DE1590682C3

DE1590682C3 - Process for making thin film electrical circuit assemblies

Info

Publication number: DE1590682C3
Application number: DE19651590682
Authority: DE
Inventors: Joe Ted; Pritchard jun. John Paul; Richardson Tex. Pierce (V.St.A.)
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1964-11-16
Filing date: 1965-11-15
Publication date: 1977-02-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Dünnfilm-Schaltungsvorrichtungen, und sie findet insbesondere auf dem Gebiet integrierter Schaltungen unter Verwendung von Halbleitern Anwendung.The invention relates to a method of manufacturing thin film multilayer circuit devices, and it finds particular use in the field of integrated circuits using Semiconductors application.

Die Erfindung stützt sich auf einen Stand der Technik, wie er sich bei einer Zusammenfassung der US-PS 2 802 760, 3 090 023, 3 100 267, 3 021271, der GB-PS 965 818 und der DT-AS 1042 130 ergibt. Danach kann bei der Herstellung elektrischer Dünnfilmschaltungsanordnungen von einem Verfahren ausgegangen werden, bei dem ein Überzug aus einem lichtempfindlichen Polymerisat auf eine elektrisch leitende Schicht aufgebracht, die so überzogene elektrisch leitende Schicht in eine Vakuumkammer gebracht und diese unter Entfernung unerwünschter Gase evakuiert wird, worauf auf der elektrisch leitenden Schicht ein Überzug aus elektrisch isolierendem Material gebildet und auf diesem ein elektrischer Leiterfilm abgeschieden wird.The invention is based on a prior art as it emerges when summarizing the US-PS 2 802 760, 3 090 023, 3 100 267, 3 021271, GB-PS 965 818 and DT-AS 1042 130 gives. Thereafter, in the manufacture of thin film electrical circuitry, a method be assumed, in which a coating of a photosensitive polymer on a applied electrically conductive layer, the thus coated electrically conductive layer in a vacuum chamber brought and this is evacuated with removal of unwanted gases, whereupon on the electrically conductive layer formed a coating of electrically insulating material and on this an electrical conductor film is deposited.

ίο Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in einer Verbesserung des Verfahrens der Herstellung der Isolierschicht und sie wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.ίο The underlying of the present invention The object is to improve the method of manufacturing the insulating layer and it will solved by the features specified in claim 1.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung cryogener Schaltungsanordnungen. Als solche werden Schaltungen angesehen, welche bei so niederen Temperaturen betrieben werden, daß Metal! supraleitend wird und keinen Widerstand mehr zeigt,The invention is particularly suitable for producing cryogenic circuit arrangements. When such are circuits that are operated at temperatures so low that Metal! becomes superconducting and no longer shows any resistance,

ao solange der Strom keinen kritischen Grenzwert für die jeweilige Temperatur übersteigt; in diesem Augenblick kehrt das Metall abrupt wieder zu seinem normalen spezifischen Widerstand zurück. Verschiedene Metalle besitzen verschiedene kritische Strom-ao as long as the current is not a critical limit for exceeds the respective temperature; at that moment the metal abruptly returns to his normal resistivity back. Different metals have different critical currents

»5 werte für eine jeweilige Temperatur und für eine jeweilige magnetische Feldstärke, welcher das Metall ausgesetzt ist. In einem Cryotron wird dieses Phänomen dazu ausgenutzt, einen besonderen Trägerleiter von Supraleitfähigkeit auf normalen spezifischen Widerstand umzuschalten. Ein Cryotron wird gebildet, indem man einen metallischen Kontrollstromleiter mit einem verhältnismäßig hohen kritischen Stromwert in enge Nachbarschaft zu einem metallischen Gatterleiter mit verhältnismäßig niedrigem kritischem Stromwert bringt. Ein Strom in dem Kontrolleiter unterhalb des kritischen Werts erzeugt jedoch trotzdem ein magnetisches Feld neben dem Trägerleiter, welches ausreicht, um den Trägerleiter von Supraleitfähigkeit auf normalen spezifischen Widerstand umzuschalten, so daß ein frei fließender Strom, beispielsweise in dem Trägerleiter, plötzlich unterbrochen werden kann.»5 values for a respective temperature and for a respective magnetic field strength, which the metal is exposed. In a cryotron, this phenomenon is used to create a special carrier conductor to switch from superconductivity to normal specific resistance. A cryotron will made by making a metallic control conductor with a relatively high critical Current value in close proximity to a metal gate conductor with a relatively low brings critical current value. A current is generated in the control liter below the critical value however, there is still a magnetic field next to the carrier conductor, which is sufficient to surround the carrier conductor to switch from superconductivity to normal resistivity, so that a free-flowing Current, for example in the carrier conductor, can suddenly be interrupted.

Bei einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Schaltungen ganz allgemein und cryogenen Schaltungen insbesondere werden Cryotrons so hergestellt, daß man zuerst Leiterstreifen aus einer Metallsorte, z. B. Zinn, auf einer Unterlage herstellt, das die Unterlage und die Streifen mit einer Schicht aus Isoliermaterial mit Fenstern über Teilen der dünnen Streifen bedeckt und dann einen zweiten Metallfilm auf dem Isoliermaterial niederschlägt, so daß das Metall dieses zweiten Films durch die Fenster hindurchtritt und mit den vorher niedergeschlagenen Metallstreifen Kontakt bekommt. Durch abwechselnde Schichten aus leitenden Streifen und Isoliermaterial wird so die Schaltung mit elektrischem Kontakt zwischen aufeinanderfolgenden Schichten durch Fenster in dem Isolierfilm aufgebaut.In a non-prior art method of making thin film circuits in general, and cryogenic circuits in particular, cryotrons are manufactured so that one first conductors strips made of one type of metal, e.g. B. tin, on a base that the base and covering the strips with a layer of insulating material with windows over portions of the thin strips and then depositing a second metal film on the insulating material so that the metal forms this second Film passes through the window and makes contact with the previously deposited metal strips receives. Alternating layers of conductive strips and insulating material create the Circuit with electrical contact between successive layers through windows in the insulating film built up.

