PL170428B1 - Emulsyjna plyta fotolitograficzna z kanalami odprowadzania powietrza oraz sposób przenoszenia obrazu matrycy znajdujacego sie na plycie fotograficznejna metalowa folie PL PL - Google Patents

Abstract

1 E m ulsyjn a p ly ta fo to lito g ra fic zn a z kanalam i od p ro w ad za n ia p ow ietrza, p rzezn a czo n a do przen oszen i a zn a jdu jacego sie na n iej o b ra zu m a trycy na m etalow a folie, p o k ry ta w arstw a o d p o rn a na traw ien ie, korzystnie kleju ryb iego w celu w y k o n a n ia z niej m aski k in eskop u barw n ego , zlo zo n a z p rzezro czy stej p ly ty z naniesiona na jej gó rn a p o w ierzch n ie w a rstw a p rzezro czy stej em ulsji ze zn ajd u jacym i sie w niej i w y sta ja cym i p o n a d p o w ierzch - nie p rzezroczystej em ulsji n iep rzezro czystym i elem en- tam i m atrycy 1 z n ak la d a n ym i elem en tam i d ystan so- w ym i, znamienna tym , ze jej elem en ty dystansow e (15) sa n alozon e na n iep rzezro czyste elem en ty (16) m atrycy 1 otaczajace je elem en ty (17) p rzezroczystej em ulsji, p rzy czym w y so k o sc elem en tó w d y sta n so w ych (15) jest w przyblizeniu rów n a w y so k o sci elem en tó w (17) p rze zro - czystej em ulsji, zas la czn a w y so k o sc 4 S p osó b p rzen oszen ia o b razu m atrycy, zn ajd u ja- cego sie na p lycie fo to lito g ra fic zn e j na m etalow a folie p o k ry ta w arstw a o d p o rn a na traw ien ie, p o lega jacy na n an oszeniu w a rstw y p rzezro czystej em ulsji na gó rn a p o w ierzch n ie p ly ty fo to lito g ra fic z n e j, n astep nie jej w yw o lan iu w celu w y tw o rzen ia n iep rzezro czystych ele- m entów m atrycy, siegajacych p ow yzej górnej pow ierzchn i otacza ja cych je elem en tó w p rzezroczystej em ulsji i o sa - dzen iu elem entów d y sta n so w ych , a nastepnie o d p ro w a - dzeniu p ow ietrza p rze z w ytraw ion e k an aly od p ro w ad za j ace o ra z nasw ietleniu i w y w o lan iu w arstw y odpornej na tra w ienie p o k ryw aja cej fo lie m e talow a 1 traw ien iu m eta- low ej folii, znamienny tym, ze elem en ty dystan sow e (15) um ieszcza sie na górn ej p ow ierzch n i n iep rzezroczystych elem entów (16) m atrycy i o ta cza ja cy ch PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest emulsyjna płyta fotolitograficzna z kanałami odprowadzania powietrza oraz sposób przenoszenia obrazu matrycy znajdującego się na płycie fotograficznej na metalową folię pokrytą warstwą odporną na trawienie, a także dokładnego formowania obrazu matrycy w warstwie pokrywającej metalową folię, umożliwiając natychmiastowe odprowadzenie powietrza znajdującego się między płytą fotolitograficzną, a warstwą pokrywającą metalową folię.

W stosowanych obecnie rozwiązaniach kolorowych lamp obrazowych czyli kineskopów, maska kineskopu jest umieszczona między znajdującymi się w szyjce kineskopu działami elektronowymi, a powierzchnią obrazową pokrytą związkami fluorescencyjnymi. Wiązki elektronów, przechodząc przez otworki maski kineskopu, podają na odpowiednie trzy piksele kolorów podstawowych, pobudzając je do świecenia. Otworki maski kineskopu są wykorzystywane do ukierunkowania wiązki elektronów

170 428

Do wytwarzania masek o precyzyjnych otworkach, właściwych wymiarach oraz prawidłowym ich usytuowaniu i mających zastosowanie do kineskopów kolorowych, niezbędne jest wykonanie szeregu skomplikowanych operacji, pozwalających na wytrawienie ich w metalowej folii W

