DE2622064C2

DE2622064C2 - Verfahren zum Belichten einer großen Anzahl streifenartiger Bereiche auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials durch eine Originalphotomaske

Info

Publication number: DE2622064C2
Application number: DE2622064A
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Atsugi Kanagawa Ogawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-05-20
Filing date: 1976-05-18
Publication date: 1985-09-26
Also published as: US4021239A; NL7605422A; JPS51135461A; GB1520586A; JPS6018983B2; DE2622064A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist

Bei bisher bekannten Verfahren der vorstehend angegebenen Art sind erfahrungsgemäß große Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der genauen Herstellung der Photomaske aufgetreten.
Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Farbauswahl- bzw. Farbelektroden zur Verwendung in Farbbildröhren bekannt (US-PS 38 44 005). Bei diesem bekannten Verfahren ist eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden streifenförmigen Perforationen vorgesehen, die in eine Vielzahl von schlitzartigen Bereichen unterteilt sind. Diese Anordnung wird in Verbindung mit Farbbildröhren verwendet, die jeweils mit einem Fluoreszenzschirm versehen sind, der streifenförmig ausgebildete Leuchtschichten aufweist Die dabei getroffenen Maßnahmen genügen jedoch nicht, um eine große Anzahl paralleler, in Abstand voneinander befindlicher streifenartiger Bereiche auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials unter Erzielung einer besonders hohen Genauigkeit zu belichten und damit Schwankungen im Abstand der betreffenden streifenartigen Bereiche zu vermeiden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art auf besonders wirksame Weise

eine große Anzahl paralleler, in Abstand voneinander befindlicher streifenartiger Bereiche auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials derart belichtet werden kann, daß Schwankungen oder verhältnismäßig große Änderungen im Abstand der betreffenden Bereiehe voneinander vermieden sind

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf insgesamt relativ einfache Weise auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials eine große Anzahl paralleler, in Abstand voneinander befindliche.- streifenartiger Bereiche belichtet werden kann, ohne daß Schwankungen oder Veränderungen im Abstand der betreffenden Bereiche sich nachteilig auswirken. 1 s

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einigen Ausfuhrungsbeispielen «läher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Teils der Photokathoden- oder Speicherplattenstruktur an einer Speicherröhre, weiche durch Photoätzmethoden mit einer Photomaske erzeugt werden kann, welche erfindungsgemäß hergestellt ist,

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer sogenannten Photorepetiervorrichtung zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig.3 eine vergrößerte Draufsicht einer Originalphotomaske der Art, welche nach dem vorbekannten Stand der Technik bei dem Photoverstärker nach F i g. 2 typisch verwendet wird, um ein photoempfindliches Material bei der Erzeugung einer Photomaske aus demselben zu belichten,

F i g. 4 eine schematische Draufsicht der belichteten Bereiche eines photoempfindlichen Trägers, der nach einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik belichtet worden ist, indem die Originalphotomaske gemäß F i g. 3 verwendet wurde,

Fig.5 eine Draufsicht einer Originalphotomaske, welche entsprechend einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

F i g. 6 ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung der relativ verschobenen Stellungen der Originalphotomaske der F i g. 5 für aufeinanderfolgende Abtastbewegungen gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

F i g. 7 eine schematische Draufsicht der belichteten Bereiche eines photoempfindlichen Trägers, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren belichtet worden ist, bei der Verwendung der Originalphotomaske der F i g. 5 und der Relativverschiebung gemäß F i g. 6,

F i g. 8 eine schematische Teilansicht entsprechend einem Abschnitt der F i g. 7, wobei jedoch mit ganzen und gestrichelten Linien die streifenähnlichen Bereiche gezeigt werden, die beispielsweise in zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren belichtet werden,

F i g. 9A und 9B schematische Ansichten, auf welche Bezug genommen wird bei der Erläuterung darüber, ω welche Hauptveränderungen oder plötzliche Veränderungen des Abstandes zwischen benachbarten transparenten Streifen einer Photomaske vermieden werden, wenn eine solche Maske erfindungsgemäß belichtet worden ist,

F i g. 10 eine Ansicht, welche der Ansicht nach F i g. 6 ähnlich ist, wobei jedoch die relativ verschobenen Stellungen der Photomaske nach F i g. 5 für aufeinanderfolgende Abtastbewegungen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung gezeigt werden, und

Fig. 11, 12 und 13 Ansichten, weiche jener gemäß F i g. 5 ähnlich sind, jedoch andere lichtdurchlässige Muster zeigen, welche auf der Originalphotomaske nach anderen entsprechenden erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorgesehen sein können.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen im einzelnen und zunächst Fig. 1 derselben ist ersichtlich, daß ein Beispiel einer Einrichtung mit einem feingestreiften Muster aus einem zweckmäßigen Werkstoff, das auf einer Unterlage oder einem Träger durch Photoätzmethoden erzeugt ist, die dargestellte Photokathode oder Speicherplatte einer sogenannten Speicherröhre ist Bei der Erzeugung dieser Speicherschicht führt eine Schicht 2 aus Silizium auf die Innenoberfläche des Schirmträgers 1 des Röhrenkolbens aufgelegt, um eine Elektrode zu bilden, wobei die Oberfläche der Siliziumschicht 2 oxidiert wird, um eine Isolierschicht aus darauf befindlichem Siliziumdioxid zu bilden. Dann wird die Isolierschicht aus Siliziumdioxid photogeätzt um Teile davon wahlweise zu entfernen und ein Muster paralleler, in Abstand voneinander befindlicher, isolierender Streifen 3 zu belassen, zwischen welchen die Siliziumelektrode 2 zur Beaufschlagung durch einen (nicht gezeigten) Elektronenstrahl exponiert bzw. freigelegt wird, wenn der letztere die Speicherschicht in der Richtung quer zu den Isolierstreifen 3 abtastet Da das Muster aus Isolierstreifen 3 äußerst fein ist, wobei z. B. jeder Streifen 3 eine Breite oder Weite bzw. Größendimension von 5 μίτι und der Abstand zwischen benachbarten Streifen 3—10 μπι betragen kann, werden große Schwierigkeiten bei der genauen Erzeugung eine Photomaske begegnet, die im Zusammenhang mit dem Photoätzen der Isolierschicht aus Siliziumdioxid verwendet werden solL

