DE102018115516A1

DE102018115516A1 - Sputtervorrichtung und Sputterverfahren zur Beschichtung von dreidimensional geformten Substratoberflächen

Info

Publication number: DE102018115516A1
Application number: DE102018115516.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Portka; Markus Kress; Michael Geisler; Florian Peter Schwarz
Original assignee: SOLAYER GmbH
Current assignee: SOLAYER GmbH
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-01-03
Also published as: US20190003039A1; CN109136876B; CN109136876A; US11274364B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sputtervorrichtung zur Abscheidung einer Schicht auf einer dreidimensionalen Substratoberfläche. Die Sputtervorrichtung weist zumindest einen Vakuumanschluss, eine Gaszuführung zur Einleitung und Herstellung eines Prozessgases, eine Substrathaltevorrichtung zur Halterung des Substrats relativ zu einer Substratreferenzfläche der Substrathaltevorrichtung und mehrere gleichartige oder ungleichartige Sputterquellen, welche jeweils durch eine eigene Quellhalterung gehalten sind und welchen jeweils auf ihrer dem Beschichtungsbereich zugewandten Sputterfläche ein eigener Referenzpunkt zugewiesen ist, wobei die Sputterquellen zueinander beabstandet als zweidimensionales Array angeordnet sind, welches sich entlang einer Quellreferenzfläche erstreckt, und wobei zumindest eine Sputterquelle einen von Null abweichenden Quellabstand zur Quellreferenzfläche aufweist, gemessen zwischen der Quellreferenzfläche und dem Referenzpunkt der Sputterquelle entlang der durch diesen Referenzpunkt verlaufenden Flächennormale der Quellreferenzfläche.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Beschichtungsvorrichtung und ein damit ausführbares Verfahren zur Beschichtung von dreidimensional geformten Substratoberflächen mittels Sputtern.
Eine solche Sputtervorrichtung umfasst regelmäßig in einer Beschichtungssektion, die Teil verschiedener Beschichtungsanlagentypen und eine von mehreren Beschichtungssektionen sein kann, Mittel zur Erzeugung der Prozessatmosphäre. Das sind zumindest ein Vakuumanschluss zur Erzeugung eines Vakuums in der Beschichtungssektion sowie eine Gaszuführung, welche zur Einleitung und Herstellung eines für den Sputterprozess benötigten Prozessgases in der Beschichtungssektion ausgebildet ist. Das Prozessgas kann aus einem inerten Arbeitsgas bestehen oder sich aus dem Arbeitsgase mit weiteren Gasen, wie Reaktivgasen oder anderen technologisch bedingten Gasen, zusammensetzen. Bekannt sind die Einleitung eines fertigen Gasgemisches oder die separate Einleitung der für das Prozessgas benötigten Gase.
Die Sputtervorrichtung weist weiter üblicherweise eine Substrathaltevorrichtung und eine oder mehrere Sputterquellen zur Bereitstellung des dampfförmigen Beschichtungsmaterials. Substrat und Sputterquelle(n) werden in der Beschichtungssektion derart einander gegenüber liegend positioniert, dass sich das Beschichtungsmaterial in einem Beschichtungsbereich auf der Substratoberfläche niederschlägt.
Als Beschichtungsbereich wird allgemein der Bereich auf einer Substratoberfläche angesehen, von welchem während des Sputterns eine Sichtverbindung auf den Bereich des Targets besteht, von welchem Material gesputtert wird, so dass sich in diesem Bereich der Substratoberfläche gesputtertes Material aufgrund der prozessspezifischen und beeinflussbaren Verteilungscharakteristik und nicht überwiegend Streudampf niederschlägt. Bezogen auf dreidimensional geformte Substratoberflächen sind hier solche Flächenabschnitte wie, analog zu flachen Substraten, Seiten- und Rückflächen oder Rücksprünge nicht einbezogen, da diese infolge der Halterung des Substrats keine Sichtverbindung zum Target haben. Es ist unbenommen aber meist nicht gewünscht, das Substrat zu wenden und in einem nächsten Sputterverfahren auch diese Flächen zu beschichten.
Beim Sputtern wird im Prozessgas zwischen dem zu beschichtenden Substrat und einer als Kathode betriebenen Sputterquelle ein Plasma gezündet, dessen positive Ladungsträger durch den sogenannten Sputtereffekt (Abstäuben, d.h. durch Ionenbombardement induziertes Herausschlagen von Atomen aus der Festkörperoberfläche) die oberen Schichten einer an der Kathode angeordneten Targetoberfläche abtragen wird. Es können Metalle ohne oder mit Anwesenheit von Reaktivgas gesputtert werden und in letzterem Fall z.B. als Oxid oder Nitrid auf einem der Abtragsoberfläche des Targets gegenüberliegendem Substrat abgeschieden werden. In vergleichbarer Weise ist es möglich auch andere Materialverbindungen als Targetmaterial einzusetzen und zu sputtern.
Zur Unterstützung der Plasmabildung wie auch der Beschleunigung der Ionen auf die Targetoberfläche ist auf der dem Plasma abgewandten Seite des Targets ein Magnetsystem mit nebeneinander liegenden Magneten örtlich wechselnder Polung angeordnet. Bekanntermaßen besteht ein solches, zum Magnetronsputtern eingesetztes Magnetsystem aus einem zentralen Magnetpol, den ein zweiter, entgegengesetzter Magnetpol ringförmig umgibt. Aufgrund des sich dadurch als Ring ausbildenden, tunnelförmigen Magnetfeldes wird das Targetmaterial über dem Spalt zwischen zwei Magnetpolen, wo die Magnetfeldlinien parallel zur Targetoberfläche verlaufen, in besonderem Maße abgetragen, so dass sich in diesem Bereich ein ringförmiger Sputtergraben ausbildet. Dieser wird auch als Racetrack bezeichnet, die verwendete Sputterquelle als Magnetron. Der örtliche Verlauf des magnetisch geführten, in sich geschlossenen Plasmarings korreliert mit der Erosion des Targetmaterials.
Es sind planare und rohrförmige Sputterquellen bekannt, wobei Letztere für stabile Beschichtungsprozesse mit hoher Targetauslastung stehen und insbesondere zum Beschichten von großflächigen Substraten oder zur kontinuierlichen Beschichtung geeignet sind.