Izr-iMrM z rv-7 <-» c Iz· i Ιλι*λ lrr\ τλ» -i τλ r, lr> r-»-t τ , »» »1/- z-» λ X l·» »4- X’maski kineskopu, należy najpierw wjkuuae płytę lotUlitUgiaiiczną na szklanym podłożu. Płyta ta zawiera oryginał wzoru maski wykorzystywany do utworzenia obrazu wzoru na warstwie odpornej na trawienie, utworzonej na przykład z kleju rybiego pokrywającej powierzchnię folii metalowej, na której ma powstać maska

Jeden ze sposobów wytwarzania płyty fotolitograficznej polega na poddawaniu naświetlaniu emulsji światłoczułej naniesionej na gładką, płaską, płytę szklaną w celu utworzenia w niej obrazu matrycy Następnie emulsja jest wywoływana, a na szklanym podłożu pojawia się obraz matrycy Uzyskana w ten sposób płyta fotolitograficzna zostaje następnie wykorzystana do optycznego przeniesienia obrazu matrycy na warstwę odporną na trawienie (na przykład kleju rybiego), którą pokryta jest metalowa folia stanowiąca półfabrykat wytwarzanej maski kineskopu.

Ponieważ dokładne wytrawienie małych otworów wymaga zwykle selektywnego trawienia po obu stronach metalowej folii, zwykle wykonuje się drugą płytę fotolitograficzną, służącą do przeniesienia zawartego na niej drugiego obrazu matrycy na warstwę odporną na trawienie, pokrywającą drugostronnie metalową folię. Jako środek światłoczuły, odporny na trawienie stosuje się najczęściej klej rybi. Środek ten stosowany jest w postaci płynnej a po wyschnięciu tworzy na powierzchni folii metalowej warstwę o grubości od 3 do 10 pm.

Dwie płyty fotolitograficzne zawierające matryce są umieszczane w urządzeniu naświetlającym po obu stronach folii metalowej w ten sposób, ze stykają się z warstwami odpornymi na trawienie, pokrywającymi tę folię.

Następnie wypompowywane jest powietrze z przestrzeni między płytami fotolitograficznymi, a przylegającymi do nich warstwami odpornymi na trawienie, pokrywającymi powierzchnie metalowej folii, dzięki czemu uzyskuje się dokładne ich wzajemne przyleganie. Następnie warstwy odporne na trawienie na obu powierzchniach folii metalowej zostają w urządzeniu naświetlone przez płyty fotolitograficzne. Po naświetleniu warstwy odporne na trawienie poddawane zostają procesowi wywoływania.

W czasie wywoływania naświetlona część warstwy odpornej na trawienie zostaje usunięta, pozostawiając odpowiadające obrazowi matrycy odsłonięte pola powierzchni folii metalowej, które poddaje się trawieniu

Podstawowym problemem dotyczącym dokładności wytrawienia otworków w metalowej folii maski jest trudność uzyskania odpowiednio precyzyjnego naświetlenia obrazu znajdującego się na płycie fotolitograficznej na odporną na trawienie warstwę, pokrywającą metalową folię.

Okazało się, że zasadnicze znaczenie dla dokładności naświetlenia, a tym samym i dla procesu trawienia ma zjawisko rozproszenia światła w przestrzeni między końcami nieprzezroczystych elementów matrycy utworzonych w emulsji a powierzchnią matrycy odpornej na trawienie, pokrywającej folię metalową. W celu wyeliminowania tego niekorzystnego zjawiska należy maksymalnie zmniejszyć odległość końców nieprzezroczystych elementów matrycy od warstwy odpornej na trawienie. Aby uzyskać maksymalną bliskość tych powierzchni należy wypompować powietrze z przestrzeni między nimi.

