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DE1106893B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines elektronischen Bauelementes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines elektronischen Bauelementes

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Publication number
DE1106893B
DE1106893B DEZ7904A DEZ0007904A DE1106893B DE 1106893 B DE1106893 B DE 1106893B DE Z7904 A DEZ7904 A DE Z7904A DE Z0007904 A DEZ0007904 A DE Z0007904A DE 1106893 B DE1106893 B DE 1106893B
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DE
Germany
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charge carrier
carrier beam
electronic component
component according
layer
Prior art date
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Pending
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DEZ7904A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Fritz Schleich
Dipl-Phys Karl Hei Steigerwald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Filing date
Publication date
Priority to NL257531D priority Critical patent/NL257531A/xx
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to DEZ7904A priority patent/DE1106893B/de
Priority to CH1268660A priority patent/CH414022A/de
Priority to FR845950A priority patent/FR1275653A/fr
Priority to GB777/61A priority patent/GB923134A/en
Priority to US84663A priority patent/US3140379A/en
Publication of DE1106893B publication Critical patent/DE1106893B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/08Removing material, e.g. by cutting, by hole drilling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/22Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
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    • H01C17/2404Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by removing or adding resistive material by charged particle impact, e.g. by electron or ion beam milling, sputtering, plasma etching
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    • HELECTRICITY
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Description

DEUTSCHES
Es sind elektronische Bauelemente bekannt, welche aus einem Träger und einer oder mehreren darauf aufgebrachten Schichten bestehen und bei welchen diese Schichten entlang vorbestimmter Linien entfernt sind. Je nach der verwendeten Materialkombination sowie nach Lage und Länge dieser Linien entstehen Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten, Transistoren, Dioden, Speicherelemente usw.
Die Abtragung der auf den Träger aufgebrachten Schichten erfolgte bisher zum Teil mechanisch, beispielsweise durch Ritzen dieser Schichten mittels eines Diamanten. Die so hergestellten Bauelemente weisen den xNTachteil auf, daß die Trägerplatte meist etwas aufgerissen ist und daß das Schichtmaterial oft so unvollständig von der Trägerplatte entfernt ist, daß kleine leitfähige Brücken zurückbleiben. Dadurch ist die Reproduzierbarkeit der Herstellung nicht vollständig gewährleistet. Dieses bekannte Herstellungsverfahren bringt den weiteren Nachteil mit sich, daß die Bearbeitung jedes Bauelementes ziemlich langsam und oft nicht mit der gewünschten Genauigkeit erfolgt. Weiterhin ist es schwierig, gekrümmte Linien herzustellen, da eine mechanische Steuerung zur Herstellung dieser Linien ziemlich aufwendig ist.
Es ist auch bekannt, elektronische Bauelemente der beschriebenen Art mittels photochemischer Verfahren herzustellen. Diese Verfahren sind jedoch sehr aufwendig und zeitraubend und genügen oft nicht den gestellten Genauigkeitsforderungen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Bauelement, welches aus einem Träger und einer oder mehreren darauf aufgebrachten, entlang bestimmter Linien ganz oder teilweise abgetragenen Schichten besteht und welches sich dadurch auszeichnet, daß zu seiner Herstellung ein Ladungsträgerstrahl verwendet wird, der entlang vorbestimmter Linien geführt und dessen Intensität so gesteuert ist, daß die getroffenen Schichten in gewünschtem Umfang abgetragen werden. Solche Bauelemente weisen entlang der abgetragenen Schichten vollständig glatte Randlinien auf, d. h. also, sie sind vollständig frei von irgendwelchen leitfähigen Brücken. Weiterhin können diese Bauelemente weit mehr Linien auf derselben Länge enthalten als die mit den bisher bekannten Herstellungsverfahren hergestellten Bauelemente. Die neuen Bauelemente weisen also bei gleicher Größe eine weit höhere Induktanz, beispielsweise einen weit größeren Widerstand, auf. Dies ist deshalb der Fall, weil der Ladungsträgerstrahl sehr fein fokussiert und sehr genau geführt werden kann.
