DE69829487T2

DE69829487T2 - Ionenätz-vorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE69829487T2
Application number: DE69829487T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Briand
Original assignee: Universite Pierre et Marie Curie Paris 6
Current assignee: Universite Pierre et Marie Curie Paris 6
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: FR2764110A1; JP2002500808A; KR20010013166A; US6402882B1; WO1998054747A1; DE69829487D1; EP1016117B1; EP1016117A1; ATE291776T1; FR2764110B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ionenätzen einer Oberfläche eines Halbleiters oder Isolators.
Das Ionenätzen erfordert eine gute räumliche Kontrolle der Ätzzonen auf der Ätzfläche. Man kann daher dazu eine Maske verwenden, die Löcher umfasst. Diese Löcher können mikrometrische Größen erreichen und erlauben eine optimale Ätzpräzision in der Größenordnung eines Bruchteils eines Mikrometers oder weniger. Ein Nachteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Herstellung einer Maske für jedes Ätzmuster bedingt.
Eine weitere Methode beruht auf einer direkten Kontrolle der relativen Position des auf die Ätzfläche einfallenden Strahls. Diese Kontrolle erfolgt zum Beispiel mittels elektrischer und/oder magnetischer Führungen und einer Kühlung des Strahls, das heißt der Verringerung der Geschwindigkeitskomponente, die zu der Ausbreitungsrichtung des Strahls senkrecht ist. Die Präzision dieser Methode wird noch verbessert, indem man die direkte Kontrolle mit dem Einsatz von Mikro- oder Nanolöchern kombiniert. Um das Ätzen durchzuführen, bewegt man den Halbleiter oder den Isolator unter dem Strahl. Diese Technik verbessert die Präzision wesentlich, die eine Größenordnung von einigen nm bis 100 nm erreicht. Die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens ist jedoch aufgrund der Schwierigkeiten eingeschränkt, die durch die Auswahl der Expositionsdauer und der Bewegungsgeschwindigkeit des Halbleiters entstehen.
Die vorliegende Erfindung hat als Aufgaben eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ionenätzen mit großer Zuverlässigkeit, das eine räumli che präzise Steuerung des Ätzens erlaubt, die elektronisch durchgeführt wird.
Insbesondere zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ionenätzen ab, die eine Ätzpräzision in der Größenordnung des Nanometers ermöglichen.
Die Erfindung hat eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren zur Aufgabe, die wirtschaftlich und leicht umzusetzen sind.
Dazu betrifft die Erfindung eine Ionenätzvorrichtung, die es erlaubt, eine Ätzfläche eines Halbleiters oder Isolators zu ätzen. Die Vorrichtung umfasst:

– eine Quelle positiver Ionen,
– Führungsmittel eines Strahls der Ionen, die den Strahl zu der Ätzfläche lenken, und
– Mittel zum relativen Bewegen der Ätzfläche in Bezug zu dem Ionenstrahl.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung:

– ein räumlich-zeitliches Erfassungssystem für Wechselwirkungen der Ionen des Strahls mit der Ätzfläche,
– Mittel zum Unterbrechen des Ionenstrahls und
– eine Verarbeitungseinheit, die mit den Mitteln zum Bewegen, dem Erfassungssystem und den Mitteln zum Unterbrechen des Strahls verbunden ist und die aufeinander folgenden Operationen des Erfassens der Wechselwirkungen von Ionen des Strahls mit der Ätzfläche, der Unterbrechung des Strahls, des relativen Bewegens der Ätzfläche zu der Position des Strahls und des Wiederherstellens des Strahls steuert.

Erfindungsgemäß steuert die Verarbeitungseinheit die oben erwähnten Operationen wiederholt.
Unter „Fläche" versteht man einen oberflächlichen Teil des Halbleiters oder des Isolators, im Allgemeinen ungefähr nach einer kristallographischen Ebene geschnitten. Die Fläche ist vorteilhafterweise eben, kann aber auch gebogen sein.
Die Operationen mit dem Ionenstrahl werden unter Vakuum durchgeführt. Dieses Vakuum kann einem relativ hohen Druck entsprechen, zum Beispiel in der Größenordnung von 10^-9 Pa. Es kann sich auch um ein Ultrahochvakuum handeln.
Die Mittel zum relativen Bewegen der Ätzfläche zu dem Ionenstrahl können ein Bewegen des Halbleiters oder des Isolators oder ein Bewegen des Strahls durch Variation ihrer Position oder ihrer Ausrichtung bedingen. Man führt daher das Ätzen nacheinander, Zone nach Zone durch. Bei einer Variante der Umsetzung lenkt man gleichzeitig mehrere Strahlen auf die Fläche.
Das räumlich-zeitliche Erfassungssystem erfasst sowohl die Positionen als auch die Augenblicke der Wechselwirkungen.
Die erfindungsgemäße Ätzvorrichtung erlaubt im Vergleich zu den existierenden Vorrichtungen eine Beherrschung der Expositionsdauern der Ätzfläche und der Bewegungen zu der Ätzfläche in Bezug auf den Ionenstrahl. Diese Beherrschung führt zu einer beachtlich gesteigerten Zuverlässigkeit. Die Hauptschwierigkeit des Ionenätzens besteht nämlich in der Tatsache, dass das Auftreffen der Ionen auf dem Ziel willkürlich ist, und zwar sowohl hinsichtlich des räumlichen Aspekts als auch hinsicht lich des zeitlichen Aspekts. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, das Ätzen an diese willkürlichen Erscheinungen anzupassen.
Die von der Quelle gesendeten positiven Ionen sind vorzugsweise Multiladungsionen, das heißt, dass jedes Ion mindestens drei positive Ladungen besitzt.
Vorzugsweise werden die Wechselwirkungen der Ionen des Strahls mit der Ätzfläche Ion für Ion durchgeführt.
Der geätzte Halbleiter besteht zum Beispiel aus einem Werkstoff ausgewählt aus Si, AsGa, InP und Ge. Der geätzte Isolator seinerseits besteht zum Beispiel aus SiO₂ oder LiF.
Vorzugsweise umfasst die Ätzvorrichtung ein räumliches Lokalisierungssystem des Ionenstrahls, das zwischen die Ionenquelle und die Ätzfläche eingefügt ist.
