DE2100612B2 - Verfahren zum aetzen eines musters von oeffnungen in einer gewuenschten groesse an einer elektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen eines Musters von Löchern mit einer vorherbestimmten Weite an einer Elektrode, insbesondere der Schattenmaske einer Farbfernseh-Bildwiedergaberöhre. die aus einem Material besteht, das von einem bestimmten Ätzmittel angegriffen wird, bei dem die sich im Ausgangszustand befindliche Elektrode innerhalb eines ersten Ätzintervulls der Einwirkung einer das Ätzmittel enthaltenden Lösung ausgesetzt wird, um das genannte Muster von Löchern zu erzeugen, wenn die Elektrode im Ausgangszustand ein solches Lochmuster nicht aufweist, oder -im die Locher zu erweitern, wenn die Elektrode im Ausgangszustand bereits ein olches Lochmuster aufweist, wobei jedoch in beiden Fällen Löcher mit einer Weite erzeugt werden, die kleiner ist als die vorherbestimmte Weite, und in einer zweiten und folgenden Ä'zung der Elektrode mit Ätzmittel Löcher erzeugt werden, die im wesentlichen die vorherbestimmte Weite aufweisen.

Eine solche Elektrode wird verschiedentlich als Farbwählelektrode, Schattenmaske oder auch als Lochmaske bezeichnet und in einer Farbkathodenstrahlröhre verwendet, so daß bei Verwendung von drei Elektronenstrahlerzeugern der jeweiligen Elektronenstrahl nur die Phosphorpunkte erregen kann, denen eine von drei Farben zugeordnet sind, die auf dem Bildschirm zu Tripein angeordnet sind. Der Einfachheit halber werden solche Masken hiernach als Lochmaske bezeichnet, wobei vorausgesetzt wird, daß der Bildschirm kreisrunde Ablagerungen der Phosphorsubstanzen aufweist, die durch ein photographisches Druckverfahren unter Verwendung einer Maske mit kreisrunden Löchern erzeugt werden, die in einem Feld angeordnet sind, das der Gestalt des Bildschirms der Bildröhre entspricht. Das Lochfcld kann kreisrund oder rechteckig sein, jedoch wird im allgemeinen ein rechteckiges Muster verwendet.

Wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch zu

ersehen sein wird, hat die besondere Form der Löcher der Maske keine besondere Wirkung. Die Löcher sind im allgemeinen rund, können jedoch auch sechseckia oder rechteckig sein. Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Abmessungen der Löcher solcher Lochmasken genau bestimmt werden.

Das Verfahren kann angewendet werden zum Erzeusen eines Lochmusters an einer Schattenmaske in den" Anfang stufen der Herstellung de; Schattenmaske und ebensogut zum »Zurückätzen« der Löcher. Das Zurückätzen ist diejenige Veriahrensstufe bei der Herstellung einer Farbfernsehröhre, bei der eine Lochmaske verwendet wird zum photographisehen Drucken eines Phosphormosaiks auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, deren Löcher zu dem Zweck erweitert werden, damit der Querschnitt des Elektronenstrahls einer solchen Röhre, der von tier Weite der Löcher der Schattenmaske bestimmt tvird. die Größe der Phosphorablagerungen auf dem I3i!i>chirm übersteigt. Diese Beziehung des Elektro-V · -:ι :ih 1 s zur Punktgröße ist für Farb^firn:.c!.röhren _r,:, Schwarzumrandung und Nachablcnkungsfokus- !-u um·- charakteristisch.

Bei diesen herkömmlichen Verfahren war es jedoch nicht möglich. Ungenauigkeiten dei Lochweite, die durch die nicht beeinflußbaren Verfahrenspararre;cr verursacht werden, zu vermeiden, und es nvd.Ue eine verhältnismäßig hohe Lochwoitcntoleranz in Kauf genommen werden.

Die zweistufige Atzung der Schattenmaske ist an sich aus der USA.-Patentschrift 2 961 314 bekannt, führt aber aileine nicht zur gewünschten Einengung der ! ochweitentoleranz.

Dcrnseuenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, die Lochweitcntoleranzbreite erheblich zu reduzieren.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die?" Aufaabe dadurch gelöst, daß nach Ablauf de*· ersten Ätzintervalls auf der Oberfläche der Elektrode eine Strömung von Strahlen oder Partikeln geriduet und ein Steuereffekt abgeleitet wird, der die zu dieser Zeit bestehende Weite der Löcher an der Fleuode in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der Elektrode für die Partikeln bzw. Strahlen darstellt, und daß der Steueieflekt zum Regeln der zweiten Atzung verwendet wird.

N;'.ch dem Verfahren der vorliegenden Erfindung laßt sich die Toleranzbreite für die Lochweite um mindestens eine Größnordnung verbessern. Weiterhin labt sich diese Verbesserung innerhalb eines automatisierten Verfahrensablaufs erreichen. Indem die Erfassung der Lochweite vor dem Erreichen der vorbestimmten Größe erfolgt, nicht aber, wie bisher üblich, erst nach vollendeter Ätzung, wenn die gewünschte Abmessung bereits überschritten sein konnte, entsteht praktisch kein Ausschuß mehr.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Steuereffekt am Ende des ersten Atzintervalls abgeleitet, während die Elektrode in der Ätzvorrichtung verbleibt, und ausgenutzt, um einen nachfolgenden Ätzschritt zum Ausbilden der Löcher mit vorherbestimmter Größe zu steuern.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Steueref..;kt benutzt, um die Ätzzeit des nachfolgenden Ätzschritts einzustellen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mißt man zur Vergrößerung der Löcher eines Lochmusters in einer aus dem Material geformten Elektrode auf eine vorherbestimmte Größe die augenblickliche Größe der vergrößerten Löcher in der Elektrode am Ende des ersten Ätzschritts und leitet hiervon den Steuereffekt ab, der die Reaktion der Elektrode auf die Ätzlösung dar-tellt, und nutzt den Steuereffekt aus, um die Dauer des zweiten und nachfolgenden Ätzens der Elektrode mit der Lösung zu bestimmen, um die Löcher weiter zu öffnen, bis ίο sie im wesentlichen die vorherbestimmte Größe erreicht haben.

Hierbei können die Ätzschritte in mindestens zwei umschlossenen Arbeitsstationen ausgeführt werden, zwischen denen die Elektrode übergeführt wird. Der Steuereffekt wird bei dieser Ausgestaltung dann abgeleitet, nachdem die Elektrode von der ersten zur zweiten Arbeitsstation übergeführt worden ist, aber bevor das Ätzen in der zweiten Station stattfindet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung leitet man den Steaereffekt ab. indem man in der Arbeitsstation einen Lichtstrahl erzeugt, die :n auf die mit Löchern versehene Oberfläche der EIeKf ode richtet und innerhalb der Arbeitsstaiion den Anteil des Lichtstrahls bestirr.mi. der durch die Löcher des l.ochmustcis hindurchtritt.

Wach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat die für die Bearbeitung der Elektrode verwendete Lösung eine au>reichende Oberflächenspannung, um über den Löchern des Musters einen Film auszubilden. der mindestens teilweise durchlässig für eine bestimmte Energieform ist. Der Steuereffekt wird abgeleitet, indem man einen Strahl dieser bestimmten Energieform auf die Elektrode richtet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wirkt dieser Film als Linse, die mindestens teilweise für Licht durchlässig ist; hierbei richtet man auf die Elektrode einen Lichtstrahl, dessen Querschnitt gegenüber der Fläche der einzelnen Locher in der Elektrode groß ist, und leitet hieraus den Steuercffekt ab.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen ist die

F i g. 1 eine i.bersicht über die Hinrichtung zum Durchführen des Verfahrens narh der Erfindung. Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Dichtemesseinrichtung. die in einer oder in mehreren Atzstufen bei der Einrichtung nach der F i g. 1 verwendet werden kann, und die

Fig. 3 und 4 je eine Darstellung von Kurven, die für die Erläuterung des mit der Einrichtung nach der F i 2. 1 durchgeführten Verfahrens benutzt werden.