Bei der Erzeugung einer Photomaske zur Verwendung zum Bilden des feinen Musters aus Isolierstreifen 3 durch Photoätzen ist vorgeschlagen worden, zunächst eine Haupt- bzw. Schablonenzeichnung auf einem Blatt aus stabilem Papier zu machen und zwar nur von einem kleinen Segment des gewünschten Musters, welche in beträchtlich vergrößertem Maßstab gezeichnet wird. Dann wird die Originalphotomaske 5 (Fig.3) aus der Hauptzeichnung mit geeigneter Reduzierung oder Verkleinerung des Maßstabes desselben erzeugt, so daß die Breiten oder Weiten der lichtdurchlässigen Streifen 6, welche gleichmäßigen Längen aufweisen, sowie die Abstände zwischen den Streifen auf der Originalphotomaske 5 innerhalb der gewünschten Toleranzen gehalten werden.

Bei der Verwendung der Originalphotomaske 5 gemäß F i g. 3, welche nur vier verhältnismäßig kurze lichtdurchlässige Streifen 6 hat, wie bei A, B, C und D angedeutet, zur Erzeugung einer Photomaske 17 (Fig.4), welche beispielsweise zwölf verhältnismäßig lange, parallele in Abstand voneinander befindiiche, lichtdurchlässige Streifen ausweist, wird eine sogenannte Photorepetiervorrichtung 4 (F i g. 2) verwendet. Bei der typischen Photorepetiervorrichtung 4, die in F i g. 2 schematisch dargestellt ist, wird Licht aus einer Lichtquelle 10, wie z. B. einer Quecksilberbogenlampe mit ultrahohem Druck, durch eine Beleuchtungslinse bzw. durch einen Kondensor 11 und einen Verschluß 9 in eine optische Faser 12 eingeführt, wobei das aus der optischen Faser austretende Licht durch einen Kondensor 13 gegen die Originalphotomaske 5 gerichtet wird, welche zwischen den Kondensor 13 und einer Reduzierlinse oder Ver-

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kleinerungslinse 14 angeordnet ist Somit wird das durch igkeit der Stütze 7, wenn sie in der Richtung Y gemäß

die transparenten oder lichtdurchlässigen Streifen 6 der F i g. 3 verschoben wird, nur etwa 0,2—8 μίτι, so daß eine

Originalphotomaske 5 hindurchgehende Licht auf einer ähnliche Ungenauigkeit bei dem Abstand des Pj und

photografischen Trockenplatte 8 oder auf einen ande- somit in der Weite oder Breite des lichtundurchlässigen

ren photoempfindlichen Träger fokussiert, der von einer 5 oder lichtabschirmenden Bereiches 18 zwischen dem

Stütze 7 gestützt ist, die relativ zur Originalphotomaske transparenten Streifen 15 der Photomaske 17 als Ergeb-

5 in senkrecht gerichteten Richtungen beweglich ist, die nis der Belichtung durch den letzten streifenartigen Be-

mit den Pfeilen Xund Y6 in F i g. 3 angedeutet sind, d. h. reich D der Photomaske 5 während der in F i g. 4 bei 5|

in Richtungen, die zur Richtung der lichtdurchlässigen angedeuteten Abtastbewegung und dem transparenten

Streifen 6 der Originalphotomaske 5 parallel bzw. quer 10 Streifen 15 als Ergebnis der Belichtung durch den ersten

verlaufen. streifenähnlichen Bereich A der Originalphotomaske 5

Bei der Betätigung der Photorepetiervorrichtung 4 während der bei 52 angedeuteten nächsten Abtastbewe-

nach dem Stand der Technik wird die Stütze 7 mit einer gung auftreten kann. Falls die Speicherschicht für eine

gleichmäßigen Geschwindigkeit relativ zur Original- Speicherröhre, wie in F i g. 1 angedeutet, durch Photoät-

photomaske 5 in der Richtung X, d. h. parallel zu den is zen mit der Photomaske 17 mit verhältnismäßig plötzli-

iichtdurchlässigen Streifen 6 wiederholt abgetastet oder chen Veränderungen des Abstandes zwischen benacn-

bewegt wobei der Verschluß 9 nur während jeder der- harten transparenten Streifen 15, wie in F i g. 4 gezeigt,

artiger Abtastbewegung offen ist. In den Intervallen erzeugt ist, so haben die erhaltenen Isolierstreifen 3 auf

zwischen den aufeinanderfolgenden Abtastbewegungen der Speicherschicht entsprechende Abstandsverände-

der Stütze 7 wird diese relativ zur Originalphotomaske 20 rungen, welche dann, wenn ein Bild auf der Speicherröh-

