DD231030A1

DD231030A1 - Verfahren zur herstellung gefasster optischer praezisionsfolien

Info

Publication number: DD231030A1
Application number: DD26781484A
Authority: DD
Inventors: Peter Weist
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1985-12-18
Also published as: DD231030B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Herstellungsprozess fuer optische Praezisionsfolien als Basismaterial fuer versetzungsarme Strahlteiler und als Maskenschutz fuer die Projektionslithografie. Ziel der Erfindung ist die Herstellung gefasster optischer Folien hoechster Praezision mit einer Schichtdickengleichmaessigkeit von 1% im Schichtdickenbereich von 0,5 mm bis 5 mm, einer Transmission von mindestens 92% sowie trennmittelfreie und spannungsarme Oberflaeche. Dies wird dadurch erreicht, dass als Trennmittel vor dem Aufbringen der folienbildenden Polymerloesung auf einem Substrattraeger erfindungsgemaess spezielle Antistatiksubstanzen verwendet werden, dass fuer die Schichtbildung und Trocknung der Polymerfolie ein verstellbarer technologischer Deckel eingefuehrt wird und dass zum Folienabziehen und Verkleben mit Rahmen, Fassungen oder dgl. ein zweistufiges Umkehrklebverfahren angewendet wird.

Description

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Verfahren zur Herstellung gefaßter optischer Präzisionafolien

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft einen verbesserten Herstellungsprozeß für gefaßte optische Präzisionsfolien auf der Basis von Zellulosedinitrat, die eine durchschnittliche Transmission von mindestens 92 # im Wellenlängenbereich von 350nm bis lOOQnm und eine Schlohtdickenkonstanzvon - i 1% Im Bereich von 0,5 ;im bis 5 ,um, vorzugsweise 0,S₇Um bis 3 jm aufweisen und die einsetzbar sind als

- Erägermaterlalien für versetzungsarme Strahlteiler in physikalisch-optischen Geräten

- PellJoLe-Schutz für Fotomasken in der Projektionslithografie

- reflexionsarme optische Fenster für monochromatische Syst erne

- Fläohenpolarisatoren

- reflexmindernde Sohiohten für höherbrechende stark reflektierende Oberflächen

- Schutzschichten für korrosionsgefährdete Metall-Siliziumdioxid- und G-lasob er flächen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Verfahren zur Herstellung dünner Folien, wie das Extrudierverfahren (DE-PS 2 633837, DE-OS 2 647565,

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DE-AS 1 504184, GB-PS 1558529 und DE-OS 2 728348), Kalandrierverfahren (DE-PS 2 363117, DE-AS 1 137856 und DE-OS 2 363117), Gießverfahren (DE-PS 2-236663, 'US-PS 4 283363, DE-AS 1 704627 und DE-OS 2 615880) und Sprühverfahren (DE-PS 2 428133), erreichen weder eine hohe Schichtdickengleichmäßigkeit im nm-Bereioh nooh eine hinreichende optische Transmission und Homogenität, wie sie für optische Präzisionsfolien erforderlich ist· ° In der US-PS 3 438694 wird ein breltbandiger optischer Strahlenteiler auf der Basis eines- Nitrozellulosepellicles mit aufgedampfter, halbreflektierender Teilerschicht beschrieben, wobei der Pelliole-Träger durch Spreiten einer hochflüchtigen Kollodiumlösung auf einer Wasseroberfläche hergestellt wird. Dieses Ploatgießverfahren erreicht jedoch nicht die für versetzungsarme optische Strahlteilung und für den Pelllcle-Maskenschatz erforderlichen Qualitätsparameter, insbesondere hinsichtlich Schichtdickengleichmäßigkeit, Reproduzierbarkelt und Reinheit· Dieser Mangel wird in der US-PS 4 378953 durch Aufschleudem von Kollodiumlösung (Zellulosedlnitratlösung) auf ein trennbares Trägermedium zu lösen versucht* Durch das angegebene Verfahren wird eine Schichtdickengleichmäßigkeit des Pellicles von - 2% erreicht· Jedoch ist diese Genauigkeit der Schichtdlckentoleranz sowohl für die projektionslithografische Anwendung, insbesondere im Sub-jum-Bereich als auch für die versetzungsarme optische Strahlteilung in hochauflösenden optischen Präzisionsgeräten noch unbefriedigend· Ton entscheidendem Facht eil bei dieser angegebenen Methode ist es, daß naoh dem Trennvorgang die mit dem Trennmittel belegte Folienseite die äußere Oberfläche bildet und so für Fachfolgeprozesse, wie z.B. der Bedampfung für einen optischen Strahlteiler, verunreinigt ist. Außerdem werden Ver-