Besondere Vorteile weisen elektronische Bauelemente auf, bei welchen der Ladungsträgerstrahl entlang mehrerer nicht miteinander verbundener Linien geführt ist.
Verfahren und Vorrichtung
zur Herstellung eines elektronischen
Bauelementes
Anmelder:
Fa. CarLZeiss, Heidenheim/Brenz
Dipl.-Ing. Fritz Schleich, Unterkochen (Württ.),
und Dipl.-Phys. Karl Heinz Steigerwald,
Heidenheim/Brenz,
sind als Erfinder genannt worden
Bei den neuen Bauelementen können die auf den Träger aufgebrachten Schichten aus leitfähigen oder halbleitenden Materialien bestehen. In diesem Fall bilden diese Bauelemente beispielsweise Transistoren, Dioden oder Speicherelemente für Rechenanlagen.
Von ganz besonderem Vorteil ist ein elektronisches Bauelement, welches aus einem Isolierstoffrohr mit einer auf dem Innenmantel aufgebrachten entlang vorbestimmter Linien mittels des Ladungsträgerstrahles abgetragenen Schicht aus leitfähigem Material besteht. Dieses Bauelement bildet beispielsweise einen Widerstand, welcher bei höherer Belastung durch die entstehende Kaminwirkung mittels der aufsteigenden Luft selbsttätig gekühlt wird. Weiterhin ist bei diesem Bauelement von Vorteil, daß die Schicht gegen Beschädigungen einwandfrei geschützt ist, so daß also beim Umgang mit solchen Bauelementen nicht die bisher übliche große Sorgfalt aufgewendet werden muß.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der geschilderten elektronischen Bauelemente wird der Ladungsträgerstrahl in an sich bekannter Weise mittels einer Programmsteuerung über das zu bearbeitende Element bewegt. Diese Bewegung kann mit sehr großer Geschwindigkeit erfolgen, so daß also die Bearbeitung eines Bauelementes nur sehr kurze Zeit erfordert. Beispielsweise gelingt es, eine auf einen Keramikträger aufgebrachte Chromnickel-Aufdampfschicht von 3 bis 5 μ Dicke mittels eines Ladungsträgerstrahles zu bearbeiten, welcher mit einer Geschwindigkeit von 1 msec über die Schicht bewegt wird. Die Strichfräsungen können dabei so fein ausgeführt werden, daß die Breite der ausgefrästen Schichten nur wenige Mikron beträgt.
109 607/353
Das Verfahren zur Herstellung der elektronischen Bauelemente nach der Erfindung bringt weiterhin den Vorteil mit sich, daß ohne große Schwierigkeiten Bauelemente einer genau vorgegebenen Induktanz hergestellt werden können. Zu diesem Zweck wird der Ladungsträgerstrahl nach einem vorgegebenen Programm geführt und vor Beendigung des Programms abgeschaltet. Sodann wird der Induktanzwert des Bauelementes gemessen und danach die Bearbeitung wieder fortgesetzt. Dabei werden die einzelnen Bearbeitungsschritte immer kleiner gewählt, und zwar in Abhängigkeit von der Entfernung vom Endwert. Dies bedeutet, daß der geforderte Induktanzwert mit immer kleineren Bearbeitungsschritten so lange angenähert wird, bis der geforderte Wert erreicht ist. Danach wird der Ladungsträgerstrahl endgültig abgeschaltet. Der ganze hier geschilderte Vorgang kann bei entsprechender Ausbildung des Gerätes auch automatisch ablaufen.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, bei der Herstellung der elektronischen Bauelemente den Fokussierungszustand des Ladungsträgerstrahles zu verändern. Dadurch erhält man die Möglichkeit, Linien verschiedener Dicke in einem Arbeitsgang herzustellen oder in mehreren Arbeitsgängen dem Querschnitt der Ausfräsung in Strahlrichtung eine gewünschte Form zu geben.
