DE102013206474A1 - Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material - Google Patents

Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material Download PDF

Info

Publication number
DE102013206474A1
DE102013206474A1 DE201310206474 DE102013206474A DE102013206474A1 DE 102013206474 A1 DE102013206474 A1 DE 102013206474A1 DE 201310206474 DE201310206474 DE 201310206474 DE 102013206474 A DE102013206474 A DE 102013206474A DE 102013206474 A1 DE102013206474 A1 DE 102013206474A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaporation
vapor deposition
layer
locally
transfer mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310206474
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Burghart
Georg Haasemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Von Ardenne GmbH
Original Assignee
Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Von Ardenne Anlagentechnik GmbH filed Critical Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority to DE201310206474 priority Critical patent/DE102013206474A1/en
Priority to KR20130143024A priority patent/KR20140066647A/en
Publication of DE102013206474A1 publication Critical patent/DE102013206474A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/048—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

The method involves forming a continuous evaporation layer (12) on a transparent intermediate substrate (2) by the evaporation of material by applying radiation energy into the absorbing layer (6) using rapid thermal processing (RTP) method. The absorbing layer and the evaporation layer are heated to a temperature below the melting, evaporation or sublimation temperature of the evaporation material at the set pressure.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Beschichtung von Substraten durch die Übertragung des abzuscheidenden Materials von einer Transfermaske auf ein Substrat mittels Bedampfung, indem die Strukturen der herzustellenden Schicht zunächst auf der Transfermaske abgebildet und von dort durch Strahlung lokal verdampft und auf ein Substrat übertragen werden. The invention generally relates to the coating of substrates by the transfer of the material to be deposited from a transfer mask to a substrate by means of vapor deposition by the structures of the layer to be produced first imaged on the transfer mask and locally vaporized from there by radiation and transferred to a substrate.

Die Verwendung von Masken ist für verschiedene subtraktive und additive Verfahren bekannt. Während bei den subtraktiven Verfahren, z.B. in der Fotolithografie, eine auf dem Substrat vollflächig abgeschiedene Schicht durch verschiedene Verfahren unter Verwendung von Masken nachträglich strukturiert wird, eignen sich Transfermasken zur additiven, d. h. Material hinzufügenden Ausbildung der Strukturen auf dem Substrat. Aufgrund der mit diesen Verfahren abzuscheidenden Schichtdicken im Bereich einiger 100 nm ist ein impulsartiger Energieeintrag häufig ausreichend für die Verdampfung. Die Bedampfung mittels Transfermasken ist auch im Rahmen eines kontinuierlichen Durchlaufverfahrens möglich. The use of masks is known for various subtractive and additive methods. While in the subtractive methods, e.g. in photolithography, a layer deposited on the substrate over the entire surface is subsequently structured by various methods using masks, transfer masks are suitable for additive, d. H. Material adding formation of the structures on the substrate. Due to the layer thicknesses to be deposited with these methods in the range of a few 100 nm, a pulse-like energy input is often sufficient for the evaporation. The vaporization by means of transfer masks is also possible in the context of a continuous flow process.

Aus der DE 10 2009 041 324 A1 ist ein additives Verfahren zur lokalen Bedampfung eines Substrats mittels einer Transfermaske bekannt. In diesen Verfahren wird ein transparenter Zwischenträger verwendet, um eine lokale Verdampfung von Beschichtungsmaterial von dem Zwischenträger auf das Substrat vorzunehmen. Zur Bedampfung wird das Beschichtungsmaterial vollflächig auf der Transfermaske abgeschieden, anschließend jedoch nur an den gewünschten Orten verdampft. Dazu weist die Transfermaske auf ihrem Zwischenträger reflektierende und absorbierende Bereiche in einer erforderlichen Struktur auf. Ist die Transfermaske über oder auf dem Substrat positioniert, so erfolgt ein Energieeintrag durch Energiestrahlung und damit eine Verdampfung nur in den Bereichen, in denen das Beschichtungsmaterial infolge der Reflektor- und Absorberstruktur der Transfermaske ausreichend Energie aufnimmt um zu verdampfen. From the DE 10 2009 041 324 A1 For example, an additive method for local evaporation of a substrate by means of a transfer mask is known. In these methods, a transparent subcarrier is used to effect local evaporation of coating material from the subcarrier to the substrate. For vapor deposition, the coating material is deposited over the entire surface of the transfer mask, but then evaporated only at the desired locations. For this purpose, the transfer mask has on its intermediate carrier reflecting and absorbing areas in a required structure. If the transfer mask is positioned above or on the substrate, energy is introduced by energy radiation and hence evaporation only in the areas in which the coating material absorbs sufficient energy to evaporate as a result of the reflector and absorber structure of the transfer mask.

