated with the alignment rays are complementary, is characterized in a further development of the invention by a device for aligning the point at which the beam of a certain cross-sectional shape impinges on the element, an electrical circuit with signal generators associated with each of the features and depending on the degree of Coincidence of the individual beams with the associated alignment features generate changing signals, with the electrical Circuit additionally an electrically influenceable device for guiding the electron beam along a predetermined path has, by a device that can be electrically influenced

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tung verbundenen Schwingungserzeuger, durch den die Ausricht-Strahlen im Verhältnis zu den Ausricht-Merkmalen in einer vorgegebenen Bahn verlaufen, so daß ein veränderliches Signal erzeugt wird, eine auf das veränderliche Signal ansprechende und dabei Fehlersignale erzeugende elektronische Einrichtung, auf die Fehlersignale für die elektrisch beeinflußbare Einrichtung ansprechende Servomechanismen, die die einzelnen Ausricht-Strahlen in Koinzidenz mit ihren entsprechenden Ausricht-Merkmalen zu bringen suchen, sowie eine in dem elektrischen Schaltkreis enthaltene Einrichtung zur Beendigung des Schwingungserzeugers, wenn Koinzidenz zwischen dem Ausricht-Strahl und dem zugehörigen Ausricht-Merkmal eingetreten ist.connected vibrator through which the alignment beams run in a predetermined path in relation to the alignment features, so that a variable signal is generated, an electronic device which responds to the variable signal and thereby generates error signals, to the error signals servomechanisms responding to the electrically controllable device, which seek to bring the individual alignment rays into coincidence with their corresponding alignment features, as well as means included in the electrical circuit for terminating the vibrator when coincidence between the Alignment ray and the associated alignment feature has occurred.

Ein bevorzugtes Verfahren, um einen von einer Fotokatode ausgesandten Elektronenstrahl bestimmter Querschnittsform unter Einhaltung einer hohen Genauigkeit mit ausgewählten Gebieten eines Elementes unter Bezugnahme auf an dem Element vorgesehene Ausricht-Merkmale auszurichten, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß (a) ein Ausricht-Elektronenstrahl von der Fotokatode für jedes Ausricht-Merkmal des Elementes ausgesandt wird, wobei jeder Ausricht-Elektronenstrahl im wesentlichen die gleiche Querschnittsform wie sein zugehöriges Ausricht-Merkmal hat, (b) für jedes Merkmal ein elektrisches Signal erzeugt wird, das dem Flächenanteil des Ausricht-Merkmals proportional ist, der von dem zugehörigen Ausricht-Elektronenstrahl beaufschlagt wird, (c) der Ausricht-Elektronenstrahl im Verhältnis zu seinem zugehöigen Ausricht-Merkmal so ausgerichtet wird, daß sich das davon abgegebene elektrische Signal ändert, und (d) der Ausricht-Elektronenstrahl an die Stelle gebracht wird, wo das elektrische Signal optimale Koinzidenz des Ausricht-Elektronenstrahls und des zugehörigen Ausricht-Merkmals anzeigt.A preferred method to get one sent from a photocathode Electron beam of a certain cross-sectional shape while maintaining a high degree of accuracy with selected areas of an element with reference to alignment features provided on the element align, is characterized in a further embodiment of the invention, that (a) an alignment electron beam of of the photocathode is emitted for each alignment feature of the element, each alignment electron beam being substantially the has the same cross-sectional shape as its associated alignment feature, (b) an electrical signal is generated for each feature which is proportional to the area fraction of the alignment feature that of the associated alignment electron beam is applied, (c) the alignment electron beam in relation to its associated Alignment feature is aligned so that the electrical signal emitted therefrom changes, and (d) the alignment electron beam is brought to the point where the electrical signal optimal coincidence of the alignment electron beam and the associated one Alignment feature displays.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den anschließenden weiteren Unteransprüchen.Further features essential to the invention emerge from the following further subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert, In der Zeich-The invention is illustrated below with reference to exemplary embodiments in Connection with the associated drawing explained, In the drawing

7 0 9 8 1 ß / 0 9 U 0 7 0 9 8 1 ß / 0 9 U 0

_₅_ 2H93A4_ ₅ _ 2H93A4

nung zeigen:show:

Fig. 1 einen Teil-Querschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung zur Belichtung eines Elementes mittels einer Fotokatode; 1 shows a partial cross section through the arrangement according to the invention for exposing an element by means of a photocathode;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Scheibe, gesehen längs der Linie H-II in Fig. 1;Fig. 2 is a plan view of a disk, seen along the line H-II in Fig. 1;

Fig. 3 perspektivisch eine Teilansicht eines Elementes in seiner Zuordnung zu dem Ausricht-Elektronenstrahl;3 shows a perspective partial view of an element in its association with the alignment electron beam;

Fig. 4A eine schematische Ansicht der Verschiebung des Ausricht-Elektronenstrahls über das Ausricht-Merkmal;4A is a schematic view of the displacement of the alignment electron beam via the alignment feature;

Fig. 4B eine Kurve, die ein durch die Verschiebung entsprechend Fig. 4A hervorgerufenes Gleichstrom-Ansprechen veranschaulicht; Fig. 4B is a graph illustrating a DC response caused by the displacement of Fig. 4A;

Fig. 4C eine Kurve, die ein durch die Verschiebung entsprechend Fig. 4A hervorgerufenes Wechselspannungs-Ansprechen veranschaulicht; Fig. 4C is a graph illustrating an AC voltage response caused by the displacement of Fig. 4A;

Fig. 4D eine den Ausgang des Phasendetektors beim Durchlauf des Elektronenstrahls durch die Ausricht-Merkmale veranschaulichende Kurve;Figure 4D is an illustration of the output of the phase detector as the electron beam passes through the alignment features Curve;

Fig. 5A, Draufsichten auf drei unterschiedliche Merkmal-Ausge-^{Äund 7A} staltungen;5A, top views of three different feature configurations ^{and 7A} configurations;

Fig. 5B, die entsprechenden Oleichspannungs-Ausgangskurven, die _J ^u sich ergeben, wenn die Merkmale nach den Fig. 5, 6 bzw. 7 von einem Ausricht-Elektronenstrahl passiert werden;FIG. 5B, the corresponding Oleichspannungs output curves _J ^u arise if the characteristics of Figures 5, 6 and 7 passes from one electron beam alignment.

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines automatisch arbeitenden Ausricht-Schaltkreises; und8 is a block diagram of an automatically operating alignment circuit; and

20981G/094020981G / 0940

— D "~- D "~

2H93442H9344

Fig. 9 eine abgewandelte Wiedergabe eines Teils des Blockschaltbildes der Fig. 8.9 shows a modified representation of part of the block diagram of FIG. 8.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Anordnung 10, um ein Bauelement mit einem von einer Fotokatode ausgesandten Elektronenstrahl zu belichten. Die Anordnung 10 weist ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse 12 aus nicht-magnetischem Metall bzw. einer nicht-magnetischen Legierung auf, an dessen Enden sich Endkappen 13 und 14 befinden, die abnehmbar sind, um die Fotokatode sowie dadurch zu belichtende Bauelemente in das Gehäuse einbringen zu können, über einen Auslaß 16 kann das Gehäuse 12 an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden, um innerhalb der Anordnung ein für einen einwandfreien Elektronenstrahlbetrieb erforderliches Vakuum zu erzeugen.In detail, Fig. 1 shows an arrangement 10 to a component with to expose an electron beam emitted from a photocathode. The assembly 10 has a hermetically sealed housing 12 made of non-magnetic metal or a non-magnetic alloy, at the ends of which there are end caps 13 and 14, which are removable in order to be able to introduce the photocathode and the components to be exposed thereby into the housing An outlet 16, the housing 12 can be connected to a vacuum pump in order to ensure proper operation within the arrangement Electron beam operation to generate required vacuum.

Im Innern des Gehäuses 12 mit den Endkappen 13, 14 ist in geeigneter Weise ein allgemein mit 20 bezeichneter Aufbau befestigt, mit dessen Hilfe eine Fotokatode gegenüber einem mit Elektronenstrahlen, die von der Fotokatode ausgesandt werden, zu belichtenden Bauelement in der funktionell erforderlichen Weise positioniert werden kann. Der Aufbau 20 enthält eine rohrförmige Abstützung 22, die vorzugsweise aus einem gut isolierenden Werkstoff wie einem Glas besteht, das teilweise metallisiert sein kann. Die rohrförmige Abstützung 22 sorgt für die richtige Zuordnung von Fotokatode und Bauelement. Der in der Zeichnung rechte Rand der rohrförmigen Abstützung 22 ist von einer geeigneten Dichtung 24 eingefaßt, die in einem C-profilförmigen Flansch eines tiefgezogenen Einsatzes sitzt und von diesem fixiert wird. Der tiefgezogene Einsatz 26 weist an seinem Boden einen weiteren Flansch 25 mit einer großen mittleren Öffnung 29 auf, an den eine Lagerplatte 30 anlegbar ist. Eine federnde Klammer oder Verriegelung (nicht dargestellt) sorgt für die Fixierung der Lagerplatte 30. Die Lagerplatte 3O ist mit einer mittleren öffnung 31 versehen, in die ein Bauelement 32, beispielsweise eine Siliziumscheibe, eingesetzt ist, das mittels eines Elektronenstrahls bearbeitet werden soll. Eine in dem Einsatz 26 vorgesehene Bohrung 27 ermöglicht eine Evakuierung des . Raumes zwischen dem Einsatz 26 und der Lagerplatte 30.Inside the housing 12 with the end caps 13, 14 is suitable Way, a structure generally designated 20 attached, with the help of which a photocathode opposite one with electron beams, which are emitted from the photocathode, positioned to be exposed component in the functionally required manner can be. The structure 20 includes a tubular support 22, which preferably consists of a well-insulating material such as glass, which can be partially metallized. The tubular Support 22 ensures the correct assignment of the photocathode and component. The right edge of the tubular in the drawing Support 22 is surrounded by a suitable seal 24 which is in a C-profile-shaped flange of a deep-drawn insert sits and is fixed by this. The deep-drawn insert 26 has a further flange 25 with a large one at its bottom central opening 29 to which a bearing plate 30 can be placed. A resilient clamp or lock (not shown) ensures the fixation of the bearing plate 30. The bearing plate 3O is with a central opening 31, into which a component 32, for example a silicon wafer is used, which is to be processed by means of an electron beam. One in action 26 provided bore 27 allows evacuation of the. Space between the insert 26 and the bearing plate 30.