In vielen Fällen ist es zweckmäßig, einen an sich bekannten intermittierend gesteuerten Ladungsträgerstrahl zu verwenden. Die Bewegung des Ladungsträgerstrahles von einer Bearbeitungsstelle zur anderen erfolgt dabei während der Impulspausen. Es ergibt sich hierbei der Vorteil, daß ein sehr intensitätsreicher Ladungsträgerstrahl verwendet werden kann, welcher die getroffene Schicht im Augenblick des Auftreffens verdampft, ohne die Trägerplatte und die Umgebung der getroffenen Schicht einer unzulässig hohen Wärmebeanspruchung zu unterwerfen. Die Strahlablenkung muß so gesteuert werden, daß nach erfolgter Bearbeitung die Summe sämtlicher Bearbeitungsstellen die gewünschte Figur ergibt. Dabei können aufeinanderfolgende Impulse auch räumlich aufeinanderfolgen, oder sie können an räumlich relativ weit auseinander liegenden Stellen auf die Schicht auftreffen.
Bei intermittierender Steuerung des Ladungsträger-Strahles kann die Induktanz des herzustellenden Bauelementes in den Impulspausen oder nach einer bestimmten Serie aufeinanderfolgender Impulse gemessen werden.
Zur Herstellung der elektronischen Bauelemente nach der Erfindung kann vorteilhaft eine an sich bekannte Einrichtung verwendet werden, welche aus der Kombination eines Gerätes zur Materialbearbeitung mittels Ladungsträgerstrahl mit einem Gerät zur digitalen Steuerung der Ablenkwerte für den Ladungsträgerstrahl und der Betriebswerte für das Strahlerzeugungssystem besteht. Das zuletzt erwähnte Digital-Steuergerät besteht dabei aus einem Programmspeicher und den zugehörigen Entschlüßlern. Dabei ist es vorteilhaft, als Programmspeicher ein Magnetband mit mehreren Spuren zu verwenden.
Eine Einrichtung zur Herstellung der elektronischen Bauelemente nach der Erfindung kann vorteilhaft auch unter Verwendung einer Fernsehanlage aufgebaut werden. In diesem Fall wird eine Bildvorlage für das zu bearbeitende Bauelement angefertigt, und es wird diese Vorlage fernsehmäßig abgetastet. Der die Ablenkströme für die Abtaströhre liefernde Ausgang der Anlage ist dabei mit den Ablenkspulen eines an sich bekannten Gerätes zur Materialbearbeitung mittels Ladungsträgerstrahl gekoppelt, während der das Videosignal liefernde Ausgang mit den die Strahlintensität bestimmenden Elementen des Ladungsträgerstrahlgerätes gekoppelt ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 8 näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein elektronisches Bauelement nach der Erfindung, bei welchem die Schicht entlang mehrerer nicht miteinander verbundener Linien abgetragen ist,
Fig. 2 die Draufsicht auf ein als Kondensator ausgebildetes elektronisches Bauelement,
Fig. 3 die Draufsicht auf ein aus einer Vielzahl von Gleichrichtern bestehendes Halbleiter-Bauelement,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig.3,
Fig. 5 ein unter Verwendung einer Digital-Steueranlage aufgebautes Gerät zur Herstellung von elektronischen Bauelementen,
Fig. 6 eine unter Verwendung einer Fernsehanlage aufgebaute Einrichtung zur Herstellung von elektronischen Bauelementen,
Fig. 7 eine Teilansicht eines Gerätes zur Herstellung von elektronischen Bauelementen, bei welchen während der Bearbeitung die Induktanz des Bauelementes gemessen wird,
Fig. 8 einen Teilschnitt durch ein als Isolierstoffrohr mit leitfähiger Schicht auf dem Innenmantel ausgebildetes Bauelement sowie die zu seiner Bewegung und Bearbeitung notwendigen Elemente.
In Fig. 1 ist mit 1 ein elektronisches Bauelement bezeichnet, dessen auf einem Träger aufgebrachte Schicht aus leitfähigem Material entlang der Linien 2 bis 5 mittels eines Ladungsträgerstrahles abgedampft worden ist. Der Strom muß also zwischen den Elektroden 6 und 7 einen mäanderförmigen Weg zurücklegen, so daß das Bauelement beispielsweise als Widerstand Verwendung finden kann.