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spannungen in der Folie, die infolge Adhäsion während des Abziehens auftreten, bei diesem Herstellungsverfahren nicht beseitigt·

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, gefaßte optische Folien höchster Präzision hinsichtlich Schichtdickengleichmäßigkeit, hoher Transmission und mit trennmittelfreier, ebener und spannungsarmer Oberfläche herzustellen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, den Herstellungsprozeß für optische Präzisionsfolien so zu verbessern, daß diese folgende Gebrauchseigenschaften erhalten:

- Schichtdickengleichmäßigkeit ^ ± i# Im Schiohtdiokenbereich von 0,5 his 5 Jim

- Transmission von mindestens 92%

- trennmlttelfreie, ebene und spannungsarme Oberfläche. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in den bekannten technologischen Schritten - Aufbringen und Trocknen einer Trennschicht auf einem vorgereinigten hochebenen Substratträger aus Glas, Siliziumdioxid, Metall oder Kunststoff, Aufschleudern einer folienbildenden Polymerlösung aus Zellulosedinitrat oder Polymethylmethacrylat auf die trennbare Substrat oberfläche und Abziehen und Verkleben der gebildeten Polymerfolie erfindungsgemäß als Trennmittel für die Trennschicht Antistatiksubstanzen auf der Basis von Fettsäurepolyglykolester, Polyalkylimidazolinderivate, Aminsalzen höhermolekularer Phosphorsäureestern, höhermolekularen Alkylsulfat en, hcbermolekularen Alkylsulfonaten, Triäthanolaminderlvaten, sowie deren Mischungen verwendet werden, daß naoh dem Substanzaufschleudern der folienbildenden Polymerlösung im Zeitraum der Schiohtbildung und Trocknung ein verstellbarer technologischer Deckel aus Kunststoff, Aluminium oder einem korrosionsbeständigem Metall eingeschwenkt wird, der sich im Abstand von 3mm bis 100mm, vorzugsweise 25mm bis 45mm über dem rotierenden

beschichteten Substrat befindet, und daß zum Folienabziehen und Verkleben ein ümkehrklebverfahren angewendet wird, wobei nach der Trocknung der Polymerfolie in einem ersten Schritt zunächst auf einen Hilfsrahmen verklebt und vom Sübstratträger abgezogen wird und bei der nachfolgenden Zweitverklebung auf Rahmen, Passungen und dgl. so fixiert wird, daß die trennmlttelfreie Schichtseite der Polymerfolie die neue Oberfläche des Pellicles bildet. Inschließend wird der Hilfsrahmen durch umstechen entfernt und die überstehenden Folienreste beschnitten. Der Einsatz des technologischen Deokels dient zur Erreichung einer hohen Sauberkeit der Polymerschichten vor Schmutzteilchen und verwirbelten Lacktröpfchen und ermöglicht bei optimal gewähltem Abstand eine gleichmäßige Sohichtbildung im Trooknungsprozeß der Polymerschicht. Die Anwendung des zweistufigen Umkehrklebererfahrens bewirkt neben der trennmittelfreien Pellicle-Oberfläche zusätzlich eine Ebenheitssteigerung und Spannungsverminderung der gefaßten: Folie, die weiterhin noch durch eine Temperung nach dem Verkleben der Folie auf dem Hilfsrahmen von 5 bis 60 Minuten bei Temperaturen von 60⁰C bis 120⁰C, vorzugsweise 80⁰C bis 1OO°C, verstärkt werden kann

Als günstigste Klebstoffe zum Aufkleben des Hilfsrahmens und Abziehens vom Substratträger wurden Polychloroprene ermittelt, die auch neben Polyvinylacetaten oder Polyurethanen zur Endverklebung der Pellicles eingesetzt werden können·

Ausführungsbei spiel

Das neue Verfahren wird anhand einer Vorrichtung (Figur 1) einer schematischen Darstellung des Umkehrklebverfahrens (Figur 2) und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Figur 1 stellt die Schleudervorrichtung mit dem verstellbaren technologischen Deckel schematisch dar, in der die Beschichtung und Trocknung sowohl der Trennschicht auf dem Substratträger als auch anschließend der folienbildenden Polymerlösung stattfindet·

