DE102014108925A1

DE102014108925A1 - Substrate coating device and vapor deposition method

Info

Publication number: DE102014108925A1
Application number: DE102014108925.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Küchler
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-12-31

Abstract

Der Erfindung, die eine Substratbeschichtungseinrichtung und ein Bedampfungsverfahren zum Beschichten eines Substrates durch Transfer von abzuscheidendem Material von einer Maske auf das Substrat betrifft, umfassend einen Substratträger zur Aufnahme des Substrates in einer Substrataufnahmeebene, einen Maskenträger zur Aufnahme der Maske in einer Maskenaufnahmeebene sowie eine Verdampfungseinrichtung zur lokalen Verdampfung des abzuscheidenden Materials von der Maske auf das Substrat, wobei die Verdampfungseinrichtung auf der dem Substratträger gegenüberliegenden Seite der Maskenaufnahmeebene angeordnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde die Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht auf dem Substrat als auch das Schichtwachstum während der Bedampfung zu verbessern. Die Aufgabe wird durch eine Substratbeschichtungseinrichtung gelöst, bei der auf der dem Maskenträger gegenüberliegenden Seite der Substrataufnahmeebene eine Substratheizeinrichtung angeordnet ist. Die Aufgabe wird durch ein Bedampfungsverfahren gelöst, bei dem Substrat während des Abscheidens des Materials auf dem Substrat eine im Vergleich zur Umgebung erhöhte Temperatur aufweist.The invention relates to a substrate coating device and a vapor deposition method for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask onto the substrate, comprising a substrate carrier for receiving the substrate in a substrate receiving plane, a mask carrier for receiving the mask in a mask receiving plane and an evaporation device for local evaporation of the material to be deposited from the mask to the substrate, wherein the evaporation device is arranged on the substrate carrier opposite side of the mask receiving plane, the object underlying the properties of the deposited layer on the substrate as well as to improve the layer growth during the evaporation. The object is achieved by a substrate coating device in which a substrate heating device is arranged on the side of the substrate mounting plane opposite the mask carrier. The object is achieved by a vapor deposition method in which the substrate has a higher temperature than the environment during the deposition of the material on the substrate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Substratbeschichtungseinrichtung zum Beschichten eines Substrates durch Transfer von abzuscheidendem Material von einer Maske auf das Substrat, wobei die Substratbeschichtungseinrichtung insbesondere zuverlässig unter Vakuumbedingungen funktioniert. Die Substratbeschichtungseinrichtung umfasst hierzu einen Substratträger zur Aufnahme des Substrates in einer Substrataufnahmeebene, einen Maskenträger zur Aufnahme der Maske in einer Maskenaufnahmeebene sowie eine Verdampfungseinrichtung zur lokalen Verdampfung des abzuscheidenden Materials von der Maske auf das Substrat, wobei die Verdampfungseinrichtung auf der dem Substratträger gegenüberliegenden Seite der Maskenaufnahmeebene angeordnet ist. The invention relates to a substrate coating device for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask onto the substrate, wherein the substrate coating device in particular functions reliably under vacuum conditions. The substrate coating device comprises for this purpose a substrate carrier for receiving the substrate in a substrate receiving plane, a mask carrier for receiving the mask in a mask receiving plane and an evaporation device for local evaporation of the material to be deposited from the mask to the substrate, wherein the evaporation device on the substrate carrier opposite side of the mask receiving plane is arranged.

Die Erfindung betrifft zudem ein Bedampfungsverfahren zum Beschichten eines Substrates durch Transfer von abzuscheidendem Material von einer Maske auf das Substrat, indem das auf dem Substrat abzuscheidende Material mittels Energieeintrag in die Maske zumindest abschnittsweise von dieser verdampft wird und sich lokal auf dem der Maske gegenüberliegenden Substrat abscheidet. The invention also relates to a vapor deposition method for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask to the substrate by at least partially vapor depositing the material to be deposited on the substrate by introducing energy into the mask and depositing it locally on the substrate opposite the mask ,

Im Sinne dieser Anmeldung kann unter einer Maske zum Beispiel ein flacher Gegenstand verstanden werden, der nahezu beliebige Formen annehmen kann. So kann die Maske zum Beispiel eine flächige Kreisscheibe oder ein flächiger Quader sein. 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 als Transfermasken bezeichnete Masken insbesondere 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, insbesondere in Vakuum-Durchlaufbeschichtungsanlagen. For the purposes of this application, a mask may, for example, be understood to mean a flat object which can assume almost any shape. For example, the mask can be a flat circular disk or a planar cuboid. 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, masks called transfer masks are suitable in particular 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 vapor deposition by means of transfer masks is also possible in the context of a continuous flow process, in particular in continuous flow coating plants.

Aus der DE 10 2012 111 329 A1 ist ein additives Bedampfungsverfahren zur lokalen Bedampfung eines Substrats mittels einer Transfermaske bekannt. In diesem Verfahren wird ein transparenter Zwischenträger verwendet, um eine lokale Verdampfung von Beschichtungsmaterial von dem Zwischenträger auf das Substrat vorzunehmen. Als Verdampfung im Sinne dieser Anmeldung soll zu verstehen sein, dass das Beschichtungsmaterial entweder sublimiert oder erst geschmolzen und anschließend verdampft wird. Zur Bedampfung wird das Beschichtungsmaterial vollflächig in einer Verdampfungsschicht auf der Transfermaske abgeschieden, hierzu können auch mehrere, auch unterschiedliche Beschichtungsmaterialen als Verdampfungsschicht abgeschieden werden, 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, unter 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. Hierbei ist bekannt, dass zur Vermeidung von Inhomogenitäten im Materialgefüge der abgeschiedenen Schicht, mithin zur Verbesserung der Gefügestruktur der abgeschiedenen Schicht, wie sie beispielsweise bei Verdampfungsschichten mit schlecht wärmeleitenden, z.B. organischen aber auch verschiedenen metallischen, Materialien auftreten können, Transfermasken zudem Wärmespeicher umfassen, wodurch Wärmeübertragung von der Absorberschicht auf die Verdampfungsschicht zeitlich verlängert wird. From the DE 10 2012 111 329 A1 For example, an additive vapor deposition method for local evaporation of a substrate by means of a transfer mask is known. In this method, a transparent subcarrier is used to effect local evaporation of coating material from the subcarrier to the substrate. For the purposes of this application, vaporization is to be understood as meaning that the coating material is either sublimed or first melted and then evaporated. For vapor deposition, the coating material is deposited over the entire area in an evaporation layer on the transfer mask; for this purpose, several or even different coating materials can be deposited as the evaporation layer, but subsequently 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, below 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. It is known that in order to avoid inhomogeneities in the material structure of the deposited layer, thus to improve the microstructure of the deposited layer, as they may occur, for example, evaporation layers with poor thermal conductivity, eg organic but also different metallic, transfer masks also include heat storage, which Heat transfer from the absorber layer to the evaporation layer is extended in time.

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 den bekannten Verfahren kommen überwiegend flache Substrate zum Einsatz. So werden in der Halbleiterindustrie beispielsweise Silizium-Scheiben strukturiert, um integrierte Schaltkreise herzustellen. Ferner ist für die Herstellung von Bildschirmen auf Basis von organischen Materialien bekannt, Trägermaterialien beispielsweise aus Glas zu verwenden, auf denen lokal Materialien abgeschieden wird. Zudem sind auch flexible Substrate, beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder auch alkalifreies Borosilikatglas, bekannt. In the known methods predominantly flat substrates are used. For example, in the semiconductor industry, silicon wafers are patterned to produce integrated circuits. Furthermore, it is known for the production of screens based on organic materials to use support materials, for example made of glass, on which materials are deposited locally. In addition, flexible substrates, such as plastic, metal or alkali-free borosilicate glass, are known.