Mittels des Ladungsträgerstrahles können Linien 2 bis 5 ausgefräst werden, welche eine Breite von nur wenigen Mikron haben. Die Randlinien zur stehengebliebenen Schicht sind dabei glatt, so daß keine leitfähigen Brücken zurückbleiben. Es können sehr viele feine Linien auf dem Bauelement untergebracht werden, da der Ladungsträgerstrahl sehr exakt gesteuert werden kann. Weiterhin erfordert die Herstellung der Bauelemente sehr wenig Zeit. Das in Fig. 1 dargestellte elektronische Bauelement kann beispielsweise, wenn es eine Kantenlänge von etwa 8 mm aufweist, innerhalb einer Zeit von 0,1 Sekunde hergestellt werden.
Fig. 2 zeigt ein elektronisches Bauelement 6, bei welchem nur eine zusammenhängende Linie 7 abgefräst ist: Dieses Bauelement kann als Kondensator Verwendung finden. Die Anschlußelektroden sind mit 8 und 9 bezeichnet. Die Breite der Linie 7 und damit die Kapazität des Kondensators kann in weiten Grenzen verändert werden. Dies kann durch eine Änderung des Fokussierungszustandes des Ladungsträgerstrahles oder durch mehrfaches Abfahren der Linie 7 mittels eines jeweils um eine geringe Strecke weiterbewegten Ladungsträgerstrahles bewirkt werden.
In den Fig. 3 und 4 ist ein elektronisches Bauelement 10 dargestellt, welches aus einer Trägerplatte 11 aus leitfähigem Material, aus einer darauf aufgebrachten Schicht 12 aus halbleitendem Material und einer auf diese Schicht aufgebrachten weiteren Schicht 13 aus leitfähigem Material besteht. Der Ladungsträgerstrahl wird in diesem Fall so gesteuert, daß die
Schichten 12 und 13 entlang eines schachbrettförmigen Musters abgedampft werden. Dabei wird zur Herstellung der in den Fig. 3 und 4 dargestellten speziellen Form des Bauelementes der Fokussierungszustand des Ladungsträgerstrahles während des Bearbeitungs-Vorganges verändert.
Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte elektronische Bauelement enthält, wie ohne weiteres ersichtlich ist, eine Vielzahl von Gleichrichtern 14. Eine solche Gleichrichterplatte findet besonders vorteilhaft in Rechenanlagen Verwendung.
Fig. 5 zeigt ein Gerät zur Herstellung der elektronischen Bauelemente nach der Erfindung. Mit 15 ist ein Vakuumgefäß bezeichnet, in welchem ein aus der Kathode 16, der Steuerelektrode 17 und der Anode 18 bestehendes Strahlerzeugungssystem angeordnet ist. Zur weiteren Formung des Elektronenstrahles 19 dienen zwei Blenden 20 und 21, während eine elektromagnetische Linse 22, deren Polschuhe mit 23 und 24 bezeichnet sind, zur Fokussierung des Elektronen-Strahles auf das zu bearbeitende Bauelement 25 dient. Dieses Bauelement ist hier sehr vergrößert dargestellt und besteht aus einer Keramikplatte 26 und einer darauf aufgebrachten dünnen Schicht 27 aus leitfähigem Material.
Das Bauelement 25 ist in einer Kammer 28 auf einem Tisch 29 angeordnet, welcher mittels einer Spindel 30 auf einem weiteren Tisch 31 verschohen werden kann. Dieser Tisch 31 kann mittels einer weiteren (in Fig. 6 mit 45 bezeichneten und hier nicht dargestellten) Spindel senkrecht zur Zeichenebene verschoben werden.
