DE1521311C3

DE1521311C3 - Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtmusters

Info

Publication number: DE1521311C3
Application number: DE1521311A
Authority: DE
Inventors: Hollis Leland Mount Kisco Caswell; Lasrence Vincent Poughkeepsie Gregor; Hansel Leslie Washington Mcgee
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-06-08
Filing date: 1965-06-02
Publication date: 1974-07-11
Also published as: US3392051A; DE1521311A1; FR1449724A; CH468141A; DE1521311B2; GB1095822A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtmusters auf einer isolierenden Unterlage, wobei nach Maßgabe des gewünschten Musters bestimmte Oberflächenbereiche der Unterlage so behandelt werden, daß sie gegenüber den übrigen Oberflächenbereichen eine erhöhte Haftfähigkeit für den aufzubringenden Werkstoff aufweisen, so daß bei dem anschließenden im Vakuum erfolgenden Aufbringen des Werkstoffs dieser sich bevorzugt auf den derart behandelten Oberflächenbereichen abscheidet und nur dort eine zusammenhängende dünne Schicht bildet.

Auf dem Gebiet der Dünnfilmschaltungen werden leitende Schichten in bestimmten Mustern übereinander angeordnet, wobei dazwischen befindliche dielektrische Schichten die leitenden Schichten voneinander isolieren. Auf diese Weise lassen sich Schaltelemente wie Cryotrons oder Kondensatoren herstellen. Nach bekannten Verfahren wird dabei so verfahren, daß geeignete Stoffe nacheinander thermisch verdampft werden und auf einem Substrat niedergeschlagen werden, wobei Abdeckmasken dazu dienen, bestimmte Muster zu erzielen. Die Packungsdichte der Schaltkreiselemente wird daher maßgebend durch die Genauigkeit bestimmt, mit der die gewünschten Muster in den Abdeckmasken hergestellt werden können. So ist es äußerst schwierig, Maskenöffnungen in der Größenordnung von 0,02 mm oder weniger herzustellen. Eine weitere Beeinträchtigung besteht darin, daß der Durchmesser der Maskenöffnungen durch verdampfte Partikel, die sich am Rand dieser öffnungen niederschlagen, verändert werden kann, was bedeutet, äaß die Masken häufig aus der Vakuumanlage entfernt und einer gründlichen Reinigung unterworfen werden müssen. Schließlich hat der unterschiedliche Winkeleinfall der verdampften Partikel auf die Substratoberfläche Schatteneffekte zur Folge, was zu einer Unscharfe des aufgedampften Schichtmusters führt. Um die daraus resultierende Gefahr von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Schichtteilen zu vermeiden, werden

daher die dazwischenliegenden isolierenden Bereiche mit etwas größeren Abmessungen versehen.

. Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (deutsche Patentschrift 752 049) ist es möglich, ein Dünnschichtmuster im Vakuum ohne Verwendung einer Maske dadurch zu bilden, daß die isolierende Unterlage selektiv vorbehandelt wird, so daß sich das niederzuschlagende Material bevorzugt oder ausschließlich auf den so vorbehandelten Teilen der Unterlage abscheidet. Die selektive Vorbehandlung der Unterlage kann dabei z. B. durch Einfetten der betreffenden Oberflächenbereiche erfolgen oder auch dadurch, daß die isolierende Unterlage mit Hilfe eines Elektronenstrahls verschieden aufgeladen wird. Die elektrische Aufladung kann dabei mit Hilfe eines entsprechend gesteuerten Elektronenstrahls erfolgen. In beiden Fällen werden auf der Unterlage Bereiche bevorzugter Kondensation für die aufzudampfenden Partikel geschaffen. Das selektive Einfetten bestimmter Öberflächenbereiche hat jedoch den Nachteil, daß das Fett selbst dazu neigt, im Vakuum zu verdampfen, und daß ferner die Einfettung kaum mit dem obenerwähnten gewünschten hohen Auflösungsvermögen durchführbar ist. Ähnliches gilt für die selektive Aufladung bestimmter Oberflächenbereiche, da die selektiv verteilten Ladungen das Bestreben haben, sich im Laufe der Zeit wieder auszugleichen, was durch die in Vakuumanlagen nicht immer vermeidbare Feuchtigkeit noch gefördert werden dürfte. Auch auf diesem Wege ist daher das obenerwähnte gute Auflösungsvermögen kaum erreichbar.