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2U934A2U934A

Auf der gegenüberliegenden bzw. in der Zeichnung linken Seite ist der Rand der rohrförmigen Abstützung 22 ebenfalls von einer Dichtung 34 eingefaßt, die dicht in einen wiederum C-profilförmigen Flanschteil 35 eines zweiten tiefgezogenen Einsatzes 36 eingreift.On the opposite side or on the left in the drawing, the edge of the tubular support 22 is also provided with a seal 34 bordered tightly in a turn C-profile-shaped Flange part 35 of a second deep-drawn insert 36 engages.

Der Einsatz 36 weist an seiner Bodenseite einen weiteren FlanschThe insert 36 has a further flange on its bottom side

auf 38 mit einer großen mittleren Öffnung 39/, in die eine Fotokatode 40 eingesetzt und dann im Verhältnis zu dem Flansch 38 festgelegt werden kann. Der tiefgezogene Einsatz 36 besteht ebenso wie der korrespondierende tiefgezogene Einsatz 26 aus nicht-magnetischem Metall.on 38 with a large central opening 39 / in which a photo cathode 40 can be inserted and then set in relation to the flange 38. The deep-drawn insert 36 is just like that Corresponding deep-drawn insert 26 made of non-magnetic metal.

Die Fotokatode 40 kann eine Scheibe aus Quarz oder einem anderen Material aufweisen, das gegenüber UV-Licht bzw. einer anderen, zur Aktivierung der Fotokatode eingesetzten Strahlung durchlässig ist. Die Oberfläche der Katode innerhalb der öffnung 39 ist im wesentlichen eben ausgebildet und verläuft parallel zu der Oberfläche des Bauelementes 32, das durch die Öffnung 29 belichtet wird. Die Oberfläche der Fotokatode weist ein bestimmtes Muster mit opaken Materialbereichen 42 auf, die den Durchtritt von UV-Strahlung verhindern. Zwischen den weitestgehend opaken Materialbereichen 42 sind Bereiche 44 vorgesehen, die ein Material enthalten, das Elektronen emittiert, wenn es einer geeigneten UV- oder sonstigen Strahlung ausgesetzt wird. Die opaken Materialbereiche 42 können eine Schicht aus Titanoxiden mit einer Dicke von 600 - 1000 8 aufweisen, während das elektronenemittierende Material in den Gebieten 44 einen Film aus Palladium oder Gold mit einer Stärke von 10 - 40 8 enthalten kann. Die Einsätze 26 und 36 sind an eine Quelle 46 hohen Potentials angeschlossen, so daß der Einsatz 36 sich beispielsweise auf einem Potential von -10 kV gegenüber dem Einsatz 26 befindet. Diese Potentialdifferenz wirkt auf die Palladium- oder Goldschicht der Fotokatode und das Bauelement 32 ein. Die Potentialdifferenz bewirkt, daß von den Bereichen 44 mit der Palladium- oder Goldbeschichtung emittierte Elektronen zu dem Bauelement 32 hin gerichtet und beschleunigt werden. Eine Quelle 50 für UV-Strahlung wie eine Quecksilberlampe, die ggf. mit einem Reflektor 52 ausgestattet ist, beleuchtet die Rückseite der Fotokatode 40. Dabei fällt Strahlung durch alle Bereiche außerhalb derThe photocathode 40 can have a disk made of quartz or some other material that is resistant to UV light or another, for Activation of the photocathode used radiation is transparent. The surface of the cathode within the opening 39 is essentially flat and runs parallel to the surface of the component 32 which is exposed through the opening 29. the The surface of the photocathode has a specific pattern with opaque material areas 42 which prevent the passage of UV radiation. Between the largely opaque material areas 42, areas 44 are provided which contain a material, the electrons emitted when exposed to suitable UV or other radiation. The opaque material areas 42 can have a layer of titanium oxides with a thickness of 600 - 1000 8, while the electron-emissive material in the regions 44 is a film of palladium or gold with a thickness of 10 - 40 8 may contain. The inserts 26 and 36 are connected to a source 46 of high potential so that the insert 36 is, for example, at a potential of -10 kV with respect to the insert 26. This potential difference acts on the palladium or gold layer of the photocathode and the component 32. The potential difference causes the areas 44 with the Palladium or gold coating, electrons emitted are directed towards the component 32 and accelerated. A source 50 for UV radiation such as a mercury lamp, possibly with a Reflector 52 is equipped, illuminates the back of the photocathode 40. Here, radiation falls through all areas outside the

7098 1 Π/09Λ07098 1 Π / 09Λ0

_8_ 2U9344_8_ 2U9344

opaken Materialbereiche 42, so daß nur die Bereiche 44 Elektronen emittieren. Fokussierspulen 54 umgeben die rohrförmige Abstützung 22, so daß die von den Bereichen 44 emittierten Elektronen auf die Oberfläche des Bauelementes 32 fokussiert werden. Rechtwinklig zueinander angeordnete elektromagnetische X- und Y- oder Helmholtz-Spulen 56 und 58 umgeben das Gehäuse 12 mit den Endkappen 13 und 14. Durch geeignete Erregung der Spulen 56 und 58 kann der von den Bereichen 44 ausgehende Elektronenstrahl in geeigneter Weise über die Oberfläche des Bauelementes 32 geführt werden, so daß die Querschnittsform des Elektronenstrahls auf ausgewählte Gebiete des Bauelementes 32 auftrifft.opaque areas of material 42, so that only areas 44 emit electrons. Focusing coils 54 surround the tubular support 22, so that the electrons emitted by the regions 44 are focused on the surface of the component 32. At right angles to each other arranged electromagnetic X and Y or Helmholtz coils 56 and 58 surround the housing 12 with the end caps 13 and 14. By suitable excitation of the coils 56 and 58, the electron beam emanating from the regions 44 can be transmitted in a suitable manner the surface of the component 32 are guided so that the cross-sectional shape of the electron beam on selected areas of the Component 32 strikes.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt weiter ins einzelne gehend das im vorliegenden Fall als Siliziumscheibe ausgebildete Bauelement 32 in seiner Lage in einer Ausnehmung 31 der Lagerplatte 30. Das Bauelement 32 ist an seinem Umfang mit einer Abplattung 60 versehen, die auf in der Lagerplatte 30 vorgesehenen Stiften 61 und 62 aufruht. Oberhalb der parallel zu der Abplattung 60 verlaufenden Durchmesserlinie ist ein weiterer Stift 63 vorgesehen, so daß das Bauelement 32 (Siliziumscheibe) mittels der Stifte 61, 62, 63 mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 0,025 mm oder besser zentriert werden kann. Ein unter der Einwirkung einer Druckfeder 67 stehender beweglicher Stift 65 ist etwa 120° von dem Stift 63 entk fernt angeordnet, der das Bauelement 32 an die Stifte 61-63 andrückt und damit fest in seiner Lage hält.Fig. 2 of the drawing shows in more detail that in the present Case designed as a silicon wafer component 32 in its position in a recess 31 of the bearing plate 30. The component 32 is provided on its circumference with a flattening 60 which rests on pins 61 and 62 provided in the bearing plate 30. A further pin 63 is provided above the diameter line running parallel to the flattening 60, so that the component 32 (silicon wafer) centered by means of the pins 61, 62, 63 with an accuracy of the order of magnitude of 0.025 mm or better can be. A movable pin 65 under the action of a compression spring 67 is about 120 ° from the pin 63 remotely arranged, which presses the component 32 against the pins 61-63 and thus holds it firmly in place.

