CH451332A

CH451332A - Elektronenstrahlbearbeitung von Schutzschichten

Info

Publication number: CH451332A
Application number: CH957466A
Authority: CH
Inventors: Manfred Dipl Phys Neumann
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1965-07-03
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1968-05-15

Description

Elektronenstrahlbearbeitung von Schutzschichten In letzter Zeit werden aus verschiedenen Gründen Elektronenstrahlen zur nichtthermischen Mikrobearbei tung von Schutzschichten ein,esetzt. Sie können z. B. in der Photoresisttechnik die Rolle des Lichtstrahls übernehmen, wodurch wegen der höheren Auflösung von Elektronenstrahlen eine höhere Bearbeitungsge- :laui,#keit erreicht werden kann. Bei partieller Elektro- nenbestrahlunR, z.

B. über eine Elektronenschablone, erden, wie bei der Lichtbestrahlung, die bestrahlten Bereiche der Schutzschicht durch Vernetzung unlöslich, während die nicht bestrahlten Bereiche durch ein geeig netes Lösungsmittel anschliessend gelöst werden kön nen. Man erhält also wie bei der Lichtbestrahlung an den nichtbestrahlten Stellen eine Abtragung der Schutz schicht.

Einen Nachteil der Elektronenbestrahlung gegen über der Lichtbestrahlung stellt die begrenzte Aus führbarkeit von Elektronenschablonen dar. Ein Träger material wie bei Lichtschablonen ist wegen der gerin- -,n Reichweite von Elektronen in Materie nicht mög lich. Die elektronendurchlässigen Teile der Schablo ne müssen also praktisch materiefrei sein und die elek tronenabschirmenden Teile der Schablone müssen sich selbst tragen und mit dem Rand der Schablone verbun den sein. Dadurch ist es z. B. nicht möglich, einen ein fachen Flächenbereich, z. B. ein Rechteck, aus einer Schutzschicht herauszulösen, da hierzu nur dieser Recht eckbereich durch eine Schablone abgeschattet werden dürfte.

Wegen der notwendigen Verbindungen dieser Rechteckschablone vom Rand schatten auch diese Ver bindungen entsprechende Bereiche ab, die dann gleich- mit dem gewünschten Rechteckbereich gelöst wer- den. Dieses und andere Probleme wären gelöst, wenn man die Schutzschicht gerade an den bestrahlten Stellen abtragen bzw. durchlässig machen könnte, ohne an den unbestrahlten Stellen das Schutzvermöcen zu beein trächtigen.

Verwendet man zur partiellen Elektronenbestrah lung eine Elektronensonde. die über die Schutzschicht geführt wird, so erhält man nach Weglösen der unbe- strahlten Schutzschicht linienförmige Schutzschicht strukturen längs der Spur der Sonde.

Oft ist es jedoch erwünscht, längs einer solchen Li nie die Schutzschicht abzutragen, z. B. um anschlies- send feine Einschnitte in die Unterlage zu ätzen. Auch hier wäre es vorteilhaft, an der bestrahlten Stelle eine Durchlässigkeit der Schutzschicht zu erzielen.

Zweck der Erfindung ist es, die beschriebenen Män gel der Elektronenbestrahlung bei der Bearbeitung von Schutzschichten weitgehend zu beseitigen, und so die Einsatzmöglichkeiten dieser hochauflösenden Bearbei tungsart bedeutend zu erweitern.

Der Erfindung liegt die Auf-abe zugrunde. ein Ver fahren zu finden, das es ermöglicht, gerade an den be strahlten Stellen eine Durchlässigkeit der Schutzschicht zu erreichen, während an den unbestrahlten Stellen das Schutzvermögen erhalten bleibt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass erfindungs- gemäss die zu bearbeitenden Schutzschichten an den gewünschten Stellen mit einer solchen Ladungsdichte des Elektronenstrahls beaufschlagt werden, dass sie oh ne weitere Nachbehandlung an den bestrahlten Stellen ihr Schutzvermögen verlieren.

Bei Verwendung von Nitrozelluloselacken und an- schliessendem Ätzen mit Eisen-(III)-Chlorid oder Am moniumperoxydisulfat beträgt die Ladungsdichte zweck mässig zwischen 1 bis 50, vorzugsweise zwischen
EMI0001.0031

EMI0001.0032
Es ist weiterhin zweckmässicr,

die Hell-Dunkel-Ver- teilung der Elektronenintensität auf der zu bearbeiten den Schutzschicht durch elektronenoptische Abbildung oder Kopie einer Elektronenschablone zu erzeugen und die aleichmiissige Bestrahlung der Elektronenschab lone durch an sich bekannte Elektronenstrahlerzeu- gunas- und Kondensorsysteme zu gewährleisten.

