DE3122544A1 - Process and apparatus for etching through-holes in glass sheets - Google Patents

Process and apparatus for etching through-holes in glass sheets

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DE3122544A1 DE19813122544 DE3122544A DE3122544A1 DE 3122544 A1 DE3122544 A1 DE 3122544A1 DE 19813122544 DE19813122544 DE 19813122544 DE 3122544 A DE3122544 A DE 3122544A DE 3122544 A1 DE3122544 A1 DE 3122544A1
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Abstract

A combined immersion/spraying process for the production, preferably, of X-ray masks, by glass etching using hydrofluoric acid. The etching section selected is to be removed completely evenly and without residues. According to the invention, the mask to be etched is immersed into an etching cassette in hydrofluoric acid, and the etching section is sprayed with hydrofluoric acid by means of a spray head. An opening in a side wall which corresponds to the area of the through-hole to be etched is provided in the etching cassette.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ätzen von DurchbrüchenMethod and device for etching openings

in Glasplatten.in glass plates.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ätzen von Durchbrüchen in Glasplatten mit Flußsäure, insbesondere zur Herstellung von Masken für die Röntgenlithographie.The invention relates to a method and a device for etching of breakthroughs in glass plates with hydrofluoric acid, in particular for the production of Masks for X-ray lithography.

Flußsäure löst bekanntlich die meisten Metalle unter Bildung von Wasserstoff und Fluoriden. Einige Metalle, wie Gold, Platin, widerstehen, ebenso Guttapercha, Ceresin und verschiedene Kunststoffe. Quarz, Glas und viele andere Silikate werden von Flußsäireunter Bildung von flüchtigem Siliziumtetrafluorid angegriffen und aufgelöst.It is known that hydrofluoric acid dissolves most metals with the formation of hydrogen and fluorides. Some metals, such as gold, platinum, resist, as well as gutta-percha, Ceresin and various plastics. Quartz, glass and many other silicates will be attacked and dissolved by hydrofluoric acids with the formation of volatile silicon tetrafluoride.

Diese Eigenschaften der Flußsäure macht man sich unter anderem bei der Herstellung von Masken für die Röntgenlithographie zunutze. Dabei wird z. B. die Maskenstruktur auf mit Täanund Kupfer bedampfte Glassubstrate fototechnisch abgebildet und die Gold-Absorberstrukturen galvanisch aufgebracht. Anschließend wird die Strukturseite mit Polyimid beschichtet. Durch Ausheizen entsteht eine stabile Folie, in die die Gold-Strukturen eingebettet sind.These properties of hydrofluoric acid are among other things the production of masks for X-ray lithography. It is z. B. the mask structure on glass substrates vapor-deposited with täan and copper and the gold absorber structures are applied galvanically. Afterward the structure side is coated with polyimide. Baking out creates a stable Foil in which the gold structures are embedded.

Die unstrukturierte, freie Rückseite des Substrats wird dann durch selektives Ätzen mit Flußsäure unter Verwendung einer Ätzabdeckung derart abgeätzt, daß von der ursprünglichen Glasscheibe lediglich ein Randbereich als äußerer Maskenrahmen verbleibt. Der ausgeätzte Mittelbereich wird nach Entfernen der Kupfer-Aufdampfschicht von der PoLyimidfolie mit den Gold-Strukturen freitragend überspannt.The unstructured, free back of the substrate is then through selective etching with hydrofluoric acid using an etching cover so that that of the original glass pane only an edge area as an outer mask frame remains. The etched center area becomes after removal of the copper vapor deposition layer self-supporting from the polyimide film with the gold structures overstretched.