5 in der Richtung Y verschoben oder versetzt, d. h, in re reproduziert oder wiedergegeben wird, als Streifen

der Richtung quer zu den lichtdurchlässigen Streifen 6, erscheinen, welche eine Verschlechterung der Bildgüte

und zwar um eine Entfernung a (F i g. 3), welche der herbeiführen.

wirksamen Breite oder Weite des Musters der licht- Bezugnehmend nun auf F i g. 5 ist ersichtlich, daß das durchlässigen Streifen 6 auf der Originalphotomaske 5 25 obige Problem, welches aus der relativen Ungenauigin der Verschieberichtung Yim wesentlichen entspricht. keit bei der Einstellung der Stütze 7 der Photorepetier-Hierbei ist zu beachten, daß diese wirksame Weite oder vorrichtung 4 resultiert, wenn die Stütze in der Richtung Breite a des Musters der Streifen 6 dem Produkt der Vfür aufeinanderfolgende Abtastbewegungen verscho-Anzahl der lichtdurchlässigen Streifen 6 und des Ab- ben wird, wesentlich vermieden wird, indem eine Origistandes dazwischen auf der Originalphotomaske gleich 30 nalphotomaske 22 verwendet wird, welche ein lichtist Falls die Originalphotomaske 5 mit sehr lichtdurch- durchlässiges Muster 22 aufweist, welches aus streifenlässigen Streifen 6 versehen ist, und die gewünschte artigen, lichtdurchlässigen Bereichen 21 mit entspre-Photomaske 17 zwölf lichtdurchlässige Streifen 15 ha- chenden Längen 1, welche von einem maximalen Wert ben soll, wie bei dem in den F i g. 4 und 3 gezeigt dann her neben dem Mittelpunkt Zq des lichtdurchlässigen werden drei der oben beschriebenen aufeinanderfolgen- 35 Musters 23, betrachtet in der Richtung Y der Relativden Abtastbewegungen der Stütze 7 erzielt. Es ist er- verschiebung, auf Minimalwerte an den entgegengesichtlich, daß nach Beendigung dieser Abtastbewegun- setzten Seiten Z\ und Z2 des Musters 23, ebenso in der gen das durch die lichtdurchlässigen Streifen 6 der Ori- Richtung Y betrachtet, fortschreitend oder linear abginalphotomaske 5 hindurchgehende Licht zwölf strei- nehmen. Bei Verwendung der Originalphotomaske 22 fenähnliche Bereiche auf der photografischen Trocken- 40 bei der Photorepetiervorrichtung 4 wird ferner die platte 8 belichtet haben wird, wobei die Länge dieser Stütze 7 in der Richtung Y relativ zu der feststehenden belichteten Streifen möglichst im wesentlichen größer Originalphotomaske 22 für jede der aufeinanderfolgensind als die gleichmäßigen Längen der lichtdurchlässi- den Abtastbewegungen in Richtung X durch eine vorgen Streifen 6 der Originalphotomaske. Wenn die be- bestimmte Entfernung verschoben, welche im wesentlilichtete bzw. exponierte photografische Trockenplatte 8 45 chen bzw. wesentlich kleiner ist als die wirksame Weite oder ein anderer photoempfindlicher Träger entwickelt oder Breite IV des lichtdurchlässigen Musters 23 in der worden ist hat die erhaltene Photomaske 17 zur Ver- Richtung Y, so daß nach Beendigung der aufeinanderwendung bei einem Photoätzverfahren, beispielsweise folgenden Abtastbewegungen jeder belichteter, streizum Bilden der Isolierstreifen 3 nach Fig. 1, die ge- fenartiger Bereich auf der fotografischen Trockenplatte wünschte, verhältnismäßig große Anzahl paralleler, 50 oder auf einem anderen photoempfindlichen Material, transparenter Streifen 15, die durch lichtundurchlässige das von der Stütze 7 getragen wird, auf eine im wesentli- oder iichtabschirmende Bereiche getrennt sind. chen gleichmäßige Lichtmenge entlang der Länge der-

Bei der nach dem bekannten Verfahren erhaltenen selben belichtet worden ist Insbesondere werden erfin-Photomaske 17, wie oben beschrieben, können jedoch dungsgemäß das photoempfindliche Material und die unannehmbar beträchtliche oder plötzliche Verände- 55 Originalphotomaske 22 in der Richtung y zwischen aufrungen des Abstandes zwischen benachbarten transpa- einanderfolgenden Abtastbewegungen in der Richtung renten Streifen 15 auftreten. Insbesondere sind bei der Λ'um eine Entfernung (1/2¹⁷) IV relativ verschoben, wordargesteüten Photomaske 17 als Ergebnis von drei auf- in π eine ganze Zahl und W die wirksame Weite des einanderfolgenden Abtastbewegungen der Stütze 7 in lichtdurchlässigen Musters 23 ist d. h. das Produkt der bezug auf die Originalphotomaske 5, wie bei 5i, 52,5a die eo Anzahl der streifenartigen, lichtdurchlässigen Bereiche Abstände P\ zwischen jeder Gruppe benachbarter 21 und des gleichmäßigen Abstandes Po, der dazwischen transparenter Streifen 15 als Ergebnis jeder derartigen vorgesehen ist auf der Originalphotomaske 22.
Abtastbewegung gleichmäßig, und somit die lichtun- Bei der in Fig.5 dargestellten erfindungsgemäßen durchlässigen oder lichtabschirmenden Bereiche 16 zwi- Ausführungsform ist das Muster 23 aus lichtdurchlässischen der Gruppe aus vier transparenten Streifen 15 mit 65 gen, streifenartigen Bereichen 21 in Form eines gleichgleichmäßige Weiten und Breiten zu ergeben. Bei den seitigen Parallelogramms vorgesehen, dessen zwei entbestehenden Photorepetiervorrichtungen der in F i g. 2 gegengesetzte Ecken mit der Richtung X der relativen bei 4 angedeuteten Art ist jedoch die Einstellungsgenau- Abtastbewegungen fluchten bzw. ausgerichtet sind,