Der kritische Stromwert in einem supraleitenden Streifen wird wesentlich durch die Reinheit des Metalls beeinflußt. Eine nicht supraleitende Verunreinigung in einem kleinen Querschnitt des Leiters ergibt eine Zone verringerten kritischen Stroms. Wenn daher der Übergang zwischen den nacheinander niedergeschlagenen Metallfilmen nicht sehr sauber und frei von Verunreinigungen ist, kann der durch die beiden Filme gebildete Leiter nicht supraleitend seinThe critical current value in a superconducting strip is essentially determined by the purity of the metal influenced. A non-superconducting contamination results in a small cross-section of the conductor a zone of reduced critical current. Therefore, when the transition between the successively dejected If the metal film is not very clean and free of impurities, the Conductors formed by both films cannot be superconducting

oder er besitzt einen so niedrigen kritischen Stromwert, daß die Schaltung unwirksam wird. Das vorstehend beschriebene Verfahren bietet ein besonderes Problem in dieser Hinsicht, da nach Niederschlagung jedes Metallfilms die Unterlage aus dem Vakuumraum entnommen werden muß, damit der Film durch Aufbringung einer lichtempfindlichen Ätzschutzschicht und Ätzung unter Bildung der verschiedenen Leiterbahnen selektiv entfernt werden kann. Über den Leitern wird dann eine andere Schicht aus einem Photo-Ätzschutzmaterial gebildet, belichtet und unter Entstehung von Fenstern entwickelt, welche vorherbestimmte Teile der vorher niedergeschlagenen Leiter freilegen. Die freiliegenden Oberflächen des Metalls, auf welchen der nächste Metallfilm durch die in der Isolierschicht gebildeten Fenster niedergeschlagen werden soll, sind daher sowohl durch Reste der Entwicklungsflüssigkeiten als auch des Photo-Ätzschutzmaterials und auch durch Oxyde des Metallfilms verunreinigt, die alle nicht supraleitend sind.or it has such a low critical current value that the circuit becomes ineffective. The above The method described presents a particular problem in this regard, since after deposition For each metal film, the support must be removed from the vacuum space in order for the film to pass through Application of a photosensitive anti-etch layer and etching to form the various Conductor tracks can be selectively removed. Another layer of one is then created over the ladders Photo-etch protection material formed, exposed and developed with the formation of windows, which predetermined Expose parts of the previously knocked down ladder. The exposed surfaces of the Metal onto which the next metal film is deposited through the windows formed in the insulating layer should be, are therefore both by residues of the developing liquids and the Photo-etch protection material and also contaminated by oxides of the metal film, all of which are not superconducting are.

Eines der wichtigsten Materialien, welches zur Herstellung von Dünnfilm-Schaltungen verwendet wird, ist der Isolator zwischen aufeinanderfolgenden leitenden Schichten. Zur Herstellung verwickelter Systeme mit einer großen Dichte von Komponenten muß ein fehlerfreier Isolierfilm über Stellen von bis zu 25 cm² Fläche niedergeschlagen werden. Die häufigsten Fehler sind winzig kleine Löcher und Sprünge, die durch eine Verunreinigung der Unterlage und während der Niederschlagung erzeugten Spannungen verursacht werden. Die in aus der Dampfphase niedergeschlagenen Filmen anwesenden Spannungen werden stark durch Faktoren, wie die Temperaturquelle und die in der Vakuumkammer anwesenden restlichen Gase beeinflußt. Unter Spannung stehende Filme aus Siliciumoxyd reißen oft und lösen sich von der Unterlage ab, was fehlerhafte Schaltungen ergibt, in welche umsonst viel Zeit investiert wurde. Auch erfahren die dielektrischen Eigenschaften von einigen Isolatoren, insbesondere der Metalloxyde, starke Änderungen mit der Temperatur und beim Altern, was die Probleme beim Bau von Schaltungen noch vergrößert.One of the most important materials used to make thin film circuits is the insulator between successive conductive layers. In order to produce intricate systems with a high density of components, a defect-free insulating film must be ^{deposited over areas of up to 25 cm 2 in} area. The most common defects are tiny holes and cracks caused by contamination of the substrate and stresses generated during the crackdown. The stresses present in deposited films from the vapor phase are greatly influenced by factors such as the temperature source and the residual gases present in the vacuum chamber. Silicon oxide films under tension often tear and separate from the substrate, resulting in faulty circuits in which a great deal of time has been invested in vain. Also, the dielectric properties of some insulators, particularly the metal oxides, experience large changes with temperature and with aging, which add to the problems in circuit construction.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der lichtempfindliche Polymerisatüberzug in an sich bekannter Weise vor dem Bombardement mit den ionisierten Teilchen durch Belichten, Entwickeln und Entfernen eines Teils desselben unter Freilegen von Teilen der elektrisch leitenden Schicht in Form eines Musters gebracht, welches Teile der darunter befindlichen elektrisch leitenden Schicht freiläßt. Dabei wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß diese freiliegenden Teile der elektrisch leitenden Schicht durch den Ionenbeschuß gereinigt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the photosensitive polymer coating in a manner known per se prior to bombardment with the ionized particles by exposure, Developing and removing part of the same, exposing parts of the electrical conductive layer placed in the form of a pattern, which parts of the underlying electrical Leaves conductive layer exposed. The additional advantage is achieved that these exposed parts of the electrically conductive layer can be cleaned by ion bombardment.

Vorzugsweise erfolgt das Bombardement mit ionisierten Teilchen in einer Atmosphäre, die Argon, Stickstoff, Wasserstoff oder Dampf unter einem Druck von 10~³ bis etwa 10~²mmHg enthält. Preferably, the ionized particle bombardment is carried out in an atmosphere containing argon, nitrogen, hydrogen, or steam at a pressure of 10 ^-3 to about 10 ² mmHg.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Überzüge aus elektrisch isolierendem Material sind im Gegensatz zu den bisher in Dünnfilm-Schaltungsanordnungen verwendeten elektrisch isolierenden Überzügen infolge Ausschaltung von bisher erforderlichen Verfahrensstufen einfacher herzustellen, gegen Wärmeschocks und mechanische Beanspruchungen beständiger und zeigen keine Alterungserscheinungen. The coatings of electrically insulating material obtained by the process according to the invention are in contrast to the previously used in thin-film circuit arrangements electrically insulating Coatings are easier to manufacture due to the elimination of previously required process steps, more resistant to thermal shocks and mechanical loads and show no signs of aging.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Systems,The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing shows 1 shows a schematic representation of a method for carrying out the method according to the invention suitable system,

F i g. 2 eine vergrößerte, perspektivische, leicht schematisierte Darstellung einer cryogenen Dünnfilm-Schaltung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden kann,F i g. 2 is an enlarged, perspective, slightly schematic representation of a cryogenic thin-film circuit; which can be obtained by the process according to the invention,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linien 3-3 von F i g. 2 und3 is a cross-sectional view taken along lines 3-3 of FIG. 2 and

F i g. 4 bis 9 graphische Darstellungen der elektrisehen Eigenschaften des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten Isolierfilms.F i g. 4 to 9 graphic representations of the electric se Properties of the insulating film formed by the process of the invention.