Substratbeschichtungseinrichtungen zur Durchführung der benannten Bedampfungsverfahren sind bekannt. Typischerweise sind solche Substratbeschichtungseinrichtungen in Vakuum-Beschichtungsanlagen, insbesondere auch in Vakuum-Durchlaufbeschichtungsanlagen verwendbar. Es ist bekannt, dass Substratbeschichtungseinrichtungen einen Substratträger zur Aufnahme des Substrates in einer Substrataufnahmeebene aufweisen. Weiterhin ist ein Maskenträger zur Aufnahme der Maske in einer Maskenaufnahmeebene vorgesehen. Unter Aufnahme soll eine lösbare Verbindung von Substrat und Substratträger sowie Maske und Maskenträger verstanden werden, wobei keine Relativbewegung zwischen Substrat und Substratträger sowie Maske und Maskenträger möglich sein soll. Substrate coating devices for carrying out the mentioned vapor deposition methods are known. Typically, such substrate coating devices are useful in vacuum coating equipment, particularly in continuous flow coating equipment. It is known that substrate coating devices have a substrate carrier for receiving the substrate in a substrate receiving plane. Furthermore, a mask carrier is provided for receiving the mask in a mask receiving plane. Under recording a releasable connection of substrate and Substrate support and mask and mask support are understood, with no relative movement between the substrate and the substrate support and mask and mask wearer should be possible.

Zur lokalen Verdampfung des abzuscheidenden Materials von der Maske auf das Substrat ist eine Verdampfungseinrichtung vorgesehen, wobei die Verdampfungseinrichtung auf der dem Substratträger gegenüberliegenden Seite der Maskenaufnahmeebene angeordnet ist. Die Maske ist mithin zwischen dem Substrat und der Verdampfungseinrichtung angeordnet. Die Verdampfungseinrichtung ist geeignet zum Erzeugen eines Energieeintrags in die Maske. Zum Abscheiden dünner Schichten auf dem Substrat hat sich gezeigt, dass hierzu bereits der Energieeintrag einer Blitzlampe, mithin ein zeitlich relativ kurzer Energieeintrag in Form eines Impulses, ausreichend ist. Verdampfungseinrichtungen können jedoch auch anders, beispielsweise als Spiralheizer oder auch als Kassettenheizer, ausgebildet sein. For local evaporation of the material to be deposited from the mask to the substrate, an evaporation device is provided, wherein the evaporation device is arranged on the side opposite the substrate carrier side of the mask receiving plane. The mask is therefore arranged between the substrate and the evaporation device. The evaporation device is suitable for generating an energy input into the mask. For depositing thin layers on the substrate, it has been found that for this purpose the energy input of a flash lamp, and thus a relatively short energy input in the form of a pulse, is sufficient. However, evaporation devices can also be designed differently, for example as spiral heaters or as cassette heaters.

Nachteilig an den bekannten Bedampfungsverfahren und Substratbeschichtungseinrichtungen ist dabei, dass sowohl die Eigenschaften der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht als das Schichtwachstum während der Bedampfung mit der Temperatur des Substrates schwanken. Diese Temperaturschwankungen können beispielsweise auftreten, wenn sich während des Betriebs einer Substratbeschichtungseinrichtung einer Vakuum-Beschichtungsanlag noch keinen thermisch stationären Zustand eingestellt hat. A disadvantage of the known vapor deposition methods and substrate coating devices is that both the properties of the layer deposited on the substrate and the layer growth during vapor deposition vary with the temperature of the substrate. These temperature fluctuations can occur, for example, if a thermally stationary state has not yet set during the operation of a substrate coating device of a vacuum coating system.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin eine Substratbeschichtungseinrichtung und ein Bedampfungsverfahren anzugeben, mit denen die Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht auf dem Substrat als auch das Schichtwachstum während der Bedampfung verbessert werden. It is therefore an object of the invention to provide a substrate coating device and a vapor deposition method with which the properties of the deposited layer on the substrate as well as the layer growth during the vapor deposition are improved.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Substratbeschichtungseinrichtung zum Beschichten eines Substrates durch Transfer von abzuscheidendem Material von einer Maske auf das Substrat vorgeschlagen, umfassend einen Substratträger zur Aufnahme des Substrates in einer Substrataufnahmeebene, einen Maskenträger zur Aufnahme der Maske in einer Maskenaufnahmeebene sowie eine Verdampfungseinrichtung zur lokalen Verdampfung des abzuscheidenden Materials von der Maske auf das Substrat, wobei die Verdampfungseinrichtung auf der dem Substratträger gegenüberliegenden Seite der Maskenaufnahmeebene angeordnet ist. To achieve the object, a substrate coating device for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask to the substrate is proposed, comprising a substrate carrier for receiving the substrate in a substrate receiving plane, a mask carrier for receiving the mask in a mask receiving plane and an evaporation device for local evaporation of the material to be deposited from the mask on the substrate, wherein the evaporation device is arranged on the opposite side of the substrate support of the mask receiving plane.

Die Substratbeschichtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass auf der dem Maskenträger gegenüberliegenden Seite der Substrataufnahmeebene eine Substratheizeinrichtung angeordnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. The substrate coating device is characterized in that a substrate heating device is arranged on the side of the substrate mounting plane opposite the mask carrier. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.

Die Substratheizeinrichtung ist dabei so angeordnet, dass sich das in der Substrataufnahmeebene angeordnete Substrat im Wirkbereich der Substratheizeinrichtung befindet. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Substratheizeinrichtung flächig ausgebildet ist und zumindest mit den Bereichen des Substrates deckungsgleich ist, in denen während der Bedampfung Material auf dem Substrat abgeschieden wird. Es hat sich gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Temperatur des Substrates zwischen einschließlich 60 °C bis einschließlich 120 °C bevorzugt zwischen einschließlich 80 °C bis einschließlich 100 °C beträgt. In this case, the substrate heating device is arranged such that the substrate arranged in the substrate receiving plane is in the effective range of the substrate heating device. In this case, it is expedient for the substrate heating device to have a planar configuration and to be congruent at least with the regions of the substrate in which material is deposited on the substrate during the vapor deposition. It has been found that it is particularly advantageous if the temperature of the substrate between and including 60 ° C to 120 ° C inclusive is preferably between and including 80 ° C up to and including 100 ° C.

Durch die so erreichte Vorwärmung des Substrates können zum einen die Schichteigenschaften der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht als auch das Schichtwachstum für jedes zu beschichtende Substrat verbessert werden, zum anderen können aber auch die Unterschiede der Schichteigenschaften nacheinander beschichteter Substrate minimiert werden. Mithin kann erfindungsgemäß eine Verbesserung der Schichteigenschaften eines Einzelnen Substrates als auch eine Vergleichmäßigung der Schichteigenschaften von nacheinander beschichteten Substraten erreicht werden. By thus achieved preheating of the substrate, on the one hand, the layer properties of the layer deposited on the substrate as well as the layer growth for each substrate to be coated can be improved, on the other hand, the differences in the layer properties of successively coated substrates can be minimized. Thus, according to the invention, an improvement of the layer properties of a single substrate as well as a homogenization of the layer properties of successively coated substrates can be achieved.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, die Substratheizeinrichtung an einer Substratbeschichtungsvorrichtung anzuordnen, die geeignet ist, einen Keilfehler auszugleichen. Als Keilfehler bezeichnet man eine nicht parallele Ausrichtung der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates und jener Ebene der Maske, die der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates zugewandt ist. In an embodiment according to the invention, it is provided to arrange the substrate heating device on a substrate coating device which is suitable for compensating for a wedge error. Wedge defects are defined as a non-parallel alignment of the surface of the substrate to be coated and that plane of the mask which faces the surface of the substrate to be coated.

