DE1796274C3 - Masking device for vacuum evaporation systems - Google Patents
Masking device for vacuum evaporation systemsInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Maskiervorrichtung fur Vakuumbedampfungsanlagen, bei der «ine Maske mit ausgesparten Strukturen und ein der Bedampfung mit diesen Strukturen dienendes Substrat mittels eines zwischen Maske und Substrat liegenden Abstandsgebers bei konstantem Abstand voneinander relativ gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.The invention relates to a masking device for vacuum vapor deposition systems, in which a mask is used Recessed structures and a substrate serving for vapor deposition with these structures by means of a Distance sensor lying between the mask and the substrate at a constant distance from one another relative to one another are arranged displaceably.
Aus dem Buch »Physics of Thin Films« von Hass und T hu η. Band 2, 1964, Academic Press, New York and London, Seiten 178 bis 181, ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein auf einem Substrathalter angeordnetes Substrat gegenüber einer feststehenden Maske in Form eines Rostes verschiebbar angeordnet ist, der aus einem mit dünnen Drähten bespannten Rahmen besteht Da der Rost größer als das Substrat ist, erfolgt die räumliche Zuordnung von Maske zur zu bedampfenden Substratoberfläche über das Substrat, den Substrathalter und den Rostrahmen. Diese Zuordnung ist für die Aufd^mpfung feinster Strukturen, bei denen insbesondere minimale Abslände zwischen zu bedampfenden Bereichen gefordert werden, zu ungenau. Außerdem ist die Maske in Form eines Rostes mit hinreichender Präzision technologisch nur mit großem Aufwand realisierbar.From the book "Physics of Thin Films" by Hass and T hu η. Volume 2, 1964, Academic Press, New York and London, pages 178-181, is one device known in which a substrate arranged on a substrate holder opposite a stationary mask is arranged displaceably in the form of a grate, which consists of a frame covered with thin wires Since the grate is larger than the substrate, the spatial assignment of the mask to the vaporising substrate surface over the substrate, the substrate holder and the grate frame. This assignment is for the attenuation of the finest structures, in which especially minimal spaces between areas to be vaporized are demanded too imprecisely. In addition, the mask is in the form of a grate Technologically feasible with sufficient precision only with great effort.
Aus der DT-AS 11 65 700 ist weiter ein Verfahren <«, bekannt, bei dem Halbleiterbauelemente durch Aufdampfen durch eine Maske hindurch hergestellt werden. Um beim Verschieben der Maske die Oberfläche nicht zu verkratzen, ist zwischen dem Halbleiterkörper und der Maske eine weitere, relativ zum Halbleiter- <,s körper feststehende Maske angeordnet, die mit Löchern versehen ist, die die zu bedampfenden Teile des Halbleiterkörners frei lassen.A method is also known from DT-AS 11 65 700 in which semiconductor components are produced by vapor deposition through a mask. In order not to scratch the surface during displacement of the mask is a further that the blank between the semiconductor body and the mask relative to the semiconductor <arranged s body fixed mask which is provided with holes to be vapor-deposited portions of the semiconductor Korner free.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maskiervorrichtung zu realisieren, die eine genaue Zuordnung von Maske zu Substrat ermöglicht, die nur eine Maske erferdert und bei der die Reibung bei Verschiebung klein istThe invention specified in claim 1 is based on the object of a masking device to realize, which enables an exact assignment of mask to substrate, which only requires a mask and where the friction on displacement is small
Für die praktische Ausführung des Erfindungsgegenstundes ist es vorteilhaft, wenn die Maske galvanoplastisch hergestellt ist Unter der Bezeichnung Galvanoplastik ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Maske durch elektrolytisches Abscheiden beispielsweise in einem Nickelbad hergestellt wird. Diese ist zur mechanischen Stützung vorteilhaft auf der vom Substrat abgewendeten Seite im Bereich außerhalb der ausgesparten Strukturen in bekannter Weise galvanoplastisch verstärkt For the practical implementation of the subject matter of the invention it is advantageous if the mask is manufactured by electroplating, under the name of electroplating a method is known in which the mask by electrodeposition, for example is made in a nickel bath. This is advantageous for mechanical support on the from The side facing away from the substrate is reinforced by electroplating in a known manner in the area outside the recessed structures
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Abstandsgeber an der Maske substratseitig eine zweite galvanoplastische Verstärkung vorgesehen ist Diese Verstärkung beträgt vorteilhaft 15 bis 50 μ.Γη. Die Verstärkung darf nur so dick sein, daß noch keine störende Streuung des Bedampfungsmaterials an den Strukturkanten auftritt.There is an advantageous embodiment of the invention in that a second galvanoplastic reinforcement is provided as a spacer on the mask on the substrate side This gain is advantageously 15 to 50 μ.Γη. The reinforcement can only be so thick that no disturbing scattering of the vaporization material occurs at the structure edges.