Bei 32 wird der Kathode 16 eine negative Hochspannung von beispielsweise —100 kV zugeführt. Die Steuerelektrode 17 ist gegenüber der Kathode negativ vorgespannt und hat ein Potential von beispielsweise — 101 kV. Dadurch ist das Strahlerzeugungssystem gesperrt. Wird nun der Steuerelektrode 17 ein positiver Impuls zugeführt, so wird während der Dauer dieses Auslöseimpulses ein Elektronenstrahlimpuls erzeugt, welcher auf das Bauelement 25 trifft. Zur Zuführung des Auslöseimpulses zur Steuerelektrode ist ein Impulstransformator 33 vorgesehen. Dieser dient dazu, die niederspannungsseitig ankommenden Auslöseimpulse auf die an Hochspannung liegende Steuerelektrode 17 zu übertragen.
Zur Steuerung des gesamten Gerätes, ist ein Programmspeicher 34, welcher mit Entschlüßlern 35, 36 und 37 gekoppelt ist, vorgesehen.
Der Programmspeicher 34 besteht beispielsweise aus einem Magnetband mit mehreren nebeneinanderliegenden Spuren. Auf dieses Magnetband ist das gesamte Steuerprogramm zur Herstellung eines elektronischen Bauelementes aufgetragen. Beispielsweise dienen die ersten Spuren zur Steuerung des Entschlüßlers 35, die nächsten Spuren zur Steuerung des Entschlüßlers 36 und die letzten Spuren zur Steuerung des Entschlüßlers 37.
Die während des Bearbeitungsvorgangs von dem Programmspeicher 34 gelieferten Impulsgruppen werden über die Kanäle 38, 39 und 40 auf die Entschlußler 35, 36 und 37 gegeben. Diese Entschlüßler enthalten an sich bekannte Elektronenschalter, die auf »Ja-Nein«-Kommandos, wie sie vom Programmspeicher 34 geliefert werden, reagieren. Der Entschlüßler 37 bildet den Ablenkwert ix, während der Entschlüßler 36 den Ablenkwert iy bildet. Diese Ablenkwerte werden über die Leitungen 41 bzw. 42 in das Ablenksystem 43 eingespeist. Zugleich werden durch den Entschlüßler 35 sowohl Impulsamplitude als auch Impulsdauer festgelegt. Nach Festlegung der Ablenkwerte sowie der Impulsdaten wird über die entsprechende Magnetspule dem Entschlüßler 35 ein Kommandoimpuls übermittelt. Dadurch wird der in seiner Amplitude und Dauer festgelegte Steuerimpuls ausgelöst und über die Leitungen 44 und den Impulstransformator 33 der Steuerelektrode 17 zugeführt. Mittels dieses Steuerimpulses wird der eigentliche Arbeitsimpuls ausgelöst, der sodann an der durch das Ablenksystem43 festgelegten Stelle auf das Bauelement 25 auftrifft. Es läßt sich ohne weiteres eine Impulsfolgefrequenz von etwa 2,5 kHz bei einer Impulsdauer von 10~6 bis 10~8 Sekunden erreichen.
Das Ablenksystem 43 besteht aus vier elektromagnetischen Spulen, welche jeweils einen Kern aus hochpermeablem Material enthalten. Sämtliche Elemente des Ablenksystemes sind in Kunstharz eingegossen. Einander jeweils gegenüberliegende Spulen dienen zur Ablenkung des Elektronenstrahles 19 in einer Richtung.
Mittels des in Fig. 1 dargestellten Gerätes gelingt es, bei entsprechender Programmierung elektronische Bauelemente herzustellen, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Gerät zur Herstellung elektronischer Bauelemente nach der Erfindung ist auf das Vakuumgefäß 15 «in ölgefüllter Behälter 50 aufgesetzt. In diesen Behälter ragen der Isolatoransatz 51 des das Strahlerzeugungssystem tragenden Isolators, das dreiadrige Hochspannungskabel 52 sowie der Isolatoransatz des Hochspannungs-Isoliertransformators 53. Dieser Transformator dient zur Zuführung der niederspannungsseitig erzeugten Steuerimpulse auf das auf Hochspannungspotential liegende Strahlerzeugungssystem.