Erfindungsgemäß ist die Substratbeschichtungseinrichtung in dieser Ausgestaltung so ausgebildet, dass der Substratträger an einem Substratpositionierungsmittel angeordnet ist, welches entlang einer Achse senkrecht zur Maskenaufnahmeebene bewegbar ist, wobei Substratträger und Substratpositionierungsmittel mittels komplementärer Kontaktflächen relativ zueinander bewegbar sind. Ferner ist der Maskenträger mittels eines Maskenpositionierungsmittels parallel zur Maskenaufnahmeebene bewegbar und um eine Achse senkrecht zur Maskenaufnahmeebene drehbar. Dabei ist vorgesehen, dass die Substratheizeinrichtung am Substratpositionierungsmittel angeordnet ist. According to the invention, the substrate coating device is designed in this embodiment such that the substrate carrier is arranged on a substrate positioning means, which is movable along an axis perpendicular to the mask receiving plane, substrate carrier and substrate positioning means are movable relative to each other by means of complementary contact surfaces. Furthermore, the mask carrier is movable parallel to the mask receiving plane by means of a mask positioning means and is rotatable about an axis perpendicular to the mask receiving plane. It is provided that the substrate heating device is arranged on the substrate positioning means.

Zum Ausgleich des Keilfehlers ist vorgesehen, eine Substratkontaktfläche des Substrates und eine Maskenkontaktfläche der Maske miteinander in Kontakt zubringen. Hierzu ist der Substratträger lösbar mit dem Substratpositionierungsmittel verbunden und mittels der komplementären Kontaktflächen schwenkbar und drehbar an diesem angeordnet. Das Substrat und die Maske werden durch ein Absetzen des Substratträgers mit dem daran angeordneten Substrat auf der Maske mittels des Substratpositionierungsmittels in Kontakt gebracht und mithin parallelisiert. Zur Durchführung einer Beschichtung des Substrates im sogenannten proximity-Modus, d. h. mit einer zur Maske beabstandeten zu beschichteten Oberfläche des Substrates, kann der Substratträger mit dem daran angeordneten Substrat mittels des Substratpositionierungsmittels wieder von der Maske angehoben werden. Eine Beschichtung eines auf der Maske aufliegenden Substrates kann jedoch auch vorgesehen sein. To compensate for the wedge error, it is provided to bring a substrate contact surface of the substrate and a mask contact surface of the mask into contact with one another. For this purpose, the substrate carrier is detachable with the substrate positioning means connected and arranged by means of the complementary contact surfaces pivotally and rotatably on this. The substrate and the mask are brought into contact and thus parallelized by depositing the substrate carrier with the substrate arranged thereon on the mask by means of the substrate positioning means. In order to carry out a coating of the substrate in the so-called proximity mode, ie with a surface of the substrate which is spaced apart from the mask, the substrate carrier with the substrate arranged thereon can be lifted from the mask again by means of the substrate positioning means. However, a coating of a substrate resting on the mask can also be provided.

Zur Minimierung der Belastung der Maske während des Absetzens des Substratträgers mit dem daran angeordneten Substrat, ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, die Substratheizeinrichtung am Substratpositionierungsmittel anzuordnen. Hierdurch wirkt die Masse der Substratheizung nicht zusätzlich auf die Maske ein, sondern wird vielmehr von dem Substratpositionierungsmittel gehalten. In order to minimize the load on the mask during settling of the substrate carrier with the substrate arranged thereon, it is advantageous according to the invention to arrange the substrate heating device on the substrate positioning means. As a result, the mass of the substrate heating does not additionally act on the mask, but rather is held by the substrate positioning means.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Substratheizeinrichtung, unter Freilassen von Bereichen die zur Substrataufnahmeebene hin gerichtet sind, von einem Strahlungsschirm umgeben ist. In a further embodiment according to the invention, provision is made for the substrate heating device to be surrounded by a radiation shield while leaving free areas which are directed toward the substrate receiving plane.

Dies hat erfindungsgemäß den Vorteil, dass hierdurch im Wesentlichen das Substrat beheizt wird. Eine Erwärmung anderer Bestandteile der Substratbeschichtungseinrichtung kann minimiert werden. Der Strahlungsschirm ist vorzugsweise als Strahlungsblech oder als Strahlungsblechpaket ausgebildet. Bei einem Strahlungsblechpaket sind mehrere Strahlungsbleche beabstandet zueinander angeordnet, so dass zwischen den Strahlungsblechen stets ein Spalt frei bleibt. This has the advantage according to the invention that in this way substantially the substrate is heated. Heating of other constituents of the substrate coating device can be minimized. The radiation shield is preferably designed as a radiation plate or as a radiation plate package. In a radiation laminated core, a plurality of radiation plates are arranged at a distance from one another, so that a gap always remains free between the radiation plates.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass am Substratträger zwischen Substratheizeinrichtung und Substrataufnahmeebene ein Temperaturhomogenisierungsmittel angeordnet ist. In a further embodiment according to the invention, it is provided that a temperature homogenizing means is arranged on the substrate carrier between substrate heating device and substrate receiving plane.

Homogen ist im Sinne von einheitlich zu verstehen. Das Temperaturhomogenisierungsmittel ist mithin geeignet zunächst die Energie der Substratheizeinrichtung, beispielsweise in Form von Strahlung, Leitung oder Konvektion, aufzunehmen. Die von der Substratheizeinrichtung abgegebene Energie kann dabei im zu beschichtenden Bereich des Substrates heterogen, d.h. ungleichförmig verteilt sein, so dass das Substrat ohne ein Temperaturhomogenisierungsmittel auch ungleichmäßig erwärmt werden würde. Durch das Temperaturhomogenisierungsmittel wird die Energie der Substratheizeinrichtung jedoch zunächst aufgenommen, vereinheitlicht und sodann homogen an das Substrat abgegeben wird. Mithin kann die Temperaturverteilung des zu erwärmenden Substrates homogenisiert, also vereinheitlicht werden, was wiederum zu einer Vergleichmäßigung der Schichteigenschaften der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht führt. Homogenous is to be understood in the sense of uniform. The temperature homogenizing agent is therefore suitable initially to receive the energy of the substrate heating device, for example in the form of radiation, conduction or convection. The energy emitted by the substrate heater can be heterogeneous in the region of the substrate to be coated, i. be distributed unevenly, so that the substrate would be heated unevenly without a temperature homogenizer. However, the energy of the substrate heater is first received by the temperature homogenizer, unified and then released homogeneously to the substrate. Consequently, the temperature distribution of the substrate to be heated can be homogenized, that is unified, which in turn leads to a homogenization of the layer properties of the deposited on the substrate layer.

Hierzu kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Temperaturhomogenisierungsmittel Kupfer umfasst. Kupfer weist eine mit Silber vergleichbar gute Wärmeleitfähigkeit auf. Diese beschreibt das Vermögen eines Stoffes, thermische Energie mittels Wärmeleitung zu transportieren. Erfindungsgemäß vorteilhaft sind Stoffe die eine möglichst große Wärmeleitfähigkeit aufweisen, da sie die von der Substratheizeinrichtung abgegebene Energie relativ schnell durch thermische Ausgleichsvorgänge vereinheitlichen, mithin homogenisieren können. For this purpose, it can further be provided that the temperature homogenizing agent comprises copper. Copper has a comparable thermal conductivity with silver. This describes the ability of a substance to transport thermal energy by means of heat conduction. According to the invention, substances which have the greatest possible thermal conductivity are advantageous, since they can uniformly homogenize the energy emitted by the substrate heating device by means of thermal compensation processes, and thus homogenize it.