Das Bauelement 32 ist mit einem ersten leitenden Gebiet 64 versehen, das mit einem beispielsweise als federnde Klammer ausgebildeten Kontaktfinger 66 in Berührung kommt, wenn das Bauelement 32 sich in seiner richtigen Lage befindet. Diametral gegenüber dem Gebiet 64 ist ein zweites leitendes Gebiet 68 angeordnet, das mit einem weiteren Kontaktfinger 70 in Berührung steht. Das leitende Gebiet 64 enthält ein Ausricht-Merkmal oder -Kennzeichen 72, während das leitende Gebiet 68 ein Ausricht-Merkmal bzw. -Kennzeichen 74 enthält.The component 32 is provided with a first conductive region 64, which comes into contact with a contact finger 66 embodied as a resilient clip, for example, when the component 32 is in its correct position. A second conductive region 68 is arranged diametrically opposite the region 64, which is with another contact finger 70 is in contact. The conductive area 64 includes an alignment feature or mark 72 during the conductive region 68 includes an alignment mark 74.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil des leitendenFig. 3 shows, on an enlarged scale, part of the conductive

20981 G /09AD20981 G / 09AD

_₉_ 2H9344_ ₉ _ 2H9344

Gebietes 64, das das Ausricht-Kennzeichen 72 umgibt» Das beispielsweise durch Metallisierung leitend gemachte Gebiet 68, das das Ausricht-Kennzeichen 74 enthält, ist im wesentlichen analog ausgestaltet. Das Bauelement 32 ist mit einer Oxidschicht 80 von nennenswerter Dicke in der Größenordnung von etwa 1 Mikron versehen, die teilweise in ihrer Dicke gemindert ist, so daß eine Senke 82 bestimmter Formgebung als Ausricht-Kennzeichen 72 entsteht» Dort beträgt die Dicke der Oxidschicht 80 weniger als 1 Mikron und vorzugsweise etwa 2000 - 50OO 8. Diese Stärken gelten für einen Ausricht-Elektronenstrahl von 10 kV. Für höhere oder niedrigere Potentiale wird die Stärke proportional geändert. Die Senke 82 läßt sich zweckmäßigerweise genau durch Herausätzen des Oxids durch eine Widerstandsschicht mit einer öffnung gewünschter Gestalt oder dadurch bilden, daß die Oxidschicht einem Elektronenstrahl bestimmter Querschnittsform mit fester Einstellung ausgesetzt wird, so daß dort infolge des Beer-Effekts eine größere Löslichkeit in einem Lösungsmittel entsteht und daher bei Beaufschlagung der Oxidschicht mit einem Lösungsmittel für SiO2 der durch den Elektronenstrahl belichtete Teil bis auf die gewünschte Tiefe herausgelöst wird, während der Rest der Oxidschicht viel dicker bleibt. Eine Aluminiumschicht 64 mit einer Dicke in der Größenordnung von weniger als 1 Mikron, beispielsweise 200 A*, wird etwa durch Aufdampfen in einem Vakuum auf die Oxidschicht 80 einschließlich der Senke 82 aufgebracht, wobei im Bereich der Senke 82 eine vertiefte Beschichtung 86 entsteht. Die Breite W des von der Senke gebildeten Ausricht-Kennzeichens 72 sowie die zugehörige Tiefe sind so aufeinander abgestimmt, daß ein gewünschtes Rechteckigkeitsverhältnis erhalten wird.Area 64 that surrounds alignment mark 72 »That, for example metallized area 68 which is the alignment mark 74 contains is designed essentially analogously. The component 32 is notable with an oxide layer 80 Thickness on the order of about 1 micron, which is partially reduced in thickness, so that a depression 82 is more definite Shaping as the alignment mark 72 is created. There, the thickness of the oxide layer 80 is less than 1 micron and preferably around 2000 - 50OO 8. These strengths apply to an alignment electron beam of 10 kV. For higher or lower potentials, the strength is changed proportionally. The depression 82 leaves expediently precisely by etching out the oxide through a resistive layer with an opening of the desired shape or form by exposing the oxide layer to an electron beam of a certain cross-sectional shape with a fixed setting, so that there arises due to the Beer effect greater solubility in a solvent and therefore when the Oxide layer with a solvent for SiO2 made by the electron beam exposed part is dissolved out to the desired depth, while the rest of the oxide layer remains much thicker. An aluminum layer 64 having a thickness on the order of less than 1 micron, e.g. applied in a vacuum to the oxide layer 80 including the depression 82, a depressed area in the region of the depression 82 Coating 86 arises. The width W of the alignment mark 72 formed by the depression and the associated depth are like this matched to one another that a desired squareness ratio is obtained.

Der isoliert an der Lagerplatte 30 befestigte Kontaktfinger 66, der mit gutem elektrischen Kontakt an die Aluminiumschicht 64 andrückt, ist über einen Leiter 87 mit einer Stromquelle 88 verbunden, die beispielsweise von einer Gleichstrombatterie gebildet sein kann. Von dem zweiten Pol der Stromquelle 88 aus führt der Leiter 87 in geeigneter Weise zu dem Boden des Bauelementes 32. In den Verlauf des Leiters 87 1st eine Stromanzeige 90 geschaltet, bei der es sich um ein Amperemeter, eine Katodenstrahlröhre oderThe contact finger 66, which is secured to the bearing plate 30 in an insulated manner and which presses against the aluminum layer 64 with good electrical contact, is connected via a conductor 87 to a power source 88, which can be formed, for example, by a direct current battery. From the second pole of the current source 88, the conductor 87 leads in a suitable manner to the bottom of the component 32. In the course of the conductor 87, a current indicator 90 is connected, which is an ammeter, a cathode ray tube or

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andere gleichwertige Mittel handeln kann.other equivalent means can act.

Ein Ausricht-Elektronenstrahl 92 mit einer quadratischen Querschnittsform, die der Querschnittsfläche der Beschichtung 86 der Senke 82 weitgehend entspricht, wird von der Potokatode 40 aus projiziert und dabei über das Gebiet 64 geführt. Infolge der verhältnismäßig genauen Positionierung des Bauelementes 32 durch die Stifte 61-63 und 65 wird der Ausricht-Elektronenstrahl 92 normalerweise mindestens teilweise auf die das Ausricht-Kennzeichen 72 bildende Senke 82 auftreffen. Durch geeignete Steuerung der Fokussierspulen 54 sowie der Helmholtzspulen 56 und 58, wie das weiter " unten erläutert wird, können beide Ausricht-Elektronenstrahlen fast genau zur Koinzidenz mit ihren entsprechenden Ausricht-Kennzeichen 72 bzw. 74 gebracht werden.An alignment electron beam 92 having a square cross-sectional shape, which largely corresponds to the cross-sectional area of the coating 86 of the depression 82 is made from the potentiometer 40 projected and guided over the area 64. As a result of the relatively precise positioning of the component 32 by the Pins 61-63 and 65 will normally focus the alignment electron beam 92 at least in part on the alignment mark 72 forming depression 82 impinge. By suitable control of the focusing coils 54 and the Helmholtz coils 56 and 58, like that further "explained below, both alignment electron beams can almost exactly coincide with their respective alignment marks 72 or 74 are brought.

Es können geeignete Mittel vorgesehen sein, um den Elektronenstrahl im Verhältnis zu dem Ausricht-Kennzeichnn 72 hin- und herzubewegen oder mit einem kleinen Radius kreisen zu lassen, so daß Ausgangssignale erhalten werden, mit deren Hilfe eine genaue Koinzidenz verwirklicht werden kann, In Fig. 4A ist die Querschnittsform eines quadratischen Ausricht-Kennzeichens 72 veranschaulicht, während Fig. 4B den Gleichstromfluß wiedergibt, wie er durch die Stromanzeige 90 erfaßt wird, wenn der im Querschnitt quadratische Ausricht-Elektronenstrahl 92 das Ausricht-Kennzeichen 72 in X-Richtung von links nach rechts - ohne Bewegung in Y-Richtung überstreicht. Man erkennt, daß an der Stelle, an der der ausrichtende Elektronenstrahl das Quadrat des Ausricht-Kennzeichens 72 voll von der vertikalen Seite zur vertikalen Seite ausfüllt, der Strom ein Maximum annimmt, was auf einem Oszilloskop als Hochpunkt 0 sichtbar wird. Für jede andere Lage gibt die Stromanzeige 90 einen niedrigeren Strom an. Bei Untersuchungen mit Anordnungen/ für die die Ausricht-Merkmale eine quadratische Fläche von 0,3 mm χ 0,3 mm aufwiesen, war es sehr leicht, den Punkt maximalen Stroms innerhalb weniger als 0,5 Mikron und gewöhnlich sogar mit einer Genauigkeit von 0,3 Mikron zu positionieren.Suitable means can be provided for the electron beam to move back and forth in relation to the alignment mark 72 or to circle with a small radius, so that output signals are obtained, with the aid of which an exact coincidence In Fig. 4A the cross-sectional shape of a square alignment mark 72 is illustrated, while Fig. 4B shows the direct current flow as detected by the current display 90 when the square in cross-section Alignment electron beam 92 sweeps over the alignment mark 72 in the X direction from left to right - without moving in the Y direction. It can be seen that at the point at which the aligning electron beam crosses the square of the alignment mark 72 is completely filled from the vertical side to the vertical side, the current assumes a maximum, which is the high point on an oscilloscope 0 becomes visible. For every other position, the current display 90 indicates a lower current. For examinations with orders / for which the alignment features were 0.3mm 0.3mm square area, it was very easy to find the point of maximum current position to within less than 0.5 microns and usually with an accuracy of 0.3 microns.

In der Praxis kann der Elektronenstrahl 92 zunächst von links nachIn practice, the electron beam 92 can initially be left to

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rechts über das Ausricht-Kennzeichen 72 hinweggeführt werden, bis ein Scheitelstromwert entsprechend dem Punkt 0 erreicht ist. Darauf kann der Elektronenstrahl 92 in Auf- bzw. Abwärtsrichtung, d. h. der Y-Richtung über das Ausricht-Kennzeichen 72 hinweggeführt werden, wobei die X-Richtung für den Scheitelstrompunkt gehalten wird, bis für die Y-Richtung ein zweites Strommaximum eintritt. Die Überschneidung dieser beiden Scheitelpunkte bildet das genaue geometrische Zentrum des Ausricht-Kennzeichens 72, wobei dieser Punkt sich wiederholt mit einer Genauigkeit von weniger als 0,5 Mikron und häufig sogar 0,2 Mikron auffinden läßt.to the right over the alignment indicator 72 until a peak current value corresponding to point 0 is reached. The electron beam 92 can then move in an upward or downward direction, i. H. the Y-direction are passed over the alignment mark 72, the X-direction being held for the vertex current point until a second current maximum occurs for the Y direction. The intersection of these two vertices forms the exact one geometric center of the alignment mark 72, this point being repeated with an accuracy of less than 0.5 Microns and often even 0.2 microns can be found.