In F i g. 1 ist das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete System ganz allgemein mit 10 bezeichnet. Dieses System 10 besitzt eineIn Fig. 1 is the system suitable for carrying out the method according to the invention in very general terms denoted by 10. This system 10 has a

ao Vakuumkammer 12 mit einer Grundfläche 14, auf welcher eine Vakuumglasglocke 16 befestigt ist. Zur Evakuierung der Kammer 12 dient ein Vakuumsystem 18. Dieses Vakuumsystem 18 kann beliebiger Bauart sein, soll jedoch ein Vakuum von bis zuao vacuum chamber 12 with a base 14 on which a vacuum bell jar 16 is attached. To the A vacuum system 18 is used to evacuate the chamber 12. This vacuum system 18 can be of any desired type Be of construction, however, a vacuum of up to

as 10~⁷mmHg erzeugen können und soll geeignete Fallen und Filtermittel enthalten, um die Atmosphäre in der Kammer 12 so rein und regelbar wie möglich zu halten. Eine Quelle 20 für Argon, Wasserstoff oder ein anderes geeignetes Gas, wie es nachstehend näher erläutert wird, dient der Füllung der Kammer 12 bis zur Einstellung des gewünschten Drucks mit einer geregelten Atmosphäre. Ein Paar Elektroden 22 sind an eine regelbare Wechselstromspannungsquelle 24 angeschlossen, die quer über die Elektroden 22 eine Spannung bis zu 15 000 Volt liefern soll. Ein nicht dargestellter Mechanismus dient dazu, eine Unterlage 26 in der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung Nr. 1 zu halten, so daß die Unterlage auf die nachstehend beschriebene Weise mit ionisierten Teilchen bestrahlt werden kann. Diese Trägermittel besitzen die Möglichkeit, die Unterlage in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung Nr. 2 zu bewegen, ohne daß dabei das Vakuum in der Kammer 12 aufgehoben wird. Ein geeignetes Vakuumaufdampf- und Kondensationssystem zum Überziehen der Unterlage in der Stellung Nr. 2 mit einem dünnen Metallfilm umfaßt einen Kamin 28, in dem ein Behälter mit dem auf der Unterlage niederzuschlagenden Metall angeordnet ist, sowie Mittel zur Erhitzung und Verdampfung des Metalls. Das verdampfte Metall steigt durch den Kamin nach oben und bildet auf der Unterseite der Unterlage oder des Substrats einen Film. Der Kamin 28 verhindert eine zu starke Niederschlagung auf der Innenseite der Vakuumglocke 16 und anderen Teilen der Einrichtung in der Vakuumkammer.as 10 ~ can produce ⁷ mmHg and will contain appropriate traps, and filter means, in order to keep the atmosphere in the chamber 12 so pure and controlled as possible. A source 20 of argon, hydrogen or another suitable gas, as will be explained in more detail below, is used to fill the chamber 12 with a regulated atmosphere until the desired pressure is established. A pair of electrodes 22 are connected to a controllable AC voltage source 24 which is intended to deliver a voltage of up to 15,000 volts across the electrodes 22. A mechanism, not shown, serves to hold a base 26 in position No. 1, shown in solid lines, so that the base can be irradiated with ionized particles in the manner described below. These carrier means have the possibility of moving the substrate into position no. 2 shown in dashed lines without the vacuum in the chamber 12 being broken in the process. A suitable vacuum evaporation and condensation system for coating the substrate in position No. 2 with a thin film of metal comprises a chimney 28 in which a container is placed with the metal to be deposited on the substrate and means for heating and vaporizing the metal. The vaporized metal rises up through the chimney and forms a film on the underside of the pad or substrate. The chimney 28 prevents excessive precipitation on the inside of the vacuum bell jar 16 and other parts of the device in the vacuum chamber.

Ein Teil einer typischen, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen cryogenen Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 gezeigt. Die Unterlage 26, auf welcher die Schaltung gebildet wird, kann zweckmäßig aus einer etwa 25 cm² Glasplatte bestehen. Die Schaltung besteht aus zwei allgemein mit 30 und 32 bezeichneten Cryotronen. Das Cryotron 30 besitzt einen aus einem Zinngatter 34 und Bleistreifen 36 und 38 bestehenden Trägerleiter. Die Streifen 36 und 38 gehen durch Fenster 50 und in einen polymeren Isolierfilm 40 hindurch und berühren den Zinngatterstreifen 34. Ein Bleisteuer-Part of a typical cryogenic circuit arrangement obtainable by the method according to the invention is shown in FIG. 2 shown. The base 26 on which the circuit is formed can expediently consist of an approximately 25 cm ² glass plate. The circuit consists of two cryotrons, generally designated 30 and 32. The cryotron 30 has a carrier conductor consisting of a tin gate 34 and lead strips 36 and 38. The strips 36 and 38 pass through windows 50 and into a polymeric insulating film 40 and contact the tin gate strip 34.

streifen 42 verläuft über den Gatterstreifen 34, von welchem er durch den Isolierfilm 40 isoliert gehalten wird. Das Cryotron 32 besitzt die gleiche Bauart und besteht aus einem Trägerleiter aus einem Zinngatterstreifen 44, dem Bleistreifen 42 und einem anderen Bleistreifen 46, sowie einem Kontrolleiter 48, der über den Zinngatterstreifen 44 verläuft und von diesem durch den Isolierfilm 40 isoliert gehalten wird.strip 42 runs over the gate strip 34, from which it is kept isolated by the insulating film 40 will. The Cryotron 32 has the same design and consists of a carrier conductor made of a tin gate strip 44, the lead strip 42 and another lead strip 46, as well as a control titer 48, the runs over the tin gate strip 44 and is kept insulated therefrom by the insulating film 40 will.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am besten unter Bezugnahme auf die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung erläutert, obwohl die Erfindung natürlich nicht auf die spezielle, hier dargestellte Schaltung beschränkt ist. Beim Bau der Schaltung wird ein dünner Zinnfilm auf der gesamten Unterlage 26 in einem System 10 im Vakuum aufgedampft. Die Unterlage 26 wird dann aus dem Vakuumsystem entnommen und der Zinnfilm wird mit einer Photo-Ätzschutzschicht überzogen, die an bestimmten Stellen dann belichtet und zur Entfernung aller Stellen der Ätzschutzschicht, mit Ausnahme dort, wo der Zinnfilm unter Bildung der Zinngatterstreifen 34 und 44 verbleiben soll, entwickelt wird. Das ungeschützte Zinn wird mit einem Ätzmittel entfernt und die Photo-Ätzschutzschicht wird vorzugsweise von der Unterlage mittels einer geeigneten Abziehlösung abgezogen. Dann wird über der ganzen Unterlage der Isolierfilm 40 gebildet, indem man einen weiteren Überzug aus Photo-Ätzschutzmaterial aufbringt, der dann unter einer Infrarotlampe getrocknet wird. Dann werden in der Photo-Ätzschutzschicht die Fenster gebildet, durch welche man mit den verbleibenden Zinnstreifen Kontakt erhalten kann. Beispielsweise kann der Photo-Ätzschutzüberzug belichtet und unter Entfernung von Teilen über den Zinnstreifen 34 und 44 und Bildung von Fenstern 50 und 52, wie in Fig. 3 dargestellt, entwickelt werden. An dieser Stelle sei bemerkt, daß die durch die Fenster in dem Isolierfilm 40 belichteten Oberflächenteile des Zinngatterstreifens mit der Atmosphäre in Berührung kämen und auch mit dem Photo-Ätzschutzmaterial und den Entwicklungsflüssigkeiten innige Berührung hatten, was alles zu einer Verunreinigung der Oberfläche des Metalls durch Rückstände und Oxyde beitragen kann.The method of the invention is best illustrated with reference to that illustrated in FIG Circuit arrangement explained, although the invention is of course not limited to the particular one shown here Circuit is limited. As the circuit is built, a thin film of tin will be applied over the entire surface 26 evaporated in a system 10 in a vacuum. The pad 26 is then removed from the vacuum system and the tin film is coated with a photo-etch protection layer, which at certain Places then exposed and to remove all places of the anti-etch layer, with the exception of where the tin film is to remain to form the tin gate strips 34 and 44 is developed. The unprotected Tin is removed with an etchant and the photo-etch protection layer is preferably removed from peeled off the base using a suitable peeling solution. Then the Insulating film 40 formed by applying a further coating of photo-etch protective material, the then dried under an infrared lamp. Then in the photo-etch protection layer the Windows formed through which one can get in contact with the remaining tin strips. For example the photo-etch protection coating can be exposed and with removal of parts over the Tin strips 34 and 44 and the formation of windows 50 and 52 as shown in FIG. 3 can be developed. It should be noted at this point that the surface portions exposed through the windows in the insulating film 40 of the pewter gate strip would come into contact with the atmosphere and also had intimate contact with the photo-etching protection material and the developing liquids, all of which is supposed to can contribute to contamination of the surface of the metal by residues and oxides.