Alternativ zu Transfermasken mit strukturierten Reflektor- und/oder Absorberschichten ist es auch bekannt, den Energieeintrag in die Absorber mittels Schattenmasken lokal differenziert vorzunehmen, bei denen nur an den unbeschatteten Bereichen die Absorberschicht ausreichend erwärmt wird, um dort das Material der Verdampfungsschicht zu verdampfen. As an alternative to transfer masks with structured reflector and / or absorber layers, it is also known to locally differentiate the energy input into the absorbers by means of shadow masks, in which only at the unshaded areas the absorber layer is heated sufficiently to vaporize the material of the evaporation layer.

Bei verschiedenen mit diesem Verfahren hergestellten Schichten wurden Inhomogenitäten im Materialgefüge der abgeschiedenen Schicht festgestellt. So wurden bei Schichten aus schlecht wärmeleitenden, z.B. organischen aber auch verschiedenen metallischen, Materialien Fragmente und damit verknüpfte Lücken festgestellt. Derartige Fragmente des Beschichtungsmaterials sind durch thermische Inhomogenitäten innerhalb der Verdampfungsschicht von der Transfermaske auf das Substrat übertragen und in der sich abscheidenden Schicht eingelagert. In the case of various layers produced by this method, inhomogeneities in the material structure of the deposited layer were found. Thus, for layers of poor thermal conductivity, e.g. organic but also different metallic, fragments of materials and associated gaps found. Such fragments of the coating material are transferred by thermal inhomogeneities within the evaporation layer from the transfer mask to the substrate and embedded in the depositing layer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die strukturierte Bedampfung mittels Transfermaske derart zu gestalten, dass derartige Schichtfehler in der abgeschiedenen Schicht vermieden werden können. It is therefore an object of the invention to design the structured vapor deposition by means of a transfer mask such that such layer defects in the deposited layer can be avoided.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Die darauf bezogenen abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen. To solve the problem, a method according to claim 1 is proposed. The dependent claims related thereto describe advantageous embodiments.

Durch den ersten Energieeintrag, der vor dem Energieeintrag zur Verdampfung des Verdampfungsmaterials erfolgt, wird zumindest die Absorberschicht und die zu verdampfende Verdampfungsschicht, alternativ auch weitere angrenzende oder dazwischen liegende Schichten der Transfermaske oder die gesamte Transfermaske erwärmt, so dass der für die Verdampfung erforderliche Temperaturhub so weit verringert wird, dass eine gleichmäßige Verdampfung des Verdampfungsmaterials erfolgen kann. Der hinsichtlich dieses Ziels und des dafür erforderlichen Energie-, Zeit- und Anlagenaufwands optimale Energieeintrag hängt wesentlich von der Wärmeleitfähigkeit des Verdampfungsmaterials, der Schichtdicke der Verdampfungsschicht und der Homogenität des Energieeintrags ab. In jedem Fall jedoch erfolgt die Erwärmung nur so weit, dass die Temperatur der Verdampfungsschicht unter deren Schmelz-, Verdampfungs- oder Sublimationstemperatur liegt, sowohl für ein einkomponentiges Material oder eine Mischung aus verschiedenen Komponenten. Da das Verdampfungsverfahren unter verschiedenen Druckverhältnissen anwendbar ist, sind die unter dem jeweils gegebenen Prozessdruck geltenden Temperaturen einzuhalten. Welche der benannten Temperaturen als zu unterschreitende Temperatur einzuhalten ist, hängt vom jeweiligen Verdampfungsverhalten des Materials ab und soll eine homogene Verdampfung mit der gewünschten Schichtzusammensetzung im sich anschließenden Verdampfungsprozess gewährleisten. As a result of the first energy input, which takes place before the energy input for evaporating the evaporation material, at least the absorber layer and the evaporation layer to be evaporated, alternatively also further adjacent or intervening layers of the transfer mask or the entire transfer mask are heated so that the temperature lift required for the evaporation is so is greatly reduced that a uniform evaporation of the evaporation material can take place. The optimum energy input with regard to this objective and the energy, time and equipment required for it depends essentially on the thermal conductivity of the evaporation material, the layer thickness of the evaporation layer and the homogeneity of the energy input. In any case, however, the heating takes place only so far that the temperature of the evaporation layer is below its melting, evaporating or sublimation temperature, both for a one-component material or a mixture of different components. Since the evaporation process can be used under different pressure conditions, the temperatures below the given process pressure must be observed. Which of the named temperatures is to be kept as below the temperature depends on the respective evaporation behavior of the material and should ensure a homogeneous evaporation with the desired layer composition in the subsequent evaporation process.

