DD264418A1

DD264418A1 - Verfahren zur verbesserten herstellung von fein- bis mikrostrukturen

Info

Publication number: DD264418A1
Application number: DD25433683A
Authority: DD
Inventors: Friedrich Rudolph; Werner Reichel; Hans-Juergen Proeger
Original assignee: Friedrich Rudolph; Werner Reichel; Proeger Hans Juergen
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1989-02-01
Also published as: DE3424814A1

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

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in den Technologien für Holo-Gitter, geteilte Optik, dünne optische Schichten und elektronische Bauelemente Anwendung finden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

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.

Darlegung des Wesens der Erfindung

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.

AusfQhrungebelsplel

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.

In Flg. 1 wird auf einem Substrat 1 eine dünne AI₂O₃-Schicht 2 aufgebracht. Darauf wird eine Schicht aus fotoer.ipf indllchem Material 3 aufgebracht, belichtet und entwickelt nach bekannten Verfahren. Das Im fotoempfindlichen Material entstandene Strukturenrelief wird mit einer geeigneten Metallschicht '», vorzugsweise Chrom

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

In Fig.2 wird auf einem Substrat 1 zunächst eine dünne AI₂O₃-Schicht 2 erzeugt, auf die anschließend eine dünne Chromschicht

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.

Die Strukturen in der Chromschicht 4 werden in einem nicht dargestellter Ätzbad erzeugt..

Claims

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.