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 2 883 257), in dünnen Schichten aus polymerem Material Aufzeichnungen beliebiger Art dadurch vorzunehmen, daß die polymeren Schichten mittels eines durch die Aufzeichnungssignale gesteuerten Elektronenstrahls selektiv vorbehandelt werden und die so vorbehandelten polymeren Schichten einem Aufdampfvorgang unterworfen werden, wobei sich die aufgedampften Metallpartikel in den bestrahlten und nicht bestrahlten Bereichen der polymeren Schicht unterschiedlich ablagern, so daß ein sichtbares Bild der Aufzeichnung entsteht. Diese selektiv unterschiedliche Haft-. fähigkeit der Metallpartikel an der polymeren Schicht kann statt durch die Elektronenstrahlbehandlung auch durch selektive Belichtung mit ultraviolettem Licht erreicht werden.

Es ist grundsätzlich bekannt (Journal of Physical Chemistry, Band 67, Seite 1784; Journal of Applied Physics, Band 31, Nr. 9, Sept. 1960; Römpp, Chemie-Lexikon, 1962, Seite 4002, rechte Spalte, Abs. 3, Zeile 8 bis 12), einen polymerisierbaren Stoff dadurch zu polymerisieren, daß der Stoff einem Elektronenbeschuß oder der Einstrahlung von Licht ausgesetzt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein verbessertes. Auflösungsvermögen erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Unterlage eine dünne Schicht aus einem polymerisierbaren Werkstoff auf einem Werkstück gebildet und auf die mit dem Muster zu versehenden Bereiche dieser Schicht derart eingewirkt wird, daß eine zur Erzielung einer erhöhten Haftfähigkeit ausreichende Polymerisation nur in diesen Bereichen der Schicht erfolgt.

Das anmeldungsgemäße Verfahren ermöglicht auf Grund eines verbesserten Auflösungsvermögens eine Erhöhung der Packungsdichte von Dünnfilmschaltungen. Die dem Abdeckmaskenverfahren anhaftenden Nachteile wie Schatteneffekte, häufiges Auswechselnmüssen der Masken und die Schwierigkeit, sehr feine Strukturen abzubilden, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden. Die dünne Schicht aus einem polymerisierbareh Werkstoff dient gleichzeitig dazu, das Dünnschichtmuster elektrisch zu isolieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt .

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schaltkreisteiles, der aus zwei sich überkreuzenden Leitungen auf einer Trägerplatte besteht,

Fig. 2 A bis 2F einen Querschnitt durch die beschichtete Trägerplatte von Fig. 1 entlang der Linie 2-2 in verschiedenen Herstellungsstadien,

T i g. 3 A ein idealisiertes Diagramm des Logarithmus des Haftkoeffizienten für Blei, Zinn und Indium auf einem bestimmten organischen Werkstoff in Abhängigkeit vom Polymerisationsgrad, F i g. 3 B ein idealisiertes Diagramm des Logarithmus des Haftkoeffizienten in Abhängigkeit von der Struktur einer polymerisierten organischen dünnen Schicht und

Fi g. 4 eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vakuumvorrichtung.

Der in Fig. 1 gezeigte Schaltkreisteil enthält die übereinander angeordneten dünnen metallischen Schichten 1 und 3, die in einem gewünschten Muster ausgeführt und voneinander durch eine erste dünne dielektrische Schicht S und gegenüber der ebenen Trägerplatte 9 durch eine zweite dünne dielektrische Schicht 7 isoliert sind. Dabei handelt es sich um eine Kreuzungsstelle zweier elektrischer Zuleitungen. Statt dessen können jedoch die metallischen Schichten 1 und 3 in jedem anderen gewünschten Muster zur Bildung an sich bekannter aktiver und passiver Dünnschichtschaltkreiselemente, beispielsweise Cryotrons, Kondensatoren usw. aufgebracht werden.