Im Gerät 54 wird die Hochspannung erzeugt und mittels eines mit einem Erdmantel versehenen Hochspannungskabels dem Gerät 55 zugeführt. Dieses Gerät dient zur Erzeugung der regelbaren Heizspannung und der regelbaren Steuerelektrodenvorspannung. Die hier erzeugten Spannungen werden über das Hochspannungskabel 52 in den ölgefüllten Behälter 50 eingeführt. Die Heizspannung wird dabei direkt der Kathode 16 zugeleitet. Die Steuerelektrodenspannung wird durch den Isolatoransatz der Sekundärwicklung des Hochspannungs-Isoliertransformators 53 zugeführt und gelangt von dort aus direkt zur Steuerelektrode 17. Die Steuerelektrodenspannung ist so eingestellt, daß im Ruhezustand das Strahlerzeugungssystem gesperrt ist.
Mit 56 ist eine Fernsehkamera üblicher Bauart bezeichnet, welcher von der Zentrale 57 die notwendigen Betriebsspannungen zugeführt werden. Das von der Kamera 56 gelieferte Videosignal gelangt zur Zentrale 57 und wird dort verstärkt. Die Zentrale 57 liefert über die Leitung 58 die zur Zeilenablenkung dienenden Ablenkströme, während über die Leitung 59 die zur Ablenkung in Bildrichtung dienenden Ablenkströme geliefert werden. Über die Leitung 60 gelangt das verstärkte Videosignal zu einem Sichtgerät 61, welchem auch die notwendigen Ablenkströme zugeführt werden.. Das Sichtgerät 61 liefert also das von der Fernsehkamera 56 aufgenommene Bild.
Die Ablenkströme werden einem Verstärker 62 zugeführt und gelangen von dort zu den Ablenkspulen des Ablenkelementes 43. Die Videosignale werden einem Verstärker 63 zugeführt und gelangen von dort zur Primärwicklung des Isoliertransformators 53.
Aus dem oben geschilderten Aufbau des Gerätes ist ohne weiteres ersichtlich, daß mittels dieses Gerätes
das Bild einer Vorlage 66 direkt auf das Bauelement 25 übertragen wird, sobald diese Vorlage mittels einer Lampe 64 und einem optischen System 65 beleuchtet wird und die Fernsehanlage in Tätigkeit gesetzt ist. Das zu übertragende Bild 66 kann beispielsweise ebenso aussehen wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Dabei ist es lediglich notwendig, die zu bearbeitenden Linien 2 bis 5 bzw. 7 durchscheinend zu gestalten und die Vorlage sonst undurchsichtig auszubilden.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung des in Fig. 5 dargestellten Gerätes. Es ist hier eine Vorrichtung 70 vorgesehen, welche während des Bearbeitungsvorganges intermittierend die Induktanz des elektronischen Bauelementes 25 mißt. Sobald der vorgegebene Induktanzwert erreicht ist, wird über eine Steuervorrichtung 71 dem Programmspeicher 34 ein Impuls zugeführt, welcher den Programmspeicher abschaltet.
Mit dem in Fig. 7 dargestellten Gerät ist es beispielsweise möglich, den Widerstand. des in Fig. 1 dargestellten Bauelementes während des Bearbeitungsvorganges zu messen. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, das Gerät 70 an die Elektroden 6 und 7 anzuschließen. Die Progammierung wird in diesem Fall so vorgenommen, daß zunächst die Linien 2 vollständig ausgefräst werden. Sodann werden die Linien 3, 4, 5 in der Art gefräst, daß aufeinanderfolgende Elektronenstrahlimpulse nacheinander auf die Linien 3, 4 und 5 auftreffen. Dies bedeutet, daß die Linien 3 bis 5 gleichzeitig gefräst werden, wobei die Fräsung schrittweise von oben nach unten fortschreitet. Wenn der vorgegebene Widerstandswert angenähert erreicht ist, werden die Bearbeitungsschritte immer kleiner, bis schließlich nach Erreichen des vorbestimmten Wertes der Programmspeicher 34 über das Steuergerät 71 ausgeschaltet wird, so daß also die Linien 3 bis 5 eine Länge haben, welche nur durch den gewünschten Widerstandswert bestimmt ist.