Gemäß der Erfindung wird die Unterlage mit ionisierten Teilchen bestrahlt oder bombardiert, um das Material der Photo-Ätzschutzschicht unter Erzeugung einer verbesserten Isolierschicht zu polymerisieren. Dabei wird gleichzeitig die freiliegende Oberfläche der Zinnstreifen gereinigt. Die Unterlage wird in der Vakuumkammer 12 in die Stellung Nr. 1 gebracht, wobei der Photo-Ätzschutzfilm und die freiliegende Oberfläche des Zinnfilms nach unten zeigen. Die Kammer wird dann, soweit es die verwendete Einrichtung zuläßt, evakuiert, vorzugsweise bis auf etwa 10~⁵ oder 10~^emmHg, um dann alle unerwünschten Gase aus der Kammer zu entfernen. Dann wird sie bis auf einen Druck von etwa 10~³ bis etwa 10~² mm Hg wieder mit einem Gas gefüllt, welches die geladenen Teilchen liefern soll. Das bevorzugte Gas ist Argon, jedoch können auch Wasserstoff oder Wasserdampf zur Erzeugung einer reduzierenden Atmosphäre oder irgendein anderes inertes Gas verwendet werden. An die im Abstand voneinander angeordneten Elektroden 22 wird dann von der Quelle 24 aus ein Wechselstrom angelegt und die Spannung wird so geregelt, daß der dunkle Teil des durch die Spannung erzeugten Glühens die Unterlage 26 einhüllt. Dieser dunkle Teil wird deshalb ausgewählt, weil er die Zone der energiereichsten Teilchen darstellt. Eine Wechselspannung von etwa 9000 Volt ist in einem System wie dem in F i g. 1 gezeigten am besten. Man nimmt an, daß jede Spannung zwischen etwa 5000 und 15 000VoIt günstige Ergebnisse liefert; die genaue Spannung hängt jedoch von der Stellung der Elektroden 22 relativ zu derAccording to the invention, the substrate is irradiated or bombarded with ionized particles in order to polymerize the material of the photo-etch protection layer to produce an improved insulating layer. The exposed surface of the tin strips is cleaned at the same time. The pad is placed in the No. 1 position in the vacuum chamber 12 with the photo-etch protection film and the exposed surface of the tin film facing downward. The chamber is then, as far as permitted by the equipment used, evacuated, preferably up to about 10 ~ or 10 ~ ^e ⁵ mmHg, and then all of the unwanted gases from the chamber to remove. Then, it is up to a pressure of about 10 ~ ³ again filled with a gas to about 10 ^-2 mm Hg, which is to supply the charged particles. The preferred gas is argon, but hydrogen or water vapor to create a reducing atmosphere or any other inert gas can also be used. An alternating current is then applied from the source 24 to the electrodes 22, which are arranged at a distance from one another, and the voltage is regulated so that the dark part of the glow produced by the voltage envelops the substrate 26. This dark part is chosen because it represents the zone of the most energetic particles. An AC voltage of about 9000 volts is present in a system such as that in FIG. 1 shown best. Any voltage between about 5,000 and 15,000 volts is believed to give favorable results; however, the exact voltage depends on the position of the electrodes 22 relative to the

ίο Unterlage 26 und dem in der Kammer 12 herrschenden Druck ab. Durch die Spannung werden die Atome in der Kammer ionisiert und die ionisierten Teilchen werden durch das elektromagnetische Feld beschleunigt, welches durch die an die Elektroden angelegte Spannung erzeugt wird; die Teilchen treffen dann auf die Oberfläche der Unterlage der mit Fenstern versehenen Photo-Ätzschutzschicht und des durch diese Fenster freigelegten Metallfilms auf.ίο pad 26 and the one prevailing in chamber 12 Pressure off. The tension ionizes the atoms in the chamber and the ionized ones Particles are accelerated by the electromagnetic field that passes through the electrodes applied voltage is generated; the particles then hit the surface of the substrate windowed photo-etch protection layer and the metal film exposed through these windows.