Dieses räumliche Lokalisierungssystem besteht vorteilhafterweise aus einem oder mehreren Strahlkollimatoren.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, dass die Ätzvorrichtung mit einem Kontrollsystem der Position des Strahls und mit Mitteln zum Kühlen des Strahls ausgestattet ist. Es ist auch interessant, dass die Vorrichtung ein System zur monokinetischen Auswahl der Ionen umfasst (zwischen der Ionenquelle und der Ätzfläche).
Die Mittel zum Unterbrechen des Strahls umfassen vorteilhafterweise Mittel zum Anlegen eines elektrischen Felds ungefähr parallel zu der Ätzfläche.
Dieses elektrische Feld kann den Strahl ablenken und daher das Auftreffen eines neuen Ions auf der Fläche blockieren. Der Gebrauch eines elektrischen Felds zum Unterbrechen des Strahls ist vorteilhaft kombiniert mit dem Einsatz eines Kollimators, wobei ein schwaches elektrisches Feld daher reicht, um den Strahl zu unterbrechen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Führungsmittel umfassen diese Mittel zum Anlegen eines Magnetfelds, welches den Ionenstrahl um einen bestimmten Winkel ablenkt.
Vorteilhafterweise ist dieses Magnetfeld gleichförmig, und der Ablenkwinkel beträgt 90°.
Bei einer ersten Ausführungsvariante umfassen die Führungsmittel Mittel zum Anlegen eines elektrischen Felds, welches eine elektrische Ablenkung ergibt.
Bei einer zweiten Variante setzen die Führungsmittel gleichzeitig ein Magnetfeld und ein elektrisches Feld kombiniert um, zum Beispiel in einem Wien-Filter.
Die Mittel zum relativen Bewegen der Ätzfläche zu dem Ionenstrahl umfassen vorteilhafterweise mindestens ein Element, das zwischen einem piezoelektrischen Quarz und einer Keramik ausgewählt wird, welches den Halbleiter zu dem auf der Ätzfläche auftreffenden Strahl von Ionen bewegt.
Derartige Mittel zum Bewegen machen eine kontrollierte Bewegung mit einer Präzision möglich, die in der Größenordnung des Nanometers liegen kann. Die Gegenwart mehrerer ergänzender Mittel zum Bewegen, wie zum Beispiel zwei piezoelektrische Quarze oder zwei Keramiken, erlaubt es, den Halbleiter oder den Isolator in zwei zueinander senk rechte Richtungen zu bewegen, was die Herstellung jedes beliebigen Ätzmusters ermöglicht. Man kann zum Beispiel auch entlang einer geraden oder kreisförmigen Linie isolierende Punkte auf einem Halbleiter oder halbleitende Punkte auf einem Isolator in regelmäßigen Abständen schaffen, um eine digitale Codierung herzustellen.
Vorzugsweise ist die Bewegung des Halbleiters zu dem einfallenden Ionenstrahl rechtwinkelig.
Die Bewegung kann jedoch auch mit jedem beliebigen Winkel zu dem einfallenden Strahl durchgeführt werden.
Es ist interessant, dass die Ätzvorrichtung ein Raster-Tunnelmikroskop und/oder ein Abstoßungskraft-Mikroskop umfasst, welches eine lokale topographische Kontrolle und/oder Leitfähigkeitskontrolle der bearbeiteten Ätzfläche durchführt.
Im Allgemeinen erlaubt ein solches Mikroskop das Lesen eines Ätzmusters.
Die erfindungsgemäße Ätzvorrichtung kann auf jede Ätzfläche angewandt werden, ob sie nun passiviert ist oder nicht, und gilt für jedes Ätzkonzept, gemäß welchem die elektrische oder chemische oder die topographische Beschaffenheit der Oberfläche lokal von einem Ionenstrahl modifiziert wird.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung ist die Oberfläche von ersten Molekülen des Halbleiters oder Isolators mit einer ersten chemischen oder topographischen Beschaffenheit belegt. Die Ionenquelle ist eine Quelle positiver Ionen, die stark geladen sind und niedrige Energie haben, und die Ätzvorrichtung umfasst Mittel zum Anlegen einer Bremsspannung, welche den Ionen des Strahls eine gesteuerte mittlere Geschwindigkeit verleiht, die es diesen Ionen erlaubt, ohne mit der Ätzfläche in Berührung zu kommen, eine Vielzahl der ersten Moleküle der Oberfläche in zweite Moleküle umzuwandeln, die eine zweite chemische oder topographische Beschaffenheit haben, wobei diese Ionen zurückgestreut werden.
Man versteht unter positiven „stark geladenen" Ionen Ionen, die mindestens drei positive Ladungen haben, und vorzugsweise mindestens fünfzehn positive Ladungen. Ihre Energie wird in Bezug auf die der Ionen, die mittels eines Teilchenbeschleunigers erzielt werden, „niedrig" genannt, wobei letztere Energie in der Größenordnung des MeV oder des GeV liegt. Die schwache Energie der Ionen ist daher um einige Zehner keV geringer.
Die Bremsspannung wird so angelegt, dass sie den Ionen eine sehr schwache Energie verleihen kann, die sich 0 nähern kann und im Allgemeinen um einige Zehner eV geringer. Das Bremsen der Ionen kann auf dem Ziel erfolgen, durch dessen Polarisierung, oder an einer beliebigen Stelle der Linie durch Polarisieren der Linie.
Ein wichtiger Aspekt dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Ionen nicht mit der Oberfläche in Berührung treten, sondern im Gegenteil Oberflächenelektronen anziehen oder erregen und dann in die umgekehrte Richtung zurückkehren.
Die Wechselwirkung der Ionen mit der Ätzfläche kann auf zwei Weisen erfolgen, insbesondere je nach der Beschaffenheit und Anordnung der ersten Moleküle, dem Wert der Bremsspannung und der Anzahl der Ladungen der Ionen. Gemäß einer ersten Wechselwirkungsform, die bevorzugt ist, extrahieren die Ionen Elektronen aus der Vielzahl der ersten Moleküle, werden hohle Elektronen und werden zurückgestreut. Gemäß einer zweiten Wechselwirkungsform verursachen die Ionen eine Erre gung oder ein Extrahieren der Elektronen, was direkt ein Austreiben von Fragmenten der Vielzahl der ersten Moleküle verursacht (Sputtering).