Es gelingt auf diese Weise beispielsweise auch einen Kondensator vorgegebener Kapazität herzustellen, indem beispielsweise bei dem in Fig. 2 dargestellten Bauelement 6 die Linie 7 mehrfach vom Ladungsträgerstrahl abgefahren wird. Nach jedem Abfahren wird die Kapazität gemessen, und die Linie 7 wird bei jedem Abfahren um einen vom gemessenen Wert abhängigen Betrag verbreitert. Diese Verbreiterung wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Kapazität erreicht ist.
Soll bei dem in Fig. 6 dargestellten Gerät während des Bearbeitungsvorganges die Induktanz des Bauelementes 25 gemessen werden, so wird die abzutastende Bildvorlage 66 so ausgebildet, daß sie während gewisser Abschaltzeiten des Ladungsträgerstrahles ein eine hier nicht dargestellte Meßvorrichtung in Tätigkeit setzendes Signal liefert.
Fig. 8 zeigt ein elektronisches Bauelement, -welches aus einem Isolierstoff rohr 72 und einer auf dessen Innenmantel angebrachten Schicht 73 aus leitfähigem Material besteht. Innerhalb des Rohres 72 ist ein mit einem Längsschlitz oder einer Bohrung versehenes Schutzrohr 74 leicht auswechselbar angeordnet. Dieses Rohr dient zum Auffangen des von der Schicht 73 abgedampften Materials und zum Abschirmen nicht mit der Schicht 73 bedeckter Bereiche des Rohres 72 gegen Aufladungen.
Das Rohr 72 ist in einem Ring 75 dreh- und verschiebbar und in einem Ring 76 drehbar gelagert. Der Ring 76 ist mit einer Zahnstange 77 fest verbunden, in welche ein mittels eines hier nicht dargestellten Elektromotors angetriebenes Zahnrad 78 eingreift.
Durch Einschalten des mit dem Zahnrad verbundenen Elektromotors wird also das Isolierstoffrohr 72 in axialer Richtung bewegt, wobei das Schutzrohr 74 fest bleibt.
Das Rohr 72 ist weiterhin mit einem ringförmigen Zahnrad 79 verbunden, welches mit einem in axialer Richtung ausgedehnten Zahnrad 80 im Eingriff steht. Das Zahnrad 80 wird ebenfalls mittels eines hier nicht dargestellten Elektromotors angetrieben und bewirkt somit eine Drehung des Rohres 72.
Der in der Rohrachse einfallende Elektronenstrahl 19 wird mittels eines Magnetfeldes durch den Schlitz des Rohres 74 hindurch zur Schicht 73 abgelenkt. Das magnetische Ablenkfeld wird durch zwei außerhalb des Rohres 72 angeordnete Magnetpole gebildet, von denen lediglich der Pol 81 dargestellt ist.
Durch entsprechende Drehung der Zahnräder 78 und 80 kann erreicht werden, daß sich das Rohr 72 unter ständiger Drehung in axialer Richtung verschiebt. Dadurch fräst der Elektronenstrahl 19 aus der Schicht 73 eine spiralförmige Linie aus. Das entstehende Bauelement kann zweckmäßig als Widerstand verwendet werden. In diesem Fall entsteht bei einer Erwärmung der stehengebliebenen Schicht 73 infolge Stromdurchgang eine Kaminwirkung, und der Widerstand wird durch die aufsteigende Warmluft selbsttätig gekühlt.
Das in Fig. 8 dargestellte Bauelement kann auch als Induktivität Verwendung finden. Ganz allgemein weist dieses Bauelement den Vorteil auf, daß die leitfähige Schicht ohne weitere Maßnahmen gegen Berührung geschützt ist, so daß also für diesen Zweck keine zusätzlichen Kosten aufgewendet werden müssen.
