DE2113351B2 - Verfahren zur messung der tiefe von in einer flaeche ausgebildeten zellenartigen vertiefungen - Google Patents

Description

Resist-Schicht an der Stelle, an welcher der Ätzvorgang stattfindet, fehl. Darüber hinaus können sich auch während des Verfahrensablaufs die physikalischen und optischen Eigenschaften der Ätzflüssigkeit ändern, wodurch die Erzielung reproduzierbarer Ergebnisse wesentlich erschwert wird.

Die Möglichkeit, unter Verzicht auf jegliche Messung und Prüfung den Ätzvorgang einfach auf Grund von durch Vorversuche ermittelten Parameter-Daten ablaufen zu lassen, hat den Nachteil, daß derartigen Verfahren die erforderliche Flexibilität hinsichtlich der Einstellung beliebiger Ätztiefen sowie der Anpassung an beliebige zu ätzende Metalle, an beliebige Materialien der Resist-Schicht und an beliebige Ätzmittel fehlt und daß sie bei unvorhergesehenen Störungen irn Verfahrensablauf versagen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das kontinuierlich eine genaue Messung des Volumens, insbesondere der Tiefe von in eine mit einer Deckschicht aus einem perrncablen Material bedeckte Oberfläche eingeätzten Zellen während des Ätzvorgangs gestattet, um unter Ausnutzung der gewonnenen Meßergebnisse und Vermeidung von die Meßergebnisse störender Reflexion an der Deckschicht den weiteren Ätzvorgang exakt zu regeln und im geeigneten Augenblick abzubrechen. Dieses Verfahren soll unabhängig von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Ätzmittels und der Deckschicht sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Messung der Tiefe von in einer Materialschicht ausgebildeten Zellen, insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung von Rotations-Druckzylindern durch Ätzen, bei welchen in mindestens zwei Bereichen der Oberfläche der Schicht zusätzliche Zellen ausgebildet werden, die jeweils eine unter dem gleichen Winkel zur Oberfläche der Materialschichl verlaufende Seitenwand oder einen unter dem gleichen Winkel zur Oberfläche der Matcrialschicht verlaufenden Seitenwandabschnitt aufweisen, wobei alle diese Seitenwände bzw. Seitenwandabschnitte parallel zueinander verlaufen und wobei alle Zellen eines Bereichs jeweils gleiche Tiefe, die Zellen benachbarter Bereiche jedoch unterschiedliche Tiefe besitzen, dadurch gelöst, daß auf dii Zellen der einzelnen Bereiche nacheinander ein in einer senkrecht zu den Seitenwänden bzw. Seitenwandabschnitten verlaufenden Ebene unter einem bestimmten vorgegebenen Winkel (-) auf die Oberfläche der Matcrialschicht eingestrahltes paralleles Bündel von Ultiaschallstrahlen geworfen wird und die Intensität des am Boden und an der Seitenwand bzw. dem Wandabschnitt der Zellen des gerade abgetasteten Bereichs reflektierten, parallel zum einfallenden Strahlenbündel verlaufenden Teilbündels gemessen und mit der Intensität des in den Zellen eines anderen Bereichs reflektierten Tcilbündels verglichen wird.

Der grundsätzliche Unterschied dieses Verfahrens gegenüber den bekannten Echolotverfahren beispielsweise zur Messung von Meerestiefen besteht darin, daß die Meßsignale unter einem Winkel H auf die Oberfläche des zu untersuchenden Körpers geworfen werden, so daß nur diejenigen Reflexe wieder empfangen werden, welche von praktisch parallel zueinander verlaufenden Zellenwänden oder Zellenwandabschnitten reflektiert werden, während die an der Oberfläche des Meßobjekts selbst erzeugten Reflexionen eliminiert bzw. in einer das Meßinstrument nicht beaufschlagenden entgegengesetzten Richtung zum einfallenden Strahl emittiert werden.