Zwecks Vereinfachung wird die Erfindung anfangs im Zusammenhang mit der nochmaligen Atzung oder Rückätzung beschrieben, wobei angenommen wird, daß eine Lochmaske mit einem rechteckigen Muster von kreisrunden Löchern für die Herstellung des Bildschirms einer Katodenstrahlröhre nach einem photographischen Verfahren verwendet wurde, in welcher Katodenstrahlröhre die Lochmaske schließlich eingebaut wird. Die Lochmaske besteht daher aus der herkömmlichen Ausführung mit der Ausnahme, daß Jeren Löcher die für die Herstellung des Bildschirms erforderlichen Abmessungen aufweisen. 65 Die Löcher können die gleiche oder eine sich verändernde Weile aufweisen "und in der Mitte etwas größer sein als an den Kanten. Mit anderen Worten, die Weite der Löcher verkleinert sich allmählich mit der

radialen Entfernung von der Mitte der Lochmaske aus. Das Material der Lochmaske besteht im allgemeinen aus kalt gewalztem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 0,175 mm. während die in der Mitte gelegenen Löcher einen Durchmesser von ungefähr 0,225 mm aufweisen. Die Lochmaske ist ferner an beiden Seiten oxidiert oder geschwärzt worden, so daß sie die beste Wärmeleitfähigkeit una die Lichtret lexion eines schwarzen Körpers aufweist. Diese Oberflächenbehandlung ist besonders in denjenigen Fällen vorzuziehen, in denen die Lochmaske zum Herstellen des Bildschirms auf photographischem Wege benutzt wird, welches Verfahren jedoch nicht weiter beschrieben wird, da es keinen Teil der Erfindung bildet.

Der Oxidbelag setzt der Ätzung einen Widerstand entgegen, die bei der Herstellung der Lochmaske durchgeführt wird, so daß in der ersten Arbeitsstation 10 nach der Fig. 1 das Oxid beseitigt und die Lochmaske abgespült wird. In dieser Arbeitsstation wird der Oxidbelag auf den ebenen Seiten der Lochmaske durch eine Behandlung mit Hypochlorsäure und mit einem Reinigungsmittel entfernt, wonach die Lochmaske mit Wasser abgespült wird.

Nach dem Verlassen der Arbeitsstation 10 befindet sich die Lochmaske im Bezugs- oder Ausgangszustand, mit welchem Ausdruck der Zustand der Lochmaske kurz vor der Rückätzung nach der Erfindang bezeichnet wird. Die Lochmaske weist daher ein gewünschtes Lochmuster auf, das zu Beginn der Herstellung der Lochmaske erzeugt wurde. Die nächste Verfahrensstufe wird in einer mehrstufigen Ätzeinrichtung 11 durchgeführt, die nach der Darstellung aus den vier Stufen 11a bis Hd besteht, obwohl die Anzahl der Ätzstufen ohne besondere Bedeutung ist. Die Lochmaske wird vorzugsweise der Einwirkung derselben Ätzlösung ausgesetzt, und in jeder der vier Stufen kann ein einzelnes Ätzverfahren durchgeführt werden. Es kann beispielsweise eine Ätzeinrichtung in der allgemeinen Ausführung verwendet werden, wie in den USA.-Patentschriften 2 762 149 und 2 822 635 beschrieben. Da eine Folge von Ätzstufen vorgesehen ist, wird vorzugsweise eine Fördereinrichtung verwendet, die die Lochmaske schrittweise durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen befördert.

