DD264418A1 - Verfahren zur verbesserten herstellung von fein- bis mikrostrukturen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verbesserten Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen und kann in den Technologien fuer Holo-Gitter, geteilte Optik, duenne optische Schichten und elektronische Bauelemente angewandt werden. Dem Ziel der Erfindung, durch verbessertes Haftvermoegen einer fotoempfindlichen Schicht auf einem Substrat durch Technologien der Halbleiterindustrie scharfe und definierte Strukturen zu erzeugen, dient die Aufgabe, die Oberflaeche eines Substrates so zu modifizieren, dass das verbesserte Haftverhalten eintritt. Die Aufgabe wird geloest, indem auf das Substrat eine Schichtenfolge aus Metalloxid-, insbesondere Al2O3, Metall- und fotoempfindlichen Schichten erzeugt wird, wobei die Oxidschichten durch Wasserstoffbrueckenbindungen die bessere Haftung vermitteln. Fig. 1
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnungen
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in den Technologien für Holo-Gitter, geteilte Optik, dünne optische Schichten und elektronische Bauelemente Anwendung finden.
Es sind Verfahren bekannt, fotoempfindliche Schichten auf Substrate aus z. B. Glas oder Chromoxld-/Chromschichten aufzubringen und durch Weiterverarbeitung durch Belichten, Entwickeln, Bedampfen und Ätzen oder lift-off-Technologie zu Schablonen und anderen Halbzeugen zu verarbeiten.
Die Nachteile dieser Verfahren bestehen darin, daß das Haftverhalten der fotoompfindlichen Schichten nicht über größere Flächenbereiche homogen ist. Auf polierten Substraten aus Glas sind die Oberflächen durch den Polierprozeß nicht durch gleichmäßig verteilte, chemisch gleichartige Strukturen gekennzeichnet. In Abhängigkeit von sauren oder alkalischen Reinigungsmedien und der inhomogenen Glaszusammensetzung ist eine gleichmäßige Haftung der fotoempfindlichen Schicht nicht möglich. Die Folge 1st eine gewisse Kantenrauhigkeit der fotolithografisch erzeugten Strukturen.
Bei anorganischen Kristallen als Substrat ist die Haftung der fotoempfindlichen Schichten ebenfalls erschwert, da haftungsvermittelndo Wasserstoffbrückenbindungen fehlen.
Dieser Aspekt trifft auch für Chromschichten zu. Eine extrem dünne Chromschicht als Haftverml.iler führt zur Verminderung der Transmission des Substrates.
In der DE-OS 1948141 wird ein Verfahren beschrieben, wo 1 bis 1,8nm dicke AI2O3-Schlchten zwecks Verbesserung der Haftung von MgF2 auf PMMA-Linsan erzeugt werden. In der DE-OS 3029051 wird eine Chromschicht mit einer Oxidhaut überzogen, um den Rauschpegel der Schichtsysteme zu senken.
Des weiteren sind Verfahren zur Herstellung unterschiedlicher Schichtsysteme für universelle optische Zwecke bekannt. Die dabei verwendete AI2O3-Schicht dient u.a. zum Abgrenzen des hohen Oxidationspotentials des CeO2-AtZmHtOIs und allgemein zum Schutz vor Korrosion.
Weitere Anwendungen sind aus der Stabilisierung sehr dünner Schichten bekannt. Die hierbei eingesetzten AI2O3-Schichten dienen zum verbesserten Trennverhalten von Flächen bzw. als Kondensator und nicht zum Erzeugen einer punktmäßigen Haftung im atomaren Bereich auf polierten Substraten.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur verbesserten Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen, bei dem durch verbessertes Haftvermögen einer fotoempfindlichen Schicht auf einem Substrat durch Ätz- oder lift-off-Technologie scharfe, definierte Strukturen entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Oberfläche eines Substrates so zu modifizieren, daß eine großflächige, homogene Haftung der fotoempfindlichen Schicht erreicht und Redoxpotentiale unwirksam gemacht werden.