Es wird also nicht die Differenz der Laufzeiten zweier durch Reflexion in unterschiedlichen Tiefen erzeugter Strahlen, sondern die Intensität der von der Größe der reflektierenden Zellenwände bzw. Zellenabschnitte abhängigen erzeugten Reflexion gemessen, die ihrerseits proportional zum Zellenvolumen ist, wobei der Proportionalitätsraktor eine von der Art

ίο und dem Aufbau der verwendeten Apparatur abhängige Konstante ist.

Die Vermeidung von Laufzeitmessungen ist insbesondere dann von Vorteil, wenn, wie im Fall der Gravur von Rotationsdruckzylindern, Schwingungen und Vibrationen auftreten können, deren Amplitude in der Größenordnung der Tiefe der auszubildenden Zellen liegt, so daß die hierdurch hervorgerufenen Meßfehler, welche sich zu den Meßergebnissen addieren, eine Bestimmung der reellen Zellentiefen unmöglich machen.

Es ist zwar schon ein Meßverfahren bekannt (deutsche Patentschrift 881 266), bei welchem Ultraschallwellen über einen am Meß- bzw. Prüfobjekt anliegenden Aufgeber unter einem bestimmten Winkel in das Prüfobjekt geleitet werden und nach mehrmaliger Reflexion an den Grenzflächen des Prüfobjekts schließlich durch eine Fehlerfläche in Richtung auf den Aufgeber zurückgeworfen werden. Die reflektierten Strahlen werden hierbei aber nach dem Laufzeitverfahren ausgewertet, indem der Zeitunterschied zwischen ausgesandtem Ultraschall und empfangenem Echo festgestellt und daraus die Lage der im Prüfobjekt befindlichen Fehlerfläche bestimmt wird. Mit diesem Verfahren kann jedoch ersichtlicherweise nur die Lage bestimmter ebener Flächen innerhalb eines Prüfobjekts, nicht aber deren Ausdehnung bzw. Form festgestellt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich nicht nur die relativen Tiefen verschiedener ZeI-len exakt ermitteln, wie es für die Überwachung des Ätzvorgangs bei der Herstellung von Rotationsdruckzylindern ausreicht, sondern auch Absolutmessungen durchführen, wenn eine Eichung der Meß-'pparatur vorgenommen wird.

Hierbei üben die Dicke der Resist-Schicht, die Höhe des Ätzmittels über der Resist-Schicht, die Temperatur des Ätzmittels sowie Änderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften der Ätzmittel keinen Einfluß auf das Verfahren aus. Im Falle der Zcllentiefe Null treten die an der Oberfläche der Metallschicht reflektierten Strahlen in einer zum einfallenden Ultraschallstrahlbündcl entgegengesetzten Richtung aus dem Ätzmittel aus und erreichen den Empfänger nicht. Das Verfahren läßt sich zur Messung von Tiefen jeder Art von Zellen verwenden, unabhängig davon, ob sie durch Ätzen, auf mechanischem Weg oder auf sonstige Weise hergestellt sind, und unabhängig von der Querschnittsform der Zellen.

ßo im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Messung der Tiefe bzw. des Volumens von in einem Rotationsdruckzylinder ausgebildeten Zellen näher erläutert, obwohl es sich vorteilhafterweise auch auf anderen Gebieter, der Technik an-

^5 wenden Hißt, beispielsweise in der Halbleitertechnologie oder bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen. Es zeigt

F i g. 1 den Verlauf der Ultraschallstrahlen bei An-

5 6

Wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine langt und diese angreift. (Anstatt den Rotations-

mit einer Maske versehenen Metalloberfläche zu druckzylinder in einem Ätzmittelbad umlaufen zu

einem Zeitpunkt, an welchem das Ätzmittel die Me- lassen, kann er auch mit einem Ätzmittel besprüht

talloberfläche noch nicht erreicht hat, werden.) Alle diese Verfahrensschritte sind herkömm-

F i g. 2 den Strahlenverlauf bei der Anordnung ge- 5 licher Art. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnah-

mäß F i g. 1 zu einem Zeitpunkt, an welchem in die men soll nun die augenblickliche Tiefe oder das

