DD231030B1

DD231030B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung gefasster optischer praezisionsfolien

Info

Publication number: DD231030B1
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: 1987-08-19
Also published as: DD231030A1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

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 350 nm bis 1000 nm und eine Schichtdickenkonstanz von ± 1 % im Bereich von 0,5μπι bis 5μηη, vorzugsweise 0,8μ.ηη bis 3μ.ητι aufweisen und die einsetzbar sind als

— Trägermaterialien für versetzungsarme Strahlteiler in physikalisch-optischen Geräten

— Pellicle-Schutz für Fotomasken in der Projektionslithografie

— reflexionsarme optische Fenster für monochromatische Systeme

— Flächenpolarisatoren

— reflexmindernde Schichten für höherbrechende stark reflektierende Oberflächen

— Schutzschichten für korrosionsgefährdete Metall-Siliziumdioxid- und Glasoberflächen

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Verfahren zur Herstellung dünner Folien, wie das Extrudierverfahren (DE-PS 2633837, DE-OS 2647565, DE-AS 1 504184, GB-PS 1 558529 und DE-OS 2728348), Kalandrierverfahren (DE-PS 2363117, DE-AS 1137856 und DE-OS 2363117), Gießverfahren (DE-PS 2236663, US-PS 4283363, DE-AS 1704627 und DE-OS 2615880) und Sprühverfahren (DE-PS 2428133), erreichen wedereine hohe Schichtdickengleichmäßigkeit im nm-Bereich noch eine hinreichende optische Transmission und Homogenität, wie sie für optische Präzisionsfolien erforderlich ist. In der US-PS 3438694 wird ein breitbandiger optischer Strahlenteiler auf der Basis eines Nitrozellulosepellicles mit aufgedampfter, halbreflektierender Teilerschicht beschrieben, wobei der Pellicle-Träger durch Spreiten einer hochflüchtigen Kollodiumlösung auf einer Wasseroberfläche hergestellt wird. Dieses Floatgießverfahren erreicht jedoch nicht die für versetzungsarme optische Strahlteilung und für den Pellicle-Maskenschutz erforderlichen Qualitätsparameter, insbesondere hinsichtlich Schichtdickengleichmäßigkeit, Reproduzierbarkeit und Reinheit.

Dieser Mangel wird in der US-PS 4378953 durch Aufschleudern von Kollodiumlösung (Zellulosedinitratlösung) auf ein trennbares Trägermedium zu lösen versucht.

Durch das angegebene Verfahren wird eine Schichtdickengleichmäßigkeit des Pellicles von ±2% erreicht.

Jedoch ist diese Genauigkeit der Schichtdickentoleranz sowohl für die projektionslithografische Anwendung, insbesondere im Sub-^m-Bereich als auch für die versetzungsarme optische Strahlteilung in hochauflösenden optischen Präzisionsgeräten noch unbefriedigend.

Von entscheidendem Nachteil bei dieser angegebenen Methode ist es, daß nach dem Trennvorgang die mit einem Trennmittel,

z. B. auf der Basis modifizierter Ethylenoydaddukte (DE-AS 2809440), belegte Folienseite die äußere Oberfläche bildet und so für Nachfolgeprozesse, wie z.B. die Bedampfung für einen optischen Strahlteiler, verunreinigt ist. Außerdem führt das direkte Verkleben der Folie auf Rahmen, Fassungen und dgl. bei diesem Herstellungsverfahren zu unerwünschten Spannungen in der Folie.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, gefaßte optische Folien höchster Präzision hinsichtlich Schichtdickengleichmäßigkeit, hoher Transmission und mit trennmittelfreier, ebener und spannungsarmer Oberflächen 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 ± 1 % im Schichtdickenbereich von 0,5 bis 5/агп

