DE3118335A1

DE3118335A1 - Verfahren zur galvanischen und aetztechnischen strukturierung von scheiben mit isolierenden ringzonen im muendungsbereich von bohrungen

Info

Publication number: DE3118335A1
Application number: DE19813118335
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 8000 München Trausch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1982-11-25
Also published as: JPS57205944A

Description

Verfahren zur galvanischen und ätztechnischen Struktu-
rierung von Scheiben mit isolierenden Ringzonen im Mu~ndungsbereich von Bohrungen.
Beim flachen Plasmabildschirm nach der DE-AS 24 12 869 wird für jeden Bildpunkt der Elektronenstrom aus dem Plasmaraum zum Leuchtstoff des Bildschirmes durch eine Elektrodenmatrix, die auf der sogenannten Steuerscheibe aufgebracht ist, reguliert. Die Steuerscheibe ist etwas größer als der Bildschirm und besteht aus Glas, das mit Durchgangsbohrungen im Raster der Bildpunkte versehen und beidseitig mit metallischen Leiterbahnen belegt ist.
Zur Verbesserung der Steuereigenschaften kann man zwischen Steuerscheibe und Bildschirm zwei zusätzliche Elektrodenebenen (Tetrode, Pentode) anbringen, die sich auf einer weiteren Glasscheibe befinden. Beide Scheiben können aus Dünnglas (z. B. 0,2 mm Stärke) oder Fotoformglas (z. B. Imm Stärke) bestehen oder es kann ein Fotoformglas und ein Dünnglas kombiniert werden.
Bei Verwendung von Fotoformglas müssen die Bohrungswände ebenfalls metallisiert werden. Die Metallisierung muß jedoch auf eine im Verhältnis zur Bohrungstiefe kurze Distanz an definierter Stelle unterbrochen sein. Dieser Ringisolator soll in der Regel den engsten Bohrungsquerschnitt enthalten, so daß er bei zweiseitig geätztem Fotoformglas in Bohrungsmitte, bei einseitiger Ätzung direkt unter der Elektrodenebene mit den kleineren Bolirungsmündungen liegt. Wegen der Feinheit und Vielzahl der Bohrungen ist die Herstellung dieser isolierenden Ringzonen schwierig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich derartige isolierende Ringzonen im Bereich der Bohrungsmündung sicher erzeugen lassen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß die gesamte Scheibenoberfläche einschließlich der Bohrungswände in an sich bekannter Weise, z. B. durch Sputtern, mit einer dünnen Metallschicht überzogen wird, anschließend die Scheibenseite unter deren Oberfläche isolierende Ring zonen erzeugt werden sollen, mit einem Negativ-Trockenresist (Fotofolie) so kaschiert wird, daß ein Teil des Resists auch in die Bohrungen eindringt, daß ferner der Resist in den Bohrungen von der gegenüberliegenden Seite her durch die Bohrungen mit Uv-Licht bestrahlt und auf die bisher nicht kaschierte Scheibenseite ebenfalls Trockenresist aufgebracht wird, darauf zur Erzeugung der beidseitigen Elektroden beide Seiten der Scheibe durch zum Lochfeld ausgerichtete Masken mit Uv-Licht bestrahlt und die unbestrahlten Resistteile in einer Entwicklerlösung abgelöst werden und schließlich auf allen freiliegenden Metalloberflächen eine galvanische Metallabscheidung erfolgt, der Resist entfernt und die darunter liegende Metallisierung selektiv zu den Elektroden abgeätzt wird. Neben der Präzision und Sicherheit des Verfahrens nach der Erfindung besteht der wesentliche Vorteil vor allem darin, daß für den Fotodruck nur eine Resistart, nämlich Fotofolie, verwendet wird und daß der Fotodruck für den Ringisolator und ein Leiterbild mit ein- und derselben Resistschicht erfolgt. Die Verarbeitung von Fotofolie ist weit weniger arbeitsintensiv als die von Fotolacken.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die in die Bohrungen eindringende Resistmenge durch die zur Verfügung stehenden Einflußgrößen gesteuert. Hierzu gehören folgende Einflußgrößen: I. Flächenverhältnis Lochquerschnitt zu metallisiertem Glas an der Scheibenoberfläche, II. Resistart, III. Resistdicke, IV. Temperatur der Kaschierwalze, V. Kaschiergeschwindigkeit, VI. Anpreßdruck der Kaschierwalze und VII. Temperatur der Scheibe.
In der Praxis sind die Größen I, II, III durch die Geometrie der Scheibe und den gewählten Resist konstant, häufig auch die Größen V und VI als Geräteparameter, so daß die in den Bohrungsraum eindringende Resistmenge über die gewählte Kaschier- und Plattentemperatur bestimmt wird.
Für die spätere Elektroplattierung ist es wichtig, daß der Resist dicht an den Bohrungswänden anliegt. Das wird nach der Erfindung durch Aufheizen der Scheibe unmittelbar vor dem Kaschieren mit Fotofolie (z. B. 1300C), oder durch Nachtempern der kaschierten Scheibe (z. B. 1300C 1 min) erreicht. In beiden Fällen wird der Resist kurzzeitig verflüssigt, wodurch sich auch seine Oberflächenform in den Bohrungen gegenüber der auf kalt behandelten Scheiben ändert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Einbringen der Scheiben in den Elektrolyten vor der galvanischen Metallabscheidung in einer Unterdruckkammer.
Die Abscheidung selbst erfolgt bei Umgebungsdruck. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Elektrolyt in die Bohrungen eindringen kann.
Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, in der in den Skizzen a bis e die einzelnen Verfahrensschritte an einem Loch mit einseitiger Verengung dargestellt sind.
In der Scheibe 1, die z. B. aus Fotoformglas mit 1 mm Stärke besteht, sind eine Vielzahl durchgehender Bohrungen angeordnet. Diese Bohrungen werden auf bekannte Weise durch zweiseitiges Ätzen in das Werkstück 1 eingebracht und können im Querschnitt rund, oval oder eckig sein.
Die gesamte Werkstückoberfläche einschließlich der Bohrungswände wird zunächst in an sich bekannter Weise, z. B. durch Sputtern, mit einer dünnen Metallschicht 2 überzogen. Die Scheibenseite 1a, unter deren Oberfläche ein Isolierring erzeugt werden soll, wird mit einem Negativ-Trockenresist (Fotofolie) 3 so kaschiert, daß ein Teil des Resists in die Bohrungen eindringt, wie aus der Darstellung a zu ersehen ist. Auf dem Resist befindet sich eine transparente Schutzfolie 4. Die eingedrungene Resistmenge hängt von den genannten Einflußgrößen ab und kann durch sie reproduzierbar gesteuert werden. In der Regel wird die in den Bohrungsraum eindringende Resistmenge über die gewählte Kaschier- und Plattentemperatur bestimmt. Ein Vergleich der verbleibenden Resiststärke s an der Scheibenoberfläche 1a zur ursprünglichen Stärke ergibt die von den Bohrungen aufgenommene Resistmenge.
über das Verhältnis von Lochquerschnitt zu metallisierter Oberfläche läßt sich die Eindringtiefe h errechnen. Für die spätere Elektroplattierung ist es wichtig, daß die Resistschicht an den Bohrungswänden anliegt. Das wird entweder durch Aufheizen der Scheibe 1 unmittelbar vor dem Kaschieren mit Fotofolie (z. B. 150°C) oder durch Nachtempern der kaschierten Scheibe (z. B. 1100ru 1 min) erreicht. In beiden Fällen wird der Resist kurzzeitig verflüssigt, wodurch sich auch seine Oberflächenform in den Bohrungen gegenüber der auf kalt behandelten Scheiben ändert (Skizze a und b).
Zur Erzeugung des Isolierringes wird der Resist 3 in den Bohrungen von der gegenüberliegenden Seite 1b her durch die Bohrungen mit Uv-Licht 5 bestrahlt. Eine Maske ist dazu nicht notwendig, da deren Funktion die Scheibe selbst übernimmt (Skizze b).
Anschließend bringt man auf die bisher nicht kaschierte Scheibenseite 1b ebenfalls Negativ-Resist 3 auf. Dabei können die Kaschierparameter so gewählt werden, daß wenig Resist in die Bohrungen gelangt (Skizze c). Das ist jedoch nicht wesentlich, weil eingedrungener Resist beim Entwickeln wieder entfernt wird. Zur Erzeugung der beidseitigen Elektroden werden jetzt beide Seiten der Scheibe durch zum Lochfeld ausgerichtete Masken 6 mit W-Licht bestrahlt (Skizze c).
Soll nur die Scheibenseite über dem Ringisolator strukturiert und die Gegenseite ganzflächigmetallisiert werden (Potentialebene), so entfällt das Kaschieren der Scheibenseite Ib mit Fotoresist.
Nach Entfernung der Schutzfolien 4 werden die unbestrahlten Resistteile in einer Entwicklerlösung abgelöst (Skizze d).
Anschließend erfolgt auf allen freiliegenden Metalloberflächen eine galvanische Abscheidung 7. Damit der Elektrolyt in die Bohrungen eindringen kann, geschieht das Eintauchen der Scheibe 1 in einer Unterdruckkammer, aus der die Luft weitgehend evakuiert ist. Zum Schluß wird der Resist entfernt und die darunterliegende Metallisierung selektiv zu den Elektroden abgeätzt (Skizze e). In der Skizze d ist mit D der Durchmesser eines Isolierringes bezeichnet.
5 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansprüche.