Die Vorwärmung des Verdampfungsmaterials führt dazu, dass trotz der bei einem solchen RTP-Verfahren verwendbaren sehr kurzen Verdampfungseinträge, beispielsweise mit einer Dauer im Bereich von 100 µs bis 1 ms, auch Zeiten bis 500 µs sind möglich, die Verdampfungsschicht in ihrer gesamten Dicke so gleichmäßig erhitzt wird, dass im thermischen Grenzbereich zur Verdampfung entstehende hohe Drücke innerhalb der Verdampfungsschicht vermieden werden können. Insbesondere eine mit dem hohen, blitzartigen, bis über die Verdampfungstemperatur erfolgenden Verdampfungseintrag der RTP-Behandlung nur in die untersten, der Absorberschicht zugewandten Bereiche der Verdampfungsschicht wird verhindert. Infolge dessen kann trotz der sehr schnellen und kurzen Erhitzung der Absorberschicht und der damit verbundene sehr schnelle Wärmeübertragung auf die Verdampfungsschicht eine Fragmentierung in der Verdampfungsschicht und der Transport der Fragmente zum Substrat verhindert werden. The preheating of the evaporation material means that despite the very short evaporation entries usable in such an RTP process, for example with a duration in the range of 100 μs to 1 ms, times up to 500 μs are possible, the evaporation layer is uniform throughout its thickness is heated, that in the thermal boundary region to the evaporation resulting high pressures within the evaporation layer can be avoided. Especially An evaporation entry of the RTP treatment which takes place with the high, lightning-like, up to above the evaporation temperature only in the lowest, the absorber layer facing areas of the evaporation layer is prevented. As a result, despite the very rapid and brief heating of the absorber layer and the associated very rapid heat transfer to the evaporation layer, fragmentation in the evaporation layer and transport of the fragments to the substrate can be prevented.

Typischerweise sind sogenannte RTP-Verfahren (Rapid Thermal Processing) solche Verfahren zum Energieeintrag mittels Strahlung, bei denen besonders hohe Temperaturanstiegs- bzw. abkühlungsraten erreicht werden können. Um diese hohen Temperaturanstiegs- und Abkühlungsraten zu erreichen, werden Hochenergielampen, wie z. B. Halogenlampen oder Blitzlampen, zum Einsatz gebracht. Mit derartigen Strahlungsmitteln ist es prinzipiell möglich, bestrahlte und die Strahlung absorbierende Bereiche stark, z.B. mehrere hundert bis über tausend Grad Celsius, zu erhitzen und dabei darunter liegende Bereiche, häufig den Schichtträger, nur bis in eine Tiefe von wenigen Mikrometern zu erwärmen. Weiter in der Tiefe liegende Schichten bzw. Bereiche des Substrates bleiben aufgrund der Dauer der Einwirkungszeit und einer hohen Leistungsdichte dabei zumindest nahezu auf Ausgangstemperatur. Üblich sind RTP-Behandlungen mit Schaltzeiten mit einer Dauer von wenigen Sekunden oder kürzer, bevorzugt in der Größenordnung von 100 Millisekunde oder kleiner, bevorzugt kleiner 10 ms, weiter bevorzugt kleiner 1 ms. Typically, so-called RTP (Rapid Thermal Processing) methods are those methods for energy input by means of radiation, in which particularly high Temperaturanstiegs- or cooling rates can be achieved. To achieve these high Temperaturanstiegs- and cooling rates, high-energy lamps, such as. B. halogen lamps or flash lamps, are used. With such radiant agents, it is possible in principle to irradiate irradiated and radiation-absorbing regions, e.g. several hundred to over a thousand degrees Celsius, to heat and thereby underlying areas, often the substrate, only to a depth of a few microns to heat. Layers or regions of the substrate lying further in the depth remain at least almost at the starting temperature due to the duration of the exposure time and a high power density. Common are RTP treatments with switching times of a few seconds or shorter, preferably of the order of 100 milliseconds or less, preferably less than 10 ms, more preferably less than 1 ms.

Die erfindungsgemäße Vorwärmung kann durch verschiedene Lösungsansätze erreicht werden, die im eigentlichen Prozessraum, dort, wo die Verdampfung erfolgt, oder räumlich und zeitlich getrennt dazu. The preheating according to the invention can be achieved by various approaches that in the actual process room, where the evaporation takes place, or spatially and temporally separated.