In einem Schleudertopf 7 mit einer Absaugung für Lösungsmitteldämpfe 8 kann ein technologischer Deokel 3, der am aufklappbaren Schleuderdeokel 1 mit Gewindebolzen 2 verstellbar befestigt ist, eingeschwenkt werden. Innerhalb des Schleudertopfes 7 befindet sich ein Sohleuderkopf 5 > der das Substrat 4 aufnimmt und über einen Rotor 6 in Umlauf gebracht wird. Figur 2 veranschaulicht das Umkehrklebverfahren ausgehend von dem beschichteten Substrat in Block I, bestehend aus dem Substratträger 11 , der Trennschicht 10 und der Polymerschicht 9 ,die Erstverklebung auf einem Hilfsrahmen 12 in Block II, den abgetrennten Hilfsrahmen mit aufgespannter Folie 9 und Trennmittelresten 10 in Block III, die Zweitverklebung der Folie 9 auf dem Montagerahmen 13 in Block IY zu dem gefaßten durch Umstechen und Beschneiden endgefertigten Pellicle mit trennmittelfreier Oberfläche in Block Y.

Beispiel:

Auf ein vorgereinigtes mit Chrom bedampftes Glassubstrat der G-röße 50mm χ 50mm werden 1 ml einer 2#igen wässrigen

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Lösung von Polyethylimidazolin auf der Schleudereinrichtung (Figur 1) bis zur Trockene aufgeschleudert (Dauer 2 Minuten). Anschließend werden auf diese Trennschicht 0,5 ml einer I2$igen Lösung von Zellulosedinitrat in Ethylglykol bei 4000 Umdrehungen pro Minute unter Einschwenken des technologischen Deokels im Abstand von 40mra über dem Substrat aufgesohleudert (Dauer 15 Minuten). Die entstandene Kollodiumschicht wird nach dem Aufkleben eines metallischen Hilfsrahmens mit Polychloropren im aufgespannten Zustand abgezogen. Das Pellicle wird anschließend mit einer Polyvinylacetatlösung auf einem metallischen Montagerahmen so endverklebt, daß die trennmittelfreie Fläche die Oberseite bildet. Danach wird der Hilfsrahmen durch Umstechen abgetrennt und die überstehenden Bänder der Folie verschnitten.

Im Ergebnis betrug die resultierende interferometrisch gemessene Pellioledicke 3,2^m mit einer Sohichtdickentoleranz von - 25 nm und einer durchschnittlichen Transmission von 92 % im Wellenlängenbereioh von 350 nm bis lOOOnm.

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Claims

Pat ent ansprüohe

1· Verfahren zur Herstellung gefaßter optischer Präzisionsfolien mit hoher Transmission und Schichtdickengleichmäßigkeit mit den technologischen Schritten -Aufbringen und Trocknen einer Trennschicht auf einem vorgereinigten hochebenen Substratträger, Aufschleudern einer folienbildenden Polymerlösung auf die trennbare Sübstratoberfläche und Abziehen der Folie und Verkleben -, dadurch gekennzeichnet,.

- daß als Trennmittel für die Trennschicht Antistatiksubstanzen, vorzugsweise Fettsäurepolyglykolester und/ oder Polyalkylimidazolinderivate und/oder Aminsalze höhermolekularer Phosphorsäureester und/oder höhermolekularer Alkylsulfate und/oder höhermolekularer Alkylsulfonate und/oder Triäthonalaminderivate, sowie deren Mischungen verwendet werden,

- daß nach dem Substanzaufschleudern der folienbildenden Polymerlösung im Zeitraum der Schichtbildung und Trocknung ein verstellbarer technologischer Deckel im Abstand von 3-i00mm zur Substratoberfläche eingeführt wird und

- daß zum Folienabziehen und Verkleben ein Umkehrklebverfahren angewendet wird, wobei die Polymerfolie in einem ersten Schritt zunächst auf einen Hilfsrahmen verklebt und vom Sub st rat träger abgezogen und bei der nachfolgenden Zweitverklebung auf Rahmen, Fassungen und dgl. so fixiert wird, daß die trennmlttelfreie Schichtseite die neue Oberfläche bildet·
2. Verfahren zur Herstellung gefaßter optischer Präzisionsfolien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verkleben der Polymerfolie auf den Hilfsrahmen diese 5 bis 60 Minuten bei 60⁰C bis 12O⁰C getempert wird·

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3. Verfahren zur Herstellung gefaßter optischer Präzisionsfolien nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erstverklebung der Polyinerfolie auf den Hilfsrahmen als Klebstoffe Polychloroprene und zur Zweitverklebung auf Rahmen, Passungen und dgl. Polyvinylacetate, Polychloroprene oder Polyurethane verwendet werden·

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