Metalloberfläche einige Zellen unterschiedlicher Tiefe augenblickliche Volumen der Zellen Z₁, Z₂..., Z_n,

eingeätzt sind, die unter den einzelnen Bereichen M₁, M₂,..., M_n

Fig.3a und 3b weggebrochene Schnitte durch unterschiedlicher »Schwärzung« ausgebildet worden eine in der Metalloberfläche ausgebildete Zelle von io sind, festgestellt werden. Da die eigentlichen Druckrechteckigem Querschnitt mit eingezeichnetem Strah- zellen genau so wie die Zellen des Stufenschemas lenverlauf, in vergrößertem Maßstab, behandelt bzw. ausgebildet werden, liefert das Aus-

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer Appa- messen der Tiefe der letztgenannten Zellen unmittel-

ratur zur Anwendung des Verfahrens, bar die gewünschten Angaben über das Volumen der

F i g. 5 eine graphische Darstellung der für ver- i₅ Druckzellen.

schiedene Stufen in Abhängigkeit von der Zeit ge- Die Zeit, welche das Ätzmittel 3 zum Durchdringen

messenen Intensitäten des reflektierten Teilstrahlen- der Resist-Schicht 2 benötigt, hängt, wie erwähnt,

bündeis und nicht nur von der Art und insbesondere von der

F i g. 6 ein von einem Schreibgerät aufgezeichnetes Dicke und Permeabilität der Resist-Schicht, sondern

Diagramm, weiches das Ergebnis der Ausmessung 20 beispielsweise auch von der Konzentration und Tem-

einer in eine Metalloberfläche eingeätzten Stufenreihe peratur des Ätzmittels, von seinem Bewegungszustand

darstellt. relativ zur Zylinderoberfläche sowie von anderen

In den Fig. 1 und 2 ist lediglich die in einem be- schwer bestimmbaren Variablen ab. Es ist daher stimmten Muster mit Zellen Z₁ bis Z₃ unterschied- nicht ausreichend, die Geschwindigkeit der Diffusion licher Tiefe zu versehende, beispielsweise aus Kupfer 25 des Ätzmittels 3 durch die Resist-Schicht 2 von Stufe bestehende Metallschicht 1 eines Rotationsdruckzy- zu Stufe im gewünschten Muster festzulegen, vielmehr linders dargestellt, die von einer beispielsweise aus muß die Tiefe der Zellen Z jeder Stufe tatsächlich in Gelatine hergestellten Maske bzw. Resist-Schicht 2 jedem Augenblick des Ätzvorgangs feststellbar sein, mit Bereichen M₁ bis M₁ unterschiedlicher Dicke be- Wenn also beispielsweise die im Verlauf des Ätzdeckt ist, so daß ein Ätzmittel 3, beispielsweise 30 Vorgangs vorgenommene Messung ergibt, daß die FeCl₃, die Metallschicht mit unterschiedlicher Ver- Zellen Z₃ und Z₂ ein gewünschtes Tiefenverhältnis zögerung und somit lokal differenziert anzugreifen zueinander erreicht haben, muß der weitere Verlauf vermag. Der Maßstab der Darstellung ist so gewählt, des Ätzvorgangs so eingestellt werden, daß das Ätzen daß die Oberfläche des Metallzylinders praktisch der Zelle Z₁ zu einem Zeitpunkt einsetzt, daß sich waagerecht erscheint. 35 ein gewünschtes Tiefenverhältnis zwischen den Zellen

Zur Ausbildung der Zellen Z zur Aufnahme der Z₂ und Z₁ ergibt. Sollte dies nicht der Fall sein, so

Druckfarbe in der Oberfläche der Metallschicht 1 muß entweder der Durchtritt des Ätzmittels durch

wird üblicherweise vor dem eigentlichen Ätzvorgang die Resist-Schicht 2 im Bereich M₁ verzögert werden,

eine Resist-Schicht 2 auf die Metallschicht aufge- was beispielsweise durch Erhöhung der Drehzahl des

bracht und in einem gewünschten Musler belichtet. 40 Zylinders oder durch Erniedrigung der Temperatur