Jede Ätzstufe weist eine Kammer mit Einlaß- und Auslaßtüren auf, die von einer Programmierungseinrichtung selbsttätig geöffnet und geschlossen werden, so daß die Verweilzeit einer Lochmaske in einer Kammer vorherbestimmt werden kann. In jeder Kammer ist eine Anordnung von Sprühköpfen unter Berücksichtigung der Ruhelage der Lochmaske vorgesehen, die auf die eine oder auf beide Seiten der Lochmaske eine Ätzlösung mit einer geeigneten Konzentration aufsprühen. Die Lösung enthält natürlich ein Ätzmittel, das das Material der Lochmaske angreift und z.B. aus Eisenchlorid bestehen kann. Die besten Ergebnisse sind zu erwarten, wenn alle vier Stufen mit einer Ätzlösung aus einer gemeinsamen Vorratsquelle versorgt werden, so daß alle Ätzstufen die von der Ätzlösung bestimmten gleichen Parameter aufweisen. Die Schlußstufe Hd führt zu einer Anordnung 12, in der die nochmals geätzte Lochmaske abgespült, entkarbonisiert, geschwärzt und schließlich mit entionisiertem Wasser abgespült wird.

Wie sich gezeigt hat, weist eine Lochmaske aus kalt gewalztem Stahl beim Verlassen der Nachätzstationcn einen Kohlenstoffbelag auf, der durch Behandlung mit Phosphorsäure entfernt wird. Durch die Schwärzung soll ein Oxidbelag auf der Oberfläche der Lochmaske wiederhergestellt werden, da die Lochmaske erwünschtermaßen die Wärmeleitfähigkeit und die Lichtreflcxion eines schwarzen Körpers nach dem Einbau in die Bildröhre aufweisen soll. Die Schwärzung kann durch Wärmebehandlung in einer oxidierenden Atmosphäre oder auch chemisch in einem Salzbad aus Eisen- oder Zinkphosphat erzielt werden. Diese Verfahren sind an sich bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung. Die in der F i g. 1 dargestellte Nachätzungseinrichtung ist an sich bekannt, und nachstehend soll die mit der Erfin-

»5 dung erreichte Verbesserung des Verfahrens beschrieben werden.

Im besonderen wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die Oberfläche der Lochmaske nach einer vorherbestimmten Ätzzeit ein Strom von Partiao kein gerichtet und aus diesem ein Steuereffekt abgeleitet, der die Weite der Löcher an der Maske darstellt und deren Durchlässigkeit für die Partikeln entspricht. Die für diesen Zweck verwendeten Partikeln können aus festen Partikeln oder aus Energiepartikein besteh..-;, d. h., die Partikeln werden ähnlich wie Energie benutzt wie dies häufig der Fall ist bei Photonen und Phononen. Aus praktischen Gründen wird die Energie des sichtbaren oder des unsichtbaren Lichtes benutzt, und natürlich sind Quellen sichtbaren Lichtes naheliegend. Eine geeignete Anordnung, die aus der Ansprache auf Licht eine Steuerspannung erzeugt, wird in der Technik als Densitometer bezeichnet und ist in der Fig.2 schematisch dargestellt, die ferner die Ätzstufe lic zeigt sowie eine Maske 20 auf einem Schlitten 21 in Form eines offenen Rahmens, der einen Teil einer Fördereinrichtung bildet oder an dieser befestigt ist. wobei das Licht einer Lichtquelle 22 von einer Sammellinse 23 auf den in der Mitte gelegenen Bezirk der Maske geworfen wird. Direkt gegenüber der Lichtquelle 22 ist an der Bearbeitungsstation lic eine Photozelle 25 angeordnet, die die Menge der Lichtenergie mißt, die durch die im Lichtstrahl befindlichen Löcher der Masche hindurchgelangt. Der Lichtstrahl weist vorzugsweise einen im Vergleich zur Weite der einzelnen Löcher großen Querschnitt auf, der geeigneterweise ungefähr 6,5 cm² beträgt. Die Photozel!; 25 wird geeigneterweise oberhalb einer Gruppe von Sprühköpfen 30 angeordnet, denen die Ätzlösung aus

einer nicht dargestellten Vorratsquelle über ein Ventil 31 und einen Verteiler 32 zugeführt wird.

