DE2622064C2 - Verfahren zum Belichten einer großen Anzahl streifenartiger Bereiche auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials durch eine Originalphotomaske - Google Patents
Verfahren zum Belichten einer großen Anzahl streifenartiger Bereiche auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials durch eine OriginalphotomaskeInfo
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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.
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-
5 6
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
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
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
verlaufen. streifenähnlichen Bereich A der Originalphotomaske 5
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,
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-
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-
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
welche in zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen überlappt sind.
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
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-
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 (7)
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
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