Rohrtargets umfassen eine zylinderförmige Kathode, die um ihre Längsachse drehbar ist. Die Mantelflächen dieser Rohrkathoden bestehen aus sputterbarem Targetmaterial, wobei das Targetmaterial entweder als rohrförmiges Target ausgebildet sein kann, so dass der Zylinder der Rohrkathode vollständig aus dem zu sputterndem Material besteht, oder die Rohrkathoden bestehen aus einem Trägerrohr, welches mit dem zu sputterndem Material beschichtet ist. Unabhängig von der jeweiligen Ausführung wird üblicherweise von einem rohrförmigen Target oder einem Rohrtarget gesprochen.
Im Innenraum eines Rohrtargets ist regelmäßig das Magnetsystem angeordnet, welches, sich über die gesamte Länge des Rohrtargets erstreckt Das sich auf der Mantelfläche des Rohrtargets ausbildende Racetrack erstreckt sich parallel zur dessen Längsachse über dessen gesamte Länge. Das Rohrtarget ist bezogen auf die Magnetanordnung drehbar, so dass sich im Beschichtungsbetrieb das Rohrtarget drehen kann, während die Magnetanordnung gleichbleibend in der Beschichtungskammer ausgerichtet ist. Durch eine gleichförmige Rotation der Rohrtargets bei stationärem Magnetfeld durchläuft die gesamte zylindrische Targetoberfläche den Racetrackbereich und es wird eine gleichmäßige Erosion des Targetmaterials erzielt.
In der nachfolgenden Beschreibung wird jene Targetfläche, welche dem Plasma ausgesetzt ist und dem Substrat gegenüber liegend das Sputtermaterial liefert, als Sputterfläche bezeichnet. Bei planaren Sputterquellen bleibt dies, wenn der Materialabtrag unberücksichtigt bleibt, stets dieselbe Fläche, während sich bei der rohrförmigen Sputterquelle der als Sputterfläche fungierende Bereich der Mantelfläche infolge ihrer Drehung fortlaufend auf der Mantelfläche verschiebt.
Die Beschichtung dreidimensional geformter Oberflächen von Substraten mittels Sputtern gestaltet sich aufgrund der Tatsache, dass deren Flächenpunkte im Unterschied zu planaren Substratoberflächen, wie von platten- und bandförmigen Substraten bekannt, nicht in einer sondern in mehreren parallelen Ebenen liegen. Das heißt, dass die Substratoberfläche beispielsweise Wölbungen, Senken oder Höhensprünge aufweist. Daraus resultierende Unterschiede im Abstand zwischen unterschiedlichen Bereichen der Substratoberfläche und der gegenüberliegenden Sputterfläche können sich in einem Umfang auf das Ergebnis der Abscheidung auswirken, insbesondere auf die Dicke und weitere Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht, der häufig nicht tolerierbar ist.
Beschichtete, dreidimensional geformte Substratoberflächen werden für verschiedene Anwendungen benötigt, wie beispielsweise in elektrochromatischen Anwendungen, Wärmedämm- und Solar-Control-Verglasungen, Kontakt- oder Heizflächen, Photovoltaik, Displays und anderen.
Um eine Beschichtung von dreidimensional geformten Oberflächen mit ausreichender Homogenität zu realisieren, werden in den bekannten Verfahren und Beschichtungsvorrichtungen Bewegungseinheiten verwendet, die dreidimensionale Relativbewegungen von Sputterquelle und Substrat erzeugen. Beispielsweise werden die Substrate so bewegt, dass sie beim Durchlaufen einer kreisförmigen Bewegungsbahn relativ zur Sputterquelle geneigt werden ( WO 2009/063789 A1 ) oder eine planetarische Bewegung vor der Sputterquelle ausführen ( KR 10-2004-0102538 A ).
Bekannt sind auch Beschichtungsvorrichtungen mit mehreren Sputterquellen, welche so zueinander angeordnet sind, dass sie eine hohlzylindrische Umgebung bilden, in der ein Substrat angeordnet wird, um aus mehreren Richtungen beschichtet zu werden.
Nachteilig an den bekannten Beschichtungsvorrichtungen ist, dass stets nur solche Flächeneinheiten der Substratoberfläche gleichmäßig beschichtet werden können, die entweder aufgrund ihrer Anordnung oder im Verlauf er Bewegung der Sputterquelle mit im Mittel derselben Zeit und derselben Ausrichtung der Sputterquelle gegenüberliegen.
Daraus folgt, dass mit hohlzylindrischen Quellanordnungen nur auf einer Rolle zu transportierende, flexible Substrate ( US-Patent Nr. 4,851,095 ) oder von steifen Substraten nur solche Neigungen oder Krümmungen der Substratoberfläche homogen zu beschichten sind, die im Wesentlichen parallel zur Mantelfläche des Hohlzylinders der Quellanordnung verlaufen.
Bei der Ausführung von Relativbewegungen zwischen Sputterquelle und Substrat ergeben sich für komplexere Oberflächengeometrien sehr komplizierte Bewegungsabläufe. Beispielsweise ist für konkave oder konvexe Oberflächen neben der Rotation auch eine Neigung der Rotationsachse erforderlich und zwar stets unter der Maßgabe der genannten zeitlichen Mittelung der Beschichtungsposition. Komponenten der Bewegungsvorrichtungen sind zudem im Beschichtungsraum angeordnet und damit in solchem Umfang dem Beschichtungsmaterial ausgesetzt, der einen aufwändigen Schutz und eine aufwändige Wartung dieser Komponenten erfordern.
Des Weiteren sind derartige Beschichtungsvorrichtungen auf kleine Substratgrößen beschränkt, da nur für diese die Abmaße und die Kosten der gesamten Anlage in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen zu halten sind.
Es ist eine Aufgabe der nachfolgend beschriebenen Erfindung, eine Sputtervorrichtung und ein damit auszuführendes Sputterverfahren bereitzustellen, mit denen Beschichtungen von dreidimensionalen Substratoberflächen derart möglich sind, dass auf solche Relativbewegungen zwischen Sputterquelle und des Substrats während der Beschichtung verzichtet werden kann, die allein der Homogenisierung der abzuscheidenden Schicht dienen.
