Способ контроля отклонений размеров деталей при фотохимической обработке материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью упрощения и повышение надежности способа контроля отклонений размеров деталей при фотохимической обработке материалов, заключающегося , в том, что на материале одновременно с контролируемой структурой детали формируют тестовую топологическую структуру, производят обработку материала, а об отклонении размеров деталей судят по размерам тестовой топологической структуры. При этом тестовую структуру выполняют в виде нескольких полос с дискретно меняющейся шириной . а величину отклонения размеров контролируемых деталей определяют по количеству полос , сохранившихся после обработки материала.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ V

00 (Л

С) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760083/28 (22) 22.08.89 (46) 30.11.92. Бюл. N 44 (71) В ил ь н юсс кое конструкторское бюро магнитной записи (72) M. Б. Кустов (56) НИИЭИР. Радиоэлектроника 11, 1984, с.

76, Технологический процесс СЫ

5027100006, лист 17 и 18, инв. ¹ 24127 ПО

"Вильма", Вильнюс, 1988. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ

РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью упрощения и

Изобретение. относится. к области радиоэлектроники и может быть использовано в технологии фотохимической обработки плоских деталей, например пластин сердечников магнитных головок.

Известен способ контроля размеров деталей с использованием измерительных микроскопов. При этом проводят прямые измерения контрольных размеров. Недостатком этого способа является значительная трудоемкость.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля отклонений размеров путем измерений диаметров тестовых элементов в виде отверстий калибрами. На исходном материале одновременно с контролируемой структурой деталей форми„„5U ÄÄ 1778507 А1 повышение надежности способа контроля отклонений размеров деталей при фотохимической обработке материалов, заключающегося, в том, что на материале одновременно с контролируемой структурой детали формируют тестовую топологическую структуру, производят обработку материала, а об отклонении размеров деталей судят по размерам тестовой топологической структуры. При этом тестовую структуру выполняют в виде нескольких

) полос с дискретно меняющейся шириной, а величину отклонения размеров контролируемых деталей определяют по количеству полос, сохранившихся после обработки материала. 1 ил. руют тестовую топологическую структуру в виде отверстий. Затем проводят обработку материала и об отклонении размеров деталей судят, измеряя диаметр тестовых отверстий. Диаметр измеряют посредством вставления в отверстия калибров с монотонно возрастающим диаметром стержней, подбирая из ряда калибров такие два, один из которых еще проходит в тестовое отверстие, а следующий уже не проходит.

Так как тестовые элементы формируют одновременно с изготавливаемыми деталями, то отклонение размеров деталей соответствует измеряемому отклонению диаметра тестового отверстия от номинального значения.

1778507

n=N-N.= Л / д

Применение этого способа также достаточно трудоемко, не всегда отвечает требованиями к точности изготовления деталей.

Малая толщина обычно применяемых при фотохимической обработке материалов не допускает приложения более или менее значительных нормальных к поверхности усилий, возникающих при использовании калибров. Кроме того, острая кромка профиля травления при вставлении калибра легко ломается, что искажает результаты контроля, Целью изобретения является упрощение и повышение надежности контроля отклонений размеров деталей при фотохимической обработке материалов.

Указанная цель достигается тем, что, согласно способу контроля отклонений размеров деталей, заключающемуся в формировании на материале контролируемой и тестовой топологических структур, проведении обработки материала и контроля отклонений размеров по тестовой структуре. тестовую структуру проектируют в виде ряда иэ нескольких полос с дискретно изменяющейся шириной и об отклонениях размеров деталей судят по числу тестовых полос, сохранившихся после обработки.

Подбор калибров с механическим воздействием на тесговые элементы заменяют на более простую и надежуню бесконтактную операцию подсчета созранившихся в рамке с контролируемыми деталями тестовых полосок.

На чертеже представлена проектируемая тестовая топология из ряда полосок с дискретно изменяющейся шириной от I - k д до t+ kд . Ширину! средней полоски проектируют равной пределу разрешения оптимального процесса фотохимической обработки материала, обратно пропорциональному разрешающей способности процесса. Элементы с проектируемыми размерами, меньшими предела разрешения, после проведения процесса фотохими. ческой обработки в рамке не сохраняются.