Die auf die nach unten zeigenden Oberflächen desThe downward facing surfaces of the

ao durch die Fenster freigelegten Metallfilms auftreffenden ionisierten Teilchen beseitigen gründlich die Oxyde, chemische Rückstände und andere Verunreinigungen von der Metalloberfläche. Das genaue Verfahren, nach welchem die Metalloberfläche ge-ao striking through the exposed metal film ionized particles thoroughly remove the oxides, chemical residues and other contaminants from the metal surface. The exact process by which the metal surface is

s5 reinigt wird, ist nicht bekannt. Man nimmt jedoch an, daß die Metalloxyde sowohl mechanisch durch den Aufprall der Teilchen als auch durch eine chemische Reaktion infolge einer Änderung der Ionenladung des Oxyds, welche eine chemische Reduktion oder Sublimation des Oxyds ermöglicht, entfernt werden. Durch einen ähnlichen Prozeß werden wahrscheinlich die Rückstände und anderen Fremdstoffe, welche die Metalloberfläche infolge Berühren mit der Atmosphäre, dem Material der Ätzschutzschicht, den Entwicklungsflüssigkeiten und den Ätzmitteln verunreinigt haben könnten, entfernt. Die Oberfläche der Metalle kann beliebig lange auf diese Weise gereinigt werden; 15 Minuten reichen in der Regel jedoch aus, wobei die erforderliche Zeit lediglich eine Anpassung an optimale Bedingungen bei jedem besonderen System darstellt.s5 is cleaned is not known. However, one takes suggests that the metal oxides both mechanically by the impact of the particles and by a chemical Reaction resulting from a change in the ionic charge of the oxide, which results in a chemical reduction or allows sublimation of the oxide to be removed. Going through a similar process will likely the residues and other foreign matter which the metal surface as a result of contact with the Atmosphere, the material of the anti-etch layer, the developing liquids and the etchants may have contaminated removed. The surface of the metals can be cleaned in this way for any length of time will; However, 15 minutes is usually sufficient, with only one time required Adaptation to optimal conditions in each particular system.

Gemäß der Erfindung polymerisieren die auf die Schicht 40 aus Photo-Ätzschutzmaterial auftreffenden ionisierten Teilchen diese Ätzschutzschicht unter Erzeugung eines sehr stabilen Isolierfilms. Die für die Photo-Ätzschutzschichten verwendeten Materialien sind bekannte lichtempfindliche organische Polymerisate und werden in der Industrie viel verwendet, um Metallfilme und Oxydisolierungen in bestimmten Mustern zum Bau von Mikroschaltungen aufzubringen. Man kennt mindestens zwei Typen von lichtempfindlichen Polymeren, welche sich nach der Erfindung erfolgreich polymerisieren lassen. Ein Typ dieser Polymeren ist in den US-PS 2 958 599, 2 975 053, 2 989455, 2994 608, 2 994 609 und 2 995 442 beschrieben. Ein anderer Typ ist in den US-PS 2 690 966, 2 732 301 und 2 861057 beschrieben.
Die sich bei der Bestrahlung oder der Bombardierung des Materials der Photo-Ätzschutzschicht abspielende genaue chemische Reaktion ist nicht bekannt. Man nimmt jedoch an, daß die Energie der geladenen Teilchen eine Ausrichtung des polymeren Basismaterials bewirkt, so daß diese sehr lange Ketten bildet, die außergewöhnlich stabil gegen Chemikalien, einen physikalischen Abrieb und Temperaturschwankungen sind. Alle im Handel erhältlichen Formen von lichtempfindlichem .Ätzschutzmaterial,According to the invention, the ionized particles impinging on the layer 40 of photo-etch protection material polymerize this etch protection layer to produce a very stable insulating film. The materials used for the photo-etch protection layers are known light-sensitive organic polymers and are widely used in industry to apply metal films and oxide insulation in certain patterns for the construction of microcircuits. At least two types of photosensitive polymers are known which can be successfully polymerized according to the invention. One type of these polymers is described in U.S. Patents 2,958,599, 2,975,053, 2,989,455, 2,994,608, 2,994,609 and 2,995,442. Another type is described in U.S. Patents 2,690,966, 2,732,301 and 2,861,057.
The exact chemical reaction that takes place when the material of the photo-etch protection layer is irradiated or bombarded is not known. It is believed, however, that the energy of the charged particles aligns the polymer base material so that it forms very long chains which are exceptionally stable to chemicals, physical abrasion, and temperature fluctuations. All commercially available forms of photosensitive anti-corrosive material,

die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausprobiert wurden, waren erfolgreich. Man darf daher annehmen, daß mindestens alle lichtempfindlichen Polymeren auf die erfindungsgemäße Weise unter Bildung eines stabileren Films mit guten dielektrisehen Eigenschaften fixiert werden können, wie dies nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der hier verwendete Ausdruck »lichtempfindliches Polymerisat« soll die Polymerisate der in den vorstehenden Patenten beschriebenen allgemeinen Klassen sowie die im Handel erhältlichen und verbreitet als Photo-Ätzschutzmaterialien verwendeten umfassen. Die Photo-Ätzschutzmaterialien finden besonders zur Herstellung von Dünnfilm-Schaltungen Anwendung, da sie leicht auf photographischem Wege in Form von Mustern aufgebracht werden können und gegenüber den meisten Metallätzmitteln beständig sind.those tried in the method of the invention were successful. One may therefore assume that at least all photosensitive polymers are subjected to the inventive manner Formation of a more stable film with good dielectric properties can be fixed like this will be described in more detail below. The term "light-sensitive polymer" used here is intended to include the polymers of the general classes described in the above patents as well those commercially available and widely used as photo-etch protection materials used include. The photo-etch protection materials are especially used for Manufacture of thin film circuits application as they are easily photographic in shape of patterns and resistant to most metal etchants.

Verwendbar sind positive und negative Ätzschutzmittel, in welchen die mit Ultraviolettlicht belichteten Stellen bzw. die unbelichteten Stellen an- ao schließend mit üblichen Entwicklerlösungen entfernt werden.Positive and negative anti-etchants, in which those exposed to ultraviolet light, can be used Areas or the unexposed areas are then removed with customary developer solutions will.