Die metallischen Schichten 1 und 3 werden in dem gewünschten Muster in der folgenden Weise auf den vorher aufgebrachten Schichten 5 und 7 gebildet. Entsprechend dem gewünschten Muster werden bestimmte Bereiche der Schichten 5 und 7 polymerisiert, so daß die so behandelten Bereiche einen Haftkoeffizienten 0_t aufweisen, der größer ist als der Haftkoeffizient 0₂ der nicht behandelten Bereiche der Schichten S und 7. Ein auf die Schichten 5 und 7 abgelagerter metallischer Werkstoff hat deshalb das Bestreben,: bevorzugt auf den solchermaßen behandelten Bereichen haftenzubleiben und dort relativ schnell zu agglomerieren, während in den unbehändelten Zonen die Tendenz einer Wiederverdampfung besteht. Bei geeigneter Dosierung der Menge des aufgebrachten metallischen Werkstoffs wird sich daher eine kontinuierliche, elektrisch leitende metallische Schicht oberhalb der vorbehandelten Bereiche, welche den höheren Haftkoeffizienten 0 ₁ aufweisen, ausbilden, und zwar entsprechend dem gewünschten Muster. Die polymerisierten Bereiche der Schichten 5 und 7 dienen gleichzeitig der elektrischen Isolierung des entstehenden metallischen Dünnschichtmusters. '·'■·'■ Gemäß Fig. 4 ist das zylindrische Gehäuse 15

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in in oberen und unteren Platten 17 bzw. 19 befind- sehen Systems 51, das der Durchführung einer auf liehen ringförmigen Rillen 21 bzw. 23 vakuumdicht Photolyse beruhenden Polymerisation dient. Das eingepaßt, so daß eine Vakuumkammer 13 gebildet optische System 51 enthält eine Quelle 53, die ultraist, welche bis auf 1(H Torr evakuiert werden kann. violettes Licht bestimmter Frequenzen abstrahlt, eine Die Vakuumkammer 13 ist über einen in der unteren 5 Kollimatorlinse 55 und eine optische Maske 57, so Platte 19 angebrachten Absaugstutzen 27 mit einer daß die Trägerplatte 9 entsprechend einem geVakuumpumpe 25 verbunden. wünschten Muster belichtet werden kann. Das durch Im oberen Teil der Vakuumkammer 13 ist ein die Maske 57 definierte Muster wird durch einen Werkstückhalter 29 angebracht, an dem die Träger- Quarzkörper 59, welcher die obere Platte 17 durchplatte 9 (F i g. 1.) befestigt wird. Der Werkstückhalter ίο setzt, auf. die auf der Trägerplatte9 befindliche 29 ist um eine Achse 31 drehbar angebracht. Diese Schicht geworfen.