So können beispielsweise Blitzlampen verwendet werden, die auch für den Verdampfungsprozess zur Anwendung kommen können. Blitzlampen können im Simmer-Modus betrieben werden. Dazu wird ein dünner Plasmafaden gezündet und aufrechterhalten. Dieser Plasmafaden stellt einen leitfähigen Pfad für die eigentliche Entladung der Kondensatoren dar. Dieser Strom wird normalerweise so gering wie möglich gehalten um ein Erwärmen der Lampen und des Substrates zu verhindern. Durch eine Erhöhung des Simmer-Stromes kann die Lampe vom Simmer-Modus stufenlos in den kontinuierlichen Betrieb (CW-Modus) überführt werden. Im CW-Modus fungiert die Blitzlampe als Heizung und kann die Verdampfungsschicht bzw. die Transfermaske unterkritisch vorwärmen. Ein sich daran anschließender, überkritischer Blitz kann dann während des CW-Betriebs erfolgen. Alternativ ist er auch aus dem Simmer-Modus der Blitzlampe möglich. Dies hat die Vorteile, dass die Steuerung des Energieeintrags während des CW-Betriebs vom Energieeintrag durch den Blitz unabhängig ist und dass ohne weiteren technischen Aufwand, insbesondere ohne eine gesonderte Heiz- oder Blitzlampe schnelle Wiederholraten möglich sind. For example, flash lamps can be used, which can also be used for the evaporation process. Flash lamps can be operated in simmer mode. For this purpose, a thin plasma path is ignited and maintained. This plasma thread provides a conductive path for the actual discharge of the capacitors. This current is normally kept as low as possible to prevent heating of the lamps and the substrate. By increasing the simmer current, the lamp can be continuously transferred from the simmer mode to the continuous mode (CW mode). In CW mode, the flash lamp acts as a heater and can subcritically preheat the evaporation layer or transfer mask. An adjoining, supercritical flash may then occur during CW operation. Alternatively, it is also possible from the simmer mode of the flash lamp. This has the advantages that the control of the energy input during the CW operation from the energy input by the flash is independent and that without further technical effort, especially without a separate heating or flashlamp fast repetition rates are possible.

Die Leistungsdichten, die in den verschiedenen Moden einzustellen sind, um die beschriebenen Effekte zu erzielen, liegen in Abhängigkeit von den zu verdampfenden Materialien und dem Aufbau der Transfermaske im Mittel bei kleiner als 1 kW/cm2 im Simmer-Modus, im Bereich zwischen 5 kW/cm2 bis 10 kW/cm2 im CW-Modus und zwischen 20 kW/cm2 bis 100 kW/cm2 im Blitzmodus. The power densities to be set in the various modes to achieve the effects described are, depending on the materials to be vaporized and the composition of the transfer mask, on average less than 1 kW / cm 2 in the simmer mode, in the range between 5 kW / cm 2 to 10 kW / cm 2 in CW mode and between 20 kW / cm 2 to 100 kW / cm 2 in flash mode.

Die Vorwärmung kann auch durch einen unterkritischen Blitz erfolgen, der dem überkritischen Blitz zur Verdampfung vorgeschaltet ist. Der vorgeschaltete Blitz kann auch aus mehreren Blitzen bestehen. The preheating can also be done by a subcritical flash which precedes the supercritical flash for evaporation. The upstream flash can also consist of several flashes.

Verdampfungsschicht bzw. Maske können auch über eine zusätzliche Lichtquelle durch Strahlungswärme vorgewärmt werden. Auch diese Lichtquelle kann dabei außerhalb oder innerhalb des Prozessraumes liegen. Evaporation layer or mask can also be preheated by an additional light source by radiant heat. Also, this light source can be outside or inside the process room.

Verdampfungsschicht bzw. Maske können alternativ auch durch Gaseinlass in die Prozesskammer über Konvektion geheizt werden. Dabei kann das Gas, das sich inert gegenüber dem Prozess verhält oder den Prozess unterstützt, vorgeheizt sein oder es wird durch eine geeignete Heizmethode, z.B. gleichfalls durch Strahlung, in der Prozesskammer erhitzt. Evaporation layer or mask can alternatively be heated by gas inlet into the process chamber via convection. In this case, the gas which is inert to the process or which supports the process may be preheated or it may be heated by a suitable heating method, e.g. also by radiation, heated in the process chamber.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. In the accompanying drawing shows

1 die Bedampfung eines Substrats mittels einer Transfermaske und 1 the vapor deposition of a substrate by means of a transfer mask and

2 eine alternative Ausgestaltung einer Transfermaske. 2 an alternative embodiment of a transfer mask.