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während seine anderen zwei entgegengesetzten Ecken ein Zuwachs- oder Teilbereich des Materials 24 in zwei Z\ und Zi in der Richtung Y der Relativverschiebung aufeinanderfolgenden Abtastungen, beispielsweise /.wischen aufeinanderfolgenden Abtastbewegungen durch einen streifenartigen Bereich 216 in einer ersten ausgerichtet sind bzw. fluchten. Bei der Originalphoto- Abtastung und durch einen streifenartigen Bereich 21/" maske 22 nach F i g. 5 liegt ferner ein einziger streifenar- 5 in einer zweiten Abtastung belichtet bzw. exponiert ist! tiger Bereich 20a mit der Maximallänge L vor, der sich ist die kombinierte Länge dieser streifenartigen Bereientlang des Mittelpunktes des lichtdurchlässigen Mu- ehe 216 und 21/ gleich der Länge des streifenartigen sters 23 erstreckt, wobei fünf zusätzliche streifenartige Bereiches 21a, so daß die Menge des Lichts zur Beiich-Bereiche 21 b—21/mit gleichmäßiger Weite oder Breite tung dieselbe wie jene ist, welche durch den Bereich 21a d und mit linear abnehmenden Längen zwischen den io in einer einzigen Abtastung hindurchgeht,
mittleren streifenartigen Bereich 21a und jeder der ent- Bei der Verschiebung der Stütze 7 zwischen aufeinangegengesetzten Seiten oder Ecken Z\ und Zi im glei- derfolgenden Abtastbewegungen wird selbstverständchen Abstand voneinander liegen. lieh die Distanz, über welche die Stütze 7 in der Rich-

Bezugnehmend nun auf die F i g. 6 und 7 ist ersieht- tung Yverschoben wird, so ausgewählt, um eine wesentlich, daß die Originaiphotomaske 22 der F i g. 5 anstelle 15 liehe Ausrichtung bzw. ein wesentliches Fluchten der der Photomaske 5 bei der Photorepetiervorrichtung 4 Bereiche auf dem Medium 24 zu erzielen, welche durch verwendet werden kann, um eine photografische Trok- die streifenartigen Bereiche 216,21c, 2id,21 e und 21/in kenplatte 24 oder einen anderen photoempfindlichen einer Abtastung mit den Bereichen auf dem Medium 24 Träger zu belichten, der auf der Stütze 7 angeordnet ist belichtet werden, welche durch die streifenartigen BeWenn die Originalphotomaske 22 verwendet wird, so 20 reiche 21/j 21 e, 2Id₁ 21c und 21 6 in der nächsten nachfolwird die Stütze 7 in der Richtung Y über eine Entfer- genden Abtastung. Infolge der innewohnenden Ungenung (1/2") W verschoben, beispielsweise über 1/2W; nauigkeit bei der Einstellung der Stütze 7 in der K-Richwie in den F i g. 6 und 7, zwischen den aufeinanderfol- tung, welche Ungenauigkeit zwischen 0,2 und 0,3 μπι genden Abtastbewegungen in der Richtung X der liegen kann, kann jedoch eine genaue Ausrichtung bzw. Stütze 7 relativ zur feststehenden Originalphotomaske 25 ein genaues Fluchten der abgetasteten Bereiche nicht 22. Im Fall, in welchem die Originalphotomaske 22 elf erzielt werden. Es ist ein wichtiger Vorteil der vorlielichtdurchlässige, streifenartige Bereiche 21 unter- genden Erfindung, daß die obige Ungenauigkeit bei der schiedlicher Länge hat, wie oben beschrieben, sind fünf Verschiebung der Stütze 7 in der Richtung Y nicht zu Abtastbewegungen des photoempfindlichen Trägers 24 einer plötzlichen oder beträchtlichen Veränderung des auf der Stütze 7 relativ zur feststehenden Photomaske 30 Abstandes zwischen den benachbarten transparenten 22, beispielsweise aus den Relativstellungen 22, — 22₅ zu Streifen führt, welche durch die Entwicklung des belichden entsprechenden Relativstellung 22'—22's gemäß teten photoempfindlichen Trägers 24 erzeugt sind. Die F i g. 7 erforderlich, um den Träger oder das Material 24 Art und Weise, in welcher der obige Vorteil der vorliemit fünfundzwanzig in Abstand voneinander befindli- genden Erfindung erzielt wird, wird nun unter Bezugchen belichteten oder exponierten streifenartigen Be- 35 nähme auf die F i g. 8, 9A und 9B beschrieben, in welreichen 25 zu versehen. Falls die belichteten, streifenar- chen die Abweichungen von der genauen Ausrichtung tigen Bereiche 25 innerhalb eines achteckigen Bereiches bzw. dem genauen Fluchten der Bereiche, die in zwei auf dem lichtempfindlichen Träger 24 begrenzt werden aufeinanderfolgenden Abtastungen belichtet sind, in eisollen, so kann ein (nicht gezeigter) zweckmäßiger licht- ner übertriebenen Weise gezeigt sind. In F i g. 8 sind die undurchlässiger Rahmen über den Träger 24 aufgelegt 40 streifenartigen Bereiche 252 und 253 und 254 auf dem werden, um ein Fenster vorzusehen, das bei 26 mit ge- photoempfindlichen Material 24 gezeigt, wie sie belichstrichelten Linien gezeigt ist, welches dem gewünschten tet werden, und zwar in einer ersten Abtastung durch rechteckigen Bereich entspricht, der durch die belichte- Licht, das durch die streifenartigen Bereiche 21^ 21ic ten streifenähnlichen Bereiche 25 eingenommen ist und 2Iw mit fortschreitend abnehmenden Längen hin-