Verfahren zur galvanischen und ätztechnischen Strukturierung von Scheiben mit isolierenden Ringzonen im Mündungsbereich von Bohrungen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die gesamte Scheibenoberfläche einschließlich der Bohrungswände in an sich bekannter Weise, z. B. durch Sputtern, mit einer dünnen Metallschicht (2) überzogen wird, anschließend die Scheibenseite (in), unter deren Oberfläche isolierende Ringzonen erzeugt werden sollen, mit einem Negativ-Trockenresist (Fotofolie) (3) so kaschiert, daß ein Teil des Resists auch in die Bohrungen eindringt, daß ferner der Resist in den Bohrungen von der gegenüberliegenden Seite (1b) her durch die Bohrungen mit W -Licht (5) bestrahlt und auf die bisher nicht kaschierte Scheibenseite (Ib) ebenfalls Trockenresist aufgebracht wird, darauf zur Erzeugung der beidseitigen Elektroden beide Seiten der Scheibe durch zum Lochfeld ausgerichtete Masken (6) mit W -Licht (5) bestrahlt und die unbestrahlten Resistteile in einer Entwicklerlösung abgelöst werden und schließlich auf alle freiliegenden Metalloberflächen eine galvanische Metallabscheidung (7) erfolgt, der Resist entfernt und die darunter liegende Metallisierung selektiv zu den Elektroden abgeätzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die in die Bohrungen eindringende Resistmenge durch die zur Verfügung stehenden Einflußgrößen gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Scheibe (1) unmittelbar vor dem Kaschieren mit Fotofolie (3) aufgeheizt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die kaschierte Scheibe nachgetempert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die fototechnisch präparierte Scheibe vor der galvanischen Metallabscheidung (7) bei Unterdruck in den Elektrolyten eingebracht wird.