Die strukturierte Bedampfung eines Substrats 20 mittels einer Transfermaske wird in 1 dargestellt. Dazu wird die mit einer Verdampfungsschicht 12 belegte Oberfläche einer Transfermaske 1 relativ zu einem Substrat 20, im Proximity-Abstand (typisch für optische Lithographie, beispielsweise 5 µm) oder im direkten Kontakt zum Substrat 20 platziert. Anschließend wird das Verdampfungsmaterial durch den transparenten Zwischenträger 2 der Transfermaske 1 mit Hilfe einer Strahlungsquelle 22, einem Blitzlampen-Array, belichtet. Ähnlich wie bei der optischen Lithographie kann über einen Shutter 24 die Strahlungsquelle 22 ein- bzw. ausgeschaltet werden. Das Blitzlampen-Array 22 wird zunächst im kontinuierlichen Betrieb (CW-Modus) für die Vorwärmung der Absorberschicht 6 verwendet und danach im Blitzbetrieb zur Erwärmung der Verdampfungsschicht 12 zu dessen Verdampfung. The structured evaporation of a substrate 20 by means of a transfer mask is in 1 shown. This is done with an evaporation layer 12 occupied surface of a transfer mask 1 relative to a substrate 20 , in the proximity distance (typical for optical lithography, for example, 5 microns) or in direct contact with the substrate 20 placed. Subsequently, the evaporation material through the transparent intermediate carrier 2 the transfer mask 1 with the help of a radiation source 22 , a flash lamp array, exposed. Similar to the optical lithography can via a shutter 24 the radiation source 22 be switched on or off. The flash lamp array 22 will be first in continuous operation (CW mode) for preheating the absorber layer 6 used and then in flash mode to heat the evaporation layer 12 for its evaporation.

Die Transfermaske 1 gemäß der 1 weist eine strukturierte Absorberschicht 6 auf. The transfer mask 1 according to the 1 has a structured absorber layer 6 on.

Die Ausführung nach 1 umfasst einen Zwischenträger 2, auf dessen Rückseite 14 ein Schichtstapel 13 abgeschieden ist. Als Rückseite 14 wird hier die Seite des Zwischenträgers 2 bezeichnet, die im Bedampfungsverfahren eines Substrats 20 dem Substrat 20 zu- und der Lichtquelle abgewendet ist. Als Material für den Zwischenträger 2 sind z. B. Quarzglas, Weißglas und Saphirglas geeignet, die mechanisch und chemisch sehr beständig sind und zudem eine hohe Transmission aufweisen. The execution after 1 includes an intermediate carrier 2 , on the back 14 a layer stack 13 is deposited. As the back 14 becomes here the side of the intermediate carrier 2 referred to in the vapor deposition of a substrate 20 the substrate 20 and the light source is turned off. As material for the intermediate carrier 2 are z. B. quartz glass, white glass and sapphire glass, which are mechanically and chemically very stable and also have a high transmission.

Der Schichtstapel 13 umfasst eine mittels Sputtern abgeschiedene Absorberschicht 6. Diese wurde strukturiert, so dass nur dort Bereiche stehen bleiben, von wo aus später auf einem Substrat 20 Verdampfungsmaterial abgeschieden werden soll. The layer stack 13 includes an absorber layer deposited by sputtering 6 , This was structured so that only areas remain there, from where later on a substrate 20 Evaporating material should be deposited.

Abgedeckt wird die Maskenstruktur durch eine 10–200 nm dicke Deckschicht 10. Auch diese Schicht ist gesputtert. Über der Deckschicht 10 wird das zu verdampfende, z. B. organische oder metallische Material der Verdampfungsschicht 12 mittels thermischer Vakuumbedampfung oder andere Verfahren wie z.B. Spin-Coating aufgetragen. The mask structure is covered by a 10-200 nm thick cover layer 10 , This layer is also sputtered. Over the top layer 10 is the vaporized, z. B. organic or metallic material of the evaporation layer 12 applied by thermal vacuum deposition or other methods such as spin coating.

Auf der Vorderseite 15 des Zwischenträgers 2 kann eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten als Antireflexbeschichtung 16 angeordnet sein. Sie besteht beispielsweise aus MgF und ist mittels Sputtern abgeschieden. On the front side 15 of the subcarrier 2 can use a single layer or multiple layers as an antireflective coating 16 be arranged. It consists for example of MgF and is deposited by means of sputtering.