Die Photozelle er eugt einen Steuereffekt und im besonderen eine Str -erspannung, die von der Menge des auffallenden Lichtes abhängt, welcher Steueref-

fekt zum Beeinflussen der Ätzung der behandelten Maske benutzt wird, so daß Löcher mit einer gewünschten Weite erzeugt werden. Eine Eichung des DensitometeTs im Hinblick darauf, daß die Löcher der nachgeätzten Maske genau die vorherbestimmten

Abmessungen aufweisen, kann ohne Schwierigkeiten in der Weise durchgeführt werden, daß als Bezugswert der Wert einer Spannung benutzt wird, die erzeugt wird, wenn einerseits der Lichtpfad zwischen der Lichtquelle 22 und der Photozelle 25 von keiner Maske behindert wird, oder wenn andererseits in dem Lichtpfad eine normale Maske vorgesehen wird, deren Löcher die bestimmten Abmessungen aufweisen. Sind die Löcher dieser Maske kleiner, so fällt

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auf die Photozclle 25 weniger Licht, und die erzeugte der Atzeinrichtung ausgedehnt werden. Ua die Steu-Spannung ist im wesentlichen eine lineare Funktion erspannung in tier Einheit 13 erzeugt wird, bevor die des auffallenden Lichtes. Dementsprechend stellt der Atzung in der Stufe 11 <· eingeleitet wird, so kann Spannungsausgang der Photo-clle 25 die gemessene von der Steuereinheit 14 die Ätzzeit in der ciritten Locl'v.'cile der Maske dar und kann zum »ceinflus- 5 Stufe bestimmt werden. Reicht die Behandlung^zeit sen einer nachfolgenden Atzung benutzt weiden, die in der Stufe Il ( nicht aus, so kann eine weiteie Reerforderüch werden kann, um an der Maske Löcher giilicrung der Atzung in der Stufe 11 d erfolgen, mit der gewünschten Weite zu erzeugen. Die Densi- Aus der Kurven in der F i g. 3 kann die veränder-

tometeranordnung zum Erzeugen einer die Nachät- liehe Ansprache der vorgefertigten Lochmasken auf zung beeinflussenden Spannung ist in der F i g. 1 io die Ätzung ersehen werden sowie die von der ErHndurch den Kasten 13 dargestellt. dung gelöste Aufgabe. Die Kurve A zeigt die An-

Die in der Einheit 13 erzeugte Steuerspannung spräche einci Lochmaske an, bei der die Weite der wird einer Proportionalsteuereinrichtung 14 züge- Löcher innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches führt, der die Ätzstufe lic zugeordnet ist, bei der liegt, der durch die Grenzwerte »Min« und »Max« mindestens ein Parameter zum Zwecke einer Steue- 15 bestimmt wird, die im Verfahrensintervall der dritten rung der Nachätzung beeinflußt wird. Im einfachsten Stufe lic liegen. In diesem Falle unterbricht die und vorzuziehenden Falle wird die Behandlungszeit Steuereinheit 14 die Ätzung in dieser Stufe innerhalb verändert, da erwünschtermaßen in allen vier Ätzstu- dieser Grenzwerte. Bei der durch die Kuiveß dargefen die gleiche Ätzlösung verwendet werden soll. Die stellten Lochmaske wird eine zulässige Lochweitc Einheit 14 erzeugt in Abhängigkeit von der Steusr- ao erst dann erzielt, wenn die vierte Verfahrensstufe spannung aus der Einheit 13 ein Ausgangssignal, 11 d erreicht ist, und in diesem Falle läßt die Steuerdessen Dauer sich mit der Höhe der angelegten Steu- einheit 14 zu, daß die Stufe Uc während der gesamerspannung verändert. Das Ausgangssignal der Ein- ten vorherbestimmten Ätzzeit wirksam ist, und beheit 14 steuert ein elektrisch betätigbares Ventil wirkt ferner, daß in der Stufe Il d die Ätzung im gegleich dem Ventil 31 der Stufe lic und bestimmt as eigneten Zeitpunkt beendet wird. Die Reaktion des hierdurch die Ätzzeit dieser Stufe. Proportionalregler Maskenmaterials kann innerhalb sehr weiter (lanzen di ser Art sind an sich bekannt. so schwanken, wie aus der Kurve Γ zu ersehen ist.

