DE10216725B4

DE10216725B4 - Verfahren zur Herstellung einer Metallplatte mit einer Öffnung von ultrakleinem Querschnitt

Info

Publication number: DE10216725B4
Application number: DE2002116725
Authority: DE
Inventors: Volodymyr Granovskyy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: DE10216725A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Metallplatte mit einer Öffnung von ultrakleinem Querschnitt, z.B. der Öffnungsblende eines Elektronenmikroskops, mit folgenden Schritten:
– das Hineindrücken der Spitze einer Nadel in der Metallplatte auf eine Tiefe, die kleiner ist, als die Dicke der Metallplatte;
– das Ätzen der Platte in dem Bereich der so erhaltenen Vertiefung von der (bezüglich der erhaltenen Vertiefung) Rückseite der Platte;
– die Kontrolle des Auftretens einer Öffnung und das Einstellen des Ätzens nach dem Auftreten einer Öffnung.

Description

Die Erfindung gehört zu der Labortechnik, im einzelnen zu der Herstellung von Öffnungsblenden für Elektronen- und Rastermikroskope.
Das Auflösungsvermögen von Elektronen- und Rastermikroskopen hängt direkt von der Größe der Öffnungsblende ab: je kleiner der Durchmesser der Öffnungsblende, desto höher ist das Auflösungsvermögen des Mikroskops. Die Blende muss aus einem für den Elektronenstrom undurchlässigen Material (Metall) bestehen, die Öffnung der Blende muss vollkommen rund sein.
Die bekannten Verfahren, die in DE 199 28 085 A1 , DE 40 16 211 A1 und JP 58107634 A beschrieben sind, sind zur Herstellung einer Blende nicht geeignet.Die Ursache besteht darin, dass die Wände der Öffnung einer Öffnungsblende sehr steil sein sollen, die bekannten Verfahren erlauben es nicht.
Heute werden Öffnungsblenden in der Regel hergestellt, indem man die Spitze einer Nadel in die Platte auf eine Tiefe hineindrückt, die kleiner als die Dicke der Platte ist und die Platte anschließend in dem Bereich der so erhaltenen Vertiefung ätzt. Danach wird die Größe der erhaltenen Öffnung überprüft und die Öffnung wird, wenn notwendig und möglich, mit einer Glasfaser kalibriert. Dabei erhält man relativ große Offnungen, die oft eine völlig falsche Form haben.
Die Ursache hierfür liegt darin, dass das Ätzen von der Seite der erhaltenen Vertiefung erfolgt, deswegen entsteht eine Öffnung mit falscher Form, deren Größe im Laufe ihrer Bildung nicht kontrolliert werden kann. Gleichzeitig braucht man aber für die Forschung Öffnungsblenden mit einem möglichst geringen Durchmesser.
Das Ziel dieser Erfindung ist die Herstellung kleiner Öffnungen richtiger Form zu sichern, die als Öffnungsblenden-für Elektronen- und Rastermikroskope taugen.
Dies wird entsprechend der Erfirdung dadurch erreicht, dass ein Verfahren zur Herstellung einer Metallplatte mit einer Öffnung von ultrakleinem Querschnitt, z.B. der Öffnungsblende eines Elektronenmikroskops, die folgenden Schritte einschliesst:

– das Hineindrücken der Spitze einer Nadel in der Metallplatte auf eine Tiefe, die kleiner ist, als die Dicke der Metallplatte;
– das Ätzen der Platte in dem Bereich der so erhaltenen Vertiefung von der (bezüglich der erhaltenen Vertiefung) Rückseite der Platte;
– die Kontrolle des Auftretens einer Öffnung und das Einstellen des Ätzens nach dem Auftreten einer Öffnung.

Die Kontrolle dabei besteht aus einer Beleuchtung der genannten Platte von der Seite der erhaltenen Vertiefung und der Erwartung der Erscheinung des Lichtes von der Rückseite.
Die Abbildung zeigt das Schema einer Einrichtung, in der das vorgeschlagene Verfahren verwirklicht worden ist.
Die Einrichtung schließt das nicht durchsichtige Gehäuse 1 ein, auf dem die nicht durchsichtige Trennwand 2 aufgebaut ist. In der Trennwand befindet sich die durchgehende, abgestufte Öffnung 3, in deren größte Stufe die zu bearbeitende Platte 4 gelegt wird. In dem Gehäuse 1 befinden sich die Lampe 5 sowie der Spiegel 6, der die Strahlen der Lampe senkrecht zur Platte 4 ausrichtet. Über dem Gehäuse 1 befindet sich der auch undurchsichtige Deckel 7, der das Fotoelement 8 trägt, das sich über der Platte 4 befindet. An der Seite in der Höhlung des Deckels 7 befindet sich der Behälter 9 für Wasser (oder Alkalilösung) mit dem Deckel 10, an dessen Ausgang befindet sich der steuerbare Hahn 11. Der Ausgang des Fotoelements 8 ist mit dem Eingang des Steuerungsblocks 12 verbunden, während die Ausgänge des Blocks 12 mit den Eingängen des steuerbaren Hahns 11 sowie der Benachrichtigungseinrichtung, z.B. einer Klingel oder Sirene, 13 verbunden sind.
Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen.
Zuerst wird sie zum Arbeiten vorbereitet, indem man den Behälter 9 mit Wasser oder Alkalilösung füllt. In der Kupferplatte 4 wird mit der Nadel eine Vertiefung gemacht. Danach wird die Platte 4 in die Öffnung 3 der Trennwand 2 mit der Vertiefung nach unten gelegt. Auf die Platte 4 tropft man dorthin, wo sich auf der Rückseite die Vertiefung befindet, Säure, schließt die Einrichtung mit dem Deckel 7 und schaltet die Lampe 5 sowie den Steuerungsblock 12 ein.
Sobald die Säure die Kupferplatte 4 so tief durchgeätzt hat, dass auf der Stelle der Vertiefung eine durchgehende Öffnung entsteht, fällt das Licht der Lampe 5, das von dem Spiegel 6 senkrecht zu Platte ausgerichtet worden ist, auf das Fotoelement 8. Von dem Fotoelement 8 gelangt ein Signal zu dem Steuerungsblock 12, der einerseits mit Hilfe der Klingel (oder Sirene) 13 von dem Entstehen einer durchgehenden Öffnung informiert, andererseits auch den Hahn 12 öffnet, durch den die in den Gefäß gefüllte Flüssigkeit auf die Platte gelangt und den weiteren Ätzprozeß stoppt, so dass die entstandene Öffnung sich nicht mehr vergrößert.
Die Bedienungskraft kann, nach dem Abnehmen des Deckels 7, die Platte 4 mit der so erhaltenen Öffnung entnehmen.
Auf die vorgeschlagene Art und Weise lassen sich schnell und leicht Blendenöffnungen in der Größenordnung von 1 μm herstellen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Metallplatte mit einer Öffnung von ultrakleinem Querschnitt, z.B. der Öffnungsblende eines Elektronenmikroskops, mit folgenden Schritten: – das Hineindrücken der Spitze einer Nadel in der Metallplatte auf eine Tiefe, die kleiner ist, als die Dicke der Metallplatte; – das Ätzen der Platte in dem Bereich der so erhaltenen Vertiefung von der (bezüglich der erhaltenen Vertiefung) Rückseite der Platte; – die Kontrolle des Auftretens einer Öffnung und das Einstellen des Ätzens nach dem Auftreten einer Öffnung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kontrolle aus einer Beleuchtung der genannten Platte von der Seite der erhaltenen Vertiefung und der Erwartung der Erscheinung des Lichtes von der Rückseite besteht.