Außerdem wird dieselbe Resist-Schicht 2 in einem oder der Konzentration des Ätzmittels 3 erzielt wer-

sich neben dem eigentlichen für den Druck vorge- den kann, oder es muß die Geschwindigkeit der DiI

sehenen Gebiet befindlichen Abschnitt mit einem fusion des Ätzmittels durch die Resist-Schicht im Bc

Schema abgestufter Intensitäten belichtet, das von reich M₁ erhöht werden, damit der Ätzvorgang unter

starken Belichtungswerten, welche einen relativ har- 45 halb dieses Bereichs zwecks Ausbildung der Zelle Z

ten und somit von einer Entwicklerflüssigkeit weniger zu einem früheren Zeitpunkt einsetzt,

stark angreifbaren Bereich M₁ ergeben, zu schwachen Zur Messung des Volumens bzw. der Tiefe der i;

Belichtungswerten reicht, welche einen weniger harten der Metallschicht 1 ausgebildeten Zellen Z wird mit

und somit von der Entwicklerflüssigkeit stärker an- tels eines nicht dargestellten, herkömmlichen Ultra

greifbaren Bereich M₃ ergeben. (In Fig. 1 und 2 ist 50 schallsenders, wie er beispielsweise zur Messung de;

aus Vereinfachungsgründen nur ein Zwischenbereich Dicke von Metallschichten nach der Resonanzmetho

M₂ dargestellt, in der Praxis werden jedoch bis zu de benutzt wird, ein paralleles Ultraschallstrahlen-

zwanzig, in der Regel etwa zehn Stufen unterschied- bündel durch das Ätzmittel 3 hindurch unter einem

licher Intensität aufbelichtet.) Daraufhin wird die Winkel α auf die Oberfläche der aus den Schichten 1

derart belichtete Resist-Schicht 2 durch Auswaschen 55 und 2 bestehenden Anordnung geworfen (F i g. 1 und

der weniger gehärteten Bereiche entwickelt, so daß 2). Beim Übertritt vom Ätzmittel 3 in das dichtere

auf der Metallschicht 1 des Rotationszylinders ein Medium der Resist-Schicht 2 werden die Strahlen Z'

Schema abgestufter Bereiche von jeweils unterschied- des Bündels gebrochen, so daß sie als Strahlen S

licher Dichte ausgebildet wird, wobei die Stufe M₁ unter einem Winkel Θ auf die Oberfläche der Metall-

eine relativ geringe Durchlässigkeit für das Ätz- 60 schicht 1 auftreffen.

mittel 3 und die Stufe M₃ eine relativ gute Durch- Ist die Metallschicht 1 durch den Ätzvorgang noch

lässigkeit für das Ätzmittel besitzt. nicht verändert worden, d. h. weist sie gemäß F i g. 1

Nach dem Entwickeln wird der Ätzvorgang durch- eine noch praktisch glatte Oberfläche auf, so werden

geführt, indem der Rotationszylinder in einem das die unter dem Winkel Θ auf die Metalloberfläche

Ätzmittel 3 enthaltenden Bad gedreht wird, wobei 65 einfallenden Strahlen 5 an ihr vollständig reflektiert,

das Ätzmittel je nach der Härtung bzw. »Schwärzung« so daß sie nach erneuter Brechung an der Grenze

der Gelatine mit unterschiedlicher Verzögerung durch der Schichten 2 und 3 unter einem dem Einfallwinkel

die Resist-Schicht 2 hindurch zur Metallschicht 1 ge- entsprechenden, jedoch diesem entgegengerichteten

mittel 3 austreten und n.cht zur ^υ1ι™^^Π£"<^ °™ ^ne ,

ΐΑ^ΪΤΑ^Χ ^?^^^Bereich um 30° a.s besonder, geeignet

SAS. ΐΓΑ^ΪΤΑ^

tritt nur eine zu vernachlässigende Reflexion auf d.e ₅ ™^e£ _{der reflektierten} Strahlen während

darüber hinaus auch unter dem Winkel (-«statt £"™* S _{der nahe dem ultra}.

findet und somit - im Gegensatz zum,norm Je η d« Atzvo g ^g ,.^ _{Empfönger d}.