Mittels Vorrichtung und Verfahren sollen unter Verzicht auf solche Ausgleichsbewegungen Schichten herstellbar sein, die eine über die Oberfläche homogene oder definierte Verteilung der Schichteigenschaften, wie beispielsweise Schichtdicke, Haftung, optische oder elektrische Eigenschaften, aufweisen.
Weiter sollen Verfahren und Vorrichtung sowohl für diskontinuierliche Beschichtungen mit statischer Substratposition, wie sie beispielsweise in Batch- oder Clusteranlagen oder in diskontinuierlich beschichtenden Durchlaufanlagen ausgeführt werden, als auch für kontinuierliche Beschichtungen, bei denen Substrate kontinuierlich durch eine Beschichtungsanlage transportiert und dabei beschichtet werden, anwendbar sein.
Weiter sollen die bekannten Typen von Sputterquellen verwendbar sein, d. h. sowohl planare als auch rohrförmige Sputterquellen.
Zur Lösung der Aufgabenstellung wird eine Sputtervorrichtung beschrieben, in der die Fläche des Beschichtungsbereichs und damit die gleichzeitig zu beschichtende dreidimensional geformten Oberfläche eines Substrats oder mehrerer davon, nachfolgend zum besseren Verständnis zusammenfassend als Substratoberfläche bezeichnet, fiktiv in Teilbereiche unterteilt und jedem Teilbereich eine eigene Sputterquelle zugeordnet wird, deren Höhe der Höhenlage des Teilbereichs der Substratoberfläche angepasst ist. Die einzelnen Sputterquellen wirken als eine Sputterquelle, indem sie eine Unterteilung der gesamten Sputterfläche in Teilflächen darstellen, deren Abstand zu den gegenüberliegenden Teilbereichen der Substratoberfläche und damit deren Höhenprofil anpassbar sind.
Zu diesem Zweck umfasst die Sputtervorrichtung mehrere gleichartige, alternativ auch ungleichartige Sputterquellen, welche jeweils durch eine eigene Quellhalterung gehalten sind. Die Sputterquellen sind als ein zweidimensionales Array, in einer alternativen Ausführungsform als ein eindimensionales Array, angeordnet, im Array jeweils zueinander beabstandet und können alle voneinander abweichende Höhenlagen aufweisen, zumindest jedoch eine Sputterquelle weist eine solche, relativ zu den anderen abweichende Höhenlage auf. Typ, Anzahl und Design der Sputterquellen ist eine Frage der Optimierung, da eine größere Anzahl kleinerer Quellen die Homogenität der Schicht verbessert, größere Quellen aber stabiler zu betreiben sind.
Die Sputterquellen sind gleichartig, wenn sie zumindest vom gleichen Typ sind, d. h. alle planar oder alle rohrförmig und alle als Sputterkathode oder alternativ mit Magnetsystem als Magnetron ausgebildet sind. Ein Array ungleichartiger Sputterquellen umfasst demzufolge zumindest eine Sputterquelle eines anderen Typs. Durch Auswahl des Typs kann auf die Verteilung der Emissionsrate Einfluss genommen werden. So haben planare Sputterquellen eine höhere Plasmadichte und damit eine höhere Emissionsrate als rohrförmige Sputterquellen. Letztere hingegen haben größeren Verteilungswinkel. Folglich kann durch eine gezielte Verteilung unterschiedlicher Sputterquelltypen im Array ebenfalls Einfluss auf eine homogene oder gezielte Verteilung der Abscheidung genommen werden.
Die Sputterquellen können in Abhängigkeit von den Ausdehnungen von Wölbungen oder Sprüngen und damit zusammenhängend von der fiktiven Flächenaufteilung einheitliche oder unterschiedliche Geometrien und Abmessungen aufweisen. Der Begriff der Sputterquelle implementiert, dass jede so ausgebildet ist, dass sie unabhängig von den anderen betrieben und geregelt werden kann.
Ein Array wird allgemein als eine Anordnung von Elementen bezeichnet. Ein eindimensionales Array ist folglich als eine Reihe von Elementen und ein zweidimensionales als ein sich in zwei Richtungen ausdehnendes Feld von Elementen zu verstehen.
Zur eindeutigen Festlegung der Höhenlagen der Sputterquellen relativ zueinander und relativ zur Substratoberfläche wird ein Referenzsystem aus Flächen und Punkten verwendet, welches sich an der Substrathalterung und der Sputterfläche orientiert.
Eine erste Referenzfläche definiert die Lage des Substrats und orientiert sich beispielsweise an der Substrathaltevorrichtung. Sie wird als Substratreferenzfläche bezeichnet und so definiert, dass sie geometrischen Bezug zur Substratoberfläche hat. Geeignet ist beispielsweise eine Auflagefläche für oder in der Substrathalterung oder eine Fläche, in der die Substrathalterung durch Handling- oder Transportsystem bewegt wird. Die Substratreferenzfläche kann selbst gewölbt sein, wie bei einer Transporttrommel oder eben wie von einem Transportband einer Durchlaufanlage bekannt.
Ist die Gestalt des zu beschichtenden Substrats bekannt, was zumindest bei Ausführung des Verfahrens oder bei einer Simulation der Abscheidung, wie nachfolgend zur Ermittlung eines Kennlinienfeldes und/oder einer Übertragungsfunktion beschrieben, der Fall ist, kann diese Referenzfläche optimal auf die Oberflächengestalt das Substrat bezogen und somit eine verbesserte Anpassung des Abstands jeder Quelle des Arrays auf den gegenüberliegenden Teilbereich der Substratoberfläche vorgenommen werden.
Die zweite Referenzfläche, welche der Beschreibung der Lage der Sputterquellen dient und Quellreferenzfläche genannt ist, hat einen homogenen Flächenabstand gegenüber der Substratreferenzfläche. Sie ist folglich entsprechend der Substratreferenzfläche z.B. eben oder gewölbt und verläuft durch zumindest einen Referenzpunkt der Sputterquellen des Arrays.