Das Extrahieren von Elektronen aus einem Halbleiter oder Isolator durch stark geladene Ionen mit niedriger Energie wird in dem Artikel von Jean-Pierre BRIAND erläutert, der bei der Vierzehnten Internationalen Konferenz der Beschleunigeranwendungen in der Forschung und Industrie, DENTON-TEXAS, 6. bis 9. November 1996, präsentiert wurde. Schematisch beginnt ein stark geladenes Ion mit niedriger Energie mit dem Halbleitermilieu oder Isolatormilieu eine Wechselwirkung, welche einige Zehner Å (1 Å = 0,1 nm) in einer relativ großen Entfernung von der Oberfläche erreichen kann. Das Ion zieht daher Leitungs- oder Valenzelektronen an und fängt sie ein, die die Rydberg-Zustände des Ions belegen. Das Ion wird daher ein hohles Atom (hollow atom), das heißt ein Atom, das interne Schichten hat, die zumindest teilweise leer sind, und externe Schichten, die von erregten Elektronen belegt sind. Die Anzahl der von dem Ion eingefangenen Elektronen ist viel höher als seine Ladung, denn ein Teil dieser Elektronen wird anschließend von dem Ion durch Auger-Effekt ausgetrieben. Die Anzahl der von dem Halbleiter durch ein Ion abgerissenen Elektronen beträgt im Allgemeinen etwa drei Mal seine Ladung.
In der Nähe der Oberfläche erzeugt das Ion ein elektrisches Bild (mit negativer Ladung), das eine Anziehungskraft auf das Ion ausübt und daher dazu tendiert, seine Bewegung zu der Oberfläche zu beschleunigen. Das Extrahieren von Elektronen durch das Ion erzeugt jedoch auf Halbleitern oder Isolatoren positive Löcher auf der Oberfläche, die dieses elektrische Bild ausgleichen. Das ausgehend von dem Ion gebildete hohle Atom kann daher ohne Berührung über der Oberfläche, durch „Trampolineffekt" zurückgestreut (back scattered) werden. Ob nun eine Berührung und ein Eindringen in das Innere des Halbleitermaterials besteht oder nicht, hängt von den ursprünglichen kinematischen Be dingungen des Ions ab: über einer kritischen Geschwindigkeit erreicht das zu der Oberfläche gerichtete Ion das Halbleitermaterial und dringt in dieses trotz der Bildung der positiven Löcher ein. Der Trampolineffekt entsteht hingegen unter dieser kritischen Geschwindigkeit. Die kritische Geschwindigkeit hat einen Wert, der von dem Extraktionspotenzial des Halbleitermaterials und von der ursprünglichen Ladung des positiven Ions abhängt.
Das Steuern der mittleren Geschwindigkeit der Ionen mittels der Bremsspannung erlaubt es, den Trampolineffekt zu erzeugen und den Ionen eine beherrschte Ladung und beherrschte Energie zu verleihen.
Nach einem bestimmten Weg werden die hohlen Atome oft spontan durch Auger-Kaskaden zu hohlen Ionen. Um zu vereinfachen, sprechen wir systematisch von hohlen Atomen, um die hohlen Atome zu bezeichnen, die Atome geblieben sind oder wieder Ionen geworden sind.
Die Umwandlung der ersten Moleküle in die zweiten Moleküle kann verschiedene Formen annehmen, insbesondere je nach der Beschaffenheit und der Anordnung der ersten Moleküle, dem Wert der Bremsspannung und der Anzahl der Ladungen der Ionen.
Bei einer ersten Umformungsform haben die ersten Moleküle eine erste chemische Beschaffenheit, und die zweiten Moleküle haben eine zweite chemische Beschaffenheit. Das Extrahieren von Elektronen der ersten Moleküle führt zum Austreiben bestimmter Atome dieser ersten Moleküle, die man mit anderen Atomen oder Molekülen ersetzt oder auch nicht, indem man ein entsprechendes Produkt sendet oder nicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung, die dieser ersten Umwandlungsform entspricht, bewirkt der Wechsel der chemischen Beschaffenheit einen Wechsel der elektri schen Beschaffenheit. Bei einem ersten Ausführungsmodus dieser bevorzugten Ausführung sind die ersten Moleküle halbleitend und die zweiten Moleküle sind isolierend und bestehen zum Beispiel jeweils aus SiH und aus SiO₂. Bei einem zweiten Ausführungsmodus dieser bevorzugten Ausführung sind die ersten und die zweiten Moleküle jeweils isolierend und halbleitend und bestehen zum Beispiel jeweils aus SiO₂ und Si.
Bei einer zweiten Umwandlungsform haben die ersten Moleküle eine erste topographische Beschaffenheit und die zweiten Moleküle haben eine zweite topographische Beschaffenheit. Vorzugsweise bilden die ersten Moleküle daher eine ebene Fläche, und die Wechselwirkung der Ionen erzeugt das Bilden von Spitzen und von Löchern.
Vorteilhafterweise haben gemäß einer besonderen Ausführung des ersten Ausführungsmodus mit Wechsel der elektrischen Beschaffenheit die ersten Moleküle externe Verbindungen, die durch Wasserstoffatome gesättigt sind. Die Mittel zum Anlegen der Bremsspannung erlauben es den Ionen des Strahls, Elektronen aus der Vielzahl der ersten Moleküle der Oberfläche zu extrahieren und daher die Vielzahl der ersten Moleküle ihre Wasserstoffatome verlieren zu lassen und die entsprechenden externen Verbindungen hängend zu machen. Die Ionen werden zu hohlen Atomen, nachdem sie Elektronen extrahiert haben und werden zurückgestreut. Ferner umfasst die Ätzvorrichtung eine Quelle eines Produkts, welches die externen hängenden Verbindungen sättigt, so dass die zweiten Moleküle gebildet werden, wobei diese zweiten Moleküle isolierend sind, wobei die Quelle das Produkt nach einer Passage zu der Ätzfläche des Ionenstrahls sendet.
Die aus der Oberfläche des Halbleiters extrahierten Elektronen sind im Wesentlichen Elektronen, die an den externen Verbindungen der ersten Moleküle beteiligt sind. Bei ihrem Fehlen sättigen die Wasserstoffatome die äußeren Verbindungen, die zu Protonen reduziert werden, die nicht mehr mit der Oberfläche verbunden sind. Die äußeren Verbindungen werden daher hängend.
Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung und anders als bei der Methode, die darin besteht, Blasen (blisters) durch Ionenstöße zu bilden, modifiziert man nicht die Topographie der Oberfläche, sondern ihre Leitfähigkeit. Die zweiten Moleküle sind nämlich isolierend, während die ersten Moleküle halbleitend sind. Es ist daher möglich, isolierende Markierungen in der Größenordnung des Nanometers zu erzeugen, was es erlaubt, eine Steigerung der Datenspeicherung in der Größenordnung von 100² oder mehr im Vergleich zu den existierenden Techniken zu erzielen. Ferner ist es einfach und schnell, lokal die Leitfähigkeit der Oberfläche nach dem Ätzen mittels eines Raster-Tunnelmikroskops zu prüfen.
Bei einer ersten vorteilhaften Form der bevorzugten Ausführungsform dieses ersten Ausführungsmodus umfasst das Erfassungssystem ein Messgerät für Photonen, die bei Passagen von Elektronen, die aus einer elektronischen Schicht extrahiert werden, zu einem anderen der hohlen Atome gesendet werden.
Dieses Gerät misst vorteilhafterweise gesendete Röntgenstrahlen. Die in den hohlen Atomen gefangenen und nicht ausgetriebenen Elektronen sinken nämlich zu den tieferen Schichten, wobei sie das Senden von Röntgenstrahlen verursachen, wobei das Füllen der inneren Schichten zeitliche Markierungen erzeugt, die um einige Zehntel Femtosekunde beabstandet sind. Diese Erscheinungen sind in dem Artikel von Jean-Pierre BRIAND, oben zitiert, beschrieben sowie in einem Artikel von Jean-Pierre BRIAND und Koll., erschienen in Images de Ia Physique, 1992, Seiten 58-62.
Die von dem Messgerät gemessenen Photonen können auch aus Ultraviolettstrahlen, sichtbarem Licht oder Infrarotlicht bestehen.
Bei einer zweiten vorteilhaften Form der bevorzugten Ausführung des ersten Ausführungsmodus erfasst das Erfassungssystem Elektronen, die durch Auger-Effekt von den hohlen Atomen gesendet werden.
Bei einer bevorzugten Form des ersten Ausführungsmodus umfasst das Erfassungssystem eine Erfassungsfläche, die Eigenschaften von Partikeln erfasst, welche auf die Erfassungsfläche prallen, und die zurückgestreuten Ionen oder hohlen Atome werden von den Führungsmitteln zu der Erfassungsfläche gelenkt.
Bei dieser Erfassungsform, die auf dem Erfassen der hohlen Ionen oder Atome beruht, wird nach einer Flugdauer, zum Beispiel in der Größenordnung der Mikrosekunde, zwischen der Wechselwirkung eines Ions mit der Ätzfläche und dem Erfassen dieses entsprechenden hohlen Ions oder Atoms ein Signal erzeugt.
Die erfassten Merkmale bestehen vorzugsweise in der Position, der Geschwindigkeit und der Ladung der hohlen zurückgestreuten Atome.
Dieser Erfassungsmodus ist insbesondere vorteilhaft, denn es wird systematisch bei jeder Wechselwirkung ein Signal erzeugt, wobei das zurückgestreute hohle Ion oder Atom eine genau definierte Bahn hat und leicht zu erfassen ist.
Die folgenden Ausführungsformen können an eine Ätzfläche des Typs jener der vorhergehenden Methode angewandt werden, belegt zum Beispiel mit einer Verbindung des Halbleiters und von Wasserstoff, können jedoch auch auf andere Oberflächentypen angewandt werden, insbesondere solche, die aus lamellaren Verbindungen gebildet sind.
Bei einem zweiten Ausführungsmodus der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung erfasst das Detektionssystem ionisierte Fragmente von Molekülen der Ätzfläche, die unter der Wirkung der Wechselwirkungen ausgetrieben werden. Es kann sich zum Beispiel um Siliziumatome handeln, die von dem Ziel auf Distanz oder bei Berührung gelöst wurden.
Wenn man den ersten und den zweiten Ausführungsmodus kombiniert, erfasst das Erfassungssystem ionisierte Fragmente der Vielzahl der ersten Moleküle. Diese Fragmente bestehen vorteilhafterweise für die bevorzugte Ausführungsform aus Kernen der Wasserstoffatome, die von der Mehrzahl der ersten Moleküle verloren werden.
Diese gesendeten und eventuell beim Lösen des Wasserstoffs von der Oberfläche neu beschleunigten Protonen können zeitlich einen Aufprall signieren.
Bei einem dritten Ausführungsmodus der Ätzvorrichtung erfasst das Erfassungssystem einen Schauer von Elektronen, die unter der Wirkung der Wechselwirkungen gesendet werden.
Bei einem vierten Ausführungsmodus der Ätzvorrichtung umfasst das Detektionssystem ein Messgerät für Photonen, die von Atomen der Ätzfläche gesendet werden.
Bei einem fünften Ausführungsmodus der Ätzvorrichtung erfasst das Erfassungssystem eine elektrische Ladung, die in dem Halbleiter durch die Wechselwirkungen erzeugt wird.
Das Erfassungssystem kann gleichzeitig mehrere Erfassungstechniken umsetzen, um ergänzende Informationen zu erzielen oder die Informationen zu stützen.
Die Erfindung hat auch ein Ionenätzverfahren zur Aufgabe, welches es erlaubt, eine Ätzfläche eines Halbleiters oder Isolators zu ätzen. Bei diesem Verfahren:

– erzeugt man positive Ionen,
– sendet man einen Strahl dieser Ionen zu Führungsmitteln,
– lenkt man den Ionenstrahl mit den Führungsmitteln zu der Ätzfläche,
– führt man relative Bewegungen der Ätzfläche zu dem Ionenstrahl durch.

Erfindungsgemäß führt man zum Ätzen der Ätzfläche wiederholt die folgenden Operationen durch.

– Durchführen einer räumlich-zeitlichen Erfassung von Wechselwirkungen von Ionen des Strahls mit der Ätzfläche,
– Unterbrechen des Ionenstrahls,
– Bewirken einer relativen Bewegung der Ätzfläche zu der Position des Strahls und
– Wiederherstellen des Ionenstrahls.