Ganz allgemein wird bei Belichtung eines positiven Photo-Ätzschutzmaterials mit Ultraviolettlicht dieses aus einem Polymeren höherer Ordnung in ein Poly- ^a5 meres niedriger Ordnung umgewandelt, welches dann mittels Entwicklerlösungen, die die unbelichteten Stellen nicht angreifen, entfernt werden kann. Vor Bestrahlung mit geladenen Teilchen können die unbelichteten Teile des positiven Ätzschutzmaterials auch leicht von ihrer Unterlage mittels Aceton abgezogen werden. Nach Polymerisation des Photo-Ätzschutzmaterials durch Bestrahlung mit geladenen Teilchen ist der Film aus dem Polymeren höherer Ordnung jedoch gegen eine anschließende Beiichtung und. Entwicklung und gegen ein Abziehen bewirkende Mittel sowie gegen, alle üblicherweise zum Ätzen von Metallfilmen verwendeten Ätzmittel fixiert. Eine positive Ätzschutzmateriallösung kann somit dadurch in Form eines Musters aufgebracht werden, daß man den zu entfernenden Teil mit Ultraviolettlicht belichtet und dann den belichteten Teil wegentwickelt. Der in Form eines Musters zurückbleibende Überzug kann unter dem Mikroskop untersucht werden, und wenn er Fehler aufweist, kann er leicht mit Aceton wieder abgezogen oder belichtet und entwickelt werden, da er vorher noch nicht belichtet worden war. Wenn jedoch das Muster der Ätzschutzschicht annehmbar ist, kann es anschließend durch Bestrahlung mit den geladenen Teilchen auf die vorstehend beschriebene Weise fixiert werden. Weitere Metall- und Photo-Ätzschutzschichten können ohne weiteres angewendet werden, um anschließend niedergeschlagenen Metallfilmen ohne Gefahr einer Beschädigung einer vorher fixierten Isolierschicht durch die Entwicklungs-, Abzieh- und Ätzlösungen ein bestimmtes Muster zu verleihen. .It is generally a positive photo-Ätzschutzmaterials with ultraviolet light from a polymer of this higher-order converted into a poly meres ^a 5 low order upon exposure, which then can be removed by developing solutions that do not attack the unexposed areas. Before irradiating with charged particles, the unexposed parts of the positive etch protection material can also be easily peeled off from their base using acetone. However, after the photo-etch protection material has polymerized by irradiation with charged particles, the film made of the higher-order polymer is against subsequent coating and. Development and anti-stripping agents and all etchants commonly used for etching metal films. A positive anti-etch material solution can thus be applied in the form of a pattern by exposing the part to be removed to ultraviolet light and then developing the exposed part away. The coating that remains in the form of a pattern can be examined under a microscope and if it has defects it can easily be peeled off again with acetone or exposed and developed since it was not previously exposed. However, if the pattern of the anti-etch layer is acceptable, it can then be fixed by irradiating the charged particles in the manner described above. Further metal and photo-etch protection layers can readily be used to pattern subsequently deposited metal films without the risk of damage to a previously fixed insulating layer by the developing, stripping and etching solutions. .

Die positive Photo-Ätzschutzschicht kann auch nach Bestrahlung in Form eines Musters gebracht werden, indem man vorherbestimmte Stellen der Photo-Ätzschutzschicht mittels Schablonen aus Metallfilmen abdeckt. Der unbedeckte Teil der Photo-Ätzschutzschicht wird dann durch Polymerisation fixiert, während der durch den Metallfilm abgeschirmte Teil mittels eines Acetonabziehmittels entfernt werden kann. Der ungeschützte Teil der positiven Photo-Ätzschutzschicht kann auch photographisch in Form eines Musters mit Ultraviolettlicht belichtet werden, der belichtete Teil wird durch Entwicklung entfernt und der verbleibende Teil wird dann durch Bestrahlung mit den geladenen Teilchen fixiert. ■.·■■·■. ■■:. . ' The positive photo-etching protection layer can also be made in the form of a pattern after irradiation by covering predetermined locations of the photo-etching protection layer using stencils made from metal films. The uncovered part of the photo-etch protection layer is then fixed by polymerization, while the part shielded by the metal film can be removed by means of an acetone stripping agent. The unprotected part of the positive photo-etching protective layer can also be exposed photographically in the form of a pattern to ultraviolet light, the exposed part is removed by development, and the remaining part is then fixed by irradiation with the charged particles. ■. · ■■ · ■. ■■ :. . '

Die negativen Ätzschutzschichten werden an den nicht mit ultraviolettem Licht belichteten Stellen selektiv, d. h. zunächst durch die Entwicklerflüssigkeiten entfernt, werden jedoch bei Belichtung mit ultraviolettem Licht so stark polymerisiert, daß sie gegen die Entwicklerlösungen beständig sind.The negative etch protection layers are applied to the areas not exposed to ultraviolet light selective, d. H. initially removed by the developer fluids, but with exposure to polymerized so strongly by ultraviolet light that they are resistant to the developer solutions.

Nach beendeter Reinigung und Fixierung wird die Kammer 12 sofort auf einen so niedrigen Druck, wie ihn das verwendete Vakuumsystem zuläßt, vorzugsweise auf einen Druck von etwa 10~⁵ oder 10^^e mm Hg, evakuiert. Je niedriger der in der Kammer 12 erzielbare Druck, um so besser. Die Unterlage 26 wird dann in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung Nr. 2 über dem Kamin 28 gebracht, und die in dem Kamin 28 angeordnete Metallquelle wird so stark erhitzt, daß das niederzuschlagende Metall verdampft. Die Metallatome steigen nach oben und treffen auf die Unterseite der Unterlage 26 auf, wo die Metallatome Keime bilden und über der ganzen Unterlage einen Metallfilm erzeugen. Die Metallatome treten auch durch die Fenster in dem Isolierfilm 40 hindurch und sammeln sich auf den freiliegenden und gereinigten Oberflächen der Zinngatterstreifen 34 und 44. Diese Niederschlagung ergibt einen sehr reinen Metallfilm. Der vorher niedergeschlagene Metallfilm ist ebenfalls, wenn er nach dem gleichen Verfahren erzeugt wurde, sehr rein, so daß nach der vorstehend beschriebenen Reinigung der Oberfläche ein zusammenhängender Supraleiter aus zwei verschiedenen Metallen gebildet wird, und der Übergang zwischen den beiden wird im wesentlichen den gleichen kritischen Stromwert aufweisen wie der kleinste kritische Strom der beiden Metalle für einen entsprechenden Querschnitt. Die Anordnung wird dann aus der Vakuumkammer entnommen, und Teile des als zweiter aufgebrachten Films werden selektiv nach Photo-Ätzschutzmethoden unter Bildung der Leiter 36, 38, 42, 46 und 48 entfernt. Das Verfahren kann beliebig oft zum Aufbau nahezu jeder Schaltung wiederholt werden.After completion of the purification and fixation of the chamber 12 is preferably immediately, evacuated to a pressure as low as it allows the vacuum system used at a pressure of about 10 ^-5 or 10 ^ ^e mm Hg. The lower the pressure that can be achieved in the chamber 12, the better. The pad 26 is then brought into position no. 2 above the chimney 28, shown in broken lines, and the metal source located in the chimney 28 is heated to such an extent that the metal to be deposited evaporates. The metal atoms rise to the top and hit the underside of the substrate 26, where the metal atoms nucleate and create a metal film over the entire substrate. The metal atoms also pass through the windows in the insulating film 40 and collect on the exposed and cleaned surfaces of the tin gate strips 34 and 44. This deposition results in a very pure metal film. The previously deposited metal film, when produced by the same process, is also very pure, so that after cleaning the surface as described above, a coherent superconductor is formed from two different metals, and the transition between the two becomes essentially the same critical Have a current value like the smallest critical current of the two metals for a corresponding cross-section. The assembly is then removed from the vacuum chamber and portions of the second applied film are selectively removed by photo-etch protection techniques to form conductors 36, 38, 42, 46 and 48. The process can be repeated any number of times to build almost any circuit.