Bei dem mit der Anordnung nach der Fig. 1 Diese Kurve stellt den Fall dar, bei dem eine Lochdurchgeführten Verfahren wild die Lochmaske nach woitp innerhalb zulässiger Grenzen am Schluß der dem Beseitigen der Oxidschichten an der Oberfläche 30 Ätzung in der Stufe 116 erreicht wird. In einem solan der Arbeitsstation 10 mehrmals mit einer gemein- chen Falle verhindert die Steuereinrichtung 14 unter samen Ätzlösung und in gleichen und bekannten dem Einfluß der aus der Steuerspannungsquelle 13 Zeitintervallen in den Stufen 11 α und lift geätzt. Die zugeführten Steuerspannung eine weitere Ätzung der Lochmaske wird dann zur Stufe lic befördert, und betreffenden Lochmaske in den Stufen lic und Wd. wie bei mit Unterbrechungen arbeitenden Förderan- 35 Die Messung mit dem Densitometer kann natiirlagen üblich, steht eine Stillstandszeit zur Verfugung, Hch auch durchgeführt werden, nachdem die Lochin der die Türen an den Ein- und Ausgängen der maske trockengewischt worden ist, wobei die Ätzlö-Stufe vorzugsweise geschlossen werden. Während sung und die Flüssigkeit von der Lochmaske entfernt dieser Zeitspanne erhält die Lampe 22 Strom und wird. Wie die Praxis ergeben hat, ist es eindeutig richtet einen Lichtstrahl durch die Lochmaske 20 auf 40 vorzuziehen, die Messung mit dem Densitometer die Photozelle 25. Da die Ausgangsbedingungen der durchzuführen, während die Lochmaske noch naß Lochmaske bekannt sind und da deren Löcher für oder feucht ist. Versuche haben gezeigt, daß zutrefdie Herstellung des Bildschirms eine vorherbe- fende Densitometermessungen durchgeführt werstimmte Weite aufweisen, und da ferner die Parame- den können, nachdem die Lochmaske mit einer Fluster und die Behandlungszeiten in den Stufen 11 σ und 45 sigkeit benetzt worden ist, die eine Oberflächenspan- Wb gleichfalls bekannt sind, so entspricht die An- nung aufweist, bei der sich über den Löchern ein zeige des Densitometers oder die Höhe der von de« Film oder eine Linse bildet, solange die Lösung min-Spannungsquelle 13 erzeugten Steuerspannung der cVtens teilweise für den Lichtstrahl durchlässig ist. Ansprache der noch nicht fertigen Lochmaske auf der im Densitometer verwendet wird. Zum Beispiel das Ätzmittel und ferner der Weite der Löcher an 5° können auswertbare Messungen vorgenommen werder Lochmaske, die ein Maß für die Lichtdurchläs- den, nachdem die Lochmaske geatzt und mit Wasser sigkeit der Maske ist. Die Behandlungszeiten in den abgespült worden ist. Es hat sich jedoch auch geStufen 11a und 11 b werden vorzugsweise so kurz zeigt, daß gleichwertige Ergebnisse erhalten werden bemessen, daß die bei der fertigen Lochmaske erfor- können, wenn die Messung direkt nach dem Ätzen derliche Weite der Löcher nicht erreicht wird, und 55 bei der mit der Ätzlösung noch befeuchteten Maske die endgültige Lochweite darf in diesen Stufen nicht durchgeführt wird. Aus der in der F i g. 4 dargestellüberschritten werden. Bei Erfüllung dieser Bedin- ten Kurve ist zu ersehen, daß eine direkte Wechselgung bestimmt das Densitometer nicht nur die Ge- beziehung hergestellt werden kann zwischen der von schvindigkeit des Ä.zvorganges in bezug auf die ge- der Ätzlösung noch feuchten Lochmaske und der rade behandelte Lochmaske, sondern auch das Aus- 60 Lochweite der Maske, nachdem diese getrocknet maß der weiteren Ätzung, wenn eine solche erforder- worden ist. Das so weit beschriebene Verfahren weist lieh sein sollte, um bei den Löchern der Lochmaske eindeutig den Vorzug auf, daß die Messungen durchdie gewünschte Weite zu erreichen. Diese BesHm- geführt und das Verfahren so eingeregelt werden mung erfolgt durch die aus der Steuerspannungs- kann, ohne daß die Lochmaske aus den Behandquelle 13 der Proportionalsteuereinheit 14 zugeführ- 65 lungsstationen herausgenommen zu werden braucht, ten Spannung, die dementsprechend die Ätzzeit der Eine vielstufige Ätzeinrichtung der beschriebenen