Die Erfindung wird mit Hilfe von Umsetzungsmodi und Ausführungsformen der Erfindung besser illustriert und verstanden, die unten unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen gegeben werden, in welchen:
1A ein Halbleiterplättchen zeigt, das dazu bestimmt ist, das erfindungsgemäße Ätzverfahren zu erhalten.
1B das Plättchen der 1A nach der Vorbehandlung zeigt.
1C das Plättchen der 1A und 1B nach dem Ätzen zeigt.
2 ein Blockschaltbild der verschiedenen Schritte einer Vorbehandlung ist, die es erlaubt, von dem Plättchen der 1A auf das der 1B überzugehen und eines Umsetzungsmodus des erfindungsgemäßen Ätzverfahrens, der es erlaubt, von dem Plättchen der 1B zu dem der 1C überzugehen.
3 einen Ausführungsmodus einer erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung darstellt, der es erlaubt, das in 2 schematisch dargestellte Verfahren anzuwenden.
4 die Wechselwirkung eines positiven stark geladenen Ions mit der Oberfläche des Plättchens der 1B bei der Anwendung des Verfahrens der 2 mit der Vorrichtung der 3 darstellt.
Ein Halbleiterplättchen 1, das in 1A sichtbar ist, wird gemäß einer Fläche 2 geschnitten. Das Plättchen 1 besteht zum Beispiel aus Silizium, ein vorteilhaftes Beispiel, das wir für die weitere Darlegung beibehalten. Der Halbleiter, der das Plättchen 1 bildet, kann aus reinem Silizium bestehen oder aus P- oder N-geimpftem Silizium mit verschiedenen Konzentrationen, wobei die Impfkonzentration vorteilhafterweise zwischen 10¹⁵ und 10¹⁸ pro cm³ implantierten Atomen beträgt.
Die Oberfläche 2 hat aufgrund der Exposition mit Luft des Plättchens 1 einen oxidierten Zustand. Da es sich bei dem Halbleiter um Silizium handelt, haben sich daher SiO₂-Moleküle auf der Oberfläche gebildet, über fünf bis sechs Atomschichten. Unter „Oberfläche" versteht man in Wirklichkeit einen oberflächlichen Teil des Plättchens 1, der eine sehr geringe Stärke e1 hat und von SiO₂-Molekülen belegt ist. Die Stärke e1 entspricht etwa 20 Å.
Man wendet an das Plättchen 1 unter dieser ursprünglichen Form 1A eine Vorbehandlung an, die es erlaubt, die Oberfläche 2 zu beizen und sie mit einer Wasserstoffmonoschicht zu bedecken. Diese Vorbehandlung umfasst zwei Schritte 11 und 12, die in 2 erscheinen. Gemäß dem ersten Schritt 11 der Vorbehandlung taucht man das Plättchen in ein erstes Fluorwasserstoffsäurebad, dann, im zweiten Schritt 12 der Vorbehandlung, taucht man es in ein zweites Fluorwasserstoffsäurebad, das Ammoniumionen umfasst. So erzeugt man ein Beizen der Oberfläche 2, welches den auf der Oberfläche mit den Molekülen des Halbleiters des Plättchens 1 kombinierten Sauerstoff eliminiert. Man schafft daher externe hängende Verbindungen, die man alsbald mit Wasserstoff sättigt.
Die Vorbehandlung führt zu einem vorbehandelten Zustand 1B des Plättchens 1 (1B und 2), in welchem die Oberfläche 2 extrem gut passiviert und eben ist und von SiH-Molekülen über eine Stärke e2 belegt ist. Die Wasserstoffatome belegen daher eine alleinige Atomschicht über dem Plättchen 1. Man unterzieht das Plättchen 1 dann einer Einheit von Operationen, die selektiv einen Teil der SiH-Moleküle der Oberfläche 2 durch SiO₂-Moleküle ersetzen sollen, wobei eine ausgezeichnete Definition und eine extreme Sauberkeit der Oberfläche 2 beibehalten werden. Man erzeugt daher ein Ätzen des Plättchens 1, wie man es in 1C sehen kann. Da die bestimmten Zonen der Oberfläche 2 von isolierenden SiO₂-Spitzen oder Markierungen belegt sind, bilden diese daher ein Netz, das aus isolierenden Teilen 5 besteht, wobei die komplementären Zonen der Oberfläche 2 weiterhin von SiH-Molekülen belegt bleiben.
Zum Anwenden dieser Operationen greift man auf eine Ätzvorrichtung zurück, die in 3 dargestellt ist. Diese Vorrichtung umfasst eine Ionenquelle 20, welche positive, stark geladene Ionen mit niedriger Energie erzeugt. Die Ionenquelle 20 kann eine Vorbereitung von Ionen im Inneren eines sehr heißem Plasmas verwenden, das in Magnetstrukturen eingeschlossen ist, wie zum Beispiel eine ECR-Quelle (Electron Cyclotron Resonance). Sie kann auch das Komprimieren von Elektronenstrahlen in einer Zylinderspule als Funktionskonzept haben, wobei die in den Elektronenstrahl eingespritzten Atome gleichzeitig ionisiert und von der Raumladung gefangen werden. Die Ionenquelle 20 kann daher des Typs EBIS (Electron Beam Ion Source) sein.
Die von der Ionenquelle 20 gesendeten Ionen können zum Beispiel Argon sein, geladen Ar¹⁷⁺ oder Ar¹⁸⁺, Sauerstoff oder Uran. Die Anzahl der positiven Ladungen kann um einige Einheiten bis 92 für Uran variieren.
Die Ionenquelle 20 erzeugt daher einen Strahl 41 der Ionen gemäß einer ersten Richtung 51. Dieser Strahl 41 wird zu den Auswahlmitteln einer ausgewählten Ionenart, zum Beispiel Ar¹⁷⁺ gelenkt. Die Auswahlmittel bestehen vorteilhafterweise aus ersten Mitteln 21 zum Anlegen eines Magnetfelds 33, welches zwei Spulen 31 und 32 einander gegenüberliegend oder Dauermagnete umfasst. Das Magnetfeld 33 ist vorteilhafterweise gleichförmig. Es kann auch ungleichförmig sein, so dass es fokussiert ist. Das Magnetfeld 33 liegt vorteilhafterweise senkrecht zu der Richtung 51 des einfallenden Strahls 41. Die Auswahlmittel erzeugen daher einen Strahl 42 der ausgewählten Ionen in eine Richtung 52.