Hierzu kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Temperaturhomogenisierungsmittel auf seiner der Substratheizeinrichtung zugewandten Seite eine strahlungsabsorbierende Beschichtung aufweist. Dadurch kann beispielsweise im Fall von Energiestrahlung der Anteil der vom Temperaturhomogenisierungsmittel absorbierten Strahlung im Verhältnis zur reflektierten Strahlung verbessert werden, so dass sich das Temperaturhomogenisierungsmittel schneller erwärmt. For this purpose, it can furthermore be provided that the temperature homogenizing agent has a radiation-absorbing coating on its side facing the substrate heating device. As a result, for example, in the case of energy radiation, the proportion of the radiation absorbed by the temperature homogenizing agent in relation to the reflected radiation can be improved, so that the temperature homogenizing agent heats up more quickly.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Substratträger einen vom Substratträger lösbaren Abschnitt aufweist, wobei der lösbare Abschnitt die Substrataufnahmeebene aufweist. In a further embodiment according to the invention, it can be provided that the substrate carrier has a section detachable from the substrate carrier, wherein the detachable section has the substrate receiving plane.

Erfindungsgemäß wird es hierdurch möglich, das Substrat entfernt von der Substratbeschichtungseinrichtung, beispielsweise außerhalb einer Vakuum-Beschichtungsanlage und mithin ohne die Gefahr einer Beschädigung des Substrates am Substratträger anzuordnen. Das Substrat kann außerhalb der Vakuum-Beschichtungsanlage am lösbaren Abschnitt des Substratträgers angeordnet, d.h. lösbar mit dem abnehmbaren Abschnitt des Substratträgers verbunden werden, beispielsweise durch eine Klemmung. Das Verbringen des Substrates zur Substratbeschichtungseinrichtung kann sodann dadurch erfolgen, dass der lösbare Abschnitt des Substratträgers gemeinsam zur Substratbeschichtungseinrichtung verbracht wird, wobei das Substrat von dem dafür verwendeten Mittel nicht berührt wird. According to the invention, this makes it possible to arrange the substrate away from the substrate coating device, for example outside a vacuum coating system and thus without the risk of damaging the substrate on the substrate carrier. The substrate may be placed outside the vacuum coater at the releasable portion of the substrate support, i. be releasably connected to the removable portion of the substrate carrier, for example by a clamp. The transfer of the substrate to the substrate coating device can then take place by bringing the detachable section of the substrate carrier together to the substrate coating device, wherein the substrate is not touched by the means used therefor.

Hierzu kann weiterhin vorgesehen sein, dass der lösbare Abschnitt des Substratträgers das Temperaturhomogenisierungsmittel umfasst. For this purpose, it can furthermore be provided that the detachable section of the substrate carrier comprises the temperature homogenizing agent.

Vorteilhaft dabei ist, dass die Substratbeschichtungseinrichtung hierdurch flexibel einsetzbar ist. Sollten Substrate beschichtet werden, bei deren Beschichtung ein Temperaturhomogenisierungsmittel womöglich nicht notwendig oder sogar nachteilig ist, muss das Temperaturhomogenisierungsmittel hierfür nicht von der Substratbeschichtungseinrichtung demontiert werden, wenn es am abnehmbaren Abschnitt des Substratträgers angeordnet ist. It is advantageous in this case that the substrate coating device can be used flexibly as a result is. If substrates are coated in the coating of which a temperature homogenizer may not be necessary or even disadvantageous, the temperature homogenizer need not be disassembled from the substrate coating device for this purpose if it is arranged on the removable portion of the substrate carrier.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Substratheizeinrichtung ein keramisches Heizelement aufweist. In a further embodiment according to the invention, it is provided that the substrate heating device has a ceramic heating element.

Vorteilhaft an der Verwendung eines keramischen Heizelementes sind vor allem die hohe Temperaturbeständigkeit bis über 1000 °C, eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit, die geringe thermische Ausdehnung und die hohe Wärmeleitfähigkeit. Advantageous in the use of a ceramic heating element are above all the high temperature resistance up to over 1000 ° C, a very good corrosion resistance, low thermal expansion and high thermal conductivity.

Einerseits kann vorgesehen sein, dass das keramische Heizelement einen metallischen Heizleiter umfasst, welcher durch Anlegen eines elektrischen Stromes als Folge seines elektrischen Widerstandes Wärme an die ihn umgebende Keramik abgibt. On the one hand, it can be provided that the ceramic heating element comprises a metallic heating conductor, which emits heat to the surrounding ceramic by applying an electric current as a result of its electrical resistance.

Anderseits kann auch vorgesehen sein, ein elektrisches Heizelement zu verwenden, was aus einem vollkeramischen Werkstoff besteht. Einige Keramikwerkstoffe sind elektrisch halbleitend und können deshalb direkt über einen elektrischen Stromfluss beheizt werden. Im Vergleich zu metallischen Heizleitern können sehr hohe Energiedichten erreicht werden. Zusätzlich verändern sich Festigkeit und Steifigkeit von Keramiken auch bei extrem hohen Temperaturen kaum. Es können Keramiken aus speziellen SiC-Werkstofftypen auf der Basis von S-SiC (Drucklos gesintertes Siliciumcarbid), LPS-SiC (Flüssigphasengesintertes Siliciumcarbid) und Si-SiC (Reaktionsgebundenes siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid) vorgesehen sein. On the other hand, it can also be provided to use an electric heating element, which consists of a full ceramic material. Some ceramic materials are electrically semiconductive and can therefore be heated directly via an electrical current flow. Compared to metallic heating conductors, very high energy densities can be achieved. In addition, the strength and rigidity of ceramics hardly change even at extremely high temperatures. Ceramics made of special SiC materials based on S-SiC (pressureless sintered silicon carbide), LPS-SiC (liquid-phase sintered silicon carbide) and Si-SiC (reaction-bound silicon-infiltrated silicon carbide) may be provided.

Zur Lösung der Aufgab wird außerdem ein Bedampfungsverfahren zum Beschichten eines Substrates durch Transfer von abzuscheidendem Material von einer Maske auf das Substrat vorgeschlagen. Bei dem Bedampfungsverfahren wird das auf dem Substrat abzuscheidende Material mittels Energieeintrag in die Maske zumindest abschnittsweise von dieser verdampft und scheidet sich lokal auf dem der Maske gegenüberliegenden Substrat ab. To solve the problem, a vapor deposition method for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask to the substrate is also proposed. In the vapor deposition method, the material to be deposited on the substrate is at least partially vaporized from it by means of energy input into the mask and deposits locally on the substrate opposite the mask.

Das erfindungsgemäße Bedampfungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Substrat während des Abscheidens des Materials auf dem Substrat eine im Vergleich zur Umgebung erhöhte Temperatur aufweist. The vapor deposition method according to the invention is characterized in that the substrate during the deposition of the material on the substrate has a higher temperature compared to the environment.

Es kann vorgesehen sein für das Bedampfungsverfahren eine erfindungsgemäße Substratbeschichtungsvorrichtung zu verwenden. It can be provided for the vapor deposition method to use a substrate coating device according to the invention.

In einer Ausgestaltung des Bedampfungsverfahrens ist vorgesehen, die Temperatur des Substrates in einem Temperaturbereich zwischen einschließlich 60 °C bis einschließlich 120 °C bevorzugt zwischen einschließlich 80 °C bis einschließlich 100 °C liegt. In one embodiment of the vapor deposition method is provided, the temperature of the substrate in a temperature range between 60 ° C inclusive up to and including 120 ° C preferably between 80 ° C inclusive and 100 ° C inclusive.