Achse erstreckt sich durch das zylindrische Gehäuse Die Bildung der polymerisierbaren Schicht erfolgt 15 nach außerhalb der Vakuumkammer 13 und ist vorzugsweise dadurch, daß ein auf Photolyse-Polydort mit einem Drehknopf 33 verbunden. Wenn der merisation ansprechendes Monomeres durch den Ein-Werkstückhalter 29 die eingezeichnete Lage A ein- 15 gangskanal 59 α in die Vakuumkammer 13 eingelasnimmt, so ruht.. er auf einem Haltestift 35 und be- sen wird. Dieses Monomere, beispielsweise Butylfindet sich dann direkt oberhalb einer gebündelt methacrylat, Vinylazetat, Methylmethacrylat usw., angeordneten; Gruppe von Verdampfungsquellen 37, nimmt einen Gleichgewichtszustand ein zwischen gas-39 und 41. Diese Verdampfungsquellen enthalten förmiger Phase und adsorbierten Schichten auf den die zur Auf dampf ung der Schichtstruktur von Fig. 1 20 Innenflächen der Vakuumkammer, also auch auf der erforderlichen Werkstoffe. Wenn es sich bei der Oberfläche der Trägerplatte 9. Zur Beschleunigung Schichtstruktur beispielsweise um ein Cryotron han- der Schichtbildung auf der Trägerplatte 9 kann man de'lf mit einem Torleiter (Schicht 3) aus weichem diese auf einer herabgesetzten Temperatur halten, supraleitenden Werkstoff, beispielsweise Zinn, und . etwa mit Hilfe einer Kühlspirale 61 a. Bei der däraufeinem Steuerleiter (Schicht 1) aus hartem supra- 25 folgenden Bestrahlung entsprechend dem gewünschleitendem Material, beispielsweise Blei, so können die ten Muster unter Einhaltung bestimmter Lichtfre-Verdampfungsquellen 37 und 39 Zinn bzw. Blei ent- quenzen werden die Moleküle des Monomeren auf halten. Wenn andererseits die Schichtstruktur eine einen angeregten Energiezustand angehoben und Leitungskreuzung darstellen soll, wobei die Metall- reagieren darauf mit einem Polymerisationsprozeß schichten 1 und 3 aus dem gleichen Material, bei- 30 nach Art der Vinylgruppenaddition, wodurch das spielsweise Silber, bestehen, so benötigt man nur-eine kontinuierliche polymere 'Schichtmuster gebildet Verdampfungsquelle. Die dritte Verdampfungsquelle wird.

41 enthält einen polymerisierbaren organischen Bei diesem Verfahren der Photolyse-Polymerisa-Werkstoff, beispielsweise ein Silikonöl, Bisphenol tion kann im Prinzip an der Oberfläche der Träger-A-Epichlorhydrin, Resorzindigyclidyläther, Methyl- "35 platte 9 adsorbiertes unpolymerisiertes Material phenylsiloxan usw., die einen niedrigen Dampfdruck wieder abdampfen, wenn der Druck in der Vakuumhaben und sich nach dem Verdampfen als eine dünne kammer 13 abnimmt und die Temperatur der Träger-Schicht rauf der Trägerplatte 9 niederschlagen. Die platte 9 während des Aufdampfens des metallischen Verdampfungsquellen 37, 39 und 41 sind mit Tempe- Werkstoffs ansteigt. Es wird daher vorzugsweise so raturregeleinrichtungen 42 üblicher Art verbunden. 40 verfahren, daß an Stelle eines Musters aus polymeri-Wenn die Trägerplatte 9 sich in der Lage A be- sierten und unpolymerisierten Schichtbereichen ein findet, so ist ihre gesamte Oberfläche einem lenkbaren Muster unterschiedlichen Polymerisationsgrades ge-Elektronenstrahl ausgesetzt, der in der Einrichtung 43 bildet wird. Dementsprechend wird zu Beginn die erzeugt "wird. Diese Einrichtung 43 enthält ein Ab- optische Maske 57 entfernt und zunächst einmal die lenksystem mit den Ablenkplatten 45 und 47. Zwecks 45 gesamte Schicht des Monomeren durch Belichtung ungefährer Ausrichtung der Strahlrichtung ist die mit ultraviolettem Licht einer bestimmten Frequenz Einrichtung auf einen geneigten Sockel 48 aufgesetzt. mittels des optischen Systems 51 polymerisiert. Das Die Ablenkplatten 45 und 47 sind mit einer Ablenk- gewünschte Muster bevorzugter Kondensation wird steuerung 49 verbunden, die in geeigneter Weise pro- dann so gebildet, daß die polymere Schicht einem grammiert ist, beispielsweise mit Hilfe eines gespei- 5° durch die Maske 57 bestimmten Belichtungsmuster cherten Programms, auf einem Magnetband befind- mit ultraviolettem Licht einer höheren Frequenz liehen Steuersignalen usw., um geeignete Steuersignale ausgesetzt wird. Diese Belichtung bewirkt eine Strukzu erzeugen, welche den Elektronenstrahl so lenken^ turveränderung der dem Muster entsprechenden daß er auf ausgewählte Bereiche der Trägerplatte 9 Bereiche der polymeren Schicht mit der Folge, daß - entsprechend dem jeweils gewünschten Muster auf- 55 die so behandelten Bereiche der polymeren Schicht trifft. Nach Aufbringung der polymerisierbaren orga- einen höheren Haftkoeffizienten für den aufzubrinnischen Schicht werden also bestimmte Bereiche genden metallischen Werkstoff aufweisen. Man nimmt dieser Schicht entsprechend dem gewünschten Muster an, daß die Erhöhung des Haftkoeffizienten darauf dem Elektronenbeschuß unterworfen. Die beschos- beruht, daß die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht senen Moleküle des organischen Werkstoffs werden 60 einer höheren Frequenz den Grad der Vernetzung in dabei auf einen angeregten Zustand angehoben und den bestrahlten Bereichen verändert. Als Lichtquelpolymerisiereh, so daß in diesen Bereichen eine grö- len für die unterschiedlichen ultravioletten Frequenßere Anzahl von Kondensationskeimen gebildet wird, zen sind beispielsweise eine Quecksilber-Argon-Hochin denen sich später die aufzubringenden metallischen drucklampe bzw. eine Quecksilber-Mitteldrucklampe Werkstoffe bevorzugt anlagern. 65 verwendet worden.