W znanych dotychczas procesach wytwarzania płyt fotolitograficznych powietrze usuwane jest przez kanały w emulsji światłoczułej naniesionej na szklane podłoże płyty fotolitograficznej Jednakże z uwagi na dążenie do zachowania jak najmniejszej odległości powierzchni matrycy od odpornej na trawienie warstwy folii metalowej, głębokość tych kanałów wynosi najwyżej kilka mikronów, co oczywiście odpowiednio wydłuża czas potrzebny na usunięcie powietrza z tej przestrzeni i prowadzi do wydłużenia procesu produkcji maski kineskopu oraz wzrostu kosztów tej produkcji

Z europejskiego opisu patentowego nr 0402616 znany jest sposób tworzenia kanałów odpowietrzających przez zastosowanie gumowych elementów dystansowych. Utworzone dzięki tym elementom dodatkowe kanały odprowadzenia powietrza umożliwiają skrócenie czasu potrzebnego na jego usunięcie z przestrzeni między powierzchnią matrycy, a warstwą odporną na trawienie pokrywającą folię metalową.

170 428

Z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2814975 i nr 3199430 znany jest sposób wytwarzania płyt fotolitograficznych, w którym górne powierzchnie elementów dystansowych stykają się z warstwą kleju rybiego, pokrywającą folię metalową poprzez kopioramy. Zawsze jednak skutkiem zastosowania elementów dystansowych, jest odsunięcie powierzchni matrycy od powierzchni warstwy odpornej na trawienie, pokrywającej folię metalową, a konsekwencją tego -zmniejszenie ostrości konturów obrazu matrycy, formowanego w tej warstwie.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji płyty fotolitograficznej, która z jednej strony umożliwiałaby zwiększenie głębokości kanałów odprowadzających powieli ze. z drugiej zaś zapewniłaby odpowiednią dokładność odtwarzania obrazu matrycy w odpornej na trawienie warstwie folii metalowej, a tym samym odpowiednią precyzję trawienia otworów w masce.

Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, ze korzystne zwiększenie głębokości, a tym samym i przekroju kanałów odprowadzających powietrze można uzyskać przez równoczesne zastosowanie obydwu znanych sposobów tworzenia tych kanałów, a więc zarówno przez wytrawianie ich w poddanej naświetlaniu emulsji światłoczułej, naniesionej na szklaną płytę matrycyjaki przez zastosowanie nakładek. Nieoczekiwanie okazało się, ze szczególnie korzystne rozwiązanie uzyskuje się wówczas, gdy elementy dystansowe zostają nałożone na nieprzezroczyste elementy matrycy i otaczające je elementy przezroczystej emulsji, bowiem zwiększenie odległości powierzchni matrycy od powierzchni warstwy odpornej na trawienie, pokrywającej folię metalową nie ma w pewnym zakresie odległości - wpływu na pogorszenie ostrości obrazu formowanego w tej warstwie Badania wykazały, że zadowalającą jakość formowanego obrazu można uzyskać przy zachowaniu odległości między tymi powierzchniami wynoszącej nawet do 10 μπι, zaś bardzo dobrą jakość przy odległości ok. 7 μπι.

Emulsyjna płyta fotolitograficzna z kanałami do odprowadzania powietrza według wynalazku, zlozona z przezroczystej płyty z naniesioną na jej górną powierzchnię warstwą przezroczystej emulsji, ze znajdujących się w niej i wystającymi ponad powierzchnię tej emulsji nieprzezroczystych elementów matrycy jest dodatkowo wyposażona w elementy dystansowe nałożone na końce tych nieprzezroczystych elementów i otaczających je elementów przezroczystej emulsji. Wysokość elementów dystansowych jest w przybliżeniu równa wysokości elementów przezroczystej emulsji, zaś łączna wysokość górnych i dolnych części kanałów odprowadzania powietrza jest w przybliżeniu równa łącznej wysokości elementów dystansowych i elementów przezroczystej folii.