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

1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Substratbeschichtungseinrichtung. 1 a schematic sectional view of a substrate coating device according to the invention.

Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Substratbeschichtungseinrichtung ist schematisch und vereinfacht dargestellt. Mittels der Substratbeschichtungseinrichtung des Ausführungsbeispiels kann zum einen der Keilfehler zwischen einem plattenförmigen Substrat und einer plattenförmigen Maske ausgeglichen und zum anderen das Substrat an der Maske oder umgekehrt ausgerichtet werden, so dass nach dem Ausrichten das Substrat durch Transfer von abzuscheidendem Material von einer Maske auf das Substrat beschichtet werden kann oder andere Verfahren oder direkten Transfer von Material durchgeführt werden können, die aber ein zu einer Maske ausgerichtetes Substrat erfordern. In the 1 illustrated substrate coating device according to the invention is shown schematically and simplified. By means of the substrate coating device of the exemplary embodiment, on the one hand, the wedge error between a plate-shaped substrate and a plate-shaped mask can be compensated and, on the other hand, the substrate can be aligned on the mask or vice versa, so that after the alignment the substrate is transferred from material to be deposited by a mask onto the substrate can be coated or other methods or direct transfer of material can be performed, but require a substrate aligned to a mask.

Die Substratbeschichtungseinrichtung des Ausführungsbeispiels kann Bestandteil einer Batch-Anlage, zur gleichzeitigen Beschichtung einer Charge umfassend mehrere Substrate in einer Vakuumkammer; einer Cluster-Anlage zur Beschichtung von Substraten oder Chargen von Substraten in mehreren Vakuumkammer oder einer Inline-Anlage zur Beschichtung von Substraten oder Chargen von Substraten in mehreren entlang eines Transportpfades hintereinander angeordneten Vakuumkammern sein. The substrate coating device of the embodiment may be part of a batch plant for simultaneously coating a batch comprising a plurality of substrates in a vacuum chamber; a cluster system for coating substrates or batches of substrates in a plurality of vacuum chamber or an inline system for coating substrates or batches of substrates in a plurality along a transport path successively arranged vacuum chambers.

Bezüglich 1 wird auf die Darstellung der für die Erzeugung des Vakuums, des Transports des Substrates und weiterer Bestandteile der Vakuum-Beschichtungsanlage verzichtet. In terms of 1 is dispensed with the representation of the generation of the vacuum, the transport of the substrate and other components of the vacuum coating system.

In 1 ist ein Substratträger 1, geeignet zur Aufnahme eines Substrates oberhalb eines Maskenträgers 4, geeignet zur Aufnahme einer Maske dargestellt. Die Umkehrung der Anordnung, so dass der Maskenträger 4 oberhalb des Substratträgers 1 angeordnet ist, ist von der Erfindung mit umfasst. In 1 is a substrate carrier 1 suitable for receiving a substrate above a mask carrier 4 , shown suitable for receiving a mask. The inversion of the arrangement, leaving the mask wearer 4 above the substrate support 1 is arranged, is included in the invention.

zum Ausrichten des Substrates und der Maske zueinander, wird zunächst das Substrat in der Substrataufnahmeebene 12 des Substratträgers 1 angeordnet. Hierzu wird das Substrat von einer nicht dargestellten Handlingeinrichtung direkt am Substratträger 1 lösbar fixiert oder das Substrat wird außerhalb der nicht dargestellten Vakuum-Beschichtungsanlage an einem vom Substratträger 1 lösbaren Abschnitt 11 lösbar fixiert und dieser lösbare Abschnitt 11 wird von der Handlingeinrichtung in die Vakuum-Beschichtungsanlage verbracht und dort am Substratträger 1 lösbar fixiert. Dabei weist das Substrat eine nicht näher bezeichnete Substratkontaktfläche auf, wobei die Substratkontaktfläche einer in der Substrataufnahmeebene 12 liegenden Substratfläche gegenüberliegend ist. for aligning the substrate and the mask to each other, first the substrate in the substrate receiving plane 12 of the substrate carrier 1 arranged. For this purpose, the substrate by a handling device, not shown, directly on the substrate carrier 1 releasably fixed or the substrate is outside of the vacuum coating system, not shown, at one of the substrate carrier 1 detachable section 11 releasably fixed and this detachable section 11 is transported by the handling device into the vacuum coating system and there on the substrate carrier 1 releasably fixed. In this case, the substrate has an unspecified substrate contact surface, wherein the substrate contact surface one in the substrate receiving plane 12 lying opposite substrate surface.

Weiterhin wird eine Maske in der Maskenaufnahmeebene 41 eines Maskenträgers 4 angeordnet. Dabei weist die Maske eine nicht näher bezeichnete Maskenkontaktfläche auf, wobei die Maskenkontaktfläche einer in der Maskenaufnahmeebene 41 liegenden Maskenfläche gegenüberliegend ist. Die Substratkontaktfläche und die Maskenkontaktfläche sind hierbei noch beabstandet voneinander angeordnet. Die Substratkontaktfläche und die Maskenkontaktfläche müssen hierbei nicht parallel angeordnet sein, dies entspricht einem Keilfehler zwischen Substrat und Maske. Furthermore, a mask in the mask recording plane 41 a mask wearer 4 arranged. In this case, the mask has an unspecified mask contact surface, wherein the mask contact surface one in the mask receiving plane 41 lying opposite mask surface. The substrate contact surface and the mask contact surface are in this case still spaced from each other. The substrate contact surface and the mask contact surface need not be arranged in parallel, this corresponds to a wedge error between the substrate and the mask.

Um diesen Keilfehler auszugleichen, ist in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Substratträger 1 verdrehbar und schwenkbar an einem Substratpositionierungsmittel 2 angeordnet ist. Hierzu ist eine Kontaktfläche 21, an einem Ende des Substratpositionierungsmittels 2, an welchem auch der Substratträger 1 angeordnet ist, kugelkalottenförmig ausgebildet. Der Substratträger 1 weist eine ebenfalls kugelkalottenförmig ausgebildete Kontaktfläche 13 auf, wobei beide Kontaktflächen 13, 21 den gleichen Durchmesser haben. Der Mittelpunkt der Durchmesser beider Kontaktflächen 13, 21 liegt im Wesentlichen in der Substratkontaktfläche. Dieser Mittelpunkt bildet demnach den Drehpunkt des Substratträgers 1 um das Substratpositionierungsmittel 2. Der Substratträger 1 kann sich hierbei frei in alle Richtungen entsprechend der kugelkalottenförmigen Ausgestaltung drehen und schwenken. To compensate for this wedge error, it is provided in the embodiment that the substrate carrier 1 rotatable and pivotable on a substrate positioning means 2 is arranged. This is a contact surface 21 at one end of the substrate positioning means 2 , on which also the substrate carrier 1 is arranged, spherical cap-shaped. The substrate carrier 1 has a likewise spherical cap-shaped contact surface 13 on, with both contact surfaces 13 . 21 have the same diameter. The center of the diameter of both contact surfaces 13 . 21 lies essentially in the substrate contact surface. This center therefore forms the fulcrum of the substrate carrier 1 around the substrate positioning means 2 , The substrate carrier 1 can rotate and pivot freely in all directions according to the spherical cap-shaped configuration.