Die alternative Ausgestaltung einer Transfermaske 1 gemäß 2 umfasst zur Absorberschicht 6 eine Reflektorschicht 4, die wie zu 1 beschrieben, abgeschieden und strukturiert wurde. Dies erfolgt jedoch direkt auf dem Zwischenträger 2. Erst danach wird eine Zwischenschicht 8 abgeschieden, so dass diese die Reflektorschicht 4 und den Zwischenträger 2 in den geätzten Bereichen der Reflektorschicht 4 überdeckt. Über der Zwischenschicht 8 wird konform die Absorberschicht 6 abgeschieden, so dass sie durchgehend ist und ihre Strukturierung in der wechselnden Höhe über dem Zwischenträger 2 besteht, die grundlegende laterale Strukturierung der Reflektorschicht 4 abbildend. Auch hier wird der Schichtaufbau, der gestapelt ausgeführt ist, durch eine Deckschicht 10 abgeschlossen, bevor die Verdampfungsschicht 12 aufgebracht wird. The alternative embodiment of a transfer mask 1 according to 2 includes to the absorber layer 6 a reflector layer 4 that like to 1 described, separated and structured. However, this is done directly on the intermediate carrier 2 , Only then will an intermediate layer 8th deposited so that these are the reflector layer 4 and the subcarrier 2 in the etched areas of the reflector layer 4 covered. Over the interlayer 8th will conform to the absorber layer 6 deposited so that it is continuous and its structuring in the changing height above the intermediate carrier 2 exists, the basic lateral structuring of the reflector layer 4 imaging. Again, the layer structure, which is executed stacked, by a cover layer 10 completed before the evaporation layer 12 is applied.

Die Verfahren zur Abscheidung und Strukturierung der einzelnen Schichten können den zuvor beschriebenen entsprechen. In Abhängigkeit von den zu erzielenden Schichten und Schichteigenschaften und von dem gewünschten Anlagen- und Kostenaufwand können auch andere der oben genannten Verfahren zur Anwendung kommen. The methods for depositing and structuring the individual layers may correspond to those described above. Depending on the layers and layer properties to be achieved and on the desired investment and cost, other of the above methods may be used.

Mit beiden Ausführungsformen der Transfermasken 1 erwärmt sich durch den Energieeintrag von der Strahlungsquelle 22 nur die Absorberschicht 6 entsprechend ihrer eigenen Struktur (1) oder invers zur Struktur der Reflektorschicht 4 (2) ausreichend stark, sodass das Material der Verdampfungsschicht 12 ausschließlich an diesen Stellen verdampft wird und sich auf jenen Bereichen der Oberfläche des Substrats 20 als strukturierte Beschichtung 26 niederschlägt, welche der erwärmten Absorberschicht 6 gegenüber liegen. Je kleiner der Abstand zwischen strukturierte Oberfläche der Transfermaske 1 und dem Substrat 20 ist, desto geringer sind die Streudampfanteile, d. h. die Menge an Verdampfungsmaterial, welches an nicht beabsichtigten Stellen kondensiert. Üblich sind Abstände im Bereich zwischen 0 (kontakt) und 100 µm. With both embodiments of the transfer masks 1 heats up due to the energy input from the radiation source 22 only the absorber layer 6 according to their own structure ( 1 ) or inversely to the structure of the reflector layer 4 ( 2 ) sufficiently strong so that the material of the evaporation layer 12 is vaporized exclusively at these locations and on those areas of the surface of the substrate 20 as a structured coating 26 precipitates which of the heated absorber layer 6 lie opposite. The smaller the distance between the structured surface of the transfer mask 1 and the substrate 20 is, the lower the scattered vapor components, ie, the amount of evaporation material which condenses at unintended locations. Usual distances are in the range between 0 (contact) and 100 microns.

Aufgrund der geringen Wärmekapazität der Absorberschicht 6 kann die Erhitzung auf Verdampfungstemperaturen im Mikrosekunden- oder Millisekunden-Bereich erfolgen. Nach der Unterbrechung der Strahlung von der Strahlungsquelle 22, z.B. durch einen Shutter 24 für den Fall, dass CW-Lampen zum Einsatz kommen, erfolgt eine rasche Abkühlung der Absorberschicht 6 durch die thermische Anbindung an den Zwischenträger 2, welcher eine relativ hohe Wärmekapazität hat. Die Lampen können nach der Behandlung im Simmer-Modus weiter betrieben werden. Mit diesem Verfahren können Strukturen kleiner als 10 µm von der Transfermaske 1 auf das Substrat 20 übertragen werden. Due to the low heat capacity of the absorber layer 6 For example, the heating can be carried out to evaporation temperatures in the microsecond or millisecond range. After the interruption of the radiation from the radiation source 22 , eg by a shutter 24 in the event that CW lamps are used, a rapid cooling of the absorber layer takes place 6 through the thermal connection to the intermediate carrier 2 which has a relatively high heat capacity. The lamps can continue to operate in Simmer mode after treatment. With this method, structures smaller than 10 microns from the transfer mask 1 on the substrate 20 be transmitted.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für solche Transfermasken anwendbar, bei denen die lokal differenzierte Verdampfung anstelle durch Strukturierung der Transfermaske durch eine Schattenmaske (nicht dargestellt) zwischen Zwischenträger und Strahlungsquelle realisiert ist. The inventive method is also applicable to such transfer masks, in which the locally differentiated evaporation is realized instead of structuring the transfer mask by a shadow mask (not shown) between the intermediate carrier and the radiation source.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Transfermaske transfer mask
22
Zwischenträger subcarrier
44
Reflektorschicht reflector layer
66
Absorberschicht absorber layer
88th
Zwischenschicht interlayer
1010
Deckschicht topcoat
1212
Verdampfungsschicht Evaporation layer
1313
Schichtstapel layer stack
1414
Rückseite back
1515
Vorderseite front
1616
Antireflexionsbeschichtung Anti-reflection coating
20 20
Substrat substratum
2222
Strahlungsquelle radiation source
2424
Shutter shutter
2626
Beschichtung coating