Der Referenzpunkt jeder Sputterquelle liegt in der Sputterfläche der Sputterquelle gemäß deren obiger Definition und ist für alle Sputterquellen definierbar, so dass ein eindeutiger Lagebezug der Sputterquellen relativ zueinander herstellbar ist. Augenscheinlich ist es von Vorteil, für gleiche Quelltypen gleiche und bei unterschiedlichen Quelltypen zueinander korrespondierende Referenzpunkte zu wählen. Verwendet werden kann beispielsweise ein Eckpunkt oder der Mittelpunkt von planaren Sputterquellen oder ein Endpunkt oder der Mittelpunkt der jeweiligen der Substratoberfläche am nächsten liegenden Mantelfläche einer rohrförmigen Quelle oder ähnliche, in jeder Sputterquelle klar zu definierende Punkte.
Der Abstand der Sputterflächen zur Quellreferenzfläche, als Quellabstand bezeichnet, und damit auch zur Substratoberfläche ist somit für alle Sputterquellen des Arrays eindeutig anhand des Referenzpunktes zu definieren. Durch die Bestimmung der Höhenlage der Sputterquellen anhand der Sputterfläche kann zudem der Materialabtrag auf der Sputterfläche während der Beschichtung berücksichtigt werden.
Optional kann die Höhenanpassung der Sputterflächen an das Profil der Substratoberfläche durch ein Kippen der Sputterquellen ergänzt werden, so dass deren Flächennormale zumindest annähernd senkrecht auf den zugehörigen Teilbereich der die Substratoberfläche fällt. Indem zumindest eine Sputterquelle gekippt wird, bevorzugt all jene Sputterquellen, die einem geneigten Teilbereich der Substratoberfläche gegenüber liegt, so dass deren Orientierung, d. h. deren Mittel der Richtungen der Emission der von der Sputterfläche emittierten schichtbildenden Teilchen, ohne Kippen eine nicht mehr tolerierbare Reduzierung der Beschichtungsrate verursachen würde, erfolgt auch eine Anpassung der Orientierungen der einzelnen Sputterquellen an das Profil der Substratoberfläche. Eine solche ergänzende Anpassung führt zu einer weiteren Homogenisierung oder präziseren Einstellung der Verteilung der Schichteigenschaften.
Vorrichtungsseitig weist die Flächennormale der Sputterfläche einer gekippten Sputterquelle zur Flächennormale der Quellreferenzfläche einen Neigungswinkel ϑ auf, der im Bereich von 0° bis kleiner als 90° liegt. Bevorzugt liegt der Neigungswinkel ϑ im Bereich von 0° bis 45°. Dabei geht die Flächennormale der Sputterfläche vom Referenzpunkt der Sputterfläche aus und die Flächennormale der Quellreferenzfläche von jenem Abschnitt der Quellreferenzfläche, welcher der betreffenden Sputterquelle zuzuordnen ist, bevorzugt vom Mittelpunkt des Abschnitts. Die Anzahl der geneigten Sputterquellen ist anhand des Profils der Substratoberfläche festzulegen. Die Wahl des Winkels ϑ hängt unter anderem von dem Grad der Anpassung der Substratreferenzfläche an die Oberflächengestalt des Substrats ab. Entsprechen beide einander im Wesentlichen oder weist die Substratoberfläche nah beieinander liegende Sprünge, relativ zur Größe der Sputterfläche der gegenüberliegenden Sputterquelle betrachtet, auf, kann ein Winkel ϑ von 0° oder nur geringfügig davon abweichend ausreichen.
Alternativ oder ergänzend zum Kippen bieten Rohrmagnetrons auch die bekannte Methode des Schwenkens des Magnetsystems innerhalb der Quelle um die Achse des Rohrmagnetrons, wodurch die Hauptsputterrichtungen der Racetrackhälften, auch relativ zueinander, relativ modifizierbar sind. Der Winkel, um den das Magnetsystem als ganzes oder dessen Magnetpole relativ zueinander geschwenkt wird, soll zur besseren Unterscheidung als Schwenkwinkel ε bezeichnet sein.
Alternativ oder ergänzend kann eine Sputterquelle des Arrays um ihre Flächennormale drehbar sein. Auch durch die Drehung einer oder mehrerer Sputterquellen im Array kann die Beschichtungsrate lokal beeinflusst werden.
Entsprechend weiterer Ausgestaltungen der Vorrichtung können der Quellabstand oder der Neigungswinkel ϑ oder der Schwenkwinkel des Magnetsystems ε oder Kombinationen dieser Variationen einer Sputterquelle oder mehrerer davon oder aller zumindest mittels ihrer Quellhalterung(en) variierbar und/oder zumindest eine Sputterquelle um eine durch ihren Referenzpunkt verlaufende Achse drehbar sein. Vor Vorteil ist es, wenn die Quellhalterungen eine voneinander unabhängige Verstellbarkeit ermöglichen.
Die Höhenanpassung der einzelnen Sputterquellen an die dreidimensionale Form der Substratoberfläche mittels Quellhalterung, bei welcher eine Verschiebung der Sputterquelle relatuv zur Quellreferenzfläche erfolgt, die optional durch ein Kippen der Sputterquelle ergänzt werden kann, gestattet es, die Beschichtung ohne die aus dem Stand der Technik bekannte Relativbewegung zwischen Quelle und Substrat während der Beschichtung ausführen zu können und dennoch die gewünschte Homogenität oder Verteilung der Schichteigenschaft zu erzielen.
Erfindungsgemäß sind die Sputterquellen im Array mit Abstand zueinander angeordnet. Damit ist eine homogene Prozessatmosphäre in der gewünschten Zusammensetzung im Raum zwischen Sputterquellen und Substratoberfläche erzielbar. Entsprechend der Abstände, des Quelldesigns und möglicher Einbauten im Prozessraum sind die Pumpstände und die Pumpauslässe so zu konfigurieren, dass der Einfluss der Sputterquellen nicht als signifikant störender Widerstand für die sich im Prozessraum aufbauende Prozessgasströmung wirkt.
Dies gilt es insbesondere zu beachten, wenn die Vakuumanschlüsse entsprechend einer Ausgestaltung der Vorrichtung hinter dem bzw. hinter jedem Array der Sputterquellen angeordnet und ggf. dort verteilt sind. Letzteres trägt zur Homogenisierung des Plasmas und damit der Beschichtung bei. Optional können im Zwischenraum zwischen einem Vakuumanschluss oder mehreren davon und den Sputterquellen bewegliche oder stationäre Blenden angeordnet sein.