Es ist ersichtlich, daß durch die Anordnung der licht- 45 durchgeht

durchlässigen, streifenartigen Bereiche 21a—21/ der Bei der nächsten bzw. nachfolgenden zweiten Abta-Originalphotomaske 22, wie oben beschrieben, und stung wird der Träger 21 durch die streifenartigen Bedurch die Relatiwerschiebung oder Verlegung der reiche 21 ^ 212t und 21 μ annähernd entlang der Streifen-Stütze 7 in der Richtung Y über die Distanz W/2 nach ähnlichen Bereiche 25₂, 253, bzw. 254 belichtet, wobei jeder Abtastbewegung, jeder der streifenartigen Berei- 50 jedoch die an zweiter Stelle abgetasteten Bereiche in ehe 25 des photoempfindiiehen Trägers 24 dem Licht Bezug auf die entsprechenden zuerst abgetasteten Beausgesetzt wird, das durch die längsten streifenartigen reiche um 40 abgesetzt oder abweichend sind. Wie zu-Bereiche 21a durch eine einzige Abtastung hindurch- vor bemerkt, hängt die Menge des Lichtes, das jeden geht oder dem Licht, das durch einen der streifenarti- Zuwachsbereich oder zusätzlichen Bereich des Megen Bereiche 2ib, 21c, 2id, 21 e und 21/und einen ent- 55 diums 24 durch einen lichtdurchlässigen, streifenartigen sprechenden Bereich der streifenartigen Bereiche 21/j Bereich 21 der Originalphotomaske 22 beaufschlagt 2Ie, 2id, 21c und 216 während zweier aufeinanderfol- von der Lange dieses streifenartigen Bereiches 21 ab. genden Abtastungen. Als Ergebnis der linear abneh- Insbesondere ist die Intensität der Beleuchtung durch menden Längen der streifenartigen Bereiche 21a—21/; die Lichtquelle 10 so ausgewählt, daß die Belichtung des empfängt oder erhält jeder der belichteten streifenarti- 60 Mediums 24 in einer einzigen Abtastung durch den länggen Bereiche 25 auf dem photoempfindlichen Medium sten streifenartigen Bereich 21 a der Photomaske 22 aus-24 eine im wesentlichen gleichmäßige Aggregatmenge reicht, um zu bewirken, daß der entsprechende Bereich Licht Mit anderen Worten: während jeder Abtastung des Materials 24 durchsichtig ist, wenn er belichtet woristdie Mengedes Lichts, das jeden Teilbereich des pho- den ist, wogegen die Belichtung des Materials 24 in einer toempfindlichen Mediums 24 durch einen der streifenar- es einzigen Abtastung durch den kürzesten streifenähnlitigen Bereiche 21a—21/ belichtet, der Länge dieser chen Bereich 21/nicht ausreicht, um eine Durchsichtigstreifenartigen Bereiche der Originaiphotomaske 22 keit nach der Entwicklung des belichteten Materials zu proportional In jedem entsprechenden FaIL in welchem erzeugen. Wie in F i g. 9A gezeigt, wird im Fall des strei-

fenartigen Bereiches 252 auf dem Material 24 in der ersten Abtastung das durch den verhältnismäßig langen streifenartigen Beeich 211* der Originalphotomaske hindurchgehende Licht eine Belichtung auf den verhältnismäßig hohen Pegel E\b entlang eines streifenartigen Bereiches bewirken, der eine Weite d hat und bei Ci wie bei fangedeutet, zentriert ist In der zweiten Abtastung wird das durch den verhältnismäßig kurzen streifenartigen Bereich 2\v hindurchgehende Licht die Belichtung auf dem verhältnismäßig niedrigen Pegel Ev entlang eines streifenartigen Bereiches derselben Seite wie zuvor bewirken, wobei er jedoch bei Q zentriert ist, was durch JO von dem Mittelpunkt Ct, wie bei II angedeutet, abgesetzt ist Nach zwei Abtastungen ist die Gesamtbelichtung in der Region des streifenartigen Bereiches 252 am Material 24 wie bei HI in F i g, 9A gezeigt Obwohl die Breite oder Weite der Gesamtbelichtung dd+JO ist ist ersichtlich, daß der Pegel oder Grad der Belichtung auf dieser Weite veränderlich ist Wenn der belichtete lichtempfindliche Träger 24 entwickelt ist, werden ferner nur diejenigen Bereiche des Materials, die mindestens auf den Pegel belichtet worden sind, der bei M in F i g. 9A gezeigt ist, transparent Nach der Entwicklung des Materials 24 wird daher die Gesamtbelichtung, die bei III in Fig.9A angedeutet ist, einen transparenten Streifen 25'2 erzeugen, wie bei IV in F i g. 9A gezeigt wobei der Mittelpunkt Cr₂ dieses entwickelten transparenten Streifens 25'₂ nur um einen sehr kleinen Zuwachs JO¹ von dem Mittelpunkt Q des streifenartigen Bereiches in Abstand liegen, der durch den Bereich 2i\b in der ersten Abtastung abgetastet worden ist Da der erste streifenartige Bereich 25i auf dem Material 24 (F i g. 7) nur durch den streifenartigen Bereich 21a der Originalphotomaske in der ersten Abtastung von der Relativstellung 22t zur Stellung 22Ί belichtet worden ist, und da diese Belichtung ausreichend ist, um zu bewirken, daß der Bereich 25| transparent wird, wenn das Material zur Erzeugung der gewünschten Photomaske entwikkelt wird, ist ersichtlich, daß der Abstand zwischen den transparenten Streifen entsprechend den belichteten streifenartigen Bereichen 251 und 25j von dem gewünschten Abstand Po nur durch die sehr kleine Abweichung JV unterschiedlich sein wird.

