CH451332A - Elektronenstrahlbearbeitung von Schutzschichten - Google Patents

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  
    
EMI0002.0028  
    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 (1)

1. 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.