Fig. 4C veranschaulicht das Ansprechverhalten, wenn der Ausricht-Elektronenstrahl 92 bei seiner Überquerung des Ausricht-Kennzeichens 72 in X-Richtung mit einer geeigneten Frequenz schwingt. Der mit der Kurve der Fig. 4C wiedergegebene Stromverlauf gibt die Koinzidenz des geometrischen Zentrums des Ausricht-Elektronenstrahls 92 und des Ausricht-Kennzeichens 72 durch V-förmigen Abfall auf ein Minimum wieder, das oberhalb der Nullstrombasis entsprechend der zweifachen Modulationsfrequenz der Wechselspannung liegt. Wird ein der Fig. 4C entsprechendes Signal an einen Phasendetektor gegeben, so erhält man ein Ausgangssignal entsprechend der Kurve der Fig. 4D, worin die Koinzidenz des geometrischen Zentrums des Ausricht-Elektronenstrahls 92 und des Ausricht-Kennzeichens 72 als Nullstrompunkt in Erscheinung tritt.Fig. 4C illustrates the response when the alignment electron beam 92 oscillates at a suitable frequency when it traverses the alignment mark 72 in the X direction. Of the The current course reproduced with the curve of FIG. 4C gives the coincidence of the geometric center of the alignment electron beam 92 and the alignment mark 72 by V-shaped drop to a minimum again, which is above the zero current base accordingly twice the modulation frequency of the alternating voltage. If a signal corresponding to FIG. 4C is sent to a phase detector given, an output signal corresponding to the curve of FIG. 4D, in which the coincidence of the geometric center is obtained of the alignment electron beam 92 and the alignment mark 72 appears as a zero current point.

Jede der Kurven der Fig. 4B-D gibt somit einen deutlichen Anhaltspunkt dafür, wenn der Ausricht-Elektronenstrahl das Ausrichtzentrum des Ausricht-Kennzeichens in der X-Richtung erreicht, woraus sich dann bequem ermitteln läßt, daß das Zentrum des Ausricht-Kennzeichens genau erreicht worden ist. Ähnliche Kurven erhält man, wenn der Elektronenstrahl das Kennzeichen 72 vertikal in Y-Richtung durchläuft. Die Koinzidenz der das Zentrum des Kennzeichens 72 anzeigenden Punkte gibt die genaue Zentrierung des Kennzeichens 72 im Verhältnis zu dem Ausricht-Elektronenstrahl an. Infolgedessen wird der Elektronenstrahl 92 sowohl hinsichtlich der X- als auch der Y-Richtung genau positioniert.Each of the curves of FIGS. 4B-D thus provides a clear reference point for when the alignment electron beam reaches the alignment center of the alignment mark in the X direction, from which it can then be easily determined that the center of the alignment mark has been reached exactly. Receives similar curves when the electron beam traverses the label 72 vertically in the Y direction. The coincidence of the center of the mark Dots indicating 72 indicate the precise centering of the indicia 72 with respect to the alignment electron beam. Consequently the electron beam 92 is accurately positioned with respect to both the X and Y directions.

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Das Ausricht-Kennzeichen 72 kann eine andere Ausgestaltung haben, wie sie etwa mit den Fig. 5A - 7A angedeutet ist. Der mit Fig. 5B wiedergegebene Stromverlauf, der sich bei einer Ausgestaltung des Ausricht-Kennzeichens entsprechend Fig. 5A ergibt, weist einen zugespitzten Wendepunkt auf, der sich in verschiedener Hinsicht als vorteilhaft für eine besonders genaue Bestimmung des Mittelpunktes erweist. Eine Reihe konzentrischer Kreise, wie sie mit Fig. 6A gezeigt, erzeugt einen Stromverlauf entsprechend Fig. 6B.The alignment mark 72 can have a different configuration, as indicated for example with FIGS. 5A-7A. The current curve reproduced with FIG. 5B, which occurs in an embodiment of the Alignment character according to FIG. 5A results, has a pointed point of inflection, which in various respects as proves advantageous for a particularly precise determination of the center point. A series of concentric circles as shown with Fig. 6A generates a current curve corresponding to FIG. 6B.

Ein Ausricht-Kennzeichen in Gestalt eines Kreuzes mit sich verjüngenden Armen, wie dies in Fig. 7A gezeigt ist (wobei die Arme von W Ende zu Ende 0,15 mm lang sind), ergab bei Überstreichung durchAn alignment mark in the shape of a cross with tapered arms, as shown in Figure 7A (the arms being 0.15 mm long from W end to end), when passed through, revealed

einen Elektronenstrahl ähnlicher Querschnittsform die elektrischen Signalkurven für die X- bzw. Y-Richtung, wie sie in Fig. 7B gezeigt sind. Wie ersichtlich, ist es in Anbetracht der relativ
starken Änderung im Scheitelbereich der Signalkurve über die mittleren 10 Mikron ein leichtes, den Ausricht-Elektronenstrahl in der X-Lage mit einer Genauigkeit von weniger als 1 Mikron im Verhältnis zu dem genauen geometrischen Zentrum zu positionieren.an electron beam of a similar cross-sectional shape, the electrical signal curves for the X and Y directions, respectively, as shown in FIG. 7B. As can be seen, it is relative in view of the
strong change in the apex of the signal curve over the middle 10 microns an easy to position the alignment electron beam in the X-position with an accuracy of less than 1 micron in relation to the exact geometric center.

Genau gesehen ist es nicht notwendig, daß der Ausricht-Elektronenstrahl 92 präzise in bezug auf das Ausricht-Merkmal 72 zentriert
wird. Die Vorzüge der Erfindung ergeben sich, wenn der Ausrichtt Elektronenstrahl jedesmal dieselbe Stromansprechkurve erzeugt,
wenn er über das Ausricht-Kennzeichen 72 hinwegläuft, wobei der
Scheitel der Kurve stets an derselben Stelle beobachtet wird, so
daß die Lage des Bauelementes 32 mit einer Genauigkeit von 0,5
Mikron oder besser bestimmbar ist.Strictly speaking, it is not necessary that the alignment electron beam 92 be precisely centered with respect to the alignment feature 72
will. The advantages of the invention result when the aligning electron beam generates the same current response curve every time,
when it passes over the alignment flag 72, the
The apex of the curve is always observed at the same point, so
that the position of the component 32 with an accuracy of 0.5
Micron or better can be determined.

Der von der Stromanzeige erfaßte Strom kann von einer Beobachtungsperson überwacht werden, wobei die Stromanzeige 90 dann beispielsweise ein empfindliches Amperemeter oder eine den Stromverlauf
aufzeichnende Katodenstrahlröhre ist. Der Elektronenstrahl und das Bauelement können im Verhältnis zueinander entweder durch mechanische Betätigung geeigneter Mikrometer-Einstell-Bedienungsknöpfe
- so daß die ganze Lagerplatte 30 innerhalb der Abstützung 22 verschoben wird - oder durch Verschiebung der Fotokatode 40 selbstThe current detected by the current display can be monitored by an observer, with the current display 90 then, for example, a sensitive ammeter or a current curve
recording cathode ray tube is. The electron beam and the component can be adjusted in relation to one another either by mechanical actuation of suitable micrometer setting control buttons
- so that the entire bearing plate 30 is moved within the support 22 - or by moving the photocathode 40 itself

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bewegt werden. Die Fotokatode 40 wird dann verschoben, bis für die X- und die Y-Richtung der Scheitelwert abgelesen werden kann. Zur Erleichterung der Bedienung können Über geeignete Potentiometer elektrische Korrekturströme an die Spulen 56 und 58 geliefert werden, um die Lage des Ausricht-Elektronenstrahls 92 zu beeinflussen.be moved. The photocathode 40 is then shifted until for the X- and Y-direction the peak value can be read off. Suitable potentiometers can be used to facilitate operation electrical correction currents are supplied to the coils 56 and 58, to influence the position of the alignment electron beam 92.

Eine manuelle Ausrichtung des Bauelements 32 im Verhältnis zu den Ausricht-Elektronenstrahlen kommt dann in Frage, wenn jeweils nur eine Ausführung eines Bauelementes oder aber in der Entwicklung befindliche Bauelemente behandelt werden sollen. Für einen kommerziellen Einsatz oder auch nur die Behandlung einer größeren Anzahl gleicher Bauelemente ist eine manuelle Handhabung nicht nur deswegen ungünstig, weil sie zeitraubend ist, sondern auch deshalb, weil dabei die Möglichkeit menschlicher Fehler bei der visuellen Beurteilung der Scheitel der Stromansprechkurven entsprechend den Fig. 4B oder C bzw. des Nullpunktes der Fig. 4D durch die Bedienungsperson besteht. Es ist daher in höchstem Maße wünschenswert, eine geeignete, elektronisch gesteuerte und betätigte Ausrichtvorrichtung einsetzen zu können, die auf den den Leiter 87 durchfließenden Strom anspricht. Die Scheitellage kann dadurch nicht nur schneller, sondern insbesondere auch genauer ermittelt werden, wobei durch die elektronischen Steuermittel bei jedem Ausricht-Vorgang für dasselbe Bauelement 32 stets genau derselbe Punkt angezeigt wird. Zur Durchführung eignen sich verschiedene elektronische Vorrichtungen, wofür nachstehend einige typische Beispiele gegeben werden sollen.Manual alignment of component 32 relative to the Alignment electron beams come into question if there is only one version of a component or in the development phase located components are to be treated. For commercial use or just for treating large numbers Manual handling of the same components is not only unfavorable because it is time-consuming, but also because because there is the possibility of human error in the visual assessment of the peaks of the current response curves according to the Fig. 4B or C or the zero point of Fig. 4D by the operator. It is therefore highly desirable to be able to use a suitable, electronically controlled and actuated alignment device that flows on the conductor 87 Electricity responds. As a result, the apex position can not only be determined more quickly, but also more precisely, the electronic control means always displaying exactly the same point for the same component 32 during each alignment process will. Various electronic devices can be used, some typical examples of which are given below should be given.