Diese Aufgabe löst ein Verfahren zur verbesserten Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen erfindungsgemäß dadurch, daß je (\ach Material des Substrates bzw. späterem Verwendungszweck dor erzeugten Strukturen zwischen Substrat und fotoempfindliche Schicht mindestens eine dünne AI2O3-SChIChI aufgebracht wird.
Auf ein Substrat aus poliertem Glas oder einem Kristall wird nach Anwendung lies Glimmreinigungeprozesses bis 6 A Entladungsstrom und einet Dauer von 3 bis 5 Minuten eine 2 bis 6nm dicke Aluminiumschicht bei einer Rate von 0,2 bis 0,6nm/s und einem Druck von 5,33 10'4Pa aufgedampft und sofort nach dreimaliger Spülung des Rezipienten bis 13,33Pa in einer Atmosphäre von molekularem Sauerstoff in einem Druckbereich von 13,33 bis 1,333Pa und einer Beschleunigungsspannung kleiner 3KV innerhalb SmIn Glimmzelt und 6min Einwirkungszelt durchgeglimmt.
Je nach Verwendungszweck der Strukturen wird anschließend auf die A^Oj-Schlcht eine dünne Chromschicht aufgedampft oder sofort die zu belichtende fotoompfindllche Schicht nach bekannten Verfahren aufgebracht. Für den ersten Fall schließt sich ein zweiter Zyklus zur Erzeugung einer dünnen AI2O3-Schlcht unter gleichen Bedingungen an. Danach folgt die Beschichtung mit fotoempfindlichem Material. Die fotolithografische Weiterverarbeitung erfolgt nach allgemein üblicher Belichtung mit UV-Licht oder holografischen Verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert werden
Es zeigen:
Fig. 1: das Verfahren bei Anwendung der llft-orf-Technologle, Fig. 2: das Verfahren bei Anwendung der Ätztechnologie.
oder Nickel, überzogen und die überflüssigen Teile des fotoempfindlichen Materials 3 samt der MetPüschicht 4 abgelöst. Die
verbleibende Metallschicht 4 erfahrt durch die dünne AI2O3-Schicht 2 eine besondere Haftung mit dieser und damit dem Substrat
4 aufgedampft wird. Dle?e wird unmittelbar danach mit einer zweiian AI2O3-SChICb*. i' überzogen. Auf dieses Schichtsystem wirddas fotoempfindliche Material 3 aufgebracht, belichtet und entwickelt nach bekannten Verfahren.
Claims (2)
1. Verfahren zur verbesserten Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen, bei dem auf einem Substrat eine Schichtenfolge aus Metalloxid-, Metall- und fotoompfindlichen Schichten vorhanden ist, gekennzeichnet dadurch, daß auf einem Substrat eine Schichtenfolge nach den anschließend aufgeführten Schritten aufgebracht wird:
a) Glimmreinigung einer Substratoberflöche bei 6A Entladungsstrom und 3 bis 5min Dauer
b) Aufdampfen einer 2 bis 6nm dicken Aluminiumschicht auf eine Substratoberfläche bei einer Rate von 0,2 bis 0,5nm/s und einem Druck von 5,33· 10"4Pa
c) Spülung des Rezipienten mit Argon bis 1,33 Pa z. B. 3 mal
d) Oxidation der dür ien Aluminiumschicht in molekularem Sauerstoff bei 13,33Pa bis 1,333Pa, kleiner 3KV beschleunigungsspannung, 5min Glimmzeit und 5min Einwirkungsdauer
e) Aufbringen einer dünnen Chromschicht
f) Aufbringen einer zweiten 2 bis θ nm dicken Aluminiumschicht unter gleichen Bedingungen wie b)
g) Oxidation der zweiten dünnen Aluminiumschicht unter gleichen Bedingungen wie d)
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf einem Substrat die Schichtenfolge aus einer Aluminiumoxidschicht, auf der eine fotoempfindliche Schicht angeordnet wird, besteht.
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