Это связано с тем, что при уменьшении размера тестового элемента на фотошаблоне из-за дифракции, возникающей вследствие конечной величины зазора между фоторезистом на поверхности обрабатываемого материала и фотошаблоном, а также конечной толщиной самого фоторезистивного покрытиФ; повышается интенсивность освещения под центром элемента. Пропорционально интенсивности освещения увеличивается и доза экспозиции, и, следовательно, скорость удаления фоторезиста при его проявлении, Время полного удаления фоторезистивных

55 элементов, обратно пропорциональное скорости проявления, уменьшается с уменьшением проектируемых размеров, т.е. в процессе проявления элементы удаляются один эа другим по мере увеличения с заданной на фотошаблоне градацией их ширины.

При последующей операции травления фоторезистивная топология переносится на обрабатываемый материал с подтравом под кромки фоторезиста. Из-за этого полностью стравливается материал под оставшимися после проявления фоторезистивными элементами с размерами, меньшими величины подтрава. Таким образом, после проведения оптимального процесса фотохимической обработки материала, полоски с проектируемой шириной, меньшей 1, исчезнут. В тестовой структуре сохраняется число полосок; равное N = k+1.

При проведении процесса фотохимической обработки с некоторым отклонением размеров деталей на величину Л, связанным с уходом от оптимального процесса, например, с увеличением величины подтрава.из-за нестабильности времени травления и концентрации травителя. в тестовой структуре не сохранятся полоски, проектируемая ширина которых меньше 1 - Л, Число сохранившихся в рамке полосок будет равным N =k+1+ Л / д, где д — дискретность изменения ширины тестовых полосок, Разность количеств сохранившихся в рамках тестовых полосок в процессах фотохимической обработки с отклонением и без отклонения размеров деталей пропорциональна отклонению размеров

Отсюда отклонение размеров деталей

Л =(N-No) д

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Ряд тестовых полосок выполняют в маскирующем покрытии фотошаблонов одновременно с рисовкой контролируемой топологии деталей. 3аштрихованные на чертеже участки закрыты маскирующим покрытием. При изготовлении пластин сердечников магнитных головок из пермаллоевого листа толщиной 100 мкм, требуемой чувствительностью контроля 10 мкм и допуском на размер 50 мкм, дискретность изменения ширины тестовых полосок полагают равной требуемой чувствительности контроля д = 10 мкм. Предел разрешения процесса при толщине фоторезиста порядка 3-5 мкм определяется в основном величиной подтрава и практически равен толщине материала. Таким образом, 1778507 мической обработке материалов позволит упростить и повысить надежность контроля.

Формула изобретения

Л = (N - No) д = (9-6)10 = 30 мкм

Составитель M.Êóñòîâ

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор

Заказ 4181 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 проектируем ширину средней полости L =

=100 мкм. Значение k полагаем равным k =

=D/д = 5. При проведении процесса обработки без отклонения размеров деталей получаем число сохранившихся тестовых 5 полосок No = k+1 = б. Подсчет числа сохранившихся полосок проводят с использованием любого микроскопа (например.

МБС-1, МБС-9), позволяющего обнаружить элементы с шириной порядка 50 мкм. Допу- 10 стим, что при изготовлении какой-либо рамки с пластинами сердечников количество сохранившихся полосок оказалось равным

N = 9. Согласно предлагаемому способу отклонение размеров пластин будет равно 15

Применение данного способа контроля отклонений размеров деталей при фотохи- 20

Способ контроля отклонений размеров деталей при фотохимической обработке материалов. заключающийся в том, что на материале одновременно с контролируемой структурой детали формируют тестовую топологическую структуру, производят обработку материала, а об отклонении размеров деталей судят по размерам тестовой топологической структуры, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, тестовую структуру выполняют в виде нескольких полос с дискретно изменяющейся шириной, а величинуотклонения размеров контролируемых деталей определяют по количеству полос. сохранившихся после обработки материала.