Auch die Gaszuführung, welche die benötigten Komponenten umfasst, um Einleitung und Herstellung eines für den Sputterprozess in der Beschichtungssektion benötigten Prozessgases zu realisieren, insbesondere die Verteilung der Gaseinlässe in der Beschichtung ist unter dieser Maßgabe auszuführen. Entsprechend einer Ausführungsform umfasst die Gaszuführung eine oder mehrere Reaktivgaszuleitungen, welche einen Reaktivgaseinlass benachbart zu einer Sputterquelle, bevorzugt zu jeder Sputterquelle aufweist. Damit kann die Einstellung des Prozessgases auf die einzelnen Sputterquellen des Arrays abgestimmt und die Gasdiffusion, über die die Arrayelemente miteinander verbunden sind, beeinflusst werden. In Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, beispielsweise der Größe der Sputterquellen, deren Abstand zueinander, der Prozessgaszusammensetzung, der Realisierung der Gasmischung und weiteren, kann auch ein anderes Verhältnis der Zahl der Gaseinlässe zur Zahl der Sputterquellen gewählt werden. Ein Maß für die Anordnung eines Gaseinlasses „benachbart“ zu einer Sputterquelle kann folgender sein: Der betrachtete Gaseinlass soll mit einem solchen Abstand zur Sputterquelle als „benachbart“ zu dieser gelten, wenn der Abstand kleiner ist als zu jeder anderen Quelle. Damit kann ein Gaseinlass zu mehreren Sputterquellen benachbart sein, wenn er zu diesen denselben Abstand hat, unter Berücksichtigung der üblichen Maßtoleranzen.
Die Beschichtungsvorrichtung kann in den bekannten Beschichtungsanlagentypen, Batch-, Cluster- und Durchlaufanlage und sowohl für horizontale als auch vertikale oder geneigte Substratausrichtungen verwendet werden. In Durchlaufanlagen sind statische Beschichtung mit diskontinuierlichem Substrattransport oder die dynamische Beschichtung mit kontinuierlichem Substrattransport nutzbar. Auch die bekannten Betriebsweisen des Sputterns, wie Sputtern in reaktiver oder nichtreaktiver Atmosphäre, Gleichspannungs-, Wechselspannungs-, MF-, HF-, Sinuswellen-, Puls-, HIPMS-Sputtern oder andere sind nutzbar. Auch die bekannten Maßnahmen zur Vermeidung des Arcings sind nutzbar.
Liegen die Wölbungen so, dass sie im Durchlaufbeschichtungsverfahren bei einem Substrattransport am Array vorbei nicht ausreichend beschichtet werden, können zwei oder mehr verschieden betriebene oder verschiedene gestaltete ein Arrays entlang des Transportweges miteinander kombiniert werden. Bei verschieden betriebenen Arrays können Arrays gemäß obiger Beschreibung, auch gleich aufgebaute Arrays, verwendet werden, von denen immer nur die Sputterquellen eingestellt und betrieben werden, mit denen nur die Teilbereiche der Substratoberfläche beschichtet werden sollen, die im Mittel dieselbe Wölbungsrichtung aufweisen.
Alternativ können auch verschieden gestaltete Arrays verwendet werden. Beispielsweise können zwei, alternativ auch mehr Arrays von parallel nebeneinander und jeweils zueinander beabstandet liegenden Rohrmagnetrons angeordnet sein. Diese wären als eindimensionale Arrays anzusehen, obwohl die gemeinsame Sputterfläche aufgrund der Rohrlänge zwei Ausdehnungsrichtungen hat. Um eine Anpassung der Höhe der einzelnen Sputterquellen an verschiedene Wölbungsrichtungen vornehmen zu können schließen die beiden Achsrichtungen der Rohrmagnetrons beider Arrays, entlang des Transportweges eines Substrats von einem in den zweiten Beschichtungsbereich betrachtet, einen Drehwinkel β zueinander ein, der im Bereich von größer 0° bis 90° liegt, je nach Lage der verschiedenen Wölbungsrichtungen. Jedes Array kann unabhängig vom anderen an das Höhenprofil der Substratoberfläche angepasst werden, wie oben beschrieben. Auch ein Kippen der Sputterfläche ist möglich, durch ein Kippen des Magnetsystems in der Rohrkathode um den Neigungswinkel ϑ, so dass das Racetrack und damit die Orientierung des Magnetrons um diesen Winkel auf der Mantelfläche des Rohrs verschoben sind.
Der Bezug des Drehwinkels auf den Transportweg, welchen ein Substrat zurücklegen muss, um vom ersten in den zweiten Beschichtungsbereich zu gelangen, umfasst verschiedene, jedoch zueinander analoge Ausgestaltungen. So kann bei einem geradlinigen Transportweg, wie er regelmäßig in Durchlaufanlagen praktiziert wird, das Substrat um den Drehwinkel β gedreht werden oder der Transportweg selbst schwenkt um diesen Winkel. Auch eine Kombination von beidem ist möglich. Grundsätzlich wäre auch ein Schwenken des Arrays möglich. Dies gestaltet sich aufgrund des komplexen Aufbaus der Arrays mit den Quellumgebungen, wie Spannung, Kühlung, Blenden, Gasversorgung etc. im industriellen Maßstab als zu aufwendig und soll deshalb hier nicht betrachtet werden.
Wenn ein Substrat entlang seines Transportweges nacheinander die beiden Beschichtungsbereiche der Arrays durchläuft, werden die unterschiedlichen Wölbungsflächen beschichtet, indem das Substrat um eine Achse senkrecht zur Substratreferenzfläche, die in diesem Fall die Substrattransportebene ist, gedreht oder die Richtung des Transportwegs zwischen beiden Beschichtungsbereichen geändert wird. Vorrichtungsseitig kann das mit einer Substrathaltevorrichtung für beide Beschichtungsbereichen oder alternativ mit separaten Substrathaltevorrichtung für jeden Beschichtungsbereich realisiert werden.