Das Substratpositionierungsmittel 2 ist entlang einer Achse senkrecht zur Maskenaufnahmeebene 41 bewegbar angeordnet, was durch Pfeile in 1 angedeutet ist, so dass das Substrat auf die Maske abgesenkt werden kann. Kommen die Substratkontaktfläche und die Maskenkontaktfläche in Kontakt, gleitet die Kontaktfläche 13 des Substratträgers 1 auf der Kontaktfläche 21 des Substratpositionierungsmittels 2, bis die Substratkontaktfläche und die Maskenkontaktfläche parallel ausgerichtet sind, der Keilfehler ist ausgeglichen, was wiederum durch Pfeile in 1 angedeutet ist. The substrate positioning agent 2 is along an axis perpendicular to the mask receiving plane 41 movably arranged, what by arrows in 1 is indicated, so that the substrate can be lowered onto the mask. When the substrate contact surface and the mask contact surface come into contact, the contact surface slides 13 of the substrate carrier 1 on the contact surface 21 of the substrate positioning agent 2 until the substrate contact surface and the mask contact surface are aligned in parallel, the wedge error is balanced, again indicated by arrows in FIG 1 is indicated.

Der Substratträger 1 ist lösbar am Substratpositionierungsmittel 2 angeordnet. Bewegt das Substratpositionierungsmittel 2 das Substrat am Substratträger 1 in Richtung Maskenkontaktfläche, so trennen sich die Kontaktflächen 13, 21 des Substratträgers 1 und des Substratpositionierungsmittels 2. Die Bewegung des Substratpositionierungsmittels 2 kann sensorisch oder durch einen Endlagenschalter gestoppt werden. Dementsprechend ist die Maske nur durch die Gewichtskraft des Substrates und des Substratträgers 1 belastet. The substrate carrier 1 is detachable on the substrate positioning means 2 arranged. Moves the substrate positioning means 2 the substrate on the substrate carrier 1 in the direction of mask contact surface, so separate the contact surfaces 13 . 21 of the substrate carrier 1 and the substrate positioning agent 2 , The movement of the substrate positioning means 2 can be stopped by sensors or by a limit switch. Accordingly, the mask is only by the weight of the substrate and the substrate carrier 1 loaded.

Nachdem das Substratpositionierungsmittel 2 gestoppt hat, wird es in entgegengesetzter Richtung bewegt, so dass die Kontaktflächen 13, 21 des Substratträgers 1 und des Substratpositionierungsmittels 2 wieder in Kontakt kommen. Sobald der Substratträgers 1 und das Substratpositionierungsmittel 2 in Kontakt sind, wird der Substratträger 1 am Substratpositionierungsmittel 2 mittels eines Fixiermittels 3 fixiert. Dadurch sind die Kontaktflächen 13, 21 nicht mehr gegeneinander bewegbar und die Substratkontaktfläche und die Maskenkontaktfläche bleiben parallel ausgerichtet. After the substrate positioning agent 2 has stopped, it is moved in the opposite direction, leaving the contact surfaces 13 . 21 of the substrate carrier 1 and the substrate positioning agent 2 come back in contact. Once the substrate carrier 1 and the substrate positioning agent 2 are in contact, becomes the substrate carrier 1 at the substrate positioning means 2 by means of a fixing agent 3 fixed. As a result, the contact surfaces 13 . 21 no longer movable relative to each other and the substrate contact surface and the mask contact surface remain aligned parallel.

Das Fixiermittel 3 kann zum Beispiel als magnetisches Fixiermittel 3 ausgebildet sein, das den Substratträger 1 und das Substratpositionierungsmittel 2 mittels einer magnetischen Anziehungskraft selektiv lösbar aneinander fixiert. Das magnetische Fixiermittel 3 kann dabei zum Beispiel mindestens einen Elektromagneten aufweisen, zum Beispiel mindestens einen Permanentelektromagneten. Unter einem Permanentelektromagneten wird dabei ein solcher Elektromagnet verstanden, der im stromlosen Zustand die magnetische Anziehungskraft erzeugt und der im bestromten Zustand die Relativbewegung freigibt (bzw. das Magnetfeld neutralisiert/kompensiert). The fixative 3 can be used, for example, as a magnetic fixative 3 be formed, which is the substrate carrier 1 and the substrate positioning agent 2 selectively releasably fixed to each other by means of a magnetic attraction. The magnetic fixative 3 can have, for example, at least one electromagnet, for example at least one permanent electromagnet. In this case, a permanent electromagnet is understood as meaning an electromagnet which generates the magnetic attraction force in the currentless state and which releases the relative movement in the energized state (or neutralizes / compensates the magnetic field).

Das magnetische Fixiermittel 3 kann eine Mehrzahl von Elektromagneten/Permanentelektromagneten aufweisen kann. In 1 sind beispielgebend zwei Permanentelektromagneten gezeigt. Durch die Verwendung von Permanentelektromagneten kann eine Wärmeentwicklung gering gehalten werden, da sie im stromlosen Zustand magnetisch haltend und bei Bestromung unmagnetisch sind. Infolgedessen müssen die Magneten nur zum Lösen kurzzeitig bestromt werden, so dass sich ihre Wärmeentwicklung in Grenzen hält. The magnetic fixative 3 may comprise a plurality of electromagnets / permanent electromagnets. In 1 By way of example, two permanent electromagnets are shown. Through the use of permanent electromagnets, heat generation can be kept low because they are magnetically holding in the de-energized state and non-magnetic when energized. As a result, the magnets must be briefly energized only to release, so that their heat development is limited.

Der mindestens eine Elektromagnet kann an einem von dem Substratträger 1 und dem Substratpositionierungsmittel 2 angebracht sein. Zum Beispiel kann der mindestens eine Elektromagnet an dem Substratträger 1 angebracht sein. Zum Beispiel kann der mindestens eine Elektromagnet in dem Bereich Kontaktfläche 13 angebracht sein. Hierzu können entsprechende Ausnehmungen in dem Substratträger 1 vorgesehen sein, in welche die Permanentelektromagneten eingebracht sind. The at least one electromagnet may be on one of the substrate carrier 1 and the substrate positioning means 2 to be appropriate. For example, the at least one electromagnet may be attached to the substrate carrier 1 to be appropriate. For example, the at least one electromagnet may contact surface in the area 13 to be appropriate. For this purpose, corresponding recesses in the substrate carrier 1 be provided, in which the permanent electromagnets are introduced.

Wie in 1 gezeigt, kann der jeweilige Elektromagnet eine sphärische Kontaktfläche haben, welche bevorzugt mit einer Kontaktflächen 13, 21 fluchtend angeordnet ist. As in 1 shown, the respective electromagnet may have a spherical contact surface, which preferably with a contact surfaces 13 . 21 is arranged in alignment.

Das magnetische Fixiermittel 3 kann ferner einen magnetisch anziehbaren Abschnitt aufweisen, der zum Beispiel aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist. The magnetic fixative 3 may further include a magnetically attractable portion formed of, for example, a ferromagnetic material.

Dieser Abschnitt ist im vorliegenden Fall von dem Substratpositionierungsmittel 2 gebildet, da der mindestens eine Elektromagnet an dem Substratträger 1 angebracht ist. Die Anordnung von Elektromagnet und (von diesem) magnetisch anziehbarem Abschnitt kann allerdings grundsätzlich auch umgekehrt sein. This section is in the present case of the substrate positioning means 2 formed, since the at least one electromagnet to the substrate carrier 1 is appropriate. However, the arrangement of electromagnet and (of this) magnetically attractable section can in principle also be reversed.

Hier ist der magnetisch anziehbare Abschnitt zumindest von einem Teil des Substratträgers 2 geformt. Here, the magnetically attractable portion is at least part of the substrate carrier 2 shaped.