Bezugnehmend auf F i g. 9B ist ersichtlich, daß in dem Fall des streifenartigen Bereiches 25« auf dem Material 24 wird das durch den streifenartigen Bereich 21ig in der ersten Abtastung durchgehend belichtet, die Belichtung des Materials auf den Pegel £id bewirken, wie bei 1 angedeutet wogegen, wie bei II gezeigt das durch den streifenartigen Bereich 21m in der zweiten Abtastung hindurchgehende Licht die Belichtung des Materials auf den. Pegel Ε« bewirken wird, welcher der gleiche ist wie der Pegel Eu ist, dt die streifenartigen Bereiche 21 ^ und 21m gliche Längen aufweisen. Da keiner der Belichtungspegel E\d oder £\a so hoch wie der Minimalpegel der Belichtung ist, die erforderlich ist, um das Material 24 nach der Entwicklung desselben transparent zu machen, übersteigt die Gesamtbelichtung, die bei III in F i g. 9B angedeutet ist, den Minimalbelichtungspegel M nur dort, wo die Belichtungen der ersten und zweiten Abtastung miteinander addiert sind. Nach der Entwicklung des belichteten Materials 24 wird daher die bei ΠΙ in Fig.9B angedeutete Gesamtbelichtung einen transparenten Streifen 2S\ wie bei IV gezeigt, erzeugen, der bei Cä 2 annähernd halbwegs zwischen den Mittelpunkten Ct und C2 der entsprechenden Bereiche zentriert ist, die in der ersten und zweiten Abtastung belichtet worden sind. Mit anderen Worten wird die Verschiebung JO" des Mittelpunkes Cr, des entwickelten transparenten Streifens 25'« von dem Mittelpunkt d des ersten abgetasteten streifenartigen Bereiches etwa 1/2 der Abweichung oder Ungenauigkeit JO sein.

5 Obwohl nur die Abweichungen der Mittelpunkte der transparenten Streifen 25'₂ und 25*4 des entwickelten lichtempfindlichen Materials oben in einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig.8, 9A und 9B beschrieben worden sind, ist ersichtlich, daß die Relativverschiebung in der Richtung Y gemäß F i g. 6 zwischen der ersten Abtastung und der zweiten Abtastung W/2+JO ist; so werden die Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden entwickelten transparenten Streifen entsprechend den belichteten streifen&rt Uj2a Bereichen 25t— 257 gemaß Fig.7 von einem transparenten Streifen zum anderen um den Zuwachs JO' gemäß F i g. 9A allmählich zunehmen, wobei dieser Zuwachs JO' nur ein Bruchteil der Verschiebungsungenauigkeit JO ist Insbesondere ist die Abstandsabweichung JW zwischen zwei beliebig aufeinanderfolgenden Abständen MN ■ JO, worin /V die

Zahl der streifenartigen Bereiche auf dem Material ist

welche in zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen überlappt sind.

Wenn das Material 24, das erfindungsgemäß belichtet

worden ist entwickelt wird, so wird düner diese erhaltene Photomaske verwendet werden, um ein feingestn-iftes Muster zu erzeugen, beispielsweise die in Abstand voneinander liegenden, parallelen Isolierstreifen 3 nach F i g. 1, durch Photoätzen, ohne die Möglichkeit bedeutender oder plötzlicher Veränderungen des Abstandes zwischen diesen Isolierstreifen.

Bei einem bestimmten Beispiel des oben unter Bezugnahme auf die Fig.5—7 beschriebenen Verfahrens wurde die Originalphotomaske 22 gemäß F i g. 5 mit einer wirksamen Weite von 8 mm versehen, wobei die lichtdurchlässigen streifenartigen Bereiche 21 eine Weite d von 50 um, einen Abstand Po von 100 um und eine Maximallänge L von 30 mm hatten. Die Linsen 14 der Photorepetiervorrichtung 24 erzielten eine Reduktion oder Verkleinerung des Bildes der Photomaske 22 von 1:10, wie auf den lichtempfindlichen Träger auf der Stütze 7 projiziert so daß dieses projektierte Bild entsprechende Dimensionen W= 0,8 mm, £/=5μηη, Po-IOMm und L-3mm hatte. Während jeder Abtastung wurde ferner die Stütze 7 in der Richtung X durch einen Abstand von 26 mm mit einer Geschwindigkeit von 2£7 mm/sec bewirkt wobei jede Verschiebung in der Richtung X nach Beendigung einer Abtastung erfolgt über die Distanz 0,2 mm. Bei dem obigen Beispiel war es möglich, eine Photomaske zu erzeugen, welche 2000 durchsichtige, parallele Streifen hat wovon jeder eine Länge von 20 ram, eine Weite von 5 μιη und einen Abstand von 10 um zwischen benachbarten transparenten Streifen hatte, wobei die Abweichung der Weite und des Abstandes der transparenten Streifen auch innerhalb 0,1 um gehalten wurde.