Wenn der Werkstückhalter 27 in die Lage 5 um- In Abänderung der vorstehend beschriebenen Vergeklappt ist (in Fig. 4 gestrichelt gezeichnet), so fahrensweise kann man auch so vorgehen, daß man befindet sich die Trägerplatte 9 unterhalb eines opti- die adsorbierte Schicht des Monomeren entsprechend

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einem bestimmten Muster mittels des optischen Sy- Soll dagegen das Muster bevorzugter Konden-

stems 51 belichtet und dann die dabei unbelichteten sation durch das photolytische Verfahren erzeugt Bereiche der Schicht wieder desorbiert durch Herab- werden, so bringt man die Trägerplatte 9 in die setzen des Druckes in der Vakuumkammer 13, so Lage B und führt ein auf Photolyse-Polymerisation daß die Oberfläche einer darunterliegenden vorher 5 ansprechendes gasförmiges Monomeres, beispielsaufgebrachten polymeren Schicht, die einen höheren weise Vinylazetat, in die Vakuumkammer 13 ein. Zur Haftkoeffizienten aufweist, exponiert wird. Es wird Herabsetzung der Temperatur des Substrats 9 und sich dann der metallische Werkstoff vorzugsweise in zur Beschleunigung des Adsorptionsvorgangs wird den den höheren Haftkoeffizienten aufweisenden Be- die Kühlspirale 61a eingeschaltet. Bei dem Photoreichen abscheiden und dort eine durchgehende to lyse-Verfahren ist es erwürfscht, die gesamte Adsorp-Schicht bilden, tionsschicht 61 des Monomeren bis zu einem gewissen

Die Menge des aufgedampften metallischen Werk- . Grad zu polymerisieren, um die Desorption von Stoffs ist um so weniger kritisch, je größer der unbehandelten Bereichen zu verhindern. Wie in Unterschied im Haftkoeffizienten des Musters bevor- F i g. 3 B in idealisierter Weise gezeigt ist, kann zugter Kondensation und der übrigen Bereiche der 15 nämlich die Trägerplatte 9 oder eine vorher niederorganischen Schicht ist. Die auf die organische geschlagene metallische oder dielektrische Schicht Schicht gerichtete Menge des metallischen Werkstoffs einen Haftkoeffizienten φ ₃ aufweisen, der im wesentsollte zumindest jedoch zur Bildung einer kontinuier- liehen gleich ist demjenigen des endgültigen Musters liehen Metallschicht in den-Bereichen bevorzugter bevorzugter Kondensation, so daß dieses Muster Kondensation ausreichen. In den übrigen Bereichen ao nicht genügend ausgeprägt ist. Um ein ausgeprägtes der Schicht können sich zwar ebenfalls metallische Muster bevorzugter Kondensation zu bilden, wird Partikel anlagern; jedoch soll die Menge des metal- daher die optische Maske 57 zunächst entfernt und lischen Werkstoffs hier zur Bildung einer kontinuier- die gesamte Oberfläche der Schicht 61 des Monolichen metallischen Schicht nicht ausreichen. meres durch das optische System 51 mit ulträviolet-