Nach partiellem Abdecken der Substrate mit säurebeständigem Klebeband erfolgte bisher die Glasätzung durch einfaches Tauchen in 40 %iger Flußsäure. Bei dieser Methode wird durch Verbleiben von Ätzprodukten (Erdalkali-Fluoride) im Ätzausschnitt der Ätzangriff wesentlich verlangsamt und sehr ungleichmäßig. Laufendes Zwischenspülen und Entfernung des Ätzschlamms auf mechanischem Wege ist nötig. Die Expositionszeit für 1,5 mm dicke Gläser kann nach diesem Verfahren ca. 2 bis 3 Stunden betragen.After partially covering the substrates with acid-resistant adhesive tape So far, the glass etching has been carried out by simply dipping in 40% hydrofluoric acid. at this method is achieved by leaving etching products (alkaline earth fluoride) in the etched cutout the etching attack slowed down considerably and very unevenly. Ongoing intermediate rinsing and removal of the caustic sludge by mechanical means is necessary. The exposure time for 1.5 mm thick glasses, this process can take about 2 to 3 hours.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren und eine Vorrichtung zur Durch führung dieses Verfahrens zu realisieren, bei dem der gewählte Ätzausschnitt völlig gleichmäßig und ohne Rückt stande abgetragen wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mit Ausnahme des zu ätzenden Durchbruches abgedeckte Glasplatte in Flußsäure getaucht und die Durchbruchs fläche im eingetauchten Zustand der Glas platte einem Sprühstrahl ausgesetzt wird. Die dadurch bewirkte Turbulenz verhindert ein Verbleiben der beschriebenen Ätzrtickstände im Ätzausschnitt. Mit einem Verfahren nach der Erfindung erhält man somit einen sehr gleichmäßigen Xtzabtrage Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht Ze B. darin, daß zur Aufnahme der zu ätzenden Glasplatte eine Ätzkassette mit einer Öffnung in einer Seitenwand vorgesehen ist, die der Fläche des zu ätzenden Durch bruchs entspricht und ferner gegenüber dieser Fläche der in die Flußsäure eingetauchten Kassette ein Sprühkopf angebracht ist, durch den kontinuierlich Flußsäure gegen den zu ätzenden Ausschnitt gepumpt wird.The invention is based on the object described at the outset To implement a method and a device for carrying out this method, in which the selected etched section was removed completely evenly and without any residue will. This object is achieved in that, with the exception of the breakthrough to be etched covered glass plate immersed in hydrofluoric acid and the breakthrough area in the immersed Condition of the glass plate is exposed to a spray jet. Which caused it Turbulence prevents the etching residue described from remaining in the etched cutout. With a method according to the invention one thus obtains a very uniform one Xtzabtrage An apparatus for carrying out the method consists of B. that for receiving the glass plate to be etched an etching cassette with an opening in a side wall is provided which corresponds to the area of the opening to be etched and also opposite this face of the cassette immersed in the hydrofluoric acid Spray head is attached through the continuous hydrofluoric acid against the to be etched Neck is pumped.

Der durch die Reaktionswärme bedingte Temperaturanstieg in der FluBsäure wird, zur Erzielung einer konstanten Ätzrate durch eine thermostatisierte Kühlung ausgeglichen. In der beschriebenen Versuchsapparatur wird dies durch wassergekühlte Peltier-Kühlbiöcke mit Flüssigkeitswärmetauscher erreicht.The temperature rise caused by the heat of reaction in the hydrofluoric acid is thermostated to achieve a constant etching rate Cooling balanced. In the experimental apparatus described, this is done using water-cooled Achieved Peltier cooling blocks with liquid heat exchangers.

Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die eine Schemazeichnung einer Apparatur für kombinierte Tauchspruhätzung zeigt.The invention is explained with reference to the figure, which is a schematic drawing shows an apparatus for combined dip spray etching.

In einer Ätzkassette 1 ist z. B. ein Glassubstrat 2 gegenüber einem Ausschnitt 3 in einer Wand der Kassette angebracht. Mit 4 ist eine Ätzabdeckung bezeichnet, die z. B.In an etching cassette 1 is z. B. a glass substrate 2 against a Cutout 3 made in a wall of the cassette. With 4 is an etching cover referred to, the z. B.