Wenn das Bauelement 32 in der X- bzw. der Y-Richtung genau im Verhältnis zu dem Ausricht-Kennzeichen 72 ausgerichtet ist, so kann das Bauelement 32 dennoch nicht die genaue Winkellage bezüglich des Ausricht-Kennzeichens 72 als Zentrum aufweisen, so daß eine geringfügige Dreh-Verstellung um einen kleinen Winkel θ des Elektronenstrahls gegenüber dem Bauelement 32 notwendig ist, um eine ganz genaue Koinzidenz des gesamten Elektronenstrahls der Fotokatode mit den dadurch zu belichtenden ausgewählten Bereichen des Bauelements 32 sicherzustellen.When the component 32 in the X and Y directions exactly in proportion is aligned with the alignment mark 72, the component 32 can still not be the exact angular position with respect to of the alignment mark 72 as the center, so that a slight rotational adjustment through a small angle θ of the electron beam compared to the component 32 is necessary to have a very precise coincidence of the entire electron beam of the photocathode with the selected areas of the component 32 to be exposed thereby.

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Zur Verwirklichung dieser letztgenannten Dreh-Einstellung wird ein zweiter Ausricht-Elektronenstrahl auf das Ausricht-Merkmal 74 gerichtet, das sich diametral gegenüber zu dem Ausricht-Kennzeichen 72 auf der gegenüberliegenden Seite des Bauelementes 32 befindet.To achieve this last-mentioned rotary setting, a second alignment electron beam directed at alignment feature 74, which is located diametrically opposite the alignment mark 72 on the opposite side of the component 32.

Wenn das von dem zweiten Ausricht-Strahl und dem Ausricht-Kennzei-If the second alignment beam and the alignment indicator

wird
chen 74 erzeugte Signal verwendet^, um den Fokussierspulen 54 eine Korrektur zu erteilen, so kann dieses Signal gleichzeitig verwendet werden, um Korrekturströme in die Wicklungen der Fokus sier spulen 54 fließen zu lassen und damit den Abstand der Elektronenstrahlen zu vergrößeren oder zu verkleinern, bis sie weitestgehend genau mit ihren entsprechenden Ausricht-Kennzeichen 72 und 74 zusammenfallen. will
Chen 74 generated signal used ^ to give the focusing coils 54 a correction, this signal can be used at the same time to allow correction currents to flow into the windings of the focusing coils 54 and thus to increase or decrease the distance between the electron beams they coincide as closely as possible with their corresponding alignment marks 72 and 74.

Dm einen elektronisch gesteuerten Servomechanismus zur automatischen Ausrichtung des Bauelementes 32 in einer genauen Lage zu erhalten, können entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sinusförmige Signale mit einer Phasenverschiebung von 90° an die Spulen 56 und 58 gegeben werden, um dem Ausricht-Elektronenstrahl eine leicht kreisförmige Abtastung zu erteilen. Dies führt zu einem Wechselspannungssignal (wie etwa in Flg. 4C angegeben) , das in dem Leiter 87 an der Stelle des Ausricht-Kennzeichens 72 erzeugt wird. Ein entsprechendes Signal durchfließt den dem Ausricht-Kennzeichen 74 zugeordneten Leiter. Die Signale werden verstärkt und dann synchron durch Doppel-Detektoren, die mit einer Phasenverschiebung von 90° arbeiten, gleichgerichtet. Infolge der Verwendung zweier Doppeldetektoren werden insgesamt vier Fehlersignale erzeugt.Dm an electronically controlled servo mechanism for automatic To maintain alignment of component 32 in an accurate location, can according to an embodiment of the invention, sinusoidal signals with a phase shift of 90 ° the coils 56 and 58 are given to the alignment electron beam to give a slightly circular scan. This leads to an alternating voltage signal (such as indicated in Fig. 4C), generated in conductor 87 at the location of alignment mark 72. A corresponding signal flows through the alignment indicator 74 assigned head. The signals are amplified and then synchronized by double detectors with a Work phase shift of 90 °, rectified. As a result of the use of two double detectors, there are a total of four error signals generated.

Der erste Doppeldetektor gibt zwei Fehlersignale für eine mangelnde Ausrichtung zwischen dem Elektronenstrahl 72 und dem Ausricht-Kennzeichen 72 in bezug auf die X- bzw. die dazu rechtwinklige Y-Achse ab. Die X- und Y-Fehlersignale werden zur Betätigung gesonderter Integrier- oder Servomechanismen eingesetzt, die Signale zur Korrektur und zur Fixierung der Lage des Elektronenstrahls 92 im Verhältnis zu dem Ausricht-Kennzeichen 72 über die die Ablenk-Spulen 56 und 58 speisenden Leistungsverstärker liefern. Von dem zweiten Doppeldetektor werden bei nicht einwandfreier AusrichtungThe first double detector gives two error signals for a deficiency Alignment between the electron beam 72 and the alignment mark 72 with respect to the X and the perpendicular to it Y-axis. The X and Y error signals are separate for actuation Integrating or servo mechanisms are used, the signals for correcting and fixing the position of the electron beam 92 in relation to the alignment mark 72 over the deflection coils 56 and 58 supply power amplifiers. If the alignment is not perfect, the second double detector

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des anderen Ausricht-Elektronenstrahls im Verhältnis zu dem Ausricht-Kennzeichen 74 Dreh- und Größen-Fehlersignale abgegeben. Diese letztgenannten Fehlersignale sind ebenfalls auf zueinander rechtwinklige Achsen bezogen, nämlich auf die die Zentren der Ausricht-Kennzeichen 72 und 74 verbindende sowie die dazu senkrechte Linie. Diese Fehlersignale dienen zur Betätigung gesonderter Servomechanismen oder Integrierstufen, die den Strom durch die Fokussierspulen 54 beeinflussen, so daß ein Servomechanismus die gesamte Elektronenstrahl-Querschnittsform um das Kennzeichen 72 als Zentrum dreht, bis der zweite Ausricht-Elektronenstrahl mit seinem Zentrum auf der die Kennzeichen 72 und 74 verbindenden Linie liegt, während der andere Servomechanismus (Integriereinrichtung) den Stromgradienten in den Fokussierspulen 54 ändert, so daß der zweite Ausrichfe-Elektronenstrahl längs der Verbindungslinie zwischen den Kennzeichen 72 und 74 entweder nach innen oder außen bewegt wird, bis er tatsächlich zentrisch im Verhältnis zu dem Ausricht-Kennzeichen 74 verläuft.of the other alignment electron beam in relation to the alignment mark 74 Rotation and size error signals issued. These latter error signals are also related to each other right-angled axes related, namely to the centers of the alignment marks 72 and 74 connecting and the line perpendicular to it. These error signals are used to operate separate servo mechanisms or integrating stages that pass the current through the focusing coils 54 affect so that a servo mechanism the entire electron beam cross-sectional shape around the identifier 72 as Center rotates until the center of the second alignment electron beam lies on the line connecting the marks 72 and 74, while the other servo mechanism (integrator) changes the current gradient in the focus coils 54 so that the second Alignment electron beam moved either inwardly or outwardly along the connecting line between indicia 72 and 74 until it is actually centric with respect to the alignment mark 74.

Wegen der von Natur aus genauen Größensteuerung des gesamten Elektronenstrahlbildes wurde gefunden, daß häufig kein nennenswerter Vergrößerungsfehler auftritt und daher die vierte Fehlerkorrektur nicht ausgeführt zu werden braucht.Because of the inherently precise size control of the entire electron beam image it has been found that often no appreciable magnification error occurs and therefore the fourth error correction does not need to be executed.

Mit Fig. 8 ist in Form eines Blockschaltbilds die elektronische Anordnung wiedergegeben, mit deren Hilfe die Ausrieht-Elektronenstrahlen im Verhältnis zu den Kennzeichen 72, 74 verstellt werden können, so daß das Bauelement 32 in einer genauen Lage ausgerichtet und damit in seine genaue Zuordnung zu dem Elektronenstrahl der Fotokatode 40 gebracht wird. Die in dem Leiter 87 erzeugten Signale für die X- und Y-Richtung gelangen zu einem Vorverstärker 1OO, der das durch ihn verstärkte Signal dann an einen Resonanzverstärker 102 liefert, dessen Ausgang einen Phasenanpasser 104 und einen Doppel-Phasendetektor 106 beaufschlagt. Ein gegateter Oszillator 108 liefert über Leiter 110 und 112 sowie 111 und 113 ein Signal an den Doppel-Phasendetektor 106, desen Ausgänge einen Leiter 114 und einen Leiter 116 mit einem X- bzw. einem Y-Fehlersignal speisen, die über ein Gatter 118 zu Integrierstufen 1248 shows, in the form of a block diagram, the electronic arrangement with the aid of which the Ausrieht electron beams can be adjusted in relation to the identifiers 72, 74 so that the component 32 is aligned in a precise position and thus the photocathode 40 is brought into its exact association with the electron beam. Those generated in conductor 87 Signals for the X and Y directions reach a preamplifier 100, which then sends the signal amplified by it to a resonance amplifier 102 supplies, the output of which is applied to a phase adjuster 104 and a double phase detector 106. A gated one Oscillator 108 supplies a signal via conductors 110 and 112 and 111 and 113 to double phase detector 106, the outputs of which are one Conductor 114 and conductor 116 having an X and a Y error signal, respectively feed, which via a gate 118 to integration stages 124

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bzw. 128 gelangen. Die Integrierstufen 124 und 128 haben Gleichstromausgänge, die über die Leiter 110 und 112 mit einer Wechselspannung des Oszillators 108 mittels Mischstufen 126 bzw. 130 moduliert werden. D.ie so durch Wechselspannungen modulierten Signale beaufschlagen zugeordnete Leistungsstufen (nicht dargestellt, wie sie allgemein zur Steuerung der magnetischen Spulen, in diesem Fall der Helmholtz-Spulen 56 bzw. 58, eingesetzt werden.or 128 arrive. The integrators 124 and 128 have direct current outputs, which modulates via the conductors 110 and 112 with an alternating voltage of the oscillator 108 by means of mixer stages 126 and 130, respectively will. D. The signals modulated in this way by alternating voltages are applied to assigned power levels (not shown, how they are generally used to control the magnetic coils, in this case the Helmholtz coils 56 and 58, respectively.