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009041324 A1 [0003] DE 102009041324 A1 [0003]

Claims (8)

Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung von Substraten (20) von einer Transfermaske (1), die auf einem transparenten Zwischenträger (2) eine Absorberschicht (6) und darüber eine durchgehende Verdampfungsschicht (12) des Verdampfungsmaterials umfasst, indem das Verdampfungsmaterial durch Energieeintrag in die Absorberschicht (6) mittels Strahlung korrespondierend zu den abzuscheidenden Strukturen nur lokal verdampft wird und sich lokal auf einem der Transfermaske (1) gegenüber liegenden Substrat (20) niederschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieeintrag zur Verdampfung des Verdampfungsmaterials, nachfolgend als Verdampfungseintrag bezeichnet, mittels RTP-Behandlung erfolgt und vor diesem ein erster Energieeintrag in die Transfermaske (1) erfolgt, der zumindest die Absorberschicht (6) und die Verdampfungsschicht (12) bis zu einer Temperatur unterhalb der Schmelz-, Verdampfungs- oder Sublimationstemperatur des Verdampfungsmaterials bei dem eingestellten Prozessdruck erwärmt und nachfolgend als Erwärmungseintrag bezeichnet wird. Vapor deposition process for locally differentiable vapor deposition of substrates ( 20 ) from a transfer mask ( 1 ) on a transparent subcarrier ( 2 ) an absorber layer ( 6 ) and above a continuous evaporation layer ( 12 ) of the evaporation material by the evaporation material by energy input into the absorber layer ( 6 ) is vaporized by radiation corresponding to the structures to be deposited only locally and locally on a transfer mask ( 1 ) opposite substrate ( 20 ), characterized in that the energy input for the evaporation of the evaporation material, hereinafter referred to as evaporation entry, by means of RTP treatment and before this a first energy input into the transfer mask ( 1 ), which at least the absorber layer ( 6 ) and the evaporation layer ( 12 ) is heated to a temperature below the melting, evaporating or sublimation temperature of the evaporating material at the set process pressure and subsequently referred to as the heating input. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Erwärmungseintrag mittels Blitzlampe erfolgt, die im CW-Modus betrieben wird. Vapor deposition method for locally differentiable vapor deposition according to claim 1, characterized in that heating is effected by means of flash lamp, which is operated in CW mode. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungseintrag mittels Blitzlampe durch einen Blitz oder durch eine Blitzfolge erfolgt. Sputtering method for locally differentiable vapor deposition according to claim 1, characterized in that the heating entry by means of flash lamp by a flash or by a flash sequence. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungseintrag durch Strahlungswärme von einer separaten Lichtquelle erfolgt. Vapor deposition method for locally differentiable vapor deposition according to claim 1, characterized in that the heat input is effected by radiant heat from a separate light source. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungseintrag durch Konvektion mittels eines erwärmten Gases erfolgt. Sputtering method for locally differentiable vapor deposition according to claim 1, characterized in that the heat input is effected by convection by means of a heated gas. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungseintrag und/oder Verdampfungseintrag mittels Blitzlampe erfolgen, deren Betriebsweise für die beiden Energieeinträge zwischen Simmer-Modus und CW-Modus gewechselt wird. Vapor deposition method for locally differentiable vapor deposition according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating entry and / or evaporation entry by means of flash lamp, whose operation is changed for the two energy inputs between simmer mode and CW mode. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungseintrag außerhalb oder innerhalb des Prozessraumes erfolgt. Vapor deposition method for locally differentiable vapor deposition according to one of the preceding claims, characterized in that the heating entry takes place outside or inside the process space. Bedampfungsverfahren zur lokal differenzierbaren Bedampfung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungseintrag durch Blitze im Bereich 100 µs bis 1 ms Dauer erfolgt. Vapor deposition process for locally differentiable vapor deposition according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporation entry takes place by lightning in the range 100 microseconds to 1 ms duration.
DE201310206474 2012-11-23 2013-04-11 Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material Withdrawn DE102013206474A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310206474 DE102013206474A1 (en) 2012-11-23 2013-04-11 Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material
KR20130143024A KR20140066647A (en) 2012-11-23 2013-11-22 Structured evaporation using transfer mask