Weiterhin kann zur partiellen Bestrahlung der zu bearbeitenden Schutzschicht eine durch an sich bekann- te Elektronenstrahlerzeugungs- und Linsensysteme er zeugte Elektronensonde mittels eines programmgesteuer- ten Ablenksystems mit solcher Geschwindigkeit über die Schutzschicht geführt werden. dass die mittlere Ver- weilzeit der Sonde an einem Punkt der Schutzschicht multipliziert mit der mittleren Stromdichte in der Elek tronensonde gerade die erforderliche Leistungsdichte er gibt.

Die technisch ökonomischen Auswirkungen der Er findung und insbesondere ihr technischer Fortschritt be stehen in einer Erweiterung der Anwendung der hoch auflösenden nichtthermischen Bearbeitung von Schutz schichten mittels Elektronenstrahlen, besonders in den Fällen, die sich wegen der begrenzten Ausführbar keit von Elektronenschablonen bisher nicht realisieren liessen.

Weiterhin wirkt sich besonders die Tatsache günstig aus, dass die Durchlässigkeit ohne anschliessende Lö sungsprozesse erzielt wird. Dadurch wird ein Arbeits gang eingespart und bei Verwendung gasförmiger Ätz mittel eine Automatisierung des Vorganges dadurch er leichtert, dass keine Flüssigkeitsbäder durchlaufen wer den müssen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeich nung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt: Die Bearbeitung einer Schutzschicht durch Elektro nenbestrahlung gemäss der Erfindung.

Es soll eine auf einem Glassubstrat 1 aufgedampft Kupferschicht 2 partiell abgetragen erden. Als Schutz schicht 3 dient eine etwa ein ,ran dicke Schicht aus Nitrozelluloselack. Zur Erzielung einer gleichmässigen Schichtdicke wird in an sich bekannter N4'eise eine Lö sung von zehn Gramm Nitrozellulose in einhundert cm" Amylacetat auf die Aufdampfschicht aufgebracht und der Überschuss in einer Zentrifuge h; rttnterg;:

schleudert. Die Schutzschicht 3 wird über eine Elektronenschablone .I mit auf zehn kV beschleunigten Elektronen 5 be strahlt, die mit einem an sich bekannten Elektronen- strahlerzeuaun,s- und Kondensorsystem erzeugt werden. Die zur Erzielung der gewünschten Durchlässigkeit an den bestrahlten Stellen 6 erforderliche Ladungsdichte auf der Schutzschicht beträgt in diesem Fall
EMI0002.0027

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Bei Verwendung von anderen Schutzschichten ist die jeweils günstige Ladungsdichte durch Versuch zu ermitteln.

Bringt man das von der aufgedampften Kupfer schicht 2 und der in beschriebener Weise bearbeiteten Schutzschicht 3 aus Nitrozelluloselack bedeckte Glas substrat 1 anschliessend in eine 10,l,'uige wässrige Lö sung von Eisen-(III)-chlorid oder Ammoniumperoxydi- sulfat, so wird an den bestrahlten Stellen 6 der Schutz schicht 3 das darunterliegende Kupfer innerhalb von ca.

zwei Minuten völlig gelöst, während das unter den un- bestrahlten Stellen der Schutzschicht 3 liegende Kupfer erst nach ca. fünf Minuten langsam von den bestrahlten Stellen 6 her angegriffen wird. Diese relativ grosse Zeit differenz erlaubt eine störungsfreie Durchführung des Verfahrens und günstige Voraussetzungen für eine Au tomation.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Elektronenstrahlbearbeitung von Schutzschichten, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bearbeitenden Schutzschichten an den gewünschten Stel len mit einer solchen Ladungsdichte des Elektronen strahles beaufschlagt werden, dass sie ohne weitere Nachbehandlung an den bestrahlten Stellen ihr Schutz vermögen verlieren. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass bei Verwendung von Nitrozelluloselacken und anschliessendem Ätzen mit Eisen-(III)-chlorid oder Ammoniumperoxysulfat die Ladungsdichte zwischen 1 bis 50, vorzugsweise zwischen EMI0002.0045 beträgt. 2.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hell-Dun- kel-Verteilung der Elektronenintensität auf der zu be arbeitenden Schutzschicht durch elektronenoptische Ab bildung oder Kopie einer Elektronenschablone erzeugt und die gleichmässige Bestrahlung der Elektronenscha blone durch Elektronenstrahlerzeugungs- und Konden- sorsysteme gewährleistet wird. 3.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur partiellen Bestrahlung der zu bearbeitenden Schutzschicht eine durch Elektronenstrahlerzeugungs- und Linsensysteme erzeugte Elektronensonde mittels eines programmge steuerten Ablenksystems mit solcher Geschwindigkeit über die Schutzschicht geführt wird, dass die mittlere Verweilzeit der Sonde an einem Punkt der Schutz schicht multipliziert mit der mittleren Stromdichte in der Elektronensonde gerade die erforderliche Ladungs dichte ergibt.