Wysokość elementów dystansowych oraz wysokość elementów przezroczystej folii płyty według wynalazku winna wynosić od 3 do 4μ^ korzystnie 4μη

Nieprzezroczyste elementy oraz otaczające je elementy przezroczystej emusji są korzystnie rozmieszczone równomiernie na powierzchni matrycy.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób przenoszenia obrazu matrycy znajdującego się na płycie fotolitograficznej na metalową folię pokrytą warstwą odporną na trawienie. Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że po ukształtowaniu na powierzchni matrycy elementów nieprzezroczystych i otaczających je elementów przezroczystej emulsji umieszcza się na ich końcach elementy dystansowe, przy czym przez dolne i górne kanały, utworzone między tymi elementami, odprowadza się powietrze z przestrzeni między powierzchnią matrycy a powierzchnią warstwy odpornej na trawienie, pokrywającej folię metalową. Następnie proces naświetlania, wywoływania i trawienia metalowej folii przeprowadza się znanymi dotychczas sposobami.

Wynalazek umożliwia szybkie usuwanie powietrza znajdującego się w przestrzeni między warstwą odporną na trawienie, pokrywającą folię metalową powierzchnię matrycy na płycie fotolitograficznej przez ukształtowanie struktury kanałów powietrznych, utworzonych zarówno w dolnej warstwie emulsji jak i między elementami dystansowymi, znadującymi się w górnej warstwie emulsji bez obniżenia jakości obrazu formowanego w warstwie odpornej na trawienie, pokrywającej folię metalową.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym powiększony przekrój płyty fotolitograficznej z powłoką emulsji oraz z elementami dystansowymi. W celu lepszego zilustrowania wynalazku, skalowanie w kierunku pionowym różni się od skalowania w kierunku poziomym. Skala w osi pionowej wynosi 100:1, natomiast w osi poziomej 10 1

170 428

Rysunek przedstawia powiększony fragment płyty fotolitograficznej 20 oraz metalową folię 11 pokrytą warstwą 13 odporną na trawienie, np. kleju rybiego i przeznaczoną do wykonania z niej maski kineskopu monitora kolorowego.

Podłożem płyty fotolitogr aficznej 20 jest płaska szklana płyta, której powierzchnia 19 została pokryta naniesioną na nią warstwą przezroczystej emulsji światłoczułej, podatną na ściskanie. Zespół umieszczonych w warstwie przezroczystej emulsji światłoczułej i skierowanych pionowo do góry nieprzezroczystych elementów 16 matrycy służy do optycznego rzutowania obrazu matrycy na pokrytą warstwą 13 odporną na trawienie (kleju rybiego) metalową folię 11 Elementy dystansowe 15 są umieszczone na górnej powierzchni nieprzezroczystych elementów 161 otaczających je po wytrawieniu elementów 17 przezroczystej emulsji. Górne powierzchnie 15a elementów dystansowych 15 stykają się z nierównościami 14 warstwy 13 odpornej na trawienie (kleju rybiego), pokrywającej folię metalową 11.

W celu oszacowania wymiarów elementowi płyty według wynalazki z lewej strony rysunku podano grubości poszczególnych warstw płyty w mikronach. Jest rzeczą oczywistą, ze w trakcie procesu produkcyjnego mogą nastąpić zmiany zarówno wysokości elementów dystansowych jak i grubości warstwy odpornej na trawienie, pokrywającej folię metalową 11.

W celu zilustrowania wpływu chropowatości powierzchni folii metalowej 11 na chropowatość powierzchni warstwy 13 odpornej na trawienie (kleju rybiego) przyjęto, ze maksymalna amplituda nierówności 12 występujących na powierzchni metalowej folii 11 wynosi 1 gm, natomiast nierówności zewnętrznej powierzchni pokrywającej ją warstwy 13 odpornej na trawienie (kleju rybiego) są od nich o około 50% mniejsze. Mimo, że nierówności 12 powierzchni zewnętrznej warstwy 13 odpornej na trawienie (kleju rybiego) mogą być wykorzystane jako szczytowe kanały VC odprowadzania powietrza, jednak lepiej jest, aby były one mniejsze od tolerancji otworków wytrawianych w metalowej folii. Okazało się bowiem, ze im większe są nierówności 12 powierzchni metalowej folii 11, tym gorsza jest dokładność odwzorowania obrazu w masce po jej wytrawieniu.