Echolotverfahren — den Empfänger ment "re _{ein Kombinationsgerät zum} Senden

InFig.2istderAt^W»^itfyKhnl^_: t ο ^ ^^ _{verwendet> lche}

daß in der Metallschicht 1 Zellen Z₁ bis Zunter _welc ^H _hes ^S _die an den Wänden W von jeweils zwei schiedlicher Tiefe ausgebildet sind. . η olgede: sen J™ ™* _d ,. _{den Stufen mil} Zellen unterwerden gemäß Fig. 3 l^f^tnLZ «eher Tiefe reflektierten Strahlen vergleicht Zelle Z unter dem Winkel (180 biO) J^on °" . _{d diese ln}f_ormation auf eine zur Steuerung der tallschicht 1 reflektierten Strahler,S ern ut refl.kn^ und d,^ ^ _{Ä ngs} ^ .„ _d ^ _h.

wenn sie auf die Seitenwand W_ ^de™^e™4u_Sch _nungen nicht dargestellte Einrichtung gibt, welche

fallen, und in eine ^htung abge e_nkt d e prakmch ^g₄. _Ein ^g _{stellungen bzw}. Änderungen wäh-

parallel /um einfallenden Bündel jerlautt "™ _ ^v ^ _M vorzunehmen vermag. Sowohl

Ort des i.ltraschallsenaers .^m;V^CT f^nVm^nen für der. Sender und für den Empfänger als auch fur führt, wobei sich die Intensität des dort-J^g^ _{2o d e} ^r und Stellglieder zur Beeinflussung des

reflektierten Signals aus der Suimmea Jr «flekt« *e J _{befinden sich Geräte auf dem Markt},

renden Strahlen ergibt, die an der Wand''*«$»£* ^cL· den zur Durchführung des Verfahrens erfor-

Zellen hervorgerufen werde η «ddtevon^e η Wlen^ jelg _BedingungCn genügen. .

den Strahlenbündel überdeckt werden Auseme schematisch den Aufbau einer derar-

Vergleich der F ig, 3 a ""^Hesimtfar inen MeI ,5 tigen Meßanordnung. In einem das Ätzmittels entsichtlich, daß die Intensität des e"»p^far.genen^ Meu 5 | _{d n jst ein z linder 12} gelagert, dessen signals von der Größe der Flache der * and W d.^h ^a _{eines nidu d telhcn Motors m} von der Tiefe der Zellen abhängig ist, da be' jorg^e Richtung des Pfeils 14 in Umlauf versetzt werden benem Durchmesser des Bundeis mit .«nehme .^r ^cn g ^ _die ^ _behande,_{nde Me}_

Wandgröüe bzw. ^^%Z^Tm^ 30 talhchicht Jdie ihrerseits von der Resist-Schicht 2 angewandten Strahlen zum Empfanger zurucKge g ^ _was ^^ _{der Dimensionsuntersch},ede und von diesem gemessen wird. In h¹J^ _h gegenüber dem Zylinderdurchmesser nur an einer sind die Grenzstrahlen des Teilbundels e ⁿS«eichne^ g g _Zyi_indermantels schematisch angedeutet das jeweils den Empfänger erreicht, alle außerhalb steile Χ^.^ _{u ist unter einem} winkel χ dieses Teilbündels liegenden, in Fig. ³* S,^s™ _zur Tangente an die Zylinderoberfläche in einer Haieingezeichneten Strahlen des Bunde s Jjden jnt_ 35 ^ | ^ _UUrascnall._Sende, _und -Empfängerweder am Boden B e.ner Zelle oder an OwUKT _anord*_nung 16 gelagert, die über ein Kabel 17 an ein fläche 0 der Metallschicht 1 in den Raum abgelenkt ano ^J^ ^_ _{und/oder Anzeige}i_nstrUment und gelangen nicht zum Empfanger !W ™e _h,_ieß|_{ar ist Die} Halterung 15 kann so ausgebil-_Wird derart gewählt, daß eine maximale Ausbeute an ansc^ ^ ^^ ^ ^, ^ _{und andererselts} reflektierten Strahlen gewährleistet ^wird. . _{der Abst}and d zwischen der Anordnung 16 und der In den F i g. 2 und 3 sind zur V«Wachung^ der öj_antel„äche des Zylinders 12 einstellbar ist. Die geErläuterung des der ^Erf"^du"# ™⁸^_εβ £ strichelte Linie 18 gibt die Höhe des Atzm.ttelspie-Prinzips Zellen Z mit rechteckigem Qumdimtt^üar _{ßad χχ} ^ _{Dje mU bezeichnete} Winkellage eestellt. bei denen die reflektierende W«id W prak g _Auftreff_punkts des Ultraschallstrahlenbündels auf L 7„r Metalloberfläche verlauft. Dies stellt aber 45 °_ ^„!^der 12 ^t völlig unwesentlich.