Nach den Fi g. 6 und 7 wurde gezeigt, daß die Verschiebung in der Richtung y des lichtempfindlichen Trägers auf der Stütze 7 und der Originalphotomaske 22 W/2 hat, in welchem Fall jeder Bereich des lichtempfindlichen Materials 24 zweimal durch das Muster 23 der Photomaske 22 abgetastet wird. Wie vorher erwähnt, kann jedoch die Verschiebung in der Richtung Y zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen (1/2") W

es sein, d.h. W/A. WIi, W716 ... usw., in welchen Fällen 2"-Abtastungen erforderlich ist um jeden Bereich des lichtempfindlichen Materials zu belichten. Wie beispielsweise in F i g. 10 gezeigt, kann somit die Original-

Vj 11

photomaske 22 gemäß Fig.5 mit einer Verschiebung der vorliegenden Erfindung kann die Relativverschie-

,'■-.'.. W/4 zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen ver- bung des lichtempfindlichen Trägers und der Original-

' wendet werden, wobei in diesem Fall die verwendbaren, photomaske in der Richtung Y nach jeder Abtastbewe-

belichteten streifenartigen Bereiche des lichtempfindli- gung in der Richtung X so ausgewählt werden, daß bci-

chen Materials diejenigen Bereiche sein werden, die 5 spielsweise der Bereich des lichtempfindlichen Trägers,

viermal abgetastet wurden. Wenn die Verschiebung der durch einen streifenartigen Bereich 321 e in einer

zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen beispiels- zweiten Abtastung belichtet worden ist, dem Bereich

weise auf W/4 wie in F i g. 10 gezeigt, reduziert wird, so des Materials im wesentlichen entspricht, der durch ei-

wird die Abweichung oder Veränderung des Abstandes nen streifenartigen Bereich 321/) in einer ersten oder

. zwischen benachbarten transparenten Streifen und in 10 vorhergehenden Abtastung belichtet worden ist

den Weiten oder Breiten der der letzteren in der Photo- Das erfindungsgemäße Verfahren wurde oben be-

maske, die aus der Entwicklung des belichteten licht- schrieben als zur Belichtung eines lichtempfindlichen

^1: empfindlichen Materials resultiert, noch weiter redu- Trägers in einem gestreiften Muster verwendet Falls

ziert, um die Genauigkeit dieser Photomaske zu erhö- jedoch nach der Belichtung bei einem solchen gestreif-

hen. 15 ten Muster der lichtempfindliche Träger um 90° auf der

Obwohl die in Fig.5 gezeigte Originaiphotomaske Stütze 7 der Photorepetiervorrichtung 4 umgedreht

22 nach der vorliegenden Erfindung ein Muster 23 aus wird und die Belichtungsvorgänge wiederholt werden, lichtdurchlässigen, streifenartigen Bereichen 21 in Form so kann ein feines Karomuster der Belichtung erhalten eines gleichseitigen Parallelogramms hat, können auch werden.

andere Formgestaltungen des lichtdurchlässigen Mu- 20

sters verwendet werden. Wie beispielsweise in F i g. 11 Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

gezeigt, kann eine Originalphotomaske 122 anstelle der

Photomaske 25 verwendet werden, wobei das Muster 123 dieser Maske aus lichtdurchlässigen, streifenartigen

1* Bereichen 121a—121/in Form eines gleichschenkligen . . Dreiecks ausgebildet ist, wobei der Scheitelpunkt des-

'» selben sich in der Richtung deiner relativen Abtastbewegung erstreckt und sein längster streifenartiger Bereich 121a sich entlang der Winkelhalbierenden bzw. der Seitenhalbierenden des Dreiecks in der Richtung X erstreckt Bei dem dreieckigen Muster 123 liegen ferner fünf lichtdurchlässige, streifenartige Bereiche 1216—121/ mit fortschreitend abnehmenden Längen gleichmäßig in Abstand voneinander an jeder der entge-

^f gengesetzten Seiten des mittleren streifenartigen Bereiches 121Λ.
Bei einer anderen Ausführungsform einer Original-

, photomaske 222 gemäß der vorliegenden Erfindung

i~ (Fig. 12) liegt wie gezeigt das lichtdurchlässige Muster 223 aus streifenartigen Bereichen 221a—221/in Form eines Rhombus vor, wobei seine verhältnismäßig kürzeren Seiten sich parallel zur Richtung Y der Relatiwerschiebung erstrecken. Der längste streifenartige Bereich 221a, der sich entlang eines Diagonals des Rhomboids * erstreckt ist wiederum in dem Muster 223 zentriert, betrachtet in der Richtung Y, wobei fünf lichtdurchlässige, streifenartige Bereiche 22ib— 221/ mit fortschreitend abnehmenden Längen gleichmäßig in Abstand voneinander an jeder der entgegengesetzten Seiten des mittleren streifenartigen Bereiches 221a liegen.