Die Bleileiter, z. B. 36, 38, 42, 46 und 48, können zuerst niedergeschlagen werden, dann wird der mit Fenstern versehene Isolierfilm 40 erzeugt, und dann werden die Zinnstreifen niedergeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt auch gleichzeitig eine Reinigung des zuerst niedergeschlagenen Bleifilms. Bei einem Ausführungsbeispiel des vorstehend beschriebenen Verfahrens wurde der kritische Stromwert eines 1,27 mm² Zinn-zu-Blei-Kontakts von 50 Milliampere auf 600 Milliampere durch Bestrahlung des Bleikontakts auf die beschriebene Weise vor Niederschlagung des Zinnfilms erhöht.The lead conductors, e.g. 36, 38, 42, 46 and 48 can be deposited first, then windowed insulating film 40 is formed, and then the tin strips are deposited. The method according to the invention also simultaneously effects a cleaning of the lead film that was deposited first. In one embodiment of the method described above, the critical current value of a 1.27 mm ² tin-to-lead contact was increased from 50 milliamps to 600 milliamps by irradiating the lead contact in the manner described before the deposition of the tin film.

Die durch eine Bestrahlung einer Photo-Ätzschutzschicht mit den geladenen Teilchen, und zwar insbesondere durch Bestrahlung mit Argonionen aus einer Glimmentladung, gebildeten, direkt in Form eines Musters zu bringenden Isolierfilme wurden ohne Fehler in den Filmen einer cyclischen Temperaturänderung von 3 bis 500° K ausgesetzt. Die Tatsache, daß keinerlei strukturelle Fehler bei starken Temperaturschwankungen auftreten, zeigt, daß die Filme verhältnismäßig spannungsfrei und gegenüber einer Beschädigung infolge nicht aneinander ange-By irradiating a photo-etching protection layer with the charged particles, in particular formed by irradiation with argon ions from a glow discharge, directly in the form Insulating films to be patterned became a cyclic temperature change with no defects in the films exposed from 3 to 500 ° K. The fact that there are no structural faults with strong Temperature fluctuations occur shows that the films are relatively free of tension and opposite damage as a result of not being

paßter Ausdehnungskoeffizienten der Unterlage und anderer Schichten der Vorrichtung unempfindlich sind. Die Filme zeigen ferner eine verhältnismäßig große Widerstandsfähigkeit gegen einen Berührungsdruck gegen Abrieb. Wie bereits erwähnt, sind die Filme gegenüber vielen Säuren und Basen chemisch stabil, und insbesondere sind sie gegen Aceton, salpetersaure Ätzlösungen und die üblichen Entwicklerlösungen für Photo-Ätzschutzschichten beständig. Daher kann die Isolierschicht unter sehr ungünstigen Umgebungsbedingungen verwendet werden, und sie erlaubt insbesondere, daß spätere, zum Bau von Dünnfilm-Schaltungen erforderliche Verfahrensstufen ohne besonderen Schutz der fixierten Isolierschicht durchgeführt werden.Correct expansion coefficient of the base and other layers of the device insensitive are. The films also show a relatively high resistance to contact pressure against abrasion. As mentioned earlier, the Films are chemically stable to many acids and bases, and in particular they are to acetone and nitric acid Etching solutions and the usual developer solutions for photo-etching protection layers resistant. Therefore, the insulating layer can be used under very adverse environmental conditions, and they in particular, allows subsequent process steps required to build thin film circuits be carried out without special protection of the fixed insulating layer.

Die dielektrischen Eigenschaften eines durch Bestrahlung mit Argonionen gebildeten Isolierfilms wurden bei der Herstellung von parallelen Plattenkondensatoren gemessen, wobei der Isolierfilm als Dielektrikum angewendet wurde. Die Kondensatoren wurden so hergestellt, daß man die flüssige Photo-Ätzschutzlösung auf einen auf einer Unterlage niedergeschlagenen dünnen Metallfilm aufspritzte, wobei man die eine Kondensatorplatte erhielt. Die Dicke des erhaltenen Films ist eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit der Unterlage und der Viskosität der auf die sich drehende Unterlage aufgebrachten Photo-Ätzschutzlösung. Dickere Filme können auch dadurch gebildet werden, daß man das flüssige Photo-Ätzschutzmaterial einfach über die Oberfläche der Unterlage laufen läßt, und dünnere Filme kann man erhalten, indem man einen Nebel aus dem Photo-Ätzschutzmaterial bildet und diesen sich auf der Oberfläche der Unterlage kondensieren läßt. Unmittelbar nach Aufbringung des flüssigen Photo-Ätzschutzmaterials auf die Unterlage in der gewünschten Dicke wird diese zur Verflüchtigung der Lösungsmittel mit Infrarotstrahlen bestrahlt. Die Lösungsmittel werden auf diese Weise aus dem polymeren Photo-Ätzschutzmaterial verhältnismäßig langsam ausgetrieben, so daß ein Reißen des Films während des Entweichens der Lösungsmittel vermieden wird, was andererseits oft geschieht, wenn die Unterlage gebrannt wird. Eine Luftzirkulation in Nähe der Unterlage empfiehlt sich, und diese Luft soll zur Verhinderung einer Verunreinigung des Films sehr rein sein. Der Photo-Ätzschutzfilm wird dann mit Argoniqnen unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Glimmentladungslampe bestrahlt. Dadurch wird der Photo-Ätzschutzfilm fixiert, indem er in ein Polymeres höherer Ordnung übergeht. Man bildet dann über der Isolierschicht einen zweiten Metallfilm, der anschließend durch Aufbringung einer Photo-Ätzschutzschicht und Ätzung unter Bildung der zweiten parallelen Kondensatorplatte in Form eines Musters gebracht wird. Bei dieser Methode erzielte man eine Ausbeute von 90 %.The dielectric properties of an insulating film formed by irradiation with argon ions were measured in the manufacture of parallel plate capacitors, with the insulating film as Dielectric was applied. The capacitors were made in such a way that one could use the liquid photo-etch protection solution sprayed onto a thin metal film deposited on a base, wherein one got a capacitor plate. The thickness of the film obtained is a function of the speed of rotation of the substrate and the viscosity of the photo-etch protection solution applied to the rotating base. Thicker films can also do this be formed by simply spreading the liquid photo-etch protection material over the surface of the pad runs, and thinner films can be obtained by making a mist of the photo-etch protection material forms and this can condense on the surface of the base. Right away after applying the liquid photo-etch protection material to the substrate in the desired thickness this is irradiated with infrared rays to volatilize the solvents. The solvents are expelled in this way from the polymeric photo-etch protection material relatively slowly, see above that tearing of the film during the escape of the solvents is avoided, which on the other hand often happens when the backing is burned. Air circulation near the surface is recommended, and this air is said to be very clean to prevent contamination of the film. The photo-etch protection film is then charged with argon using the glow discharge lamp described above irradiated. This fixes the photo-etch protection film by turning it into a higher order polymer transforms. A second metal film is then formed over the insulating layer, which is then applied by application a photo-etching protective layer and etching to form the second parallel capacitor plate in the form of a pattern. at this method gave a yield of 90%.

