DE902757C

DE902757C - Geraet zur elektronenoptischen Bearbeitung von Halbleitermaterialien

Info

Publication number: DE902757C
Application number: DEL10057A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Wilhelm Schneider
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-09-09
Filing date: 1951-09-09
Publication date: 1954-01-28

Description

Gerät zur elektronenoptischen Bearbeitung von Halbleitermaterialien Bei der elektronenoptischen; Bearbeitung von Halbleitermateirialien tritt die Schwierigkeit auf, daß zufolge des notwendigen Arbeitens .im Vakuum, insbesondere bei stark formgebender Bearbeitung, das Material in hohem Maße abdampft und. sich über den, ganzen Vakuumraum verteilt, was insbesondere bei elektrischen Linsen eine Vorschmutzung der Elektrode und damit eine Beeinträchtigung das elektronenoptischen Abbildungsvermögens zur Folge hat. Außerdem wird. die elektrische Festigkeit der Elektrodensysteme stark beeinträchtigt. Darüber hinaus stört der Materie. dampf auch den Elektronenstrahl und entzieht ihm Energie, indem er ionisiert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun. ein Gerät zur elektronenoptischem, Bearbeitung von Halbleitermaterialien, bei: welchem der Raum, der das zu bearbeitende Material enthält, stärker evakuiert wird als derjenige, in. dem der Elektronenstrahl erzeugt wird und der die elektronenoptischen Abbildungsmittel enthält. Es wird hierbei also vermieden, d'aß der- Materialdampf in Richtung auf das Elektronenerzeugunigssystem abdampft, was insbesondere durch d'as dem Materialdampf entgegengesetzte Druckgefälle bewirkt wird.
Besonders günstig ist eine Anordnung, bei, der die beiden Pump,stutzen an ein und derselben Pumpe! liegen, jedoch unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, so @ d'aß aus dem Raum, der das zu bearbeitende Material enthält, in der Zeiteinheit größere Gasmengen abgesogen werden als aus dem Raum mit dem Elektronenerzeugungssystem. Eine weitere Sicherheit bietet die Verwendung magne~ tischerLinsen, die insbesondere bei der Bearbeitung von diamagnetischen Materialien in ihren. optischen Eigenschaften@ keinen oder nur geringfügigen Veränderim -gen unterworfen sind und zufolge der im Vergleich zu dien elektrostatischen Linsen geringen Linsenspannungen elektrisch eine größere, Festigkeit gegen den Materialdampf aufweisen..
Die Abtrennung der beeiden Räume gegeneinander kann derart erfolgen, daß man das eleldronenoptische Abbildungssystem zugleich als trennendes Bauelement verwendet, so d'aß nur der freie Querschnitt desselben für den, Gasdurchtritt zur Verfügung steht, was jedoch durch das Druckgefälle durch das System in Richtung des Elektronemstrahleis weiterhin vermindert wird.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die freie öfnung des Systems durch einen zylindrischen Kärpe@r in Richtung des abfließenden Elektronenstromes zu verlängern, der möglichst weit an das zu bearbeitende Material herangeführt wirrt. Dabei ist es von Vorteil, für dein Zylinder ein leitendeis, jedoch diamagnetisches Material zu wählen,.
Zur leichteren Justierbarkeit des Strahlenganges erweist es sich als vorteilhaft, mindestens einen Teil dies. Vakuumraumes, in dem die Elektronen erzeugt werden, mit der Elektronenquelle, feist zu verbinden und. zusammen mit dieser gegen. die übrigen Teile des Gerätes justierbar anzuordnen.
Um dien. Dampfdruck weiterhin. herabzusetzen" ist es. vorteilhaft, den Teil des Gerätes, der die elektronenoptischen Abbildungsmittel enthält, und den Teil, der das zu bearbeitende, Material enthält; oder wenigstens diesen mit einem Kühlmantel zu versehen.