Der Verfahrensablauf bei der Aufbringung der 25 tem Licht bestimmter Frequenzen belichtet. Für die Schichten der in F i g. 1 gezeigten Struktur wird in gesamte Schicht 61 ergibt sich dadurch eine Oberden F i g. 2 A bis 2 F dargestellt. Zu Beginn wird die flächenstruktur gemäß Punkt α von Fig. 3 B, dem Vakuumkammer 13 mit Hilfe der Vakuumpumpe 25 ein Haftkoeffizient φ _t zugeordnet ist. Zur Bildung auf einen Druck von beispielsweise 10-* Torr eva- eines Musters bevorzugter Kondensation wird dann kuiert, der zur Durchführung der Auf dampf prozesse 30 im optischen System 51 die Maske 57 eingeschaltet ausreichend erscheint. Unter der Annahme, daß das und die Frequenz der Lichtquelle 53 erhöht, wodurch mit Elektronenbeschuß arbeitende Polymerisations- ein Belichtungsmuster höherer Energie auf die verfahren angewendet wird, bringt man den Werk- Schicht 61 geworfen wird. Dadurch werden die stückhalter 29 in die Lage A. Daraufhin wird der der entsprechenden Bereiche der Schicht 61 hinsichtlich Quelle 41 zugeordnete Temperaturregler 42 in Be- 35 ihrer polymeren Struktur so verändert, daß sich trieb gesetzt, und die Auf dampf quelle 41 wird bis zu gemäß dem Punkt b von F i g. 3 B ein größerer Hafteiner Temperatur aufgeheizt, die oberhalb der Ver- koeffizient φ ₂ einstellt.

dampfungstemperatur des in dem Tiegel 41 befind- Es wird dann die leitende Schicht 3 von F i g. 2 B

liehen organischen Stoffs, beispielsweise Bisphenol in der Weise erzeugt, daß zunächst der Werkstück-A-Epichlorhydrin, liegt. Die verdampfte organische 40 halter 29 in die Lage A zurückgeschwenkt wird und Substanz schlägt sich als eine dünne Schicht 61 auf dann unter Zuhilfenahme des Temperaturreglers 42 die ganze Oberfläche der Trägerplatte 9 nieder, wie die Verdampfungsquelle 37 eingeschaltet wird. Die in F i g. 2 A gezeigt wird. Diese Schicht 61 ist ge- Metallpartikel des verdampften Metalls sind zwar nügend dünn, beispielsweise 500A, so daß sicher- auf die gesamte Oberfläche der Schicht 61 gerichtet. gestellt ist, daß die gesamte Dicke durch Elektronen- 45 lagern sich jedoch bevorzugt in den vorbehandelten beschuß polymerisiert wird. Der Elektronenstrahl der Bereichen ab und haben das Bestreben, von den unEinrichtung 43 wird mit Hilfe der Ablenksteuerung behandelten Bereichen der Schicht 61 wieder wegzu-49 so gelenkt, daß entsprechend dem gewünschten dampfen. Sobald sich die leitende.Schicht 3 ausgebil-Muster genau vorbestimmte Bereiche der Schichtet det hat, wird die gesamte Oberfläche der Schicht61 einer Polymerisation unterworfen werden, wie es in 50 einer erneuten Behandlung unterworfen, um die nocl Fig. 2A durch getüpfelte Schattierung darge- nicht oder noch nicht vollständig polymerisierter stellt ist. Bereiche der Schicht 61 gemäß F i g. 2 C vollständig