Stufe !ic bsstiinmt. Wenn gewünscht kann die Wir- Art ist Für die Herstellung von Lochmasken in grokung der Einheit 14 auch bis zur vierten Stufe lld Ben Stucfczafoien geeignet; jeducn hi die Erfindung

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hierauf nicht beschränkt. Das crfinchmgsgcmäßc Vcr- worden ist, wonach Messungen mit dem Dcnsitomefahren kann auch angewendet werden, wenn nur eine tcr durchgeführt weiden, um die weitere Atzung so einzige Behandlungsstation vorgesehen ist. In diesem zu beeinflussen, daß die Löcher zum Schluß eine PaIIc wird die Maske eine bestimmte Uchandlungs- vorherbestimmte genaue Weite aufweisen,
zeit lang geätzt, gemessen und danach in derselben 5 Vor Anwendung der beschriebenen Verfahrcns-Bchandlungsstation nochmals geätzt, wenn dies zum kontrolle oder -beeinflussung ergaben sich beim Zu-Erreichcn einer genau kontrollierten Lochweite er- rückätzen bei der Lochweite der Lochmasken Abforderlich ist. weichungen bis zu 0,125 mm vom Sollwert, während Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit das erfindungsgemäße Verfahren eine sehr wcscntcinem nochmaligen Ätzen oder Zurückätzen einfach io liehe Einschränkung des Tolcranzbereiches auf einen deswegen beschrieben, weil die Umstände dieses Bereich von 0,005 bis 0,0125 mm ermöglicht. Das Verfahrens die Veranlassung zur Lösung der Auf- erfindungsgemäße Verfahren führt außerdem zu sehr gäbe waren, das Ätzverfahren so genau zu beeinflus- wesentlichen Kosteneinsparungen, da die Messungen sen, daß bei den Löchern einer Lochmaske für eine mit dem Densitometer während der Durchführung Bildröhre mit Schwanzumrandung eine bestimmte 15 des Verfahrens zu einer Zeit durchgeführt werden, LochweHe erzielt wird. Das Verfahren ist natürlich bevor die Löcher der Lochmaske ihre endgültige auch geeignet zum Erzeugen eines Musters von Lö- Weite erreicht haben. Hierdurch werden die Mangel ehern an einem Maskenrohling, der noch die Form der bisherigen Praxis vermieden, bei der die Messung eines ebenen und unperforierten Bleches aufweist. der Lochweite häufig erst dann erfolgte, nachdem die Zu diesem Zweck werden beide Seiten der Rohlings ao zulässige Weite der Löcher bereits überschritten und mit einem Belag versehen, der an denjenigen Stellen die Maske zerstört worden war. Das Ausmaß der mit Unterbrechungen versehen wird, an denen an der Steuerung und Kontrolle kann natürlich noch weiter Maske die Löcher erzeugt werden sollen. In diesem ausgedehnt werden, wenn alle Verfahrensstufen Wb, Falle wird die Ätzung so lange durchgeführt, bis an lic und lld mit einer eigenen Kontrolleinrichtung der Maske ein gewünschtes Lochmuster erzeugt as gleich den Einheiten 13 und 14 ausgestattet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ätzen eines Musters von löchern mit einer vorherbestimmten Weite an einer Elektrode, insbesondere der Schattenmaske einer Farbfemseh-Bildwiedergaberöhre, die aus einem Material besteht, das von einem bestimmten Ätzmittel angegriffen wird, bei dem die sich im Ausgangszustand befindende Elektrode innerhalb eines ersten Ätzintervalls der Einwirkung einer das Ätzmittel enthaltenden Lösung ausgesetzt wird, um das genannte Muster von Löchern zu erzeugen, wenn die Elektrode im Ausgangszustarici ein solches Lochmuster nicht aufweist, oder um die Löcher zu erweitern, wenn die Elektrode iiv AUigangsz'.-tand bereits ein solches Lochniii-Mv.'r aufweist, wobei jedoch in beiden Fällen Löcher mit einer Weite erzeugt werden, die kleiner ist als die vorherbestimmte Weite, und in einer zweiten und folgenden Atzung der Elektrode mit dem Ätzmittel Löcher erzeug werden, die im wesentlichen die vorherbestimmte Weite aufwehen, dadurch gekennzeichnei. daß nach Ablauf de«; erster. Ätzintervalls auf die Oberfläche der Elektrode eine Strömung von Strahlen oder Partikeln gerichtet und ein Steuereffekt abgeleitet wird, d^r die zu dieser 2'.eit bestehende Weite der Löcher an de- Elekt"ode in Abhängigkeit der Durchlässigkeit der Elektrode für die Partikeln bzw. Strahlen darstel' und daß der Süeuereffekt zum Regeln der zweiien Atzung benutzt wird.

2. Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der SteuerefieVt am F.nde des ersten ÄUintcrvalK abgeleitet wird, während die Elektrode in der Ätzvorrichtung verbleibt, und ausgenutzt wird, um einen nachfolgenden Ätzschritt zum Ausbilden der Löcher mit der vorherbetimmten Größe zu steuern.

3. Ätzverfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Steueref ^:ekt ausgenutzt wird, um die Ätzzeit des nachfolgenden Ätzschritts einzustellen.

4. Ätzverfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man zur Vergrößerung der Loeher eines Lochmusters in einer aus dem Material geformten Elektrode auf eine vorherbestimmte Größe die augenblickliche Größe der vergrößerten Löcher in der Elektrode am Ende des ersten Äzschritts mißt und davon den Steuereffekt ableitet, der die Reaktion der Elektrode auf die Ätzlösung darstellt, und daß man den Steuereffekt ausnutzt, um die Dauer des zweiten und nachfolgenden Ätzens der Elektrode mit der Lösung zu bestimmen, um die Löcher weiter ZU Öffnen, bis sie im wesentlichen die vorherbestimmte Größe erreicht haben.

5. Ätzverfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Ätzschritte in mindestens zwei umschlossenen Arbeitsstationen ausgeführt werden, zwischen denen die Elektrode übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Steucreffekt abk.:a. nachdem die Elektrode von der ersten 7'ir zweiten Arbeitsstation übergeführt worden ist. aber bevor das Ätzen in der zweiten Station stattfindet.

6. Ätzverfahren nach Anspruch 5. dadurch gc-Kcnnzoichnct. daß man den Steuereflekl ableitet, indem man in der Arbeitsstation einen Lichtstrahl erzeugt, diesen auf die mit Löchern versehene Oberfläche der Elektrode richtet und innerhalb der Arbeitsstation den Anteil des Lichtstrahls bestimmt, der durch die Löcher des Musters hindurchtritt.

7. Ätzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine für die Bearbeitung der Elektrode verwendete Lösuna eine ausreichende Oberflächenspannung hat. daß sich über den Löchern des Musters ein Film ausbildet, der mindestens teilweise durchlässig für eine bestimmte Energieform ist, und daß man einen Strahl dieser bestimmten Energie auf die Elektrode richtet, um den Steuereffekt abzuleiten.

8. Ätzverfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Film als Linse wirkt, die mindestens teilweise für Licht durchlässig ist. und daß man einen Lichtstrahl, dessen Querschnitt gegenüber der Fläche der einzelnen Löcher in der Elektrode groß ist. auf die Elektrode richtet, um den Steuereffekt abzuleiten.