Tiefe der Zellen Z proportional ist Diej£^ |_{urch einen unbelichteten} Streifen von 0,5 mm Breite

können daher beispielweise ^auch °^reie^f_tf _h^_ben. ₅₅ voneinander getrennten Bereichen von jeweils 15 mm

schnitt oder halbkreisförmigen Querschnitt naoe ^ ^^ ^ _{Berdch stuf zu}.

Die Darstellung von Zellen Z mit redhtec agem _{r Intensifit mU Licht der} Wellenlänge

Querschnitt in F i g. 3 wurde nur «^^^ ₂₅₀₀ bis 4500 A belichtet und durch 5 bis 10 Mi-

weil sich in diesem Spezialfall ävtemchenden _R^ ^^ Eintauchen in Wasser von 40^ C entflexionsverhältnisse leicht an Hand der uenr ^ ^ckg^ _so daß sich Bereiche mit von Stufe zu Stufe

geometrischen Optik illustrieren^lassen; _w j abnehmender Dicke ergaben. Das so vorbehandelte

Der Ultraschallsender kann in beliebig er we _Kupferblech wurde auf eine Trommel von 300 mm

unterhalb oder auch ^oberhalb/^eS ₁₁fP¹Se_Ckmäßiser- Durchmesser aufgebracht, die entsprechend der An-

mittels angeordnet werden ^u"^d "¹¹^S θ zwecks Ordnung gemäß F i g. 4 in einem eine FeCl -Lösung

weise so gehaltert sein, daß der Winkel Og _{6 als Ätzm}&ei enthaltenden Bad mit 10 bis 100 U/min

Erzielung von Meßsignalen maximale^^fverfah- in Umlauf versetzt wurde.

variabel ist. Obwohl zur ^Durch _Q ^f^7."f_e„_de E^all- In das Ätzbad wurde im Abstand von 25 mm von

rens grundsätzlich jeder unter 90 «g^f'" _der Trommeloberfläche der Sende- und Empfangsteil

winkel auf die Oberfläche der Metallschicht ang 309509/392

ίο

eines Ultraschall-Meßgeräts angeordnet, der ein paralleles Ultraschallstrahlenbündel von etwa 12,7 mm Durchmesser unter einen Winkel α von etwa 30° auf das Meßobjekt warf. Infolge der Umlaufbewegung der Trommel wurden die zwölf Stufen kontinuierlich der Reihe nach abgetastet.

In F i g. 5 ist die Intensität des empfangenen reflektierten Signals in Abhängigkeit von der Zeit für die Stufen 1, 6 und 12 graphisch dargestellt. Der Versuch wurde nach 1175 s abgebrochen, nachdem die Zellen der Stufe 12 etwa ein Viertel der Tiefe der Zellen der Stufe 1 erreicht hatten. Die später durchgeführte, für die eigentliche Überwachung bzw. Steuerung des Ätzvorgangs nicht herangezogene Messung der absoluten Zellentiefe unter einem Mikroskop ergab für die Zellen der Stufe 1 eine Tiefe von 30,5 μ, für die Zellen der Stufe 6 eine Tiefe von 19,0 μ, für die Zellen der Stufe 12 eine Tiefe von 7,3 μ.