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012111330.0 2012-11-23
DE102012111330 2012-11-23
DE201310206474 DE102013206474A1 (en) 2012-11-23 2013-04-11 Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013206474A1 true DE102013206474A1 (en) 2014-06-12

Family

ID=50778319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310206474 Withdrawn DE102013206474A1 (en) 2012-11-23 2013-04-11 Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20140066647A (en)
DE (1) DE102013206474A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109046A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Von Ardenne Gmbh Transfer lithography mask and transfer lithography equipment
DE102016105796B4 (en) 2016-03-30 2024-09-26 Leander Kilian Gross Method for the locally differentiated deposition of a material on a substrate and use of such a method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009041324A1 (en) 2009-09-15 2011-03-24 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Method for manufacturing microstructure for organic LED (OLED) for e.g. LCD, involves structuring materials deposited on base material to transfer microstructure on base material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009041324A1 (en) 2009-09-15 2011-03-24 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Method for manufacturing microstructure for organic LED (OLED) for e.g. LCD, involves structuring materials deposited on base material to transfer microstructure on base material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109046A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Von Ardenne Gmbh Transfer lithography mask and transfer lithography equipment
DE102016105796B4 (en) 2016-03-30 2024-09-26 Leander Kilian Gross Method for the locally differentiated deposition of a material on a substrate and use of such a method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140066647A (en) 2014-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60024227T2 (en) PROCESS FOR PHOTO-LACQUER COATING ON A SUBSTRATE
DE102009007587B4 (en) Method and device for coating substrates from the vapor phase
DE102009041324A1 (en) Method for manufacturing microstructure for organic LED (OLED) for e.g. LCD, involves structuring materials deposited on base material to transfer microstructure on base material
WO2013026817A1 (en) Method and device for producing a low-emitting layer system
WO2011032938A1 (en) Method and device for locally depositing a material on a substrate
DE102013206474A1 (en) Sputtering method for locally differentiable vaporization of substrates of transfer mask, involves heating absorbing and evaporation layers to a temperature below melting, evaporation or sublimation temperature of evaporation material
DE1521311A1 (en) Manufacture of thin film electrical circuit elements using a preferred nucleation method
DE102012011277B4 (en) A method of forming closed sheets of graphene on the surface of a substrate and substrate coated with the method
DE2612542A1 (en) PERFORATED DOCUMENTS COATED WITH AMORPHEMA SELENIUM AND METHOD OF MANUFACTURING IT
DE1521313A1 (en) Process for making thin layers
WO2012140253A1 (en) Method and device for thermally treating substrates
WO2012019882A1 (en) Method and use of a device for producing a layer of an organic material on a substrate
EP2609613B1 (en) Method and device for treating a substrate by means of a plasma
DE102012203229B4 (en) Method for mixing evaporation materials when deposited on a substrate in a vacuum
EP2473645A1 (en) Method and device for coating substrates from the vapor phase
DE102013206484A1 (en) Transfer mask for structured vapor deposition of substrates, comprises transparent intermediate support, on rear face of which stack of layers having absorber layer of radiation-absorbing material, is arranged and continuous cover layer
DE102016105796B4 (en) Method for the locally differentiated deposition of a material on a substrate and use of such a method
DE102015119327A1 (en) Method, coating arrangement and coating material transfer mask
DE102013206483A1 (en) Transfer mask for local vaporization of substrates, has heat accumulator that is formed through absorber layer and/or additional heat accumulator layer which is arranged over absorber layer
DE102011005707A1 (en) Coating substrates in a coating plant, comprises subjecting a material to be evaporated in an evaporation device in a first position of a first evaporation, and separating the material on a movable intermediate carrier
DE4016765A1 (en) Chemical vapour coating method - where process plasma is conc. in an area and passed through a small diaphragm opening into a substrate chamber
DE102013107799A1 (en) Method for producing a structured, transparent and conductive oxide layer and a thin-film component
DE3216387C2 (en) Method and device for producing a highly doped semiconductor layer on a temperature-resistant solid base body
DE102014108925A1 (en) Substrate coating device and vapor deposition method
DE2125080A1 (en) Process for the formation of a metal oxide on a metal support

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VON ARDENNE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VON ARDENNE ANLAGENTECHNIK GMBH, 01324 DRESDEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: LIPPERT STACHOW PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE , DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE LIPPERT, STACHOW & PARTNER, DE

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee