Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації
Розроблено установку для дослідження кінетики рідинного травлення тонких плівок халькогенідних склоподібних матеріалів (неорганічних резистів) і одержання інформаційного мікрорельєфу в статичному, динамічному з циркуляцією та динамічному з утилізацією травника режимах в інтервалі температур 293 - 35...
Saved in:
| Published in: | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7565 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів - середовищ для голографії та оптичного запису інформації / А.А. Тарнай, В.К. Кириленко, В.М. Рубіш, Е.В. Гера // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2008. — Т. 10, № 2. — С. 32-36. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860069904803168256 |
|---|---|
| author | Тарнай, А.А. Кириленко, В.К. Рубіш, В.М. Гера, Е.В. |
| author_facet | Тарнай, А.А. Кириленко, В.К. Рубіш, В.М. Гера, Е.В. |
| citation_txt | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів - середовищ для голографії та оптичного запису інформації / А.А. Тарнай, В.К. Кириленко, В.М. Рубіш, Е.В. Гера // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2008. — Т. 10, № 2. — С. 32-36. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| description | Розроблено установку для дослідження кінетики рідинного травлення тонких плівок халькогенідних склоподібних матеріалів (неорганічних резистів) і одержання інформаційного мікрорельєфу в статичному, динамічному з циркуляцією та динамічному з утилізацією травника режимах в інтервалі температур 293 - 353 K
Разработана установка для исследования кинетики жидкостного травления тонких пленок халькогенидных стеклообразных материалов (неорганических резистов) и получения информационного микрорельефа в статическом, динамическом с циркуляцией и динамическом с утилизацией травителя режимах в интервале температур 293–253 К.
An apparatus for investigations of liquid etching kinetics of thin chalcogenide vitreous films (inorganic resist) in static, dynamic with circulation and dynamic with utilization of the etchant, modes in the temperature range of 293–353 K and obtaining an information microrelief is developed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:10:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
32
УДК 004.08; 004.023; 004.085
А. А. Тарнай, В. К. Кириленко, В. М. Рубіш, Е. В. Гера
Ужгородський науково-технологічний центр матеріалів оптичних носіїв
інформації Інституту проблем реєстрації інформації НАН України
вул. Замкові сходи, 4, 88000 Ужгород, Україна
Установка для дослідження процесів рідинного
травлення неорганічних резистів — середовищ
для голографії та оптичного запису інформації
Розроблено установку для дослідження кінетики рідинного травлення
тонких плівок халькогенідних склоподібних матеріалів (неорганічних
резистів) і одержання інформаційного мікрорельєфу в статичному,
динамічному з циркуляцією та динамічному з утилізацією травника
режимах в інтервалі температур 293–353 K.
Ключові слова: неорганічні резисти, рідинне травлення, швидкість роз-
чинення, мікрорельєф.
Завдяки фотоіндукованим змінам хімічних властивостей світлочутливі шари
на основі халькогенідних склоподібних напівпровідників (ХСН) мають різні
швидкості травлення опромінених і неопромінених ділянок, що важливо з точки
зору їхнього практичного використання для запису інформації та різноманітних
інтерференційних картин, формування дифракційних ґраток і рельєфно-фазових
голограм [1–5]. При цьому для одержання високоякісного інформаційного мікро-
рельєфу важливим є склад плівки та технологічні умови її одержання, склад, кон-
центрація та температура травника, швидкість ротації шарів травника, які безпо-
середньо контактують з поверхнею плівки. Наявність значної кількості різномані-
тних впливаючих чинників ускладнює не тільки одержання відтворюваних ре-
зультатів, але й саме дослідження процесів рідинного травлення. У зв’язку з цим
розробка ефективних методів й обладнання для вивчення цих процесів є вельми
актуальними. Саме розробці автоматизованої багатофункціональної установки
для дослідження процесів травлення неорганічних резистів й одержання заданого
мікрорельєфу присвячена дана робота.
Оскільки процес травлення за своєю суттю є руйнівним, був реалізований
підхід, який передбачає локалізацію травлення на обмеженій ділянці досліджува-
ної плівки (діаметр поля травлення близько 3 мм). Локалізація процесу травлення
дає можливість при використанні мінімальної кількості травника (~50 мл) на плі-
вці одного складу (максимальний розмір — 160160 мм) провести цілу серію дос-
© А. А. Тарнай, В. К. Кириленко, В. М. Рубіш, Е. В. Гера
Установка для дослідження процесів рідинного травлення
неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 2 33
ліджень (сотні вимірювань), що виключає вплив технологічних умов одержання
плівок, і разом з тим забезпечує зручність проведення досліджень, високу продук-
тивність роботи, економію матеріалів. Для реалізації методу локального травлен-
ня був розроблений спеціальний пристрій (реактор), який представляє собою про-
точну мікрокювету з ущільнювальним отвором, через який здійснюється контакт
травника з поверхнею досліджуваної плівки (рис. 1).
Рис. 1. Реактор: 1 — травник; 2 — вхідний і вихідний патрубки; 3 — кварцове вікно;
4 — корпус реактора; 5 — досліджувана плівка; 6 — підкладка; 7 — ущільнюючий елемент;
8 — термостатований тримач; 9 — зондуючий промінь
Зміна товщини плівки під час травлення вимірюється інтерференційним спо-
собом шляхом зондування поверхні травлення лазерним променем, довжина хвилі
якого знаходиться в області оптичної прозорості плівки. Коефіцієнти пропускання
та відбивання є періодичними функціями оптичної товщини nd (n і d — показник
заломлення та фізична товщина досліджуваної плівки відповідно) і досягають ек-
стремальних значень за умови
4
knd ,
де λ — довжина хвилі зондуючого променя; k — натуральний ряд чисел.
Підраховуючи кількість цілих і дробових значень інтерференційних екстре-
мумів для пропускання або відбивання у вибраний момент часу однозначно ви-
значається оптична товщина плівки [6]. Точність вимірювання залежить від тов-
щини хвилі зондуючого променя та від точності визначення дробових значень ін-
терференційних екстремумів і реально складає ~10 нм.
Наявність кварцового вікна в реакторі дає можливість проводити досліджен-
ня процесів травлення плівок і на непрозорих підкладках (за умови прозорості
травника для зондуючого променя). Необхідно зазначити, що вимірювання опти-
А. А. Тарнай, В. К. Кириленко, В. М. Рубіш, Е. В. Гера
34
чного пропускання та відбивання під час травлення плівки має однакову інформа-
тивність щодо зміни оптичної товщини. Оптико-механічна частина установки
(рис. 2) забезпечує можливість зондування поверхні плівки як з боку підкладки,
так і з боку травника, причому зондування можливе як по нормалі до поверхні
травлення, так і під вибраним кутом у межах 0–65°. Вимірювання зміни оптичної
товщини плівки під час травлення можна проводити на двох різних довжинах
хвиль зондуючого променя (λ1 = 650 нм, λ2 = 810 нм) при діаметрі променя в декі-
лька десятків мікрон.
Дана установка передбачає три ре-
жими травлення — статичний, динаміч-
ний з циркуляцією та динамічний з ути-
лізацією травника. Найбільш ефектив-
ними з них є два останні, оскільки при
цьому забезпечується незмінність кон-
центрації і pH розчину в процесі трав-
лення халькогенідної плівки та найкра-
щий контакт поверхні травлення та селе-
ктивного травника. Відповідно не змен-
шуватимуться при цьому (на противагу
травленню в статичному режимі) швид-
кості розчинення неопромінених (VH) й
опромінених (Vо) ділянок плівок, а, зна-
чить, і селективність травлення γ (γ =
= VH/Vо при Vо < VH (негативне травлен-
ня) і γ = Vо /VH при Vо > VH (позитивне
травлення)) [5].
Конструкція установки передбачає
можливість припинення травлення у ви-
браний момент часу, промивання та ви-
сушування поверхні травлення, операти-
вну заміну травника. Подача травника,
дистильованої води або стисненого пові-
тря в ділянку травлення (реактор) здійс-
нюється автоматично, що спрощує екс-
перимент і підвищує продуктивність роботи.
Для плівок ХСН травниками є розчини лугів (NaOH, KOH, KH4OH), амінів
(метиламін, диметиламін, диетиламін, етилендіамін), розчини різних солей
(Na2CO3, K2CO3, Na3PO4, K2Cr2O7) [4, 5, 7–10]. Тому всі деталі та вузли пристрою
подачі рідких реагентів у ділянку реактора, які в процесі роботи контактують з
агресивними речовинами, виготовлені з інертних матеріалів: тефлон, силікон,
кварц, кераміка, скло. У процесі травлення як досліджувані об’єкти, так і хімічні
реактиви — термостатовані. Термостатування може проводитися в інтервалі тем-
ператур 293–353 K. Результати досліджень реєструються у вигляді комп’ютерних
файлів.
Для демонстрації деяких функціональних можливостей установки на рис. 3 та
4 наведені залежності швидкості травлення плівки As2S3 розчином карбонату на-
Рис. 2. Загальний вигляд оптико-
механічної частини установки
Установка для дослідження процесів рідинного травлення
неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 2 35
трію в залежності від концентрації травника та температури процесу травлення.
Дослідження показали, що зі збільшенням концентрації і температури травника
швидкість розчинення V неопромінених ділянок плівок даної системи зростає
(рис. 3, 4), причому при Т > 320 К спостерігається різке збільшення V. Якщо в
якості травника використовувати 2-процентний розчин карбонату натрію, то шви-
дкість травлення плівки As2S3 зростає від 0,8 до 6,6 нм/с при збільшенні темпера-
тури від 300 до 320 К і від 6,6 до 28,6 нм/с при збільшенні температури від 320 до
340 К. Важливо зазначити, що наведені результати одержані протягом трьох го-
дин, а зразок, на якому проводились вимірювання мав площу 2,52,5 см2. Це свід-
чить про високу продуктивність й економічність установки.
Рис. 3. Залежність швидкості травлення від концентрації травника
Рис. 4. Залежність швидкості травлення від температури травника
Таким чином, у результаті проведених пошукових робіт по проблемі селекти-
вного травлення неорганічних резистів розроблена автоматизована установка, яка
дозволяє: досліджувати процеси травлення в статичному і динамічному (з цирку-
А. А. Тарнай, В. К. Кириленко, В. М. Рубіш, Е. В. Гера
36
ляцією та утилізацією травника) режимах; досліджувати залежності швидкості
травлення плівок від концентрації, температури та швидкості потоку травника;
вимірювати оптичну товщину плівок безпосередньо в процесі травлення на двох
довжинах хвиль зондуючого променя; вивчати залежності зміни швидкості трав-
лення та показника заломлення плівок від параметрів експозиції; досліджувати
контрастні, поліруючі та буферні властивості травників.
1. Семак Д.Г., Різак В.М., Різак І.М. Фототермоструктурні перетворення халькогенідів. —
Ужгород: Закарпаття, 1999. — 392 с.
2. Петров В.В., Крючин А.А., Шанойло С.М., Костюкевич С.А., Кравец В.Г., Лапчук А.С. Оп-
тические диски: история, состояние, перспективы развития. — К.: Наук. думка, 2003. — 176 с.
3. Teteris J., Reinfelde M. Application of Amorphous Chalcogenide Semiconductor Thin Films in
Optical Recording Technologies // J. of Optoelectronics and Advanced Materials. — 2003. — Vol. 5, N
5. — P. 1355–1360.
4. Петров В.В., Крючин А.А., Костюкевич С.О., Рубіш В.М. Неорганічна фотолітографія. —
К.: ІМФ НАНУ, 2007. — 195 с.
5. Венгер Е.Ф., Мельничук А.В., Стронский А.В. Фотостимулированные процессы в халько-
генидных стеклообразных полупроводниках и их практическое применение. — К.: Академперио-
дика, 2007. — 283 с.
6. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. — М.: Наука, 1973. — 721 с.
7. Пинзеник В.П., Фролова Н.П., Туряница И.И. Селективное травление светочувствительных
слоев систем As(Ge)–S(Se) // Некристал. полупроводники. — Ужгород: Патент, 1989. — Ч. 1. — С.
228–230.
8. Пинзеник В.П., Фролова Н.П., Туряница И.И. Фотоиндуцированные изменения в слоях ха-
лькогенидных стеклообразных полупроводников и параметры селективного растворения // Успехи
научной фотографи. — 1990. — Т. 26. — С. 50–52.
9. Mednikarov B.D. Vacuum deposited As2Se3 — Photoresist. Some Properties and Outlooks //
Bulgarian Chemical Communs, 1993. — Vol. 26, N 3/4. — P. 502–513.
10. Зенкин С.А., Мамедов С.Б., Михайлов М.Д. и др. Механизм взаимодействия монолитных
стекол и аморфных пленок системы As–S с растворами аминов // Физ. и химия стекла. — 1997. —
Т. 23, № 5. — С. 560–568.