Der dargestellte Kurvenveriauf läßt sich durch entsprechende Änderung der eingangs genannten Parameter ohne Schwierigkeiten variieren, und zwar insbesondere auch durch Beeinflussung der Parameter während der Durchführung der Messung, wenn es sich herausstellt, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Kurve die Tendenz zeigt, von einem gewünschten Verlauf abzuweichen.

Beispiel 2

Ein nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 mit in zwölf Stufen unterschiedlicher Zellentiefe versehenes, vorgeätztes Kupferblech wurde auf eine Trommel von 300 mm Durchmesser aufgespannt, die entsprechend der Anordnung gemäß F i g. 4 in einem Wasserbad mit 10 bis 100 U/min in Umlauf versetzt wurde. Selbstverständlich hätte auch die Trommel stillstehen und die Sender-Empfänger-Anordnung am Kupferblech entlanggeführt werden können.

F i g. 6 zeigt die von einem Schreibgerät aufgezeichnete Intensität des empfangenen reflektierten Signals bei einem Durchlauf der Stufenreihe unter dem Empfänger. Ersichtlicherweise ist zwischen den Zellen 2 und 3 der Stufen 4 und 5 sowie der Stufen 7 und 8 jeweils kein erkennbarer Tiefenunterschied vorhanden, während zwischen den Zellen der Stufen 1 und 2 der Stufen 3 und 4 usw., jeweils Zellentiefendifferenzen auftreten. Die gestrichelte Linie M₀ gibt die Intensität des an den nicht geätzten Teilen der Metalloberfläche reflektierten Strahlenbündels an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Patentansprüche: bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäten der reflektierten Teilbündel zwecks Ermitt-

1. Verfahren zur Messung der Tiefe von in lung der absoluten Tiefe der Zellen mit einem einer Materialschicht ausgebildeten Zellen, ins- 5 durch Vorversuche ermittelten Tiefen-Normal besondere zur Verwendung bei der Herstellung verglichen werden.

von Rotations-Druckzylindern durch Ätzen, bei
welchen in mir-iestens zwei Bereichen der Oberfläche der Schicht zusätzliche Zellen ausgebildet

werden, die jeweils eine unter dem gleichen Win- io

kel zur Oberfläche der Materialschicht verlaufende Seitenwand oder einen unter dem gleichen
Winkel zur Oberfläche der Materialschicht verlaufenden Seitenwandabschnitt aufweisen, wobei

alle diese Seitenwände bzw. Seitenwandabschnitte 15 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung parallel zueinander verlaufen und wobei alle ZeI- der Tiefe von in einer Fläche ausgebildeten zellenlen eines Bereichs jeweils gleiche Tiefe, die Zellen artigen Vertiefungen, das sich insbesondere zur Verbenachbarier Bereiche jedoch unterschiedliche wendung bei der Herstellung von Rotationsdruck-Tiefe besitzen, dadurch gekennzeichnet, zylindern durch Ätzen eignet.

daß auf die Zellen der einzelnen Bereiche nach- 20 Bei der Gravur von im Tiefdruck Verwendung fineinander ein in einer senkrecht zu den Seiten- denden Rotationszylindern wird in der Zylinderoberwänden bzw. Seitenwandabschnitten verlaufenden fläche eine Vielzahl von eng benachbarten Zellen Ebene unter einem bestimmten vorgegebenen bzw. napfähnlichen Vertiefungen eingeätzt, deren Winkel Θ auf die Oberfläche der Materialschicht Anordnung bzw. Muster durch auf die Zylinder auf-(1) eingestrahltes paralleles Bündel von Ultra- 25 gebrachte, in Fachkreisen als »Resist«-Schichten des schallstrahlen (S, S') geworfen wird und die In- Druckvorgangs die Druckfarbe aufnehmen und je tensität des am Boden (ß) und an der Seiten- nach ihrem Volumen unterschiedlich intensive Farbwand (W) bzw. dem Wandabschnitt der Zellen töne vermitteln, so daß ein gewünschtes Muster mit (Z₁, Z₂. Z₃...) des gerade abgetasteten Bereichs entsprechenden Variationen in der Farbtonintensität reflektierten, parallel zum einfallenden Strahlen- ₃₀ wiedergesehen werden kann.