Die" Handhabung des Gerätefis wird dadurch erleichtert, daß der zylindrische Körper an seinem dem zu bearbeitenden Werkstück zugekehrten Ende mit einer ganz oder teilweise entfernbarein Verschilußvorrichrtung versehen ist.
Die Figur zeigt in zum Teil schematischer Darstelluing das Beispiel für ein Gerät gemäß der Leihre der Erfindung. Der Vakuumraum i ist unterteilt in einen Raum 2, der ,das zu bearbeitende! Material 3 enthält und über einen, rnöglich.sit mit großem Querschnitt versehenen Stutzen 4 mlit der Pumpe verbunden ist, sowie in einen Teil 5, der eine magnetische Linse 6 enthält, dienen freier Querschnitt in ein Rohr 7 übergeht, das in den Raum :2 mündet. Auf dien Vakuumraum i ist mittels Gummdwu-ls.t 8 jus:tierbar ein Kopf 9 aufgesetzt, der das Elektronenerzeuigungssystem io und die Anode i i enthält. Der Raum 5 undder Kopf 9 werden durch einen Stutzen 12 geringerem Querschnittes als der Stutzern, 4 an die Pumpe gelegt. Weiterhin sind Kühllmäntel 13 und 14 vorgesehen, die die magnetische, Linsei sowie den das, zu bearbeitende Material enthaltenden Raum 2 kühlen. Das zyl,inirische Rohr 7 ist nach unten hin: durch einer Klappe, 15 abschließbar, die von, außen her um ein Lager 16 geschwenkt werden kann.
Beispielsweise kann der obere Vakuumraum 5 von einem Druck von etwa io-4 mm OOuecksilber gehalten wenden, während im Vakuumraum 2 ein Druck von i o-5 bis io-E mm Quecksilber aufrechterhalten. wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gerät zur elektronenoptischen Bearbeitung von Halbleitermaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum, der das zu bearbeitende Material enthält; stärker evakuiert wird als derjenige, in, dem der Elektronenstrahl erzeugt wird und der die elektronenoptischen Ab- bildungsmittel enthält.
2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d!aß die beiden Räume vor ein und derselben Pumpe liegen, jedoch der Pumpstutzen, für den das zu bearbeitende Material enthaltenden Raum einen größeren Querschnitt aufweist als für den Raum, in, dem die Elektronen erzeugt werden.
3. Gerät nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß elektronenoptische Mitteil, vorzugsweise magnetische Linsen, verwendet werden.
4.. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d'aß das oder die elektronienoptischen Abbdldungsmitteil so in das Gerät eingebaut sind, daß sie die beiden Vakuumräume voneinander raummäßig trennen.
5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekeinnzeichnet, daß die, elektronenoptischen Abbildungsmittel in Richtung des, abfließendem: Elektronenstromes mit einem zylindrischen Kärper versahen, werden, durch -den die, Elektronen der Länge! nach hindurchtreten können und, dien bis in dien das zu bearbeitende Material enthaltenden Rauem hineinragt.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekeinnzeichnet, d@aß der Zylinder aus einem leitenden, jedoch diamagnetischen Material bestecht.
7. Gerät nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eiin Teil des Vakuumraumes, in dem die Elektronen erzeugt werden, mit der Elektronenquelle fest verbunden ist und zusammen mit dieser gegen die übrigen Teile des Gerätes justiert werden kann. -
8. Gerät nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet; daß der Teil des Gerätes., der die elektronenoptischen Ab- bildungsmittel enthält oder aufs ihnen, besteht, mit einem Kühlmantel versehen ist.
9. Gerät nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Gerätes, der das zu bearbeitende Material enthält, mit einem Kühlmantel versehen ist. i o. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper an seinem dem zu bearbeitenden Werkstück zugeh-ehrten Ende mit einer ganz oder teilweise entfernbaren Verschlußvorrichtungversehen ist.