DE1906392A1

DE1906392A1 - Verfahren zum Erzeugen eines auf einem Traegermaterial abgelagerten Schichtmusters

Info

Publication number: DE1906392A1
Application number: DE19691906392
Authority: DE
Inventors: Pearson Irving Meyer; Milivoj Orlovic
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1968-02-12
Filing date: 1969-02-08
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1214458A; BE728262A; FR1602470A; CH513571A; DE1906392B2

Description

THE NATIONAL CASH REGISTER GOMPAFf-Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patentanme !dung Hr «,:
Una er Az.: 1112/Ge r many

lälT ZUIi -JRZWGtM EIFES AUi¹ EIiTBIvI TRÄGERMATERIAL A'.iG'-JLAGERTEH SCHICIIüMJJSTERS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zun Erzeugen eines I.iusters in einer auf einem Träger aufgebrachten Schicht, auf der eine photochrome Schicht aufgebracht ist, die entsprechend, dem gewünschten lauster mit UV-S-trahlen behandelt wird, wodurch deren bestrahlte Bereiche eine andere Los Ii chice its eigenschaft annehmen. Derartige Schichtmuster werden in Llikr ο 8 chaltungen und integrierten Schaltungen verwendet, da sie wirtschaftlich herstellbar sind und ein zuverlässiges Arbeiten der Schaltungen ermöglichen.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 15 71 008„0 iat ein Verfahren bekannt, nach dem Oberflächen beständig gofjcliütat werden können, indem eine photochrome Schicht auf dieσen abgelagert wird. Durch UV-Bestrahlung dieser ocirLcht tritt eine Änderung der chemischen Löslichkeit auf. iJach diesem Verfahren werden kasken hergestellt, mit deren Hilfe ζ·Β_ο Leitungsmuster ausgeätzt w fir den können. Da das Auflösungsvermögen durch die atomare Struktur begrenzt ist, können se.hr exakte und äußerst kleine liuster hergestellt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung," einen Y/eg zu zeigen, nach-dem die Abtragung der Schichtbereiche äußerst OTiakt und schnell möglich ist.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die von dem nichtbestrahlten photochromen. ila.te.rial lurch,,.: , ein erstes Lösungsmittel freigelegten ScMchtbereiche nach dem.Prinzip .der Kathodenzerstäubung abgetragen - ■-. v/erden und anschließend die bestrahlten photochromen S c hi c htb er ei ehe in bekannter V/eise durch ein zweites. .". Lösungsmittel entfernt werden» . - ■ . ■ ..

Eine auf einem Träger abgelagerte Schicht -wird, mit einer photoehronen Schicht bedeckt,, in der ein. Muster mit der in der abgelagerten Schicht einzuzeichnenden Form durch Bestrahlen der photochromen . . Schicht mit ultravioletten Strahlen erzeugt werden kann. Die- mit photochromen Stoffen erzielte, hohe Auflösung ist, wie bekannt, darauf zurückzuführen, daß/, diese Stoffe fast vollständig frei von optischer Körnung, sind, was wiederum darauf zurückzuführe 11 ist, daß die Farbbildungsreaktion auf molekularer Ebene und nicht-in Materialteilchen stattfindet, deren Größe . den Grad der möglichen Auflösung begrenzen, wie in . - photographischen Verfahren. Zusätzlich zu den bilderzeagenden Eigenschaften ändern die photoqhrornen Stoffe bei bestrahlung mit UV-Strahlen ihr chemisches Löslichkeit^verhalten, wodurch ein selektives Entfernen von Schichtbereichen ermöglicht wird.

Das erfindungsgeniäße Verfahren beruht auf der : Anwendung von photochromen Stoffen, und dem Kathodenzerstäubungsprinzip, Bestimmte Teile einer metallischen,, dielektrischen oder halhleitenden Schicht, werden durch einejpho to chrome Maske geschützt,- die; durch Bestrahlung', mit UV-Strahien erzeugt wurde, indem die nicht he s.trählten Teile der photochromen Schicht dadurch.entfernt- werden, daß man die unterschiedliche Löslichkeit der bestrahlten und der nichtbestraf.ilten Teile in. organi- ^: sehen Lösungsmitteln nutzt. -.-■-- .

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BAD ORIGINAL

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Anhand der Pig. 1 bis 6 wird die Erfindung im einzelnen beschrieben.

Figo 1 zeigt einen Träger 10, vorzugsweise aus Glas, glasierten keramischem oder einem anderen Material, das eine stabile, unporöne, nichtleitende Oberfläche besitzt, auf der eine Schicht 12 des Materials abgelagert wird, in der das gewünschte Muster erzeugt werden soll. Die Schicht 12 ist vorzugsweise eine Dünnschicht (etwa 1000 S. oder dünner) aus Letall, z.B. Gold oder Blei, das auf dem Träger 10 durch Aufdampfen, Zerstäuben oder nach anderen in der Technik bekannten Verfahren aufgebracht wurde, wie in Figo 2 gezeigt, befindet sich über der Schicht 12 eine Schicht 14 aus photochromem Stoff, vorzugsweise einer Spirokohlenstoff enthaltenden organischen Verbindung in amorphem festem. Zustand, die durch UV-Strahlen ihre molekulare Struktur infolge einer inherenten thermischen Umkehrung aufgrund der Umgebungstemperaturen ändert. Diese Änderung in der molekularen Strutur bewirkt eine Änderung der £\arbe und der Löslichkeit. Die Schicht 14 weist eine Dicke von etwa 6000 S. auf ■und kann durch Aufdampfen oder durch andere geeignete Verfahren aufgebracht werden. Sie läßt sich ohne optische ICörnigkeit .herstellen, wodurch ein lluster ■ mit sein? hoher Auflösung in ihr erzeugt werden kann.