aus säurebeständigem Klebeband besteht und den Rand des Substrates abdichtet. Die Ätzkassette befindet sich in einem Flußsäurebehälter 5, der z. B. mit 40 %iger Flußsäure gefüllt ist. Unmittelbar vor dem Glassubstrat ist ein Sprühkopf 6 angeordnet. Die dem Substrat zugewandte Fläche des Sprühkopfes besteht aus einer Lochplatte 7 mit z. B. 0,8 mm Bohrungen. Eine flußsäurebeständige Pumpe 8 pumpt kontinuierlich über eine Leitung 9 Flußsäure durch den Sprühkopf gegen den zu ätzenden Ausschnitt. über die Leitung 10 saugt die Pumpe Flußsäure aus dem Flußsäurebehälter an.consists of acid-resistant tape and the edge of the substrate seals. The etching cassette is located in a hydrofluoric acid container 5 which, for. B. is filled with 40% hydrofluoric acid. Immediately in front of the glass substrate is a spray head 6 arranged. The surface of the spray head facing the substrate consists of one Perforated plate 7 with z. B. 0.8 mm holes. A hydrofluoric acid-resistant pump 8 pumps continuously through a line 9 hydrofluoric acid through the spray head against the to be etched Cutout. The pump draws hydrofluoric acid from the hydrofluoric acid container via line 10 at.

Bei Verwendung einer 40 %igen Flußsäure kann Glas in einer Dicke von 1,5 mm mit dem Verfahren nach der Erfindung wesentlich schneller gegenüber dem herkömmlichen Verfahren abgeätzt werden.If a 40% hydrofluoric acid is used, glass can have a thickness of 1.5 mm with the method according to the invention much faster than the conventional one Procedure to be etched off.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel und nicht auf die Herstellung von Masken für die Röntgenlithografie beschränkt, sondern allgemein zum Ätzen von Durchbrüchen und Kanälen in Glas und Metall anwendbar.The invention is not limited to the exemplary embodiment described and not limited to the production of masks for X-ray lithography, but generally applicable for etching openings and channels in glass and metal.

Ferner ist das Verfahren auch geeignet für alle Tauchätz- bzw. Tauchentwicklungsprozesse, bei denen ein optimaler Austausch des Prozeßmediums (Ätzflüssigkeit, Entwickler, Stripper, usw.) am Substrat erforderlich ist, so z. Bo in der Halbleitertechnik -zum Ätzen von Si02-Schichten auf Siliziumscheiben und bei phototechnischen Prozessen zur Entwicklung extrem dicker Photolackschichten und zum Strippen von schwerlöslichen Photolacken.The process is also suitable for all dip etching respectively. Immersion development processes in which an optimal exchange of the process medium (etching liquid, Developer, stripper, etc.) is required on the substrate, e.g. Bo in semiconductor technology - for etching Si02 layers on silicon wafers and in phototechnical processes for the development of extremely thick photoresist layers and for the stripping of poorly soluble ones Photoresists.

2 Patentansprüche 1 Figur Leerseite2 claims 1 figure Blank page

Claims (1)

Patentansprüche 1,o Verfahren zum Ätzen von flurchbrüchen in Glasplatten mit Flußsäure, insbesondere zur Herstellung von Masken für die Röntgenlithographie, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mit Ausnahme des zu ätzenden Durchbruches abgedeckte Glasplatte (2) in Flußsäure getaucht und die Durchbruchsfläche im eingetauchten Zustand der Glasplatte einem Sprühstrahl ausgesetzt wird 2 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 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 zur Aufnahme der zu ätzenden Glasplatte (2) eine Ätzkassette (1) mit einer Öffnung (3) in einer Seitenwand vorgesehen ist, die der Fläche des zu ätzenden Durchbruchs entspricht, und ferner gegenüber dieser Fläche der in die Flußsäure eingetauchten Kassette ein Sprühkopf (6) angebracht ist, durch den kontinuierlich Flußsäure gegen den zu ätzenden Ausschnitt gepumpt (8) wird.Claims 1, o method for etching passages in glass plates with hydrofluoric acid, especially for the production of masks for X-ray lithography, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the with the exception of the to be etched Breakthrough covered glass plate (2) immersed in hydrofluoric acid and the breakthrough surface in the submerged state of the glass plate is exposed to a spray jet 2 device for carrying out the method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that for receiving the glass plate (2) to be etched an etching cassette (1) with an opening (3) is provided in a side wall which corresponds to the surface of the to be etched Breakthrough corresponds to, and also opposite this area of the hydrofluoric acid submerged cassette a spray head (6) is attached through which continuously Hydrofluoric acid is pumped against the section to be etched (8).
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