— Transmission von mindestens 92%

— trennmittelfreie, 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 Poiymerlösung aus Zellulosedinitrat oder Polymethylmethacrylat auf die trennbare Substratoberfläche und Abziehen und Verkleben der gebildeten Polymerfolie erfindungsgemäß nach dem Substanzaufschleudern der folienbildenden Polymerlösung im Zeitraum der Schichtbildung und Trocknung ein verstellbarer technologischer Deckel aus Kunststoff, Aluminium oder einem korrosionsbeständigem Metall eingeschwenkt wird, der sich im Abstand von 3 mm bis 100 mm, vorzugsweise 25 mm bis 45 mm über dem rotierenden beschichteten Substrat befindet, und daß zum Folienabziehen und Verkleben nach der Trocknung der Polymerfolie diese in einem ersten Schritt zunächst auf einen Hilfsrahmen verklebt und vom Substratträger abgezogen wird und bei der nachfolgenden Zweitverklebung auf Rahmen, Fassungen ud dgl. so fixiert wird, daß die trennmittelfreie Schichtseite der Polymerfolie die neue Oberfläche des Pellicles bildet. Anschließend wird der Hilfsrahmen durch Umstechen entfernt und die überstehenden Folienreste beschnitten. Der Einsatz des technologischen Deckels dient zur Erreichung einer hohen Sauberkeit der Polymerschichten von Schmutzteilchen und verwirbelten Lacktröpfchen und ermöglicht bei optimal gewähltem Abstand eine gleichmäßige Schichtbildung im Trocknungsprozeß der Polymerschicht. Durch die zweistufige Verklebung der Polymerfolie wird neben der trennmittelfreien Pellicle-Oberfläche zusätzlich eine Ebenheitssteigerung und Spannungsverminderung der gefaßten Folie erreicht, die weiterhin noch durch eine Temperung nach dem Verkleben der Folie auf dem Hilfsrahmen von 5 bis 60 Minuten bei Temperaturen von 60⁰C bis 120°C, vorzugsweise 80⁰C bis 100⁰C, verstärkt werden kann.

Ausführungsbeispiel

Das neue Verfahren wird anhand einer Vorrichtung (Figur 1) einer schematischen Darstellung der zweistufigen Verklebung der Polymerfolie (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 Deckel 3, der am aufklappbaren Schleuderdeckel 1 mit Gewindebolzen 2 verstellbar befestigt ist, eingeschwenkt werden. Innerhalb des Schleudertopfes 7 befindet sich ein Schleuderkopf 5, der das Substrat 4 aufnimmt und über einen Rotor 6 in Umlauf gebracht wird.

Figur 2 veranschaulicht das zweistufige Verkleben der Polymerfolie, 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 im Block II, den abgetrennten Hilfsrahmen 12 mit aufgespannter Folie 9 und Trennmittelresten 10 in Block IN, die Zweitverklebung der Folie 9 auf dem Montagerahmen 13 in Block IV zu dem gefaßten durch Umstechen und Beschneiden endgefertigten Pellicle mit trennmittelfreier Oberfläche in Block V.

Beispiel:

Auf ein vorgereinigtes mit Chrom bedampftes Glassubstrat der Größe 50 mm χ 50 mm werden 1 ml einer 2%igen wäßrigen Lösung von Polyethylimidazolin auf der Schleudereinrichtung (Figur 1) bis zur Trockne aufgeschleudert (Dauer 2 Minuten). Anschließend werden auf diese Trennschicht 0,5ml einer 12%igen Lösung von Zellulosedinitrat in Ethylglykol bei 4000 Umdrehungen pro Minute unter Einschwenken des technologischen Deckels im Abstand von 40 mm über dem Substrat aufgeschleudert (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 büdet.

Danach wird der Hilfsrahmen durch Umstechen abgetrennt und die überstehenden Ränder der Folie verschnitten. Im Ergebnis betrug die resultierende interferometrisch gemessene ΡβΙΠοΙβα^β3,2μηη mit einer Schichtdickentoleranz von ±25nm und einer durchschnittlichen Transmission von 92% im Wellenlängenbereich von 350nm bis 10OOnm.

Claims

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

— daß nach dem Substanzaufschleudern der folienbildenden Polymerlösung im Zeitraum der Schichtbildung und Trocknung ein verstellbarer technologischer Deckel im Abstand von 3-100 mm zur Substratoberfläche eingeführt wird und

— daß die Polymerfolie in einem ersten Schritt zunächst auf einen Hilfsrahmen verklebt und vom Substratträger abgezogen und bei der nachfolgenden Zweitverklebung auf Rahmen, Fassungen und dgl. so fixiert wird, daß die trennmittelfreie 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 120⁰C getempert wird.