Die erhaltenen Kondensatoren wurden dann getestet, und die elektrischen Eigenschaften sind in den F i g. 4 bis 9 aufgezeichnet. Die Leitfähigkeiten der Filme in Abhängigkeit von der Temperatur sind in F i g. 4 dargestellt. Die Meßwerte bei der niedrigen Temperatur wurden dadurch erhalten, daß man dieThe capacitors obtained were then tested and the electrical properties are in the F i g. 4 to 9 recorded. The conductivities of the films as a function of the temperature are in F i g. 4 shown. The measured values at the low temperature were obtained by using the

Kondensatoren in flüssigen Stickstoff und flüssiges Helium tauchte, und die Meßwerte bei den höheren Temperaturen erhielt man in einem Ofen. Die auf den Kurven eingezeichneten Punkte sind Durchschnittswerte der getesteten Kondensatoren. KeinerCapacitors immersed in liquid nitrogen and liquid helium, and the readings at the higher Temperatures were obtained in an oven. The points drawn on the curves are average values of the capacitors tested. None

ίο der gemessenen Werte wich jedoch mehr als eine Größenordnung von einem anderen ab. Die Leitfähigkeiten in Abhängigkeit von der Spannung der Kondensatoren sind in F i g. 5 aufgetragen, die Verteilungsfaktoren in Abhängigkeit von Frequenz und Temperatur sind in F i g. 6 bzw. 7 dargestellt, und die prozentuale Änderung der Kapazität in Abhängigkeit von Frequenz und Temperatur erläutern F i g. 8 bzw. 9.
Die Dicke der Isolierfilme wurde mit einem Inter-However, ίο the measured values differed by more than one order of magnitude from another. The conductivities as a function of the voltage of the capacitors are shown in FIG. 5, the distribution factors as a function of frequency and temperature are shown in FIG. 6 and 7, respectively, and the percentage change in capacitance as a function of frequency and temperature explain FIG. 8 or 9.
The thickness of the insulating films was determined with an inter-

ao ferometer auf die von S. Tolansky, »Multiple-Beam Interferometry«, Oxford Press (1948), beschriebene Weise gemessen. Vorhersagbare Werte von Kondensatoren ließen sich leicht aus Eichtabellen für Plattenoberfläche und Filmdicke errech-ao ferometer to that of S. Tolansky, "Multiple-Beam Interferometry ”, Oxford Press (1948), as described. Predictable values of capacitors could easily be calculated from calibration tables for plate surface and film thickness.

»5 nen. Daraus ergibt sich, daß die Eigenschaften der Materialien und das Herstellungsverfahren reproduzierbar sind. Die Dielektrizitätskonstanten wurden aus Messungen der Kapazität und der Filmstärke zu etwa 1,8 für ein positives Material und 4,2 für ein negatives Material berechnet. Kondensatoren mit Werten zwischen 40 und 5000 Mikrofarad und mit Filmstärken zwischen 5000 und 15 000 A wurden hergestellt.“5 nen. It follows that the properties of the Materials and the manufacturing process are reproducible. The dielectric constants were from measurements of capacitance and film thickness to about 1.8 for a positive material and 4.2 for a negative material charged. Capacitors with values between 40 and 5000 microfarads and with Film thicknesses between 5000 and 15,000 Å were produced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Eigenschaften der Isolierfilme noch weiter verbessert werden, wenn man dem lichtempfindlichen Polymerisatüberzug einen zusätzlichen Stoff mit gewünschten Eigenschaften zusetzt. Das Polymerisat wirkt dann als Bindemittel, und die Lösung kann unter Anwendung der üblichen photographischen Methoden in Form eines Musters gebracht werden. So kann z.B. zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit ein Siliconöl zugesetzt werden, oder die dielektrischen Eigenschaften können durch Zusatz eines feinen Pulvers aus Quarzkristall oder Bariumtitanat verbessert werden. Diese Fremdstoffe können in dem lichtempfindlichen Polymerisat in Lösung gehen, wie dies bei Siliconölen und Bariumtitanat der Fall· ist, oder sie können in Suspension vorliegen, wie dies bei Quarzkristallen der Fall ist. Es darf angenommen werden, daß das Siliconöl bei Bestrahlung mit den geladenen Teilchen ebenfalls in ein Polymeres höherer Ordnung übergeht. Der genaue Prozentgehalt an dem lichtempfindlichen PoIymerisat zuzusetzenden Stoffen erscheint nicht kritisch. Allgemein ist die Verbesserung der Isolierung um so größer, je mehr des Zusatzes in dem lichtempfindlichen Polymerisat enthalten ist.According to a preferred embodiment of the invention, the properties of the insulating films can be further improved if the photosensitive polymer coating is an additional Adding substance with desired properties. The polymer then acts as a binder, and the Solution can be patterned using conventional photographic methods will. For example, a silicone oil can be added to improve mechanical strength, or the dielectric properties can be improved by adding a fine powder of quartz crystal or barium titanate can be improved. These foreign substances can be present in the photosensitive polymer go into solution, as is the case with silicone oils and barium titanate, or they can go into suspension present, as is the case with quartz crystals. It can be assumed that the silicone oil at Irradiation with the charged particles also changes into a higher order polymer. The exact one Percentage of the substances to be added to the light-sensitive polymer does not appear to be critical. In general, the more the additive in the photosensitive, the greater the improvement in insulation Polymer is included.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method of manufacturing thin film electrical circuit assemblies, wherein a Coating of a light-sensitive polymer applied to an electrically conductive layer, the electrically conductive layer coated in this way is placed in a vacuum chamber and this is evacuated while removing undesired gases is, whereupon a coating of electrically insulating on the electrically conductive layer Material is formed and an electrical conductor film is deposited on it, characterized in that that the coating of electrically insulating material from the photosensitive Polymer coating is formed by introducing a chemically inert gas, hydrogen or steam into the vacuum chamber a pair of electrodes spaced apart in the vacuum chamber under ionization of gas particles and acceleration of the ionized particles applies a voltage and the coating of photosensitive polymer in a coating of an electrically insulating Higher order polymer by bombardment of the photosensitive polymer coating transferred with the ionized particles.

2. The method according to claim 1, characterized in that the photosensitive polymer coating in a manner known per se prior to bombardment with the ionized particles by exposure, development and removal of a Part of the same, exposing parts of the electrically conductive layer in the form of a Pattern is brought.

3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the bombardment with the ionized particles is carried out in an atmosphere containing argon, nitrogen, hydrogen or steam under a pressure of 10 ^-3 to about 10 ^-2 mmHg.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the photosensitive Polymer coating contains silicone oil, quartz powder or barium titanate.