In Fig. 3 A sind die Haftkoeffizienten des poly- zu polymerisieren. Falls erwünscht, kann noch eint merisierten Bisphenol A-Epichlorhydrin in bezug auf weitere polymere Schicht 61' (gestrichelt gezeichnet" die Anlagerung von Blei, Zinn und Indium in Ab- 55 nach dem beschriebenen Verfahren aufgebracht wer hängigkeit vom Polymerisationsgrad logarithmisch den, um eine elektrische Isolierung zwischen den ir dargestellt. Der Polymerisationsgrad hängt sowohl der schichtförmigen Struktur untergebrachten metal von der Intensität als auch von der Dauer der Elek- lischen Lagen herbeizuführen, tronenbeschießung ab. Ähnliche Kurven existieren Zur Bildung der leitenden Schicht 5 von Fig. i

für jeden polymeren Stoff. Wie aus dem Diagramm 60 werden die Verfahrensschritte der F i g. 2 A, 2 B unc von F i g. 3 A hervorgeht, nimmt der Haftkoeffi- 2 C praktisch noch einmal wiederholt. So zeig zient φ am Anfang mit zunehmender Polymerisation Fig. 2D die Bildung einer zweiten Schicht 63 eine: der Schicht 61 sehr stark zu, verflacht dann und polymerisierbaren Stoffs nach dem bereits beschrie nimmt schließlich einen praktisch konstanten Wert benen Verfahren. Zur Ausbildung der Bereiche be an. Vorzugsweise wählt man den Polymerisationsgrad 65 vorzugter Kondensation kann dabei wieder entwedt so, daß sich ein maximaler Unterschied in den Haft- die Einrichtung 43 zur Erzeugung eines Elektroner. . koeffizienten der vorbestimmten Bereiche und der Strahls oder das optische System 51 verwendet we übrigen Bereiche der Schicht 61 ergibt. den. Nach der Schaffung des Musters bevorzugt!.

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Kondensation in der Schicht 63 wird der Werkstück- Bereiche der Schicht. Die Kadmiumatome Cd rehalter 29 wieder in seine Lage A zurückgeschwenkt, kombinieren beim Niederschlagen auf der polymeren und eine bestimmte Verdampfungsquelle, entweder Schicht 61 mit dem freien Schwefel in der Vakuum-37 oder 39, wird eingeschaltet, um einen metallischen kammer und bilden wieder die Verbindung CdS Stoff, beispielsweise Zinn oder Blei, zum Verdampfen 5 entsprechend der chemischen Reaktion 2Cd + S₂ zu bringen. Die verdampften Partikel bilden nur in ->- 2CdS. . . .