Anschließend wird, wie in „3?ig. 3 gezeigt, ein liueter mit hoher Auflösung auf der Schicht 14 erzeugt, indem man diese mit UV-Strahlen 18, die eine Wellenlänge von weniger als 4000 α aufweisen (z.B. etwa 3650 S), entsprechend der Maske 16 bestrahlt. Die Dauer und Intensität der Bestrahlung wird so gewählt, daß eine optische Dichte von etwa 2 oder mehr fntsteht, .Vofür eine UV-Energie von etwa 0,5 \7att/sec erforderlich ist.Zum Aufzeichnen des gewünschten Musters auf der uchicht 14 kann auch ein laser verwendet werden. Es

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00981 7/oase

erweist sich jedoch· als zweckmäßig, zunächst die Schicht 14 durch UY-Strahlen zu färben und dann eine Laserwellenlänge von etwa 6328 £ oder eine Wellenlänge zu ver?venden, bei der eine starke Absorption erfolgt.

Fach dem Bestrahlen und Entfernen der Maske 16 wird durch vorsichtiges 'Taschen oder Sprühen mit Petroleumäther (z.B. einer Fraktion mit einem Siedebreich zwischen 30 und 60 ⁰G) oder mit Methylcyc_iohexan der photochrome Bereich 15 der Schicht 14 entfernt, der nicht bestrahlt wurde. Der bestrahlte photochrome Bereich 17 wird infolge seiner veränderten Löslichkeitseigenschaft nicht angegriffen, wodurch auf der Schicht 12 ein Muster 20 entsprechend der gewünschten, in I¹Ig₀ 4 gezeigten Form entsteht. Die metallische Schicht 12 wurde nicht angegriffen.

Fig. 5 zeigt die Anwendung der Kathodenzerstäubung für die aus mehreren Schichten bestehende Anordnung. Die Kathodenzerstäubung findet in einem Vakuumsystem (10 Torr) statt, in dem eine Auffanganode angebracht ist. Es wird Argon (mit etwa 2 χ 10 Torr) zugeführt, so daß eine Hochfrequenz-Glimmentladung stattfinden kann. lach etwa einer Minute eines Elektronenbeschusses 24 unter diesen oder ähnlichen Bedingungen erhält man das in Fig. 5 gezeigte Muster, in dem die Bereiche der Schicht 12, die nicht durch die Schicht 20 aus photochromem Stoff bedeckt sind, vom Träger 10 abgetragen werden, wodurch auf diesem die Schichtbereiche 22 verbleiben, die die durch das Muster 20 festgelegte Form aufweisen. Es wurde beobachtet, daß durch das Kathodenzerstäubungsverfahren eine bestimmte Dicke der photochromen Bereiche 20 ebenfalls abgetragen wurde,, daß jedoch durch relativ größere Dicke der Schicht die darunterliegenden Bereiche der Schicht 12 nicht angegriffen wurden.

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0 09 817/0356 bad original

Als letzter Verfahrensschritt wurden die Bereiche •mit einem Lösungsmittel, z.B. Aceton oder Benzol, entfernt, wodurch, wie in Pig. 6 gezeigt, auf dem Träger 10 'ein öchichtmuster 22 in der gewünschten !''orm entnteht, das scharfe Kanten aufweist, keine Unterschnitte oder Aushöhlungen aufweist und eine hohe Auflösung besitzt ο

Die Erfindung wurde hier anhand eines Verfahrens ■beschrieben, bei dem nur eine He tails chi ent 12 auf dein Träger 10 abgelagert wurde, doch versteht es sich, daß auch die Ablagerung von dünnen Schichten aus mehr ale einen Hetall möglich ist. So kann beispielsweise über Tantal oder Chrom Gold abgelagert werden,, Dünne Schichten aus Halbleitern, ζ .B₀ Gadmiumselenid, Isolatoren, 2.B₀ Siliziurimonoxyd, Legierungen usw., können durch das hier beschriebene·Verfahren ebenfalls in gewünschten Hustern hergestellt werden.

7ο2.·1969

009817/0368

Claims

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Paten-tans pr liehe: . -.".."■..'"

1, Verfahren zum Erzeugen eines Musters in.einer auf einem Träger aufgebrachten' Schicht ,, auf der eine.,., photochrome Schicht aufgebracht ist,.! die entsprechend .:■ dem gewünschten Muster mit UV-Strahlen behandelt wird·, wodurch deren bestrahlte Bereiche eine ,andere; .Löslichke its eigenschaft annehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem niehtbestrahlten ■ photo ehr omen LIaterial -dmreh ein erstes Lösungsmittel freigelegten Schieht- W bereiche nach dem Prinzip der Kathodenzerstäubung abgetragen werden und anschließend die bestrahlten photoehromen Schichtbereiche in bekannter Weise durch ein zweites Lösungsmittel entfernt werden. . :"

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:,,', daß die auf dem Träger abgelagerte Schicht eine Dicke von etwa 1000 A hat. .. .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photochrome Schicht aus mindestens einer Spiropyranverbindung besteht oder, mindestens eine solche enthält«. - - '

4ο Verfahren nach einem oder mehreren der Ansiirüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus photochr.omem Stoff eine Dicke von etwa 6000-S. hat.

5ο Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus photochromem Stoff durch eine Maske oder ein Trans^- parent bestrahlt wird₀ .- . ' ' ~

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009617/03

• - γ -

6o Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der UV-Strahlen und die Dauer der Bestrahlung so gey/ählt werden, daß eine Optische Dichte von etwa 2 in den bestrahlten Bereichen der photoehromen Schicht erzielt wird_o

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kathodenzerstäubung eine Hochfrequenzentladung auftritt»

7.2.1969

009817/035$

ι * ■ Leer seife