Eine solche Ausführung ist sich für solche Substratgeometrien anwendbar, die zwei oder mehr Hauptkrümmungsrichtungen aufweisen, deren Tangenten zwei oder mehr Hauptrichtungen definieren und einen Winkel einschließen. Dieser Winkel korrespondiert zum Winkel β der Achsrichtungen der Sputterquellen der Arrays, so dass entlang des Transportweges des Substrats die Orientierung des Hauptkrümmungsrichtungen des Substrats der Orientierung des Arrays angepasst wird. Eine solche Ausführung ist beispielsweise für Substratgeometrien geeignet, deren Krümmungen klein sind, relativ zur Substratausdehnung betrachtet. Solche Substrate werden u. a. in der Kraftfahrzeugverglasung verwendet.
Mit der zuvor beschriebenen Beschichtungsvorrichtung sind sowohl kleine als auch große Substratoberflächen zu beschichten. Als groß werden Substratoberflächen dann bezeichnet, wenn die Projektionen der zu beschichtenden Substratfläche und jenes Areals, aus welchem gesputtertes Material bereitgestellt werden kann, auf dieselbe Ebene, beispielsweise die horizontalen oder die vertikale Ebene, in welcher das Substrat gehalten wird, einander zumindest nahezu entsprechen oder die Substratprojektion größer ist als die andere.
Die Anpassbarkeit des Profils der gemeinsam betriebenen Sputterquellen an das Profil der Substratoberfläche ist dann sehr variabel möglich, wenn die Einstellung der Quellabstände und/oder der Neigungswinkel von zumindest zwei Sputterquellen unabhängig voneinander erfolgt.
Es wurde festgestellt, dass neben der Geometrie der Sputterquellen des Arrays auch die Prozessparameter selbst und die Vermeidung des Arcings einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Beschichtungsergebnis haben. Deshalb werden in einer Ausgestaltung des Beschichtungsverfahrens die Sputterquellen eines Arrays am selben Arbeitspunkt (beispielsweise beschrieben durch die Beschichtungsrate und/oder Gaszufluss und/oder die Kathodenleistung) betrieben werden. Im Sinne der Erfindung, welche die Abscheidung mittels eines Arrays von an das Sputterergebnis anpassbarer Sputterquellen lehrt, arbeiten zwei Sputterquellen dann am selben Arbeitspunkt, wenn der Reaktivgasmassenfluss und die Leistung im gleichen oder zumindest nahezu gleichen Verhältnis stehen, so dass Schichten praktisch gleicher Stöchiometrie und/oder mit praktisch gleichem Brechungsindex abgeschieden werden. Dies schließt beispielsweise verschiedene Leistungen und verschiedene Beschichtungsraten der betrachteten Sputterquellen ein.
Es ist leicht einzusehen, dass sich eine gute Anpassung des Profils der gemeinsam betriebenen Sputterquellen und deren Prozessparametern bereits bei nur leicht gewölbten Substraten, wie beispielsweise KFZ-Verglasungen, aufgrund der zahlreichen Wechselwirkungen und Diffusionsprozesse zwischen allen Sputterquellen sehr schwierig gestalten kann, insbesondere auch unter dem Aspekt des einheitlichen Arbeitspunktes. Die Zusammenhänge lassen sich nicht linear beschreiben, Ursache und Wirkung von Änderungen einzelner Prozessbedingungen sind häufig nicht eindeutig zuzuordnen.
Um eine effektive und zielführende Einstellung und/oder schnelle Regelung der Sputterquellen zu erzielen, erfolgt in einer Ausführung des Beschichtungsverfahrens die Regelung des Sputterprozesses auf der Basis eines Kennlinienfeldes und/oder einer Übertragungsfunktion (Differentialgleichung), welche zuvor durch computergestützte Simulation oder durch Beschichtungsversuche ermittelt wurden. Die Simulation kann beispielsweise durch das bekannte Particle-in-cell Monte Carlo Concept erfolgen, eine Finite-Elemente-Methode, die auf das durch Substrat und Sputterflächen begrenzte Plasma angewendet wird und dabei sich bewegende und wechselwirkende Partikel in kleinsten Raumeinheiten betrachtet. Kennlinienfeld und Übertragungsfunktion stellen Ist- und Sollzustand der Beschichtung in Abhängigkeit von den verschiedensten Parametern dar und können zur Regelung des Beschichtungsverfahrens in einem zentralen Steuerleitsystem hinterlegt werden. Über das Steuerleitsystem kommunizieren die Kanäle der mehr- oder vielkanaligen Leistungsversorgungen des Arrays kathodennah miteinander. Es ist bevorzugt analog und damit relativ schnell, wobei für verschiedene Anwendungen auch digitale Steuerleitsystem zur Anwendung kommen können.
Mittels des Steuerleitsystems kann auch ein Arcing-Management betrieben werden, beispielsweise indem das Array in Kathodenpaare aufgeteilt wird, die jeweils zusammen mit Mittelfrequenz betrieben werden.
Anstelle des oben beschriebenen Arrays von Sputterquellen können auch räumliche oder zeitliche Kombinationen aus Sputterquellen und Ionenquellen verwendet werden, wobei letztere ebenfalls als Arrays angeordnet sein können.
Der Fachmann würde die vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung in weiteren Ausführungsformen ohne weiteres auch anders als beschrieben miteinander kombinieren, wenn er dies als naheliegend und als sinnvoll erachtet.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in 1 ein zweidimensionales Array 1 von kreisrunden planaren Sputterquellen 2, die jeweils eine Größe von ca. 7,5 cm haben. Der Blick ist in Richtung der Sputterfläche 3 gerichtet. Nicht dargestellt sind die rückwärtigen Zuleitungen für Medien, wie beispielsweise Gas und Strom.
Referenzpunkt R und Flächennormale NQ der Sputterfläche sind zentrisch.
2 zeigt die Anordnung eines Arrays 1 von planaren Sputterquellen 2 mit ihren dem Substrat mit dreidimensional geformter Substratoberfläche 4 zugewandten Sputterflächen. Das Substrat wird von einer Substrathaltevorrichtung 5 in einer Substrattransportrichtung 6 beweglich gehalten. Der Beschichtungsbereich 7 wird durch (optionale) Blenden 8 begrenzt.