bündel verlaufenden Teilbündels gemessen und Da die Intensität des Drucks von der Menge der

mit der Intensität des in den Ze'len eines anderen j_n den einzelnen Zellen enthaltenen Druckfarbe und

Bereichs reflektierten Teilbündels verglichen _SOmit vom Durchmesser und/oder von der Tiefe der

wird. Zellen abhängt, kommt es bei der Herstellung der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 Druckzylinder nicht nur auf eine saubere Maskierung kennzeichnet, daß die in der Materialschicht (1) der Zylinderoberfläche, sondern wesentlich auch auf auszumessenden Zellen (Z₁, Z₁, Z₃) eine recht- eine exakte Steuerung des Ätzvorgangs an. Für den eckige, dreieckige halbkreisförmige Querschnitts- Grad der Ätzung sind außer dem Material des beform aufweisen. handelten Zylinders, dem Material der Resist-Schicht

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch 40 und der chemischen Zusammensetzung des Ätzmittels gekennzeichnet, daß die Ultraschallstrahlen unter im wesentlichen fünf Parameter maßgebend, nämlich einem Winkel 10°<«<70^; auf die Ober- die Konzentration des Ätzmittels, seine Temperatur, fläche der Materialschicht (1) geworfen werden. seine Bewegung relativ zur Zylinderoberfläche, die

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch Dauer des Ätzvorgangs und die Dicke und Permeabigekennzeichnet, daß die Ultraschallstrahlen unter 45 lität der Resist-Schicht. Außerdem können die Ioneneinem Winkel 20 < θ < 60° auf die Ober- konzentration in der Resist-Schicht und die elektrofläche der Matcrialschicht (1) geworfen werden. statischen Feldverhältnisse eine Rolle spielen. Bei

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch den bisher üblicherweise angewandten Ätzverfahren gekennzeichnet, daß die Ultraschallstrahlen unter wurden diese Parameter nach Erfahrungswerten eineinem Winkel von 30^c auf die Oberfläche der 50 gestellt, und ein Fachmann entschied im Verlauf des Matcrialschicht (1) geworfen werden. Ätzvorgangs auf Grund seiner langjährigen Praxis, in

6. Verfahren nach einem der vorangehenden welchem Augenblick die Ätzbehandlung abgebrochen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine werden muß. damit ein Produkt mit den gewünschten Folge von Bereichen, deren Zellen von Bereich Eigenschaften erzielt wird.

zu Bereich jeweils unterschiedliche Tiefe besitzen, 55 Es liegt auf der Hand, daß derartige empirische kontinuierlich unter dem Ultraschallstrahlenbün- Verfahren nur bedingt reproduzierbar sind, daß die del vorbeibewegt wird und die Intensitäten der nach einem solchen Verfahren hergestellten Produkte in den Zellen benachbarter Bereiche reflektierten einer relativ hohen Ausschußquote unterliegen und Teilbündel kontinuierlich miteinander verglichen daß die Kosten für qualifiziertes Personal ein bedeutwerden. 60 sames Problem darstellen. Es wäre daher wünschens-

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 wort, das Volumer, der Zellen während des Ätzvorbis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folge gangs durch Anwendung technisch-wissenschaftlicher von Bereichen, deren Zellen von Bereich zu Be- Meßmethoden messen und den Ablauf des Ätzvorreich jeweils unterschiedliche Tiefe besitzen, im- gangs unter Berücksichtigung der gewonnenen Meßpulsurtig durch Ultraschallstrahlbündel abgetastet 65 ergebnisse steuern zu können.

und die Intensitäten der in den Zellen der ver- Versuche, die Zellentiefe bzw. das Zellcnvolumen

schiedenen Bereiche reflektierten Teilbündel kon- auf optischem Weg zu messen, schlugen wegen der

tinuierlieh miteinander verglichen werden. großen optischen Dichte der Ätzflüssigkeit und der