Bei jeder der oben beschriebenen Originalphotomasken 22, i22 und 222 zur erimdungsgemäßen Verwendung ist ein einzelner, lichtdurchlässiger, streifenartiger Bereich 21a bzw. 121a oder 221a mit maximaler Länge entlang des Mittelpunktes des entsprechenden Musters

23 bzw. 123 bzw. 223 vorgesehen worden. Wie jedoch in F i g. 3 gezeigt, kann eine Originalphotomaske 322, die sonst der Photomaske 22 ähnlich ist, zwei lichtdurchlässige, streifenartige Bereiche 321a mit gleicher Maximallänge haben, wie an entgegengesetzten Seiten der Mittelachse oder der Mittellinie des Musters 332 des gleichseitigen Parallelogramms angeordnet, sich in der Äbtastrichtung X erstreckend. Das Muster 323 hat ferner lichtdurchlässige, streifenartige Bereiche 321 ö—32Ie, die zwischen den jeweiligen langen, streifenartigen Bereichen 321a und der entsprechenden Seite des Musters in gleichem Abstand voneinander liegen. Bei der Verwendung der Originalphotomaske 322 entsprechend

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Belichten einer großen Anzahl paralleler, in Abstand voneinander befindlicher streifenartiger Bereiche auf einer Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials, indem licht auf die betreffende Oberfläche durch eine Originalphotomaske gerichtet wird, die ein lichtdurchlässiges Muster aufweist, das aus einer kleinen Anzahl paralleler, in Abstand voneinander befindlicher streifenartiger lichtdurchlässiger Bereiche besteht, deren Längen kleiner als die Längen der streifenartigen Bereiche sind, die auf der genannten Oberfläche des lichtempfindlichen Materials zu belichten sind, worauf wiederholt Relativbewegungen zwischen dem lichtempfindlichen Material und der Originalphotomaske in eirer Richtung herbeigeführt warden, die parallel zu den streifenartigen lichtdurchlässigen Bereichen verläuft, so daß der durch die letzteren hindurchgehende lichtstrahl die betreffende Oberfläche des lichtempfindlichen Materials entlang der ganzen Länge der auf dieser Oberfläche zu belichtenden streifenartigen Bereiche abtastet, wobei das lichtempfindliche Material und die Originalphotomaske in der zur Richtung der Relativbewegungen derselben quer verlaufenden Richtung für jede der wiederholten Relativbewegungen relativ verschoben werden, so daß nach Durchführung der letzteren durch das durch das durchlässige Muster der Originalphotomaske hindurchgehende Licht die große Anzahl streifenartiger Bereiche auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials belichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenartigen lichtdurchlässigen Bereiche (21a-21/; 121a—121/; 221a-231/;321a-321e;der Originalmaske (22; 122; 222; 322) jeweils Lungen aufweisen, die von Maximalwerten (L) neben der Mitte des lichtdurchlässigen Musters (23; 123; 223; 323), betrachtet in der Richtung der Relativverschiebung (Y), auf Minimalwerte an den entgegengesetzten Seiten des Musters, ebenso in der Richtung der Relatiwerschiebung betrachtet, fortschreitend abnehmen, wobei jede diesbezüglich Relatiwerschiebung über eine bestimmte Distanz durchgeführt wird, welche wesentlich kleiner ist als die Breite (W) dzs genannten Musiers (23; 123-, 223; 323) in der genannten Richtung (Y) der Relativverschiebung, so daß jeder streifenartige Bereich (25) auf der betreffenden Oberfläche des lichtempfindlichen Materials (24) mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Lichtmenge über seine Länge belichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte bestimmte Distanz für die jeweilige Relativverschiebung gleich (1/2") Wist, worin η eine ganze Zahl und W die genannte Weite des lichtdurchlässigen Musters (23; 123; 223; 323) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jas genannte lichtdurchlässige Muster (23) in Form eines gleichseitigen Parallelogramms ausgebildet ist, dessen gegenüberliegende Ecken mit der genannten Richtung (X) der Relativbewegungen des lichtempfindlichen Materials (24) und der Originalphotomaske (22) fluchten.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Muster (23) in Form eines gleichschenkligen Dreiecks ausgebildet ist, dessen Scheitelpunkt in die genannte Richtung (X) der Relativbewegungen des lichtempfindlichen Materials (24) und der Originalphotomaske (122) weist

5.. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Muster (223) in Form eines Rhombus ausgebildet ist, dessen kürzere Seiten parallel zu der genannten Richtung (Y) der Relatiwerschiebungen des lichtempfindlichen Materials (24) und der Originalphotomaske (22) ίο verlaufen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Lichtes, welches durch die Originalphotomaske (22; 122; 222; 322) hindurchtritt, und die Geschwindigkeit der Relativbewegung des lichtempfindlichen Materials (24) und der Originalphotomaske in der genannten Richtung parallel zu den streifenartigen lichtdurchlässigen Bereichen so gewählt sind, daß bei jeder derartigen Relativbewegung die Belichtung eines streifenartigen Bereiches (25) auf der genannten Oberfläche des lichtempfindlichen Materials (24) durch licht, welches durch den jeweiligen streifenartigen Bereich auf der Oberfläche des lichtdurchlässigen Bereiches (21/; 121/· 221F; 32Ie) minimaler Länge hindurchtritt, schwächer ist als durch den Wert (M) gegeben ist, der für die Entwicklung des jeweiligen belichteten Bereiches erforderlich ist

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Intensität des Lichtes und die Geschwindigkeit der Relativbewegung ferner so gewählt sind, daß bei jeder Relativbewegung die Belichtung eines streifenartigen Bereiches (25) auf der genannten Oberfläche des lichtempfindlichen Materials (25) durch Licht, welches durch einen streifenartigen lichtdurchlässigen Bereich (21a; 121a; 221a; 32IaJ maximaler Länge hindurchtritt, stärker ist als der genannte Belichtungspegel (M), der für die Entwicklung erforderlich ist