Die Anordnung der Sputterquellen 2 ist anhand der Substratreferenzfläche 10, der Quellreferenzfläche 11, der Flächennormalen NF der Sputterfläche sowie der Flächennormalen NQ des zugehörigen Abschnitts der Quellreferenzfläche 11, des Referenzpunktes R, des Quellabstandes A, des Flächenabstandes B, des Neigungswinkels ϑ und der Ausdehnung H der Sputterquelle gemäß obiger Beschreibung dargestellt.
Auf der dem Substrat abgewandten Seite der Sputterquellen 2 sind mehrere Vakuumanschlüsse 15, beispielhaft jedoch nicht beschränkend als Turbomulekularpumpen ausgeführt, sowie mehrere Gaseinlässe 16 der Gaszuführung angeordnet.
3A und 3B zeigen ebenfalls die Anordnung einer Sputterquelle 2, hier eines Rohrmagnetrons, relativ zur Quellreferenzfläche 11, mit den zu 2 genannten Parametern. Die Darstellungen zeigen die Seitenansicht ( 3A) sowie die Vorderansicht (3B).
4A zeigt in perspektivischer Darstellung die untere Ansicht (aus Sicht der Substratoberfläche) einer Ausführung eines Arrays 1 von Rohrmagnetrons (Sputterquellen 2), die in einem kuppelförmig ausgebildeten Deckel 20 über der Fläche verteilt eingelassen sind. Weiter sind in dem Deckel 20 mehrere Öffnungen für Vakuumanschlüsse 15 angeordnet. 4B stellt die obere Ansicht dieses Deckels 20 mit seinen Einbauten dar.
5A und 5B stellen zwei hintereinander angeordnete eindimensionale Arrays 1 von Rohrmagnetrons 2 dar, beispielhaft von langgestreckten Rohrmagnetrons, sogenannten Rotatables, deren Länge viel größer ist (z. B. im Bereich einiger Meter liegt) als deren Durchmesser. Die Substratoberfläche 4 ist sowohl in X- als auch in Y-Richtung gewölbt. Während in 5A aus der Y-Richtung auf das Substrat geschaut wird, ist die Blickrichtung in 5B um 90° gedreht und verläuft in X-Richtung. Daraus ist zu erkennen, dass die Rohrmagnetrons 2 der beiden Arrays 1 mit einem Winkel β von 90° zueinander angeordnet sind (5C als Draufsicht auf beide Arrays 1), ersichtlich auch aus der Darstellung der Substrattransportrichtung 6.
Wie weiterhin aus der 5 C ersichtlich, kann es sich in diesem Ausführungsbeispiel um Rotatables, beispielsweise mit 2 m Länge, handeln. Wie oben schon erwähnt, können die im Bereich der Entladung der beteiligten Rotatables zu messenden Magnetfelder so eingestellt sein, dass diejenigen Bereiche der gewölbten Substratoberfläche 4, 5 B, die von der Targetoberfläche weiter entfernt sind, die weitestgehend gleiche Beschichtungsrate empfangen wie diejenigen Substratoberflächenbereiche die näher am Target liegen. Mit solchen Anordnungen können beispielsweise 1,5 m überspannende, gewölbte Substrate, mit einer maximalen Stichhöhe von 50 mm auf deutlich besser als ±1,5% gleichmäßig beschichtet werden. Es können in den beiden Kammern jeweils wenigstens ein Paar in vorbekannter Weise mit Wechselspannung bzw. Wechselstrom betriebene Rotatables eingesetzt werden, die Schichten aus chemischen Verbindungen, beispielsweise Oxide oder Nitride, abscheiden. Alternativ können auch andere Sputterquellen für eine solche oder vergleichbare Ausführungsform verwendet werden.
6 zeigt eine Sputterquelle 2 mit der Quellhalterung 18, die als Rohrmagnetron ausgebildet ist und eine Rohrlänge L hat, die vergleichbar dem Durchmesser D ist. Im Gegensatz zu der in 5A - 5C besprochenen Rotatables handelt es sich hier um kurze Magnetrons. Durch Pfeile ist deren Drehbarkeit und Höhenverstellbarkeit verdeutlicht. Nicht erkennbar, aber durch Angabe des Winkels angedeutet, ist die Winkelverstellbarkeit des Magnetsystems im Inneren des Rohrmagnetrons um den Schwenkwinkel ε zur Änderung der Orientierung und/oder der Racetrackbreite der Sputterquelle, wie oben beschrieben. Zur Schwenkbarkeit um den Winkel ϑ wird auf 3 A und deren Beschreibung verwiesen. Arrays aus solchen in jeweils vorzugsweise vier geometrischen Freiheitsgraden justierbaren Kurzmagnetrons werden eingesetzt, um Oberflächen, die stärker gewölbt sind als die zu 5A - 5C beschriebenen, gleichmäßig zu beschichten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/063789 A1 [0013]
KR 1020040102538 A [0013]
US 4851095 [0016]

Claims

Sputtervorrichtung zur Abscheidung einer Schicht mittels Sputtern auf einer dreidimensional geformten Oberfläche eines Substrats oder mehrerer davon, nachfolgend allgemein als Substratoberfläche bezeichnet, in einem Beschichtungsbereich, wobei die Sputtervorrichtung folgende Komponenten in einer Beschichtungssektion aufweist: - zumindest einen Vakuumanschluss zur Erzeugung eines Vakuums in der Beschichtungssektion, - eine Gaszuführung zur Einleitung und Herstellung eines für den Sputterprozess in der Beschichtungssektion benötigten Prozessgases und - eine Substrathaltevorrichtung zur Halterung des Substrats relativ zu einer Substratreferenzfläche der Substrathaltevorrichtung, und - mehrere gleichartige oder ungleichartige Sputterquellen, welche jeweils durch eine eigene Quellhalterung gehalten sind und welchen jeweils auf ihrer dem Beschichtungsbereich zugewandten Sputterfläche ein eigener Referenzpunkt zugewiesen ist, - wobei die Sputterquellen jeweils zueinander beabstandet als ein zweidimensionales Array angeordnet sind, welches dem Beschichtungsbereich gegenüberliegt und sich entlang einer Quellreferenzfläche erstreckt, die durch zumindest einen Referenzpunkt verläuft und in jedem ihrer Flächenpunkte denselben Flächenabstand (B) zur Substratreferenzfläche aufweist, und - wobei mittels der Quellhalterung von zumindest einer Sputterquelle ein von Null abweichender Quellabstand zur Quellreferenzfläche einstellbar ist, gemessen zwischen der Quellreferenzfläche und dem Referenzpunkt der Sputterquelle entlang der durch diesen Referenzpunkt verlaufenden Flächennormale der Quellreferenzfläche.