Ferner ist es möglich, das gesamte Substratpositionierungsmittel 2 aus ferromagnetischem Material herzustellen. Allerdings kann es ausreichend sein, lediglich den Bereich der Kontaktflächen 13, 21 (zumindest abschnittsweise) aus ferromagnetischem Material herzustellen. Hierzu kann eine Beschichtung aus ferromagnetischem Material zumindest abschnittsweise auf dem Substratträger 1 und dem Substratpositionierungsmittel 2 aufgebracht werden. Further, it is possible to use the entire substrate positioning agent 2 Made of ferromagnetic material. However, it may be sufficient just the area of the contact surfaces 13 . 21 (at least in sections) to produce ferromagnetic material. For this purpose, a coating of ferromagnetic material at least in sections on the substrate carrier 1 and the substrate positioning means 2 be applied.

Daran anschließend wird das Substrat mittels des Substratpositionierungsmittels 2 in eine Richtung bewegt, so dass die Substratkontaktfläche und die Maskenkontaktfläche ihren Kontakt lösen. Thereafter, the substrate by means of the substrate positioning means 2 moved in one direction, so that the substrate contact surface and the mask contact surface solve their contact.

Der Maskenträger 4 ist an einem Maskenpositionierungsmittel 42 angeordnet. Der Maskenträger 4 ist mittels des Maskenpositionierungsmittels 42 parallel zur Maskenaufnahmeebene 41 bewegbar und um eine Achse senkrecht zur Maskenaufnahmeebene 41 drehbar, was durch die Pfeile in 1 angedeutet wird. Sowohl Substrat als auch Maske können jeweils eine Mehrzahl identisch ausgebildeter, aber nicht dargestellter, Ausrichtemarken aufweisen. Mittels des Maskenpositionierungsmittels 42 ist die Maske gegenüber dem Substrat so ausrichtbar, dass die Ausrichtemarken des Substrates und der Maske deckungsgleich sind. The mask wearer 4 is at a mask positioning means 42 arranged. The mask wearer 4 is by means of the mask positioning means 42 parallel to the mask receiving plane 41 movable and about an axis perpendicular to the mask receiving plane 41 rotatable, which is indicated by the arrows in 1 is hinted at. Both substrate and mask may each have a plurality of identically designed, but not shown, alignment marks. By means of the mask positioning means 42 For example, the mask is orientable with respect to the substrate so that the alignment marks of the substrate and the mask are congruent.

Nachdem der Keilfehler zwischen der Substratkontaktfläche und der Maskenkontaktfläche ausgeglichen ist sowie Maske und Substrat zueinander ausgerichtet sind, kann die eigentliche Beschichtung des Substrates durch Bedampfung erfolgen. After the wedge error between the substrate contact surface and the mask contact surface is compensated and the mask and the substrate are aligned with each other, the actual coating of the substrate can be effected by vapor deposition.

Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Substrat entweder wieder in Kontakt mit der Maske gebracht wird (Kontakt-Modus) oder, dass das Substrat zur Maske beabstandet (proximity-Modus) behandelt bzw. beschichtet wird. For this purpose, it may be provided that the substrate is either brought back into contact with the mask (contact mode) or that the substrate is treated or coated at a distance from the mask (proximity mode).

Hierzu wird das Beschichtungsmaterial vor dem Verbringen der Maske zur Substratbeschichtungseinrichtung vollflächig in einer Verdampfungsschicht auf der Maske, als Transfermaske bezeichnet, abgeschieden. Hierzu können auch mehrere, auch unterschiedliche Beschichtungsmaterialen als Verdampfungsschicht abgeschieden werden, die anschließend jedoch nur an den gewünschten Orten verdampft werden. Dazu weist die Transfermaske auf ihrem Zwischenträger reflektierende und absorbierende Bereiche in einer erforderlichen Struktur auf. Ist die Transfermaske über, unter 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. For this purpose, the coating material is deposited over the whole area in an evaporation layer on the mask, referred to as a transfer mask, before the mask is brought to the substrate coating device. For this purpose, several, even different coating materials can be deposited as evaporation layer, which are then evaporated but 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, below 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.

Zur Erzeugung des Energieeintrages ist eine Verdampfungseinrichtung 5 zur lokalen Verdampfung des abzuscheidenden Materials von der Maske auf das Substrat vorgesehen, wobei die Verdampfungseinrichtung 5 auf der dem Substratträger 1 gegenüberliegenden Seite der Maskenaufnahmeebene 41 angeordnet ist. Für das Abscheiden von Schichten im Bereich einiger 100 nm auf dem Substrat ist ein impulsartiger Energieeintrag ausreichend. Dieser kann beispielsweise mit einer hier schematisch dargestellten Blitzlampe erfolgen. Die Verdampfungseinrichtung 5 ist so angeordnet, dass sie durch eine Öffnung 43 des Maskenträgers 4 hindurch auf die Maske in Form von Energiestrahlung wirken kann. To generate the energy input is an evaporation device 5 for locally evaporating the material to be deposited from the mask to the substrate, wherein the evaporation means 5 on the substrate carrier 1 opposite side of the mask receiving plane 41 is arranged. For the deposition of layers in the range of some 100 nm on the substrate, a pulse-like energy input is sufficient. This can be done for example with a flash lamp shown schematically here. The evaporation device 5 is arranged so that it passes through an opening 43 of the mask wearer 4 can act on the mask in the form of energy radiation.

Zur Verbesserung der Schichteigenschaften der auf dem Substrat abzuscheidenden Schicht sowie zur Verbesserung des Schichtwachstums während des Abscheidens der Schicht auf dem Substrat ist erfindungsgemäß eine Substratheizeinrichtung 6 zum Vorwärmen des Substrates vorgesehen, die beispielsweise als keramisches Heizelement 61 ausgebildet sein kann. Diesbezüglich kann die Substratheizeinrichtung 6 als vollkeramischer Heizer 61, d.h. einer elektrischen Strom leitenden Keramik, oder als keramisches Element 61 mit einem metallischen Heizleiter im Inneren ausgebildet sein. In order to improve the layer properties of the layer to be deposited on the substrate and to improve the layer growth during the deposition of the layer on the substrate, a substrate heating device according to the invention 6 provided for preheating the substrate, for example, as a ceramic heating element 61 can be trained. In this regard, the substrate heater 6 as a full ceramic heater 61 , ie an electric current conducting ceramic, or as a ceramic element 61 be formed with a metallic heating conductor inside.

Es hat sich gezeigt, dass eine Vorwärmung des Substrates in einem Bereich von einschließlich 60 °C bis einschließlich 120 °C bevorzugt zwischen einschließlich 80 °C bis einschließlich 100 °C vorteilhaft ist. It has been found that preheating the substrate in a range of from 60 ° C to 120 ° C inclusive, preferably between 80 ° C to 100 ° C inclusive, is advantageous.

Grundsätzlich ist vorgesehen die Substratheizeinrichtung 6 lösbar mit dem Substratpositionierungsmittel 2 zu verbinden, beispielsweise mit einer Schraubverbindung. Dies hat erfindungsgemäß den Vorteil, dass das Gewicht der Substratheizeinrichtung 6 die Maske beim Absetzen des Substratträgers 1 auf der Maske nicht zusätzlich belastet. In principle, the substrate heating device is provided 6 releasable with the substrate positioning agent 2 to connect, for example with a screw connection. This has the advantage according to the invention that the weight of the substrate heater 6 the mask when depositing the substrate carrier 1 not additionally burdened on the mask.