In der gleichen Weise wird das Wechselspannungssignal eines an das Ausricht-Kennzeichen 74 angeschlossenen Leiters 89 in einem Vorverstärker 140 verstärkt und dann an einen Resonanzverstärker 142 ψ geleitet, von wo aus es zu einem Phasenanpasser 144 und weiter zu einem Doppel-Phasendetektor 146 gelangt. Der Doppel-Phasendetektor 146 erzeugt wieder zwei Ausgangssignale, von denen das eine ein Θ-Fehlersignal ist, das über einen Leiter 148 und ein Tor 152 ein motorgetriebenes Potentiometer 154 beaufschlagt, das eine Drehsteuerung der Elektronenstrahl-Querschnittsform durch geeignete Vergrößerung oder Verkleinerung des durch die Fokussierspulen 54 fließenden Stromes bewirkt. Das andere Ausgangssignal des Doppel-Phasendetektors 146 steuert über einen Leiter 150 und das Tor 152 die Abmessungen der Elektronenstrahl-Querschnittsform mittels eines motorgetriebenen Potentiometers 155, das das Hauptfokussierfeld einstellt.In the same way, the AC voltage signal of a conductor 89 connected to the alignment mark 74 is amplified in a preamplifier 140 and then passed to a resonance amplifier 142 ψ , from where it reaches a phase adjuster 144 and further to a double phase detector 146. The double-phase detector 146 again generates two output signals, one of which is a Θ-error signal, which acts on a motor-driven potentiometer 154 via a conductor 148 and a gate 152, which allows a rotary control of the electron beam cross-sectional shape by suitable enlargement or reduction of the through the Focusing coils 54 causes flowing current. The other output signal of the double phase detector 146 controls via a conductor 150 and the gate 152 the dimensions of the electron beam cross-sectional shape by means of a motor-driven potentiometer 155 which sets the main focus field.

™ Die Fehlersignale in den Leitern 114, 116, 162 und 163 beaufschlagen außerdem die vier Eingänge eines mit Verzögerung arbeitenden Nulldetektors 156, dessen Ausgang über eine Leitung 164 an ein Stell-Rückstell-Flipflop 166 angeschlossen ist. Das Flipflop 166 wird durch eine Starteinrichtung 170 ausgelöst, so daß Strom über einen Leiter 167 zu einem Leiter 16 8 zu fließen beginnt, durch den die UV-Quelle 50 erregt wird, so daß die Fotokatode 40 Elektronenstrahlen einschließlich der beiden Ausricht-Elektronenstrahlen emittiert. Gleicherweise fließt Strom von dem Leiter 167 durch einen Leiter 169 zu dem Tor des gegateten Oszillators 108, der mit einer Phasenverschiebung von 90° sinusförmige Signale über die Leiter 110 und 112 zu den X- und Y-Mischstufen 126 bzw. 130 fließen läßt, so daß die gesamte Querschnittsform des Elektronenstrahls™ Apply the fault signals on conductors 114, 116, 162 and 163 also the four inputs of a delayed zero detector 156, the output of which is connected via a line 164 to a Set-reset flip-flop 166 is connected. The flip-flop 166 is triggered by a starting device 170, so that current begins to flow via a conductor 167 to a conductor 16 8, through the the UV source 50 is energized so that the photocathode 40 is electron beams including the two alignment electron beams emitted. Likewise, current flows from conductor 167 through conductor 169 to the gate of the gated oscillator 108, which is with With a phase shift of 90 °, sinusoidal signals flow via the conductors 110 and 112 to the X and Y mixers 126 and 130, respectively leaves so that the entire cross-sectional shape of the electron beam

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einschließlich der beiden Ausricht-Elektronenstrahlen längs eines Kreises mit einem Durchmesser von beispielsweise 6 Mikron bei einer Frequenz von 45 Hz zum Schwingen gebracht wird. Sobald die Äusricht-Elektronenstrahlen im Verhältnis zu den Ausricht-Kennζeichen 72 und 74 unter Mitwirkung der Integrierstufen 124 und 128 sowie der Potentiometer 154 bzw. 155 zentriert sind, nehmen die die Leitungen 158, 160, 162 und 163 passierenden Fehlersignale den Wert Null an (wie in Fig. 4D veranschaulicht). Dies wird durch den Null-Detektor 156 ermittelt, der daraufhin ein Signal erzeugt, das über den Leiter 164 zu dem Flipflop 166 gelangt. Das Flipflop 166 beendet dann den Betrieb des gegateten Oszillators 108 und schließt die Tore 118 sowie 152. Im Anschluß daran wird der gesamte Bereich des Bauelementes 32 durch den Elektronenstrahl belichtet, bis die Widerstandsschicht des Bauelements 32 einer solchen Belichtung genügend lange ausgesetzt worden ist. Für die Querschnittsform des Elektronenstrahls wird eine hohe Abbildungstreue erreicht, so daß es sich in der Praxis nicht als notwendig erwiesen hat, eine Maßstabskorrektur vorzunehmen.including the two alignment electron beams along one Circle with a diameter of, for example, 6 microns is made to vibrate at a frequency of 45 Hz. As soon as the Alignment electron beams in relation to the alignment characteristics 72 and 74 are centered with the participation of the integrating stages 124 and 128 and the potentiometers 154 and 155, respectively, take the error signals passing through lines 158, 160, 162 and 163 assumes the value zero (as illustrated in Figure 4D). This is determined by the zero detector 156, which then generates a signal which passes through conductor 164 to flip-flop 166. The flip-flop 166 then terminates the operation of the gated oscillator 108 and closes the gates 118 and 152. Subsequently, the entire area of the component 32 is exposed to the electron beam, until the resistive layer of the component 32 has been exposed to such an exposure for a sufficiently long time. For the cross-sectional shape of the electron beam, a high fidelity of the image is achieved, so that it has not proven to be necessary in practice has to make a scale correction.

Fig. 9 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Teils der elektronischen Ausrichtsteuerung. Die Ausgänge der Integrierstufen 124 und 128 steuern den Ablenkverstärker, während Potentiometer Ausrichtung und Größe der Elektronenstrahl-Querschnittsform steuern.9 shows a simplified block diagram of part of the electronic alignment control. The outputs of the integration stages 124 and 128 control the deflection amplifier while potentiometers control the orientation and size of the electron beam cross-sectional shape.

Die Fotokatode 40 erzeugt einen von allen elektronenemittierenden Bereichen 44 ausgehenden Elektronenstrahl, wobei jedoch die Ausrichts^periode so kurz ist, daß das Elektronen-Widerstandsmaterial des gesamten Gebietes des Bauelements 32 dadurch nicht nennenswert beeinflußt wird. Eine Zeit zwischen 3-10 see reicht normalerweise aus, um die Elektronen-Widerstandsschicht genügend mit dem Elektronenstrahl zu behandeln, daß sich eine geeignete differentielle Löslichkeit in entsprechenden Lösungsmitteln einstellt.The photocathode 40 generates an electron beam emanating from all electron-emitting regions 44, but with the alignment period is so short that the electron resistance material of the entire area of the component 32 is thereby negligible being affected. A time between 3-10 seconds is usually sufficient for the electron resistance layer to be sufficiently exposed to the electron beam to treat that a suitable differential solubility is established in appropriate solvents.

Die X-, Y- und Dreh- bzw. Θ-Fehlersignale können motorgetriebenen Präzisionseinrichtungen zugeführt werden, um die Lagerplatte 30 so zu bewegen, wie das in der zuvor erwähnten Patentanmeldung mit der Ser, No. 869 229 gezeigt ist. Die Ausgänge der ServoeinrichtungenThe X, Y and rotation or Θ error signals can be motor-driven Precision devices are supplied to move the bearing plate 30 as that in the aforementioned patent application with the Ser, No. 869 229 is shown. The outputs of the servos

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_₁₈_ 2H9344_ ₁₈ _ 2H9344

können die X-, Y- und Θ-Richtungsmotoren betätigen, während eier Ausgang der Servoeinrichtung zur Größensteuerung ein^ Potentiometer betätigt, das den Strom durch die Fokussierspulen 54 steuert und damit die Größe der Ausricht-Elektronenstrahl-Querschnittsform bestimmt.can operate the X, Y and Θ direction motors while eggs Output of the servo device for size control a ^ potentiometer which controls the current through the focus coils 54 and thereby the size of the alignment electron beam cross-sectional shape certainly.