Sputtervorrichtung zur Abscheidung einer Schicht mittels Sputtern auf einer dreidimensional geformten Oberfläche eines Substrats oder mehrerer davon, nachfolgend allgemein als Substratoberfläche bezeichnet, in zwei Beschichtungsbereichen, wobei die Sputtervorrichtung folgende Komponenten in einer Beschichtungssektion oder in zweien davon aufweist: - zumindest einen Vakuumanschluss zur Erzeugung eines Vakuums in jeder Beschichtungssektion, - eine Gaszuführung zur Einleitung eines für den Sputterprozess benötigten Prozessgases in jede Beschichtungssektion und - eine Substrathaltevorrichtung oder zwei davon zur Halterung des Substrats relativ zu je einer Substratreferenzfläche jeder Substrathaltevorrichtung, - mehrere Rohrkathoden als Sputterquellen, welche jeweils durch eine eigene Quellhalterung gehalten sind und welchen jeweils auf ihrer dem Beschichtungsbereich zugewandten Sputterfläche ein eigener Referenzpunkt zugewiesen ist, - wobei die Sputterquellen als zwei eindimensionale Arrays von parallel nebeneinander und jeweils zueinander beabstandet liegenden Rohrmagnetrons angeordnet sind und die beiden Achsrichtungen der Rohrmagnetrons beider Arrays, entlang des Transportweges eines Substrats von einem in den zweiten Beschichtungsbereich betrachtet, einen Drehwinkel β zueinander im Bereich von größer 0° bis 90° aufweisen, - wobei jedes Array je einem Beschichtungsbereich gegenüberliegt und sich entlang je einer Quellreferenzfläche erstreckt, die durch zumindest einen Referenzpunkt der Sputterquellen des betreffenden Arrays verläuft und in jedem ihrer Flächenpunkte denselben Flächenabstand (B) zur Substratreferenzfläche aufweist, und - wobei mittels der Quellhalterung von zumindest einer Sputterquelle ein von Null abweichender Quellabstand zur Quellreferenzfläche einstellbar ist, gemessen zwischen der Quellreferenzfläche und dem Referenzpunkt der Sputterquelle entlang der durch diesen Referenzpunkt verlaufenden Flächennormale der Quellreferenzfläche.
Sputtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Flächennormale (NQ) der Sputterfläche zumindest einer Sputterquelle, welche vom Referenzpunkt (R) der Sputterfläche ausgeht, zur Flächennormale (NF) jenes der betreffenden Sputterquelle zuzuordnenden Abschnitts der Quellreferenzfläche einen Neigungswinkel ϑ im Bereich von 0° bis kleiner als 90° aufweist und/oder die Sputterquelle um ihre Flächennormale (NQ) drehbar ist.
Sputtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Quellabstand (A) und/oder der Neigungswinkel ϑ zumindest einer Sputterquelle mittels ihrer Quellhalterung variierbar sind und/oder zumindest eine Sputterquelle um eine durch ihren Referenzpunkt verlaufende Achse drehbar ist.
Sputtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Substratreferenzfläche und die Quellreferenzfläche Ebenen sind.
Sputtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehrere Vakuumanschlüsse, von der Substrathaltevorrichtung aus betrachtet, hinter jedem Array der Sputterquellen verteilt sind.
Sputtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gaszuführung eine oder mehrere Reaktivgaszuleitungen umfasst, welche einen Reaktivgaseinlass benachbart zu einer Sputterquelle aufweist.
Sputtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Zwischenraum zwischen einem Vakuumanschluss oder mehreren davon und den Sputterquellen bewegliche oder stationäre Blenden angeordnet sind.
Beschichtungsverfahren zur Abscheidung einer Schicht mittels Sputtern auf einer dreidimensional geformten Oberfläche eines Substrats, nachfolgend als Substratoberfläche bezeichnet, in einem Beschichtungsbereich, wobei die Abscheidung mittels einer Sputtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche erfolgt.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die Einstellung der Quellabstände (A) und/oder der Neigungswinkel ϑ von zumindest zwei Sputterquellen unabhängig voneinander erfolgt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, wobei die Sputterquellen eines Arrays am selben Arbeitspunkt betrieben werden.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, wobei die Regelung des Sputterprozesses auf der Basis eines Kennlinienfeldes und/oder einer Übertragungsfunktion erfolgt, welche zuvor durch computergestützte Simulation oder durch Beschichtungsversuche ermittelt wurden.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, wobei in einem Verfahrensschritt eine Teilmenge der Sputterquellen eines Arrays betrieben wird.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, wobei die Beschichtung einer Substratoberfläche in zumindest zwei aufeinander folgenden Schritten erfolgt, indem die Substratoberfläche im ersten Schritt mittels einer Teilmenge der Sputterquellen eines Arrays oder mittels eines ersten Arrays und im zweiten Schritt mit einer von der ersten Teilmenge abweichenden zweiten Teilmenge der Sputterquellen desselben Arrays oder mittels eines zweiten Arrays beschichtet wird, wobei das Substrat bei der Überführung vom ersten in den zweiten Beschichtungsbereich eine Drehung um eine Achse erfährt, welche parallel zur Flächennormale der Substratreferenzfläche verläuft.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 14, wobei in beiden Beschichtungsschritten voneinander abweichende Teilbereiche der Substratoberfläche beschichtet werden.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei im Falle der Beschichtung mittels zwei Arrays eine Überführung des Substrats vom ersten Beschichtungsbereich des ersten Arrays in den zweiten Beschichtungsbereich des zweiten Arrays erfolgt, unter Beibehaltung der winkligen Ausrichtung des Substrats in einer Ebene, welche parallel zu der Überführungsebene liegt.