Es ist ohne weiteres verständlich, daß die in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Einrichtungen zur Herstellung elektronischer Bauelemente nach der Erfindung lediglich Ausführungsbeispiele darstellen und daß diese Bauelemente auch mit Hilfe anderer Einrichtungen hergestellt werden können, sofern diese Einrichtungen eine Steuerung der Strahlablenkung und eine Regelung der Betriebswerte des Ladungsträgerstrahles nach einem vorgegebenen Programm gestatten. Beispielsweise ist es möglich, an Stelle der in Fig. 6 dargestellten, mit einer Fernsehkamera ausgerüsteten Fernsehanlage einen sogenannten »Flying-Spot-Abtaster« zu verwenden.

Claims (14)

Patentansprüche-.
1. Elektronisches Bauelement bestehend aus einer Trägerschicht und einer oder mehreren darauf aufgebrachten, entlang bestimmter Linien ganz oder teilweise abgetragenen Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß zu seiner Herstellung ein Ladungsträgerstrahl verwendet wird, der entlang vorbestimmter Linien geführt und dessen Intensität so gesteuert ist, daß die getroffenen Schichten in gewünschtem Umfang abgetragen werden.
2. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgerstrahl entlang mehrerer nicht miteinander verbundener Linien geführt ist.
0. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der auf die Trägerplatte aufgebrachten Schichten aus halbleitenden Materialien bestehen.
4. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Isolierstoffrohr mit einer auf dem Innenmantel aufgebrachten, entlang vor-
bestimmter Linien mittels des Ladungsträgerstrahles abgetragenen Schicht aus leitfähigem Material.
5. Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgerstrahl nach einem vorgegebenen Programm geführt und über eine Vorrichtung zur Messung des Induktanzwertes automatisch abgeschaltet wird, sobald der vorgegebene Wert erreicht ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Induktanzwertes erst nach einer vorgegebenen Bearbeitungszeit einsetzt und daß der Ladungsträgerstrahl während der Messung abgeschaltet wird.
7. Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fokussierungszustand des Ladungsträgerstrahles während des Bearbeitungsvorganges verändert wird.
8. Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauelementes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Rohrachse einfallende Ladungsträgerstrahl zur Schicht hin abgelenkt und durch eine Relativbewegung zwischen Strahl und Rohr auf der Schicht bewegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein intermittierend gesteuerter Ladungsträgerstrahl verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Induktanzwertes in den Impulspausen oder nach einer bestimmten Serie von Impulsen vorgenommen wird.
11. Einrichtung zur Herstellung des elektronischen Bauelementes nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Kombination eines Gerätes zur Materialbearbeitung mittels Ladungsträgerstrahl mit einem Gerät zur digitalen Steuerung der Ablenkwerte für den Ladungsträgerstrahl und der Betriebswerte für das Strahlerzeugungssystem, bestehend aus einem Programmspeicher und den zugehörigen Entschlüßlern.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmspeicher aus einem Magnetband mit mehreren Spuren besteht.
13. Einrichtung zur Herstellung des elektronischen Bauelementes nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bildvorlage für das zu bearbeitende Bauelement, eine Vorrichtung zur fernsehmäßigen Abtastung der Bildvorlage und die Kopplung des die Ablenkströme liefernden Gerätes mit den Ablenkspulen eines an sich bekannten Gerätes zur Materialbearbeitung mittels Ladungsträgerstrahl sowie die Kopplung des das Video^ signal liefernden Ausgangs mit den die Strahlintensität bestimmenden Elementen des Ladungsträgerstrahlgerätes.
14. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine zur Abschaltung des Ladungsträgerstrahles während vorgegebener Zeiträume des Bearbeitungsvorganges und zur Messung der Induktanz des Bauelementes in diesen Abschaltzeiten dienende, mit dem Programmspeicher gekoppelte Vorrichtung.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 053 691.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 109 607/353 5.61
DEZ7904A 1960-03-30 1960-03-30 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines elektronischen Bauelementes Pending DE1106893B (de)

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