Bei einer Ausführungsvariante sind die Auswahlmittel Mittel zum Anlegen eines elektrischen Felds.
Die Ätzvorrichtung umfasst vorzugsweise ein System zum direkten Kontrollieren der Position des Bündels 42, mit 22 referenziert. Dieses direkte Kontrollsystem 22 umfasst zum Beispiel ein System zum Kühlen mit Elektronen oder Photonen oder ein anderes System zum Verwenden der Synchrotronbewegung. Es bewirkt das Verringern der Querenergie der Ionen in dem Strahl 42.
Der Strahl 42 wird zu den Führungsmitteln gelenkt, die den Strahl 42 zu der Ätzfläche 2 lenken. Diese Führungsmittel bestehen vorteilhafterweise aus zweiten Mitteln 23 zum Anlegen eines gleichförmigen Magnetfelds 36, das zwei Spulen 34 und 35 einander gegenüberliegend oder Dauermagnete umfasst. Da das Magnetfeld 36 vorteilhafterweise zu der Richtung 52 der Ausbreitung des Strahls 42 senkrecht steht, lenkt es daher den Strahl 42 in eine Richtung 53 zu der Oberfläche 2, vorteilhafterweise mit rechtwinkeligen Einfall.
Bei einer Ausführungsvariante bestehen die Führungsmittel aus Mitteln zum Anlegen eines elektrischen, statischen oder gepulsten Felds.
Die Ätzvorrichtung umfasst ferner Mittel zum Unterbrechen des Strahls 42, die vorteilhafterweise eine Blende 24 für den Strahl mit elektronischer Steuerung umfasst. Diese Blende 24 ist dazu bestimmt, den Strahl 42 zu unterbrechen, wenn ein Ätzen auf der Oberfläche 2 erfasst wird.
Bei einer Ausführungsvariante wird die Blende 24 durch Mittel zum Anlegen eines elektrischen Felds senkrecht zu der Richtung 53 des Strahls 42 ersetzt, wobei das Anlegen und das Weglassen dieses elektrischen Felds jeweils die Rolle des Schließens und des Öffnens der Blende 24 spielen.
Die Ätzvorrichtung umfasst auch vorteilhafterweise ein System zum räumlichen Lokalisieren des Strahls 42, das zum Beispiel aus einem oder mehreren Kollimatoren 25, 26 besteht. Für ein Hochpräzisionsätzen sind die Kollimatoren nanometrisch.
Der Halbleiter 1B, der als Ziel dient, ist auf einen Verschieber 27 montiert, der Bewegungen gemäß zwei Richtungen 37 und 38 zueinander im rechten Winkel und senkrecht zu der Richtung 53 des Strahls 42 erlaubt.
Der Verschieber 27 umfasst zum Beispiel zwei piezoelektrische Quarze oder zwei Keramiken.
Ein elektrisches Feld zum Bremsen der Ionen des Strahls 42 wird in der Nähe des Ziels angelegt, und zwar durch Polarisieren des Ziels. Dieses elektrische Feld bremst die Ionen des Strahls 42 ausreichend, so dass diese Elektronen aus der Oberfläche 2 ohne Berührung mit dieser Oberfläche extrahieren und in Form hohler Atome (oder hohler Ionen) zurückgestreut werden. Da die von der Ionenquelle 20 gesendeten Ionen eine Energie in der Größenordnung von mehreren keV/q haben, zum Beispiel zwischen 5 und 20 keV/q, wobei q die Anzahl der positiven Ladungen jedes dieser Ionen bezeichnet, verleiht dieses elektrische Bremsfeld den Ionen kontrolliert eine Energie zwischen 0 und einigen eV/q. Das Anlegen des elektrischen Felds kann mittels eines ebenen Kondensators mit Potenziometer durchgeführt werden. Die Kontrolle der Bremsspannung erlaubt es, die Entfernung der Annäherung jedes Ions zu der Oberfläche 2 und daher die Größe der elementaren Wechselwirkungszone zu beherrschen, die von diesem Ion gebeizt wird.
Bei einer Ausführungsvariante erfolgt das Bremsen nicht auf dem Ziel sondern an einer beliebigen Stelle der Linie des Strahls durch Polarisieren der Linie.
Die von der Oberfläche 2 zurückgestreuten hohlen Atome bilden einen Strahl 43, der in eine Richtung 54 parallel zu der Richtung 53 und in entgegengesetzte Richtung zu dem Strahl 42 zurückgeht. Der Strahl 43 hohler Atome durchquert daher die Kollimatoren 25 und 26, die Blende 24 und die Mittel zum Anlegen 23 des Magnetfelds 36 in dem dargestellten Beispiel. Dieses Magnetfeld 36 lenkt den Strahl 43 in eine Richtung 55 zu einer Erfassungsfläche 28 ab.
Die Erfassungsfläche 28 gibt die Position und vorteilhafterweise die Geschwindigkeit sowie die Ladung der hohlen Atome des einfallenden Strahls 43. Diese Erfassungsoberfläche 28 kann zum Beispiel ein Chaneltron-Netz sein.
Die Ätzvorrichtung umfasst vorteilhafterweise ein Gerät 49 zum Messen von Photonen, insbesondere von Röntgenstrahlen, die bei den Passagen von Elektronen von einer Elektronenschicht auf eine andere der hohlen Atome des Strahls 53 gesendet werden.
Die Strahlen 41, 42 und 43 und die Oberfläche 2 des Plättchens 1 werden vor der Umgebungsluft durch einen Einschluss zur Vakuumherstellung geschützt.
Die Ätzvorrichtung umfasst auch eine Verarbeitungseinheit 29, die an die Blende 24, an den Verschieber 27, an die Erfassungsfläche 28 und an das Messgerät 49 angeschlossen ist. Diese Verarbeitungseinheit 29 empfängt Signale von der Erfassungsfläche 28 und dem Messgerät 49 und ist in der Lage, das Öffnen und das Schließen der Blende 24 sowie Bewegungen des Verschiebers 27 zu steuern.
Die Ätzvorrichtung wird vorteilhafterweise durch ein Tunnel-Rastermikroskop und/oder durch ein Abstoßungskraft-Mikroskop ergänzt, welche lokale Kontrollen der topographischen Leitfähigkeit und/oder elektrischen Leitfähigkeit der behandelten Fläche durchführen.