Die Ausricht-Elektronenstrahlen werden von der Fotokatode 40 vorzugsweise in der Weise gebildet, daß auf dieser ein Bereich 44 vorgesehen wird, der in einer bestimmten Relation zu den Kennzeichen 72 und 74 steht.The alignment electron beams are sent from the photocathode 40 preferably formed in such a way that an area 44 is provided on this, which is in a certain relation to the identifier 72 and 74 stands.

W Für den Fall der manuellen Ausrichtung des Bauelements im Verhältnis zu der Fotokatode oder auch aus anderen Gründen können nur die ausgewählten Bereiche der Fotokatode, mittels derer die Ausricht-Elektronenstrahlen erzeugt werden sollen, durch einen dünnen UV-Lichtstrahl bestrahlt werden, während die übrigen Bereiche 44 unbestrahlt bleiben. Beispielsweise kann eine Lichtröhre mit einem Quarzstab verwendet werden, um einen solchen dünnen UV-Strahl ausschließlich auf die Stelle zu richten, wo die Ausricht-Elektronenstrahlen (oder der Ausricht-Elektronenstrahl) auf der Fotokatode erzeugt werden sollen (soll). In diesem letztgenannten Fall würde die UV-Quelle etwas anders als die UV-Quelle 50 ausgestaltet sein. In einigen Fällen kann auch eine Maske eingeschoben werden, um die W In the case of the manual orientation of the component in relation to the photocathode or other reasons, only the selected areas of the photocathode by means of which the aligning electron beams are to be formed are irradiated by a thin UV-light beam, while the remaining regions 44 remain unirradiated. For example, a light tube with a quartz rod can be used to direct such a thin UV beam exclusively to the point where the alignment electron beams (or the alignment electron beam) are to be generated on the photocathode. In this last-mentioned case, the UV source would be configured somewhat differently from the UV source 50. In some cases a mask can also be inserted to protect the

fc Rückseite der Fotokatode abzudecken, so daß nur zwei kleine öffnungen für den Durchtritt des UV-Lichts bleiben, das auf die Bereiche auftreffen soll, in denen Ausricht-Elektronenstrahlen erzeugt werden müssen.fc to cover the back of the photocathode, so that only two small openings remain for the passage of the UV light that hits the areas should impinge, in which alignment electron beams are generated have to.

In Verbindung mit dem beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde von zwei Ausricht-Kennzeichen ausgegangen, die mit zwei Ausricht-Elektronenstrahlen zusammenarbeiten, wobei ausgezeichnete Ergebnisse erzielt wurden, wenn die Ausricht-Kennzeichen auf gegenüberliegenden Seiten des Bauelements 32 angeordnet werden. Jedoch können die Ausricht-Kennzeichen 72 und 74 auch ananderen Stellen vorgesehen werden. Es kann auch von mehr als' zwei Ausricht-Kennzeichen Gebrauch gemacht werden* wodurch gegenüber der Verwendung von nur zwei Ausricht-Kennzeichen aber keineIn connection with the specific embodiment described the invention was based on two alignment marks, the with two alignment electron beams working together, being excellent Results have been achieved when the alignment indicia are disposed on opposite sides of the component 32 will. However, the alignment indicia 72 and 74 can be provided in other locations. It can also be of more than 'two Alignment marks are made use of * whereby opposite the use of only two alignment marks but none

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besonderen Vorteile erzielbar sind. Weiter kann ein einzelnes Ausricht-Kennzeichen mit der Kreuzform entsprechend Fig. 7Averwendet werden, wobei nach der Zentrierung der X- und Y-Achse eine Drehung vorgenommen wird, bis ein "einrastender" Ausricht-Elektronenstrahl anzeigt, daß das Bauelement 32 in eine Lage gedreht worden ist, in der die Arme der Querschnittsform des Elektronenstrahls genau zur Ausrichtung mit den Armen des auf das Bauelement aufgetragenen Kennzeichens gebracht worden sind. Jedoch kann die Genauigkeit einer solchen Dreh-Justierung nicht so groß sein wie für zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Bauelements angeordnete Ausricht-Kennzeichen. particular advantages can be achieved. A single alignment indicator can also be used with the cross shape shown in Figure 7A, with rotation after centering the X and Y axes is made until a "latching" alignment electron beam indicates that the component 32 has been rotated to a position in which the arms of the cross-sectional shape of the electron beam exactly to Alignment with the arms of the label applied to the component have been brought. However, the accuracy can such a rotary adjustment should not be as great as for two on alignment marks arranged on opposite sides of the component.

Die Ausricht-Kennzeichen 72 und 74 können entweder in einem gesonderten Vorgang auf das Bauelement 32 oder aber als Teil der ersten Behandlung des Bauelements 32 mit einem von einer ersten Fotokatode ausgehenden Elektronenstrahl bestimmter Querschnittsform aufgebracht werden. Im letztgenannten Fall wird die gesamte Oberfläche einer Siliziumscheibe mit einer Oxidschicht versehen, hierauf eine organische Elektronen-Widerstandsschicht auf die Oxidschicht auf einer Seite der Siliziumschicht aufgebracht und anschließend genügend Oxid von der Unterseite der Siliziumscheibe entfernt, so daß elektrischer Kontakt mit der leitenden Oberfläche der Siliziumschicht hergestellt werden kann. Hierauf wird die Siliziumscheibe in den Einsatz 26 gebracht und einfach mit einem Elektronenstrahl der Fotokatode belichtet, ohne dabei eine besondere Ausrichtung anzustreben. Die Fotokatode projiziert gleichzeitig mindestens ein Paar, ggf. jedoch auch mehrere Paare, Ausricht-Elektronenstrahlen. Wenn die Elektronen—Widerstandsschicht dann im Hinblick auf eine erste Entfernung behandelt wird, werden auch mindestens zwei Ausricht-öffnungen erhalten. Nach dem Anbringen eines für Siliziumdioxid geeigneten Lösungsmittels wie einer Fluorwasserstofflösung wird Siliziumdioxid an diesen Ausricht-öffnungen bis zu dem reinen Silizium entfernt, so daß in der Oxidschicht Senken zurückbleiben. Danach wird die gesamte Elektronen-Widerstandsschicht entfernt. Es erfolgt dann eine erneute Oxidbeschichtung des Siliziums, so daß eine zweite Oxidschicht erhalten wird, die in den Paaren von Ausricht-Senken eine dünnere Oxidschicht bildet. Die BedienungspersonThe alignment marks 72 and 74 can either be in a separate Process on component 32 or as part of the first treatment of component 32 with one of a first photocathode outgoing electron beam of a certain cross-sectional shape can be applied. In the latter case, the entire surface will be a silicon wafer provided with an oxide layer, then a organic electron resistance layer applied to the oxide layer on one side of the silicon layer and then sufficient Oxide is removed from the underside of the silicon wafer so that electrical contact is made with the conductive surface of the silicon layer can be produced. The silicon wafer is then placed in the insert 26 and simply with an electron beam the photocathode exposed without striving for a special alignment. The photo cathode projects at least one at the same time Pair, but possibly also several pairs, alignment electron beams. If the electron resistance layer then in view of a First removal is treated, there will also be at least two alignment holes obtain. After applying a solvent suitable for silica such as hydrogen fluoride solution silicon dioxide becomes pure at these alignment holes Removed silicon, leaving depressions in the oxide layer. The entire electron resistance layer is then removed. There is then a renewed oxide coating of the silicon, so that a second oxide layer is obtained which forms a thinner oxide layer in the pairs of alignment depressions. The operator

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.20- 2U93U.20-2U93U

kann für die anschließenden Ausricht-Vorgänge jedes Senkenpaar auswählen. Nach Maskierung des übrigen Teils des Bauelements 32 (Siliziumscheibe) wird durch Aufdampfung oder auf andere Weise über das Gebiet, das an diese ausgewählten Lochpaare angrenzt, ein leitendes Gebiet 64 aufgebracht. Wenn die so behandelte Siliziumscheibe in die Lagerplatte 30 und in die Anordnung 10 eingebracht wird, hat die zweite Fotokatode ein Paar oder mehrere Paare Ausricht-Elektronenstrahlen, von denen mindestens eines diesem Paar früher so ausgesuchter Ausricht-Kennzeichen entspricht. Das Muster der zweiten Fotokatode muß im. Verhältnis zu dem Muster der ersten Fotokatode ausgerichtet werden, wozu eine elektronische Ausricht- ψ Einrichtung verwendet wird, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist.can select any pair of sinks for the subsequent alignment processes. After the remaining part of the component 32 (silicon wafer) has been masked, a conductive area 64 is applied by vapor deposition or in some other way over the area adjoining these selected pairs of holes. When the silicon wafer thus treated is introduced into the bearing plate 30 and into the assembly 10, the second photocathode has one or more pairs of alignment electron beams, at least one of which corresponds to this pair of previously selected alignment marks. The pattern of the second photo cathode must be in. Relation to the pattern of the first photocathode can be aligned, including an electronic alignment ψ device, as shown in Fig. 8 is used.