Zum Verhindern einer unnötigen Erwärmung der Substratbeschichtungseinrichtung in Bereichen in denen eine Erwärmung nicht erwünscht ist, ist die Substratheizeinrichtung 6, unter Freilassen von Bereichen die zur Substrataufnahmeebene 12 hin gerichtet sind, von einem Strahlungsschirm 62 umgeben. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Strahlungsschirm 62 mehrere Strahlungsblechpakete, die wiederum aus einer Mehrzahl von zueinander beabstandeten Strahlungsblechen bestehen. To prevent unnecessary heating of the substrate coating device in areas where heating is not desired, the substrate heater is 6 , Leaving areas to the substrate receiving level 12 directed by a radiation screen 62 surround. In the exemplary embodiment, the radiation shield comprises 62 a plurality of radiation plate packages, which in turn consist of a plurality of mutually spaced radiation plates.

Der elektrische Anschluss der Substratheizeinrichtung 6 wird durch den Strahlungsschirm 62 hindurch nach oben aus dem Substratpositionierungsmittel 2 heraus geführt und dort als flexible Anschlussleitung weitergeführt, um eine Beschädigung während der Bewegung des Substratpositionierungsmittel 2 zu vermeiden. The electrical connection of the substrate heater 6 is through the radiation screen 62 passing upward from the substrate positioning means 2 led out there and continued as a flexible connection lead to damage during the movement of the substrate positioning means 2 to avoid.

Ferner ist im Ausführungsbeispiel ein Temperaturhomogenisierungsmittel 7 vorgesehen, dass beispielsweise als Kupferplatte ausgebildet sein kann. Das Temperaturhomogenisierungsmittel 7 ist zwischen Substratheizeinrichtung 6 und der Substrataufnahmeebene 12 angeordnet. Vorzugsweise kann das Temperaturhomogenisierungsmittel 7 in lösbaren Abschnitt 11 angeordnet sein. Hierdurch muss das Temperaturhomogenisierungsmittel 7 zur Beschichtung von Substraten bei denen ein Temperaturhomogenisierungsmittel 7 nicht notwendig ist, nicht aus der Substratbeschichtungseinrichtung demontiert werden. Vielmehr kann jeder lösbare Abschnitt 11 ein Temperaturhomogenisierungsmittel 7 aufweisen. Further, in the embodiment, a temperature homogenizing agent 7 provided that may be formed, for example, as a copper plate. The temperature homogenizer 7 is between substrate heater 6 and the substrate receiving plane 12 arranged. Preferably, the temperature homogenizer 7 in detachable section 11 be arranged. This requires the temperature homogenizer 7 for coating substrates in which a temperature homogenizer 7 is not necessary, not be removed from the substrate coating device. Rather, every detachable section 11 a temperature homogenizer 7 exhibit.

Das Temperaturhomogenisierungsmittel 7 ist mithin geeignet zunächst die Energie der Substratheizeinrichtung 6, beispielsweise in Form von Strahlung, Leitung oder Konvektion, aufzunehmen. Die von der Substratheizeinrichtung 6 abgegebene Energie kann dabei im zu beschichtenden Bereich des Substrates heterogen, d.h. ungleichförmig verteilt sein, so dass das Substrat ohne ein Temperaturhomogenisierungsmittel 7 auch ungleichmäßig erwärmt werden würde. Durch das Temperaturhomogenisierungsmittel 7 wird die Energie der Substratheizeinrichtung 6 jedoch zunächst aufgenommen, vereinheitlicht und sodann homogen an das Substrat abgegeben. Mithin kann die Temperaturverteilung des zu erwärmenden Substrates homogenisiert, also vereinheitlicht werden, was wiederum zu einer Vergleichmäßigung der Schichteigenschaften der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht sowie zu einem verbesserten Schichtwachstum führt. The temperature homogenizer 7 is therefore initially suitable for the energy of the substrate heater 6 , for example in the form of radiation, conduction or convection. The from the substrate heater 6 In this case, the energy emitted can be heterogeneous in the region of the substrate to be coated, that is to say distributed non-uniformly, so that the substrate without a temperature homogenizing agent 7 would be heated unevenly. By the temperature homogenizer 7 becomes the energy of the substrate heater 6 however, initially taken up, unified and then released homogeneously to the substrate. Consequently, the temperature distribution of the substrate to be heated can be homogenized, that is unified, which in turn leads to a homogenization of the layer properties of the deposited on the substrate layer and to an improved layer growth.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Substratträger substrate carrier
11 11: lösbarer Abschnitt detachable section
12 12: Substrataufnahmeebene Substrate holding plane
13 13: Kontaktfläche contact area
2 2: Substratpositionierungsmittel Substrate positioning means
21 21: Kontaktfläche contact area
3 3: Fixiermittel fixer
4 4: Maskenträger mask support
41 41: Maskenaufnahmeebene Mask holding plane
42 42: Maskenpositionierungsmittel Mask positioning means
43 43: Öffnung opening
5 5: Verdampfungseinrichtung Evaporation device
6 6: Substratheizeinrichtung substrate heater
61 61: keramisches Heizelement ceramic heating element
62 62: Strahlungsschirm radiation shield
7 7: TemperaturhomogenisierungsmittelTemperaturhomogenisierungsmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012111329 A1 [0004]

Claims

A substrate coating device for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask onto the substrate, comprising - a substrate carrier ( 1 ) for receiving the substrate in a substrate receiving plane ( 12 ), - a mask wearer ( 4 ) for receiving the mask in a mask receiving plane ( 41 ), - an evaporation device ( 5 ) for locally evaporating the material to be deposited from the mask to the substrate, wherein the evaporation device ( 5 ) on the substrate carrier ( 1 ) opposite side of the mask receiving plane ( 41 ) is arranged, characterized in that on the the mask wearer ( 4 ) opposite side of the substrate receiving plane ( 12 ) a substrate heater ( 6 ) is arranged.

Substrate coating device according to claim 1, characterized in that - the substrate carrier ( 1 ) on a substrate positioning means ( 2 ) which is arranged along an axis perpendicular to the mask receiving plane ( 41 ) is movable, wherein substrate carrier ( 1 ) and substrate positioning means ( 2 ) by means of complementary contact surfaces ( 13 . 21 ) are movable relative to each other, - the mask wearer ( 4 ) by means of a mask positioning means ( 42 ) parallel to the mask receiving plane ( 41 ) and about an axis perpendicular to the mask receiving plane ( 41 ) is rotatable, wherein the substrate heating device ( 6 ) on the substrate positioning means ( 2 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the substrate heating device ( 6 ), leaving areas to the substrate receiving level ( 12 ) are directed by a radiation shield ( 62 ) is surrounded.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substrate carrier ( 1 ) between substrate heater ( 6 ) and substrate receiving plane ( 12 ) a temperature homogenizer ( 7 ) is arranged.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the temperature homogenizing agent ( 7 ) has a material which has a greater thermal conductivity than the material of the substrate carrier ( 1 ) in the immediate vicinity of the temperature homogenizer ( 7 ).

Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the temperature homogenizing agent ( 7 ) Comprises copper.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the substrate carrier ( 1 ) one from the substrate carrier ( 1 ) detachable section ( 11 ), wherein the detachable section ( 11 ) the substrate receiving plane ( 12 ) having.

Device according to one of claims 4 to 6 and according to claim 7, characterized in that the detachable section ( 11 ) of the substrate carrier ( 1 ) the temperature homogenizer ( 7 ).

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the substrate heating device ( 6 ) has a ceramic heating element.

A vapor deposition method for coating a substrate by transferring material to be deposited from a mask onto the substrate by at least partially vapor depositing the material to be deposited on the substrate and depositing it locally on the substrate opposite the mask, characterized in that Substrate during the deposition of the material on the substrate has an elevated temperature compared to the environment.

Vapor deposition method according to claim 10, characterized in that the temperature of the substrate in a temperature range between and including 60 ° C to 120 ° C including preferably between 80 ° C inclusive and 100 ° C inclusive.