Beim Betrieb, bei dem Ätzschritt 18 (2), führt man nacheinander die folgenden Operationen durch. Man erzeugt einen Strahl 41 positiver, stark geladener Elektronen mit niedriger Energie mittels der Ionenquelle 20, man wählt eine Ionenart dieses Strahls 41 durch Mittel zum Anlegen 21 des Magnetfelds 33 aus, man führt den erzielten Strahl 42 zu der Fläche 2 durch Mittel zum Anlegen 23 des Magnetfelds 36, indem man eine direkte Positionskontrolle durch das System 22 und eine räumliche Lokalisierung durch den Kollimator 25 und 26 durchführt, und man bremst den Strahl 42.
Wenn die Ionen des Strahls 42 nahe genug an der Oberfläche 2 sind, beginnen sie, mit dieser in Wechselwirkung zu treten. Die Ionen können Elektronen des Plättchens 1 fangen, sobald sie in eine Fangzone kommen, die sich bis zu einer Entfernung d über der Oberfläche 2 erstreckt. Sobald ein Ion 40 daher in die Fangzone eindringt, tritt es mit einem Teil 46 dieser Oberfläche 2 in Wechselwirkung, welche ungefähr eine Scheibe mit dem Durchmesser D definiert, die Konturen in einer Entfernung d von dem Ion 40 hat, wie in 4 dargestellt. Der Durchmesser D des Wechselwirkungsteils 46 ist daher nicht größer als 2d. Das Ion 40 zieht oberflächliche Elektronen des Teils 46 während seiner ganzen Annäherung zu der Fangzone an und extrahiert sie. Man steuert diese Annäherung, indem man die kinetische Energie des Ions 40 dank des elektrischen Bremsfelds anpasst. Das Ion 40 fängt Elektronen, welche es in ein hohles Atom verwandeln. Dieses hohle Atom wird dann ohne Berührung durch Trampolin-Effekt zurückgestreut, und man lenkt es zu der Erfassungsfläche 28.
Die Ionen können auch Atome der Ätzfläche 2 in einer Entfernung erregen, die größer ist als die Entfernung d, das heißt außerhalb der Fangzone. Sie induzieren daher Änderungen der Oberfläche.
Das Extrahieren von Elektronen aus der Oberfläche 2 bewirkt das Verschwinden auf dieser Oberfläche 2 der Wasserstoffatome, welche die entsprechenden äußeren Verbindungen sättigen. Diese äußeren Verbindungen werden daher hängend. Man sendet daher auf die gebeizte Zone ein Produkt, das die äußeren hängenden Verbindungen sättigt, so dass Moleküle einer isolierenden Verbindung gebildet werden. Eine einfache Vorgehensweise besteht darin, ein teilweises Vakuum in dem Einschluss des Vakuumherstellens anzulegen, nämlich in der Größenordnung von 10^-9 Pa. Der Sauerstoff, der in dem Einschluss gegenwärtig ist, sättigt daher sofort die hängenden Verbindungen, so dass eine isolierende Verbindung gebildet wird.
Das Ätzen beruht auf der Abfolge und der Wiederholung der vier Operationen 13-16, die von der Verarbeitungseinheit 29 gesteuert werden.
Bei einer ersten Operation erfasst man das Auftreffen hohler Atome, die von der Oberfläche 2 zurückgestreut werden, nach einer Flugzeit auf der Erfassungsfläche 28. Die Verarbeitungseinheit 29 empfängt ein Auftreffsignal, das dieser Erfassung entspricht. Bei einer zweiten Operation 14 unterbricht man daher das Auftreffen des Strahls 42 auf das Ziel, indem man das Schließen der Blende 24 ansteuert. Bei einer dritten Operation 15 löst man anschließend das kontrollierte Inbewegungsetzen des Verschiebers 27 über eine Entfernung aus, die vorteilhafterweise in der Größenordnung des Nanometers liegt. Bei einer vierten Operation 16 steuert man das Öffnen der Blende 24, so dass der Strahl 42 erneut auf die Oberfläche 2 gelangen kann.
Durch die Wiederholung der Operationen 13 bis 16, erzeugt man in den Zonen, die den vorausbestimmten isolierenden Teilen 5 entsprechen, ein Ätzen. Man erzielt daher den Zustand 1C des Plättchens 1 durch eine Abfolge lokaler Beizungen an genau bestimmten Stellen.
Vorteilhafterweise sendet das Messgerät 49 der Verarbeitungseinheit 29 ergänzende Informationen zu dem Extrahieren von Elektronen aus der Fläche 2.
Vorzugsweise führt man bei einem späteren Schritt 17 eine lokale Kontrolle der elektrischen und/oder topographischen Leitfähigkeit der Flä che 2 mittels Raster-Tunnelmikroskop und Abstoßungskraft-Mikroskop durch.
Bei einer Umsetzungsvariante bildet man mehrere Schichten isolierender Verbindung in den isolierenden Teilen 5, wobei die Anzahl der Schichten vorzugsweise kleiner ist als 5. Man kontrolliert dazu zum Beispiel den Druck oder das teilweise Einspritzen des sättigenden Produkts.
Bei einem vorteilhafterweise Umsetzungsmodus beschichtet man dann die Fläche 2 mit einer beliebigen Beschichtung, zum Beispiel mit einer leitenden Beschichtung.
Bei anderen Umsetzungsformen wird die Erfassungsoberfläche 28 ersetzt durch oder verbunden mit einem Erfassungssystem, das die Elektronen erfasst, die durch Auger-Effekt von den hohlen Atomen gesendet werden, gebeizte Wasserstoffkerne oder Halbleiteratome des Ziels, die von der Oberfläche 2 ausgestoßen werden, einen gesendeten Elektronenschauer, Photonen, die von Atomen der Ätzfläche oder einer elektrischen Ladung, die auf dem Ziel erscheint, gesendet werden.
Bestimmte dieser Ausführungsmodi können nicht nur für Wechselwirkungen ohne Berührung zwischen dem Ionenstrahl und dem Ziel sondern auch für das Implantieren endgültiger oder vorübergehender Ionen in dem Halbleiter 1 verwendet werden. In diesem letzteren Fall ist die Bremsung der Ionen nicht erforderlich, und sie können mit mehr Energie auf der Fläche 2 auftreffen.
Mehrere dieser Ausführungsmodi können nicht nur bei einem Halbleiter, sondern auch bei einem Isolator angewandt werden.

Claims

Ionenätz-Vorrichtung, die es erlaubt, eine Ätzfläche (2) eines Halbleiters (1) oder Isolators zu ätzen, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: – eine Quelle (20) positiver Ionen, – Führungsmittel (23) eines Strahls (42) der Ionen (40), die den Strahl (42) zu der Ätzfläche (2) lenken, und – Mittel zum relativen Bewegen (27) der Ätzfläche (2) in Bezug zu dem Ionenstrahl (42), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes umfasst: – ein räumlich-zeitliches Erfassungssystem (28, 49) für Wechselwirkungen der Ionen (40) des Strahls (42) mit der Ätzfläche (2), – Mittel zum Unterbrechen (24) des Ionenstrahls (42) und – eine Verarbeitungseinheit (29), die mit den Mitteln zum Bewegen (27), dem Erfassungssystem (28) und den Mitteln zum Unterbrechen (24) des Strahls verbunden ist und die aufeinander folgenden Operationen des Erfassens von Wechselwirkungen von Ionen (40) des Strahls (42) mit der Ätzfläche (2), der Unterbrechung des Strahls (42), des relativen Bewegens der Ätzfläche (2) zu der Position des Strahls (42) und des Wiederherstellens des Strahls (42) steuert.
Ätzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein System zum räumlichen Lokalisieren (25, 26) des Ionen strahls (42) umfasst, das zwischen der Ionenquelle (20) und der Ätzfläche (2) eingefügt ist.
Ätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Unterbrechen (24) des Strahls Mittel zum Anlegen eines im Wesentlichen zu der Ätzfläche (2) parallelen elektrischen Felds umfassen.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (23) Mittel zum Anlegen eines gleichförmigen Magnetfelds (36) umfassen, die den Ionenstrahl (42) um 90° ablenken.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bewegen (27) mindestens ein Element umfassen, das aus einem piezo-elektrischen Quarz und einer Keramik ausgewählt ist, welche den Halbleiter (1) bezüglich des Ionenstrahls (42), der auf die Ätzfläche (2) auftrifft, bewegen.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Raster-Tunnelmikroskop umfasst, das eine lokale Kontrolle der elektrischen Leitfähigkeit der behandelten Ätzfläche (2) durchführt.
Ätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Abstoßungskraft-Mikroskop umfasst, das eine lokale topographische Kontrolle der behandelten Ätzfläche (2) durchführt.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (2) von ersten Mole külen des Halbleiters oder Isolators belegt ist, die eine erste chemische oder topografische Beschaffenheit haben, dass die Ionenquelle (20) eine Quelle stark geladener positiver Ionen mit niedriger Energie ist, und dass die Ätzvorrichtung Mittel zum Anlegen einer Bremsspannung umfasst, die den Ionen (40) des Strahls (42) eine gesteuerte mittlere Geschwindigkeit verleiht, die es den Ionen (40) erlaubt, ohne mit der Ätzfläche (2) in Berührung zu kommen, eine Vielzahl der ersten Moleküle der Oberfläche (2) in zweite Moleküle umzuwandeln, die eine zweite chemische oder topographische Beschaffenheit haben, wobei die Ionen zurückgestreut werden.
Ätzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Moleküle externe Verbindungen haben, wobei die Verbindungen durch Wasserstoffatome gesättigt sind, die Mittel zum Anlegen der Bremsspannung der Ionen (40) des Strahls (42) erlauben, Elektronen aus der Vielzahl der ersten Moleküle der Oberfläche (2) zu extrahieren und daher die Oberfläche der ersten Moleküle ihre Wasserstoffatome verlieren zu lassen und die entsprechenden externen Verbindungen hängend zu machen, wobei die Ionen (40) hohle Atome werden, nachdem sie Elektronen extrahiert haben, und zurückgestreut werden, und wobei die Ätzvorrichtung eine Quelle eines Produkts umfasst, die die hängenden externen Verbindungen so sättigt, dass die zweiten Moleküle gebildet werden, wobei die zweiten Moleküle isolierend sind, wobei die Quelle das Produkt nach einem Passieren des Ionenstrahls (42) zu der Ätzfläche (2) sendet.
Ätzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem ein Messgerät (49) für Photonen umfasst, die bei Passagen der Elektronen, die aus einer elektronischen Schicht zu einer anderen elektronischen Schicht der hohlen Atome extrahiert werden, gesendet werden.
Ätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem Elektronen erfasst, die durch den Auger-Effekt von den hohlen Atomen gesendet werden.
Ätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem eine Erfassungsfläche (28) umfasst, die Eigenschaften von Partikeln erfasst, die auf die Erfassungsfläche prallen, und dass die zurückgestreuten Ionen oder Atome von den Führungsmitteln (23) der Erfassungsfläche (28) gelenkt werden.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem ionisierte Fragmente von Molekülen der Ätzfläche erfasst, die unter der Wirkung der Wechselwirkungen ausgetrieben werden.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem einen Schauer von Elektronen erfasst, der unter der Einwirkung der Wechselwirkungen gesendet wird.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem ein Messgerät für Photonen umfasst, die von den Atomen der Ätzfläche (2) gesendet werden.
Ätzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem eine elektri sche Ladung erfasst, die in dem Halbleiter (1) von den Wechselwirkungen erzeugt wird.
Ionenätz-Verfahren, das es erlaubt, eine Ätzfläche (2) eines Halbleiters (1) oder Isolators zu ätzen, bei welchem: – man positive Ionen erzeugt, – man einen Ionenstrahl (41) zu Führungsmitteln (23) sendet, – man den Ionenstrahl (42) mit den Führungsmitteln (23) zu der Ätzfläche (2) lenkt, – man relative Bewegungen der Ätzfläche (2) zu dem Ionenstrahl (42) durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Ätzen der Ätzfläche (2) wiederholt die folgenden Operationen durchführt: – Durchführen einer räumlich-zeitlichen Erfassung von Wechselwirkungen von Ionen (40) des Strahls (42) mit der Ätzfläche (2), – Unterbrechen des Ionenstrahls (42), – Bewirken eines relativen Bewegens der Ätzfläche (2) bezüglich der Position des Strahls (42) und – Wiederherstellen des Ionenstrahls (42).