Da das Bauelement 32 mehrere Male hintereinander mit Elektronenstrahlen behandelt, chemisch geätzt, teilweise von Oxidschichten befreit und/oder mit Oxidschichten versehen wird, kann das ursprüngliche Paar Ausricht-Kennzeichen 72, 74 beeinträchtigt werden. Es kann dann ein zweites Paar Ausricht-Kennzeichen besserer Qualität gewählt und eingesetzt werden. Jede Fotokatode kann eine Reihe Paare Ausricht-Elektronenstrahlen projizieren, von denen zu einer bestimmten Zeit jedoch jeweils nur ein Paar eingesetzt wird. Statt dessen werden bei einer dritten, vierten oder auch weiteren Elektronenstrahlbehandlung ein neues Paar oder Paare Ausricht-Kennzeichen mittels einer dritten oder vierten Fotokatode erzeugt, inu^dem ein anderes, neues Paar Ausricht-Elektronenstrahlen auf die Elektronen-Widerstandsschicht einwirkt, zusammen mit der Projizie-Since the component 32 several times in a row with electron beams treated, chemically etched, partially freed from oxide layers and / or provided with oxide layers, the original Pair of alignment marks 72, 74 are affected. Then a second pair of alignment marks can be better Quality are chosen and used. Each photocathode can project a number of pairs of alignment electron beams, one of which is to a certain time, however, only one pair is used at a time. Instead, a new pair or pairs of alignment marks are used in a third, fourth or even further electron beam treatment generated by means of a third or fourth photocathode, inu ^ dem another, new pair of alignment electron beams on the Electron resistance layer acts, together with the projection

Ausricht-Elektronenstrahlen, die rung der/tatsächlich in Verbindung mit den Ausricht-Kennzeichen, die bei der ersten Elektronenstrahlbelichtung erhalten wurden, zur Ausrichtung des Bauelementes 32 verwendet werden. Bei der weiteren Behandlung wird das neue Paar Ausricht-Kennzeichen wirksam gemacht, indem neue Senken vorgesehen und die neuen Senken mit einer leitenden Schicht abgekleidet werden, während die ursprünglichen Ausricht-Kennzeichen entweder beseitigt oder einfach von dem leitenden Gebiet 64 befreit werden. Bei der anschließenden Behandlung in der Anordnung 10 projiziert die Fotokatode zu der Lage des neuen Paares komplementäre Ausricht-Elektronenstrahlen auf diese neuen Ausricht-Kennzeichen, so daß die elektronische Einrichtung dieAlignment electron beams, the tion of / actually in connection with the alignment marks, obtained in the first electron beam exposure can be used to align the component 32. In the further Treatment is to make the new pair of alignment marks effective by providing new sinks and adding a conductive to the new sinks Layer can be stripped while the original alignment marks are either removed or simply removed from the conductive Area 64 to be exempted. During the subsequent treatment in the arrangement 10, the photocathode projects to the location of the new one Pair of complementary alignment electron beams onto these new alignment marks so that the electronic device uses the

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_₂₁._ 2H9344_ ₂₁ ._ 2H9344

Querschnittsform des Elektronenstrahls tinter Bezugnahme auf diese neuen Kennzeichen richtig ausrichtet.Cross-sectional shape of the electron beam correctly aligns with reference to these new characteristics.

Patentansprüche; 209816/0940 Claims; 209816/0940

Claims

_ ₂₂ _ 2H93U

Claims;

Λΐ.1 Arrangement for the application of precisely arranged areas of a component Kit an »electron beam of a certain shape, characterized by an electron beam source with at least one alignment beam portion of a predetermined cross-sectional shape, a device for arranging the component in a certain position relative to the electron beam source, a device for applying a voltage between the device and the electron source so that the output from the source of electrons directed to the component w to and impinge on this, a elektromagnetis before a ^ direction to the outgoing from the source electron beam aligned so that it selected in a Area of the element impinges in the vicinity of the desired, precisely arranged area, the element bears at least one alignment mark on its surface, the shape of which largely corresponds to the cross-sectional shape of the alignment beam component, and the electromagnet ical device directs one or each alignment beam component in the vicinity of the corresponding alignment mark and approximately coinciding with it, as well as a device for fine alignment of the position of the one or each alignment mark of the component in relation to the corresponding alignment beam component, see above that the one or each alignment beam component essentially coincides with the corresponding alignment mark and thus the component experiences a precise alignment relative to the electron beams of the photocathode and the precisely aligned areas can then be exposed to the electron beam.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the device for fine alignment cooperates with the electromagnetic device in such a way that a relative displacement of the one or each aligning beam part takes place in relation to assigned alignment marks in directions transverse to one another and, furthermore, the electron beam

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Cross-sectional shape rotated in relation to the alignment marks will.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnetic device means a device for determining the dimensions of the cross-sectional shape of the electron beam so that the cross-sectional shape can be brought to a size that is substantially exactly with size and Shape of the desired, to be acted upon area of the component coincides.

4. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the means for fine alignment to the position of the one or each alignment beam component relative to the alignment marks so responds and is then controlled so that there is a precise coincidence between alignment beam component and alignment mark comes.

5. Arrangement according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that that the component is provided with two separate alignment marks and the source has two alignment beam components projected, which are each directed so that they impinge on a corresponding alignment mark, and that the fine alignment means comprises electronic switching means to adjust the degree of coincidence of the alignment electron beam component with the respective alignment mark and to operate the electromagnetic device in this way and to control that the alignment electron beam components coincide with their associated alignment marks.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the electrical switching means have two detection devices, to produce electrical signals proportional to the degree of coincidence of the alignment electron beam components with them to generate associated alignment mark, and that the first of the two detection devices a first alignment mark is assigned and when the same is applied

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the alignment electron beam component generates electrical signals that affect the electronic switching means in such a way that ■ -

flows in such a way that they operate the electromagnetic device that the alignment electron beam fraction in the X and Y directions to produce a substantially accurate Coincidence is shifted in relation to the first alignment indicator, while the second of the detection means the second alignment indicator is assigned so that electrical signals for influencing the electronic switching means which operate the electromagnetic device so that the second alignment electron beam portion P along an arcuate path with the first alignment mark is rotated as the center so that the second alignment electron beam portion is brought into substantially exactly coincidence with the second alignment flag and thus, the entire electron beam of the source is applied essentially precisely to the desired areas of the component can.

7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the means for fine alignment comprises means to to vibrate the one or each alignment electron beam component and thus for different values

fc is the coincidence of the alignment electron beams with the associated ones Alignment mark to ensure that according to the respective degree of coincidence changing electrical Signals are generated, and that the means for fine alignment further a on the changing electrical signals comprising responsive means for controlling the vibrator through which the one or each alignment electron beam component is brought to optimal coincidence with the associated alignment mark.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the device for fine alignment is the vibration device stops as soon as there is maximum coincidence between the alignment electron beam components and the alignment mark

2 0 9 8 16 /0 9 4 02 0 9 8 16/0 9 4 0

has occurred.

9. Arrangement according to claim 1, for the precise alignment of an electron beam with a predetermined cross-sectional shape containing two alignment rays with a selected area on the component carries two alignment marks which are complementary to the alignment beams, identified by a Device for aligning the point at which the beam of a certain cross-sectional shape impinges on the component, a electrical circuit with signal generators associated with each of the characteristics and depending on the degree the coincidence of the individual beams with the associated alignment marks generate changing signals, the electrical circuit additionally an electrically influenceable device for guiding the electron beam along a has a predetermined path, by a vibration generator connected to the electrically controllable device, through which the alignment rays extend in relation to the alignment features in a predetermined path, so that a variable signal is generated, an electronic responsive to the variable signal and thereby generating error signals Device, servomechanisms responsive to the error signals for the electrically influenceable device, the seek to bring the individual alignment rays into coincidence with their corresponding alignment features, as well as a Means contained in the electrical circuit for shutting down the vibrator if there is coincidence between the alignment beam and the associated alignment indicator has occurred.

10. Method of aligning an emitted from a photocathode Electron beam certain cross-sectional shape while maintaining a high accuracy in relation to selected Areas of a component with reference to alignment marks provided on the element, characterized in that that (a) emits an alignment electron beam from the photocathode for each alignment mark of the component

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with each alignment electron beam having substantially the same cross-sectional shape as its associated alignment mark has, (b) an electrical signal is generated for each feature which corresponds to the area proportion of the alignment mark is proportional to which is acted upon by the associated alignment electron beam, (c) the alignment electron beam im Relation to its associated alignment indicator is aligned so that the electrical signal emitted therefrom changes, and (d) the alignment electron beam is brought to the point where the electrical signal optimally coincides of the alignment electron beam and the associated alignment P align mark.

11. The method of claim 10, wherein on the component far from each other removes first and second alignment flags are arranged and from the photocathode two alignment electron beams for each of the two alignment marks are emitted, characterized in that the alignment electron beam assigned to the first alignment indicator in the X and Y directions are shifted relative to the surface of the component until coincidence has occurred, and that furthermore the alignment electron beam assigned to the second alignment mark is moved along an arcuate path, the center of which is the first alignment mark, until coincidence has occurred between the second alignment electron beam and the second alignment mark, so that the entire cross-sectional shape of the electron beam emitted from the photocathode with great accuracy in relation to is aligned with the selected area of the component.

12. The method according to claim 11, characterized in that the distance between the first and the second alignment electron beam is adjusted slightly until the maximum electrical Potential is developed so that the aligning electron beams are essentially exactly the desired shape and cross-sectional area accept.

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. ". 2H9344

13. The method according to claim 11, characterized in that the electrical currents generated when the two alignment indicators are applied through which alignment electron beams are derived, an electromagnetic device for the Shift the two electron beams in relation to the marks so that the alignment electron beams be centered with respect to the license plate.

14. The method according to claim 13, characterized in that the electrical currents generated by the identifier when applied through which alignment electron beams are derived, an electromagnetic device for translating a Control the alignment electron beam in the X and Y directions, and the other alignment electron beam using the first alignment mark as the center opposite the mark is rotated in the Θ direction.

15. The method according to one or more of claims 10-14, characterized characterized in that the displacement of the alignment electron beam »relative to the alignment indicia ends and the alignment electron beam is pinned when maximum coincidence has occurred.

KN / hs 3

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