W konstrukcji płyty fotolitograficznej według wynalazku, zwłaszcza zaś w dokładności odwzorowania obrazu matrycy na metalowej folii 11, odgrywają grubości i wzajemne odległości poszczególnych warstw płyty. I tak odległość Po od górnych końców nieprzezroczystych elementów 16 od powierzchni metalowej folii 11 czyli odległość, z jakiej jest rzutowany obraz matrycy, dla masek wysokiej jakości w celu zminimalizowania wpływu efektu rozproszenia światła powinna wynosić 8 gm lub mniej. Natomiast w celu szybkiego usunięcia powietrza zawartego między płytą fotolitograficzną a warstwą kleju rybiego, głębokość kanałów odprowadzania powietrza powinna wynosić 8 lub więcej mikronów. Uzyskanie tak dużej głębokości kanałów odprowadzania powietrza stało się możliwe, zgodnie z wynalazkiem, przez uformowanie kanałów, które w swej dolnej części VA umieszczone są częściowo w warstwie przezroczystej emulsji, zaś w swej górnej części VB między elementami dystansowymi 15, umieszczonymi na górnej powierzchni elementów nieprzezroczystych 16 i elementów utworzonych po wytrawieniu z warstwy przezroczystej emulsji. Ponadto w miejscach nierówności 14 (o amplitudzie około 0,5 gm) warstwy 13 odpornej na trawienie (kleju rybiego) pokrywającego folię metalową 11, w bezpośrednim styku z górną powierzchnią elementów dystansowych 15 znajdują się szczytowe kanały VC odprowadzania powietrza o niewielkim przekroju.

Przeciętna łączna wysokość elementów dystansowych 15 i elementów 17, utworzonych z przezroczystej warstwy płyty fotolitograficznej według wynalazku, równa łącznej wysokości górnych i dolnych części VA i VB kanałów odprowadzających powietrze wynosi 7 do 10 gm, korzystnie 8 gm

Przeciętna szerokość kanaru VB i VA jest 2 do 4 razy większa od szerokosci nierówności 12 występujących na powierzchni metalowej folii 11, dzięki czemu kanały te są szersze niz głębsze.

Wysokość elementów dystansowych 15 jak również wysokość elementów 17 warstwy przezroczystej wynosi przeciętnie 3 do 4 pm, korzystnie 4 gm. Elementy 17 i otoczone przez nie nieprzezroczyste elementy 16 winny być rozmieszczone równomiernie na górnej powierzchni 19 płyty szklanej.

Dzięki zastosowaniu zlozonej struktury kanałów VA, VB i VC odprowadzania powietrza, utworzonych częściowo w warstwie 17 emulsji przezroczystej a częściowo między elementami dystansowymi 15 oraz kanałów VC między nierównościami 14 na powierzchni warstwy 13 odpor6

170 428 nej na trawienie (kleju rybiego), przy równoczesnym utrzymaniu odległości między górną powierzchnią 19 płyty szklanej i powierzchni kleju rybiego pokrywającej metalową folię - w granicach 10pm, a korzystnie 8μ, uzyskuje się bardzo dokładne rzutowania obrazu matrycy na warstwa 13 odporna na trwuiania (kleili rybiego ( nr7v rnu/nnr^pcnne mrollwnóśi i uunufca nrowiptrza z obszaru między tymi warstwami w czasie krótszym niz 30 sekund.