den entsprechend behandelten Bereichen der Schicht Es ist auch möglich, in der polymerisierbaren 63 eine zusammenhängende Schicht 1 (Fi g. 2 E). Schicht ein negatives Abbild des von der optischen Anschließend werden gemäß F i g. 2 F die noch nicht Maske 57 gebildeten Musters zu erzeugen. Hierzu oder noch nicht vollständig polymerisierten Bereiche io sei unter Bezugnahme auf Fig. 3B angenommen, der Schicht 63 vollständig polymerisiert und damit daß eine vorher niedergeschlagene polymere Schicht der Herstellungsprozeß beendet. einen mit b charakterisierten Polymerisationsgrad Das oben beschriebene Verfahren kann in gleicher aufweist, dem ein hoher Haftkoeffizient 0₂ ent-Weise zur Bildung von Dünnschichtmustern chemi- ' spricht, und daß nur die durch die Maske 57 bescher Verbindungen wie Bleisulfid oder Kadmium- 15 stimmten Bereiche der monomeren Adsorptionssulfid angewendet werden. Dabei kann die betreffende schicht 61 durch das optische System 51 belichtet Verbindung dissoziieren, um in Form bestimmter werden, so daß in diesen Bereichen ein Polymerisa-Atome zu verdampfen, oder das Verdampfen kann tionsgrada entsteht, dem ein Haftkoeffizient 0_t zuauch in Form von Molekülen stattfinden. So dis- geordnet ist, wobei 0_X kleiner als 0, ist. Durch soziiert Kadmiumsulfid beim Verdampfen aus einer ao Verminderung des Druckes innerhalb der Kammer Verdampfungsquelle gemäß der chemischen Reaktion 13 mit Hilfe der Vakuumpumpe 25 werden die vor-2CdS-*-2Cd + S₂. Die nach oben gerichteten Kad- her nicht behandelten Bereiche der Schicht 61 demiumatome Cd schlagen sich vorzugsweise in den sorbiert, so daß ein Muster bevorzugter Kondensation Bereichen bevorzugter Kondensation nieder. Diese entsteht, welches durch die freigelegte Oberfläche der Bereiche weisen bezüglich der Kadmiumatome einen 35 vorher niedergeschlagenen polymeren Schicht behöheren Haftkoeffizienten 0₂ auf als die übrigen stimmt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtmusters auf einer isolierenden Unterlage, wobei nach Maßgabe des gewünschten Musters bestimmte Oberflächenbereiche der Unterlage so behandelt werden, daß sie gegenüber den übrigen Oberflächenbereichen eine erhöhte Haftfähigkeit für den aufzubringenden Werkstoff aufweisen, so daß bei dem anschließenden im Vakuum erfolgenden Aufbringen des Werkstoffs dieser sich bevorzugt auf den derart behandelten Oberflächenbereichen abscheidet und nur dort eine zusammenhängende dünne Schicht bildet, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage eine dünne Schicht aus einem polymerisierbaren Werkstoff auf einem Werkstück gebildet und auf die mit dem Muster zu versehenden Bereiche dieser Schicht derart eingewirkt wird, daß eine zur Erzielung einer erhöhten Haftfähigkeit ausreichende Polymerisation nur in diesen Bereichen der Schicht erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Werkstoff durch Vakuumaufdampfen aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein halbleitender Werkstoff durch Vakuumaufdampfen aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als polymerisiejbarer Werkstoff Silikonöl, Bisphenol A-Epichlorhydrin, Resorzindigyclidyläther, Methylphenylsiloxan, Butylmethacrylat, Vinylazetat oder Methylmethacrylat gewählt wird. -

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor Durchführung der eine erhöhte Haftfähigkeit herbeiführenden selektiven Polymerisation die gesamte Schicht aus polymerisierbarem Werkstoff bis zu einem eine nur relativ geringe Haftfähigkeit herbeiführenden Grad polymerisiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ~ dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine erste polymerisierbare dünne Schicht gebildet und diese gesamte Schicht bis zu einem eine hohe Haftfähigkeit herbeiführenden Grad polymerisiert, dann auf dieser ersten Schicht eine zweite Schicht aus polymerisierbarem Werkstoff gebildet wird und die außerhalb des gewünschten Musters be-'findlichen Oberflächenbereiche der zweiten . Schicht bis zu einem eine relativ geringe Haftfähigkeit herbeiführenden Grad polymerisiert und dann die nicht polymerisierten Bereiche der zweiten Schicht entfernt und so die dem gewünschten Muster entsprechenden Bereiche der ersten Schicht freigelegt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der polymerisierbare Werkstoff durch Vakuumaufdampfen aufgebracht wird,

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der polymerisierbare Werkstoff als Monomeres unter einem bestimmten Partialdruck in die Vakuumkammer eingebracht ⁶S wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in an sich bekannter Weise durch Bestrahlung mit Licht durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in an sich bekannter Weise durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation bis zu einem eine relativ geringe.Haftfähigkeit herbeiführenden Polymerisationsgrad durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht einer ersten Frequenz durchgeführt und die Polymerisation bis zu einem eine hohe Haftfähigkeit herbeiführenden Polymerisationsgrad durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht einer zweiten Frequenz durchgeführt wird, die höher ist als die erste Frequenz.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abscheiden des Dünnschichtwerkstoffs die nicht von dem Muster bedeckten Oberflächenbereiche in starkem Maße polymerisiert werden.