Надійшла до редакції 16.05.2008
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7565 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1560-9189 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:10:12Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тарнай, А.А. Кириленко, В.К. Рубіш, В.М. Гера, Е.В. 2010-04-02T12:25:13Z 2010-04-02T12:25:13Z 2008 Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів - середовищ для голографії та оптичного запису інформації / А.А. Тарнай, В.К. Кириленко, В.М. Рубіш, Е.В. Гера // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2008. — Т. 10, № 2. — С. 32-36. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. 1560-9189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7565 004.08; 004.023; 004.085 Розроблено установку для дослідження кінетики рідинного травлення тонких плівок халькогенідних склоподібних матеріалів (неорганічних резистів) і одержання інформаційного мікрорельєфу в статичному, динамічному з циркуляцією та динамічному з утилізацією травника режимах в інтервалі температур 293 - 353 K Разработана установка для исследования кинетики жидкостного травления тонких пленок халькогенидных стеклообразных материалов (неорганических резистов) и получения информационного микрорельефа в статическом, динамическом с циркуляцией и динамическом с утилизацией травителя режимах в интервале температур 293–253 К. An apparatus for investigations of liquid etching kinetics of thin chalcogenide vitreous films (inorganic resist) in static, dynamic with circulation and dynamic with utilization of the etchant, modes in the temperature range of 293–353 K and obtaining an information microrelief is developed. uk Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації Установка для исследования процессов жидкостного травления пленочных объектов — сред для голографии и оптической записи информации Apparatus for Investigation of Liquid Etching Processes of Film Objects — Media for Holography and Optical Information Recording Article published earlier |
| spellingShingle | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації Тарнай, А.А. Кириленко, В.К. Рубіш, В.М. Гера, Е.В. Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних |
| title | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації |
| title_alt | Установка для исследования процессов жидкостного травления пленочных объектов — сред для голографии и оптической записи информации Apparatus for Investigation of Liquid Etching Processes of Film Objects — Media for Holography and Optical Information Recording |
| title_full | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації |
| title_fullStr | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації |
| title_full_unstemmed | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації |
| title_short | Установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації |
| title_sort | установка для дослідження процесів рідинного травлення неорганічних резистів — середовищ для голографії та оптичного запису інформації |
| topic | Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних |
| topic_facet | Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7565 |
| work_keys_str_mv | AT tarnaiaa ustanovkadlâdoslídžennâprocesívrídinnogotravlennâneorganíčnihrezistívseredoviŝdlâgolografíítaoptičnogozapisuínformacíí AT kirilenkovk ustanovkadlâdoslídžennâprocesívrídinnogotravlennâneorganíčnihrezistívseredoviŝdlâgolografíítaoptičnogozapisuínformacíí AT rubíšvm ustanovkadlâdoslídžennâprocesívrídinnogotravlennâneorganíčnihrezistívseredoviŝdlâgolografíítaoptičnogozapisuínformacíí AT geraev ustanovkadlâdoslídžennâprocesívrídinnogotravlennâneorganíčnihrezistívseredoviŝdlâgolografíítaoptičnogozapisuínformacíí AT tarnaiaa ustanovkadlâissledovaniâprocessovžidkostnogotravleniâplenočnyhobʺektovsreddlâgolografiiioptičeskoizapisiinformacii AT kirilenkovk ustanovkadlâissledovaniâprocessovžidkostnogotravleniâplenočnyhobʺektovsreddlâgolografiiioptičeskoizapisiinformacii AT rubíšvm ustanovkadlâissledovaniâprocessovžidkostnogotravleniâplenočnyhobʺektovsreddlâgolografiiioptičeskoizapisiinformacii AT geraev ustanovkadlâissledovaniâprocessovžidkostnogotravleniâplenočnyhobʺektovsreddlâgolografiiioptičeskoizapisiinformacii AT tarnaiaa apparatusforinvestigationofliquidetchingprocessesoffilmobjectsmediaforholographyandopticalinformationrecording AT kirilenkovk apparatusforinvestigationofliquidetchingprocessesoffilmobjectsmediaforholographyandopticalinformationrecording AT rubíšvm apparatusforinvestigationofliquidetchingprocessesoffilmobjectsmediaforholographyandopticalinformationrecording AT geraev apparatusforinvestigationofliquidetchingprocessesoffilmobjectsmediaforholographyandopticalinformationrecording |