Sposób przenoszenia obrazu matrycy na folię metalową pokrytą warstwą odporną na trawienie według wynalazku opisano poniżej. Najpierw formuje się warstwę przezroczystej emulsji podatnej na ściskanie na górnej powierzchni 19 płyty szklanej. Następnie selektywnie wywołuje się tę warstwę przezroczystej emulsji w celu uzyskania nieprzezroczystych elementów 16, po czym usuwa się wywołane fragmenty emulsji formując dolne kanały VA odprowadzania powietrza w tej warstwie przezroczystej emulsji. Następnie umieszcza się elementy dystansowe 15 na górnej powierzchni końców nieprzezroczystych elementów 16 oraz na górnej powierzchni elementów 17 emulsji przezroczystej, otaczających elementy nieprzezroczyste 16, tworząc górny kanał VB odprowadzania powietrza Następnie styka się górne powierzchnie 15a elementów dystansowych 15 z waistwą 13 odporną na trawienie (kleju rybiego), pokrywającą metalową folią 11, po czym szybko usuwa się powietrze, zawarte między górną powierzchnią 19 szklanej płyty, a warstwą 13 odporną na trawienie (kleju rybiego) przez utworzone przez kanały odprowadzania powietrza górny VB, dolny VA i szczytowy VC. Po całkowitym usunięciu powietrza i stwieidzeniu dobrego dolegania górnych powierzchni 15a elementów dystansowych 15 przenosi się w znany sposób obraz matrycy na folię metalową 11 przez naświetlanie, po czym wywołane i wolne od kleju rybiego części powierzchni folii metalowej 11 poddaje się wytrawianiu w chlorku zelazowym, otrzymując maskę kineskopu barwnego.

170 428

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Emulsyjna płyta fotolitograficzna z kanałami odprowadzania powietrza, przeznaczona do przenoszenia znajdującego się na niej obrazu matrycy na metalową folię, pokrytą warstwą odporną na trawienie, korzystnie kleju rybiego w celu wykonania z niej maski kineskopu barwnego, złożona z przezroczystej płyty z naniesioną na jej górną powierzchnię warstwą przezroczystej emulsji ze znajdującymi się w niej i wystającymi ponad powierzchnię przezroczystej emulsji nieprzezroczystymi elementami matrycy i z nakładanymi elementami dystansowymi, znamienna tym, że jej elementy dystansowe (15) są nałożone na nieprzezroczyste elementy (16) matrycy i otaczające je elementy (17) przezioczystej emulsji, przy czym wysokość elementów dystansowych (15) jest w przybliżeniu równa wysokości elementów (17) przezroczystej emulsji, zaś łączna wysokość dolnych i górnych części (VA, VB) kanałów odprowadzenia powietrza jest w przybliżeniu równa łącznej wysokości elementów dystansowych (15) i elementów (17) przezroczystej emulsji.
2. 2. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, ze zarówno wysokość elementów dystansowych (15) jak i wysokość elementów (17) przezroczystej emulsji wynosi 3 do 4 ^m, korzystnie 4 μιη.
3. 3 Płyta według zastrz 1, znamienna tym, ze elementy (17) z przezroczystej emulsji oraz otoczone przez nie nieprzezroczyste elementy (16) są rozmieszczone równomiernie na górnej powierzchni (19) płyty szklanej.
4. 4. Sposób przenoszenia obrazu matrycy, znajdującego się na płycie fotolitograficznej na metalową folię pokrytą warstwą odporną na trawienie, polegający na nanoszeniu warstwy przezroczystej emulsji na górną powierzchnię płyty fotolitograficznej, następnie jej wywołaniu w celu wytworzenia nieprzezroczystych elementów matrycy, sięgających powyżej górnej powierzchni otaczających je elementów przezroczystej emulsji i osadzeniu elementów dystansowych, a następnie odprowadzeniu powietrza przez wytrawione kanały odprowadzające oraz naświetleniu i wywołaniu warstwy odpornej na trawienie pokrywającej folię metalową i trawieniu metalowej folii, znamienny tym, że elementy dystansowe (15) umieszcza się na górnej powierzchni nieprzezroczystych elementów (16) matrycy i otaczających je elementów (17) przezroczystej emulsji, a następnie po zetknięciu górnej powierzchni (15a) elementów dystansowych (15) - z warstwą (13) odporną na trawienie pokrywającą folię metalową (11) odprowadza się powietrze przez utworzone między elementami (17) przezroczystej emulsji dolne kanały (VA) i przez utworzone między elementami dystansowymi (15) górne kanały (VB) oraz przez utworzone z nierówności (14) powierzchni warstwy (13) odpornej na trawienie kanały szczytowe (VC).