Neben galvanoplastisch hergestellten Masken sind auch andersartig gefertigte Masken in der erfindungsgemäPen Maskiervorrichtung verwendbar.In addition to masks produced by electrodeposition, masks produced in a different manner are also included in the invention Masking device can be used.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Maskiervorrichtung als ein Element in einem Maskenwechsler verwendet werden. Ein Maskenwechsler besteht beispielsweise aus einer Scheibe, deren Segmente verschiedene Masken als Elemente enthalten, die durch Drehung der Scheibe wahlweise dem Substrat zugeordnet werden können. Bei einer derartigen Einrichtung sind die erzielbaren Justiergenauigkeiten unbefriedigend. Durch die Einfügung der erfindungsgemäßen Maskiervorrichtung mit einer Maske für die Feinstrukturen als ein Segment der Scheibe ist für diese Feinstrukturen die erforderliche Justiergenauigkeit gegeben. In a further development of the invention, the masking device can be used as an element in a mask changer be used. A mask changer consists, for example, of a disk, the segments of which are different Masks contain as elements that are optionally assigned to the substrate by rotating the disk can be. With such a device, the adjustment accuracies that can be achieved are unsatisfactory. By inserting the masking device according to the invention with a mask for the fine structures As a segment of the disk, the necessary adjustment accuracy is given for these fine structures.
Anhand eines Ausfuhrungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße galvanoplastische Maske 1 und ein durchsichtig dargestelltes Substrat 2. Bei der Herstellung der Maske 1 wird von einem Molybdänblech ausgegangen, daß mit einem Photolack bedeckt ist. Dieser Photolack wird in der Weise belichtet, daß die Bereiche der künftigen Aussparungen 4, S und 6 unbelichtet bleiben. Nach dem Entfernen der unbelichteten Lackbereiche wird der Photolack ausgehärtet. Das so vorbereitete Molybdänblech wird zum elektrolytischen Abscheiden von Nickel in ein Nickelbad eingetaucht, wobei das Molybdänblech als Kathode dient. Der Photolack bildet die Begrenzung für das Aufwachsen des Nickels der Schicht 3. Nach dem Ablösen dieser Schicht 3 vom Molybdänblech wird die Nickelschicht 3 in einem gemeinsamen oder in getrennten Verfahrensschritten der beschriebenen Art mit einer Verstärkungsschicht 7 auf der dem Substrat abgewandten Seite und Abstandsgebern 8 auf der gegenüberliegenden Seite versehen. Auf diesen Abstandsgebern 8 ruht bzw. gleitet das Substrat 2. Zwischen der Schicht 3, der Maske 1 und dem Substrat 2 beträgt der Abstand beispielsweise 15 |xm, so daß sich ein aus der Richtung 9 kommendes Bedampfungsmaterial auf dem Substrat 2 beispielsweise in Bereichen 4', 5' niederschlägt, die den Aussparungen 4, 5 entsprechen.The figure shows a galvanoplastic mask 1 according to the invention and a transparent one Substrate 2. In the manufacture of the mask 1, a molybdenum sheet is assumed that with a Photoresist is covered. This photoresist is exposed in such a way that the areas of the future cutouts 4, S and 6 remain unexposed. After removing the unexposed areas of the lacquer, the Cured photoresist. The molybdenum sheet prepared in this way is used for the electrolytic deposition of Nickel immersed in a nickel bath with the molybdenum sheet serving as the cathode. The photoresist forms the limit for the growth of the nickel of the layer 3. After this layer 3 has been detached from the Molybdenum sheet is the nickel layer 3 in a common or in separate process steps of the type described with a reinforcement layer 7 on the side facing away from the substrate and spacers 8 on the opposite side. The rests or slides on these distance sensors 8 Substrate 2. The distance between the layer 3, the mask 1 and the substrate 2 is for example 15 | xm, so that a Deposition of vapor deposition material on the substrate 2, for example in areas 4 ', 5' which form the recesses 4, 5 correspond.
Wird das Substrat 2 in Richtung des Pfeiles 10 mittels eines an sich bekannten Antriebs während desIf the substrate 2 is in the direction of arrow 10 by means of a drive known per se during the
Bedampfungsvorganges oder zwischen wenigstens zwei Bedampfungsvorgängen verschoben, >o werden die durcli die Aussparungen 4 und 5 bedampften Bereiche 4', 5' des Substrats 2 breiter und der Abstand zwischen ihnen schmäler, so daß extrem kleine Abstände zwischen den aufgedampften Bereichen erreichbar sind. Durch die Abstandsgeber 8 werden bereits aufgedampfte Strukturen bei einer Maskenverschiebung vor Beschädigung geschütztSteaming process or between at least two Vaporization processes are postponed,> o the by the recesses 4 and 5 vapor-deposited areas 4 ', 5' of the substrate 2 wider and the distance between narrow them so that extremely small distances between the vapor-deposited areas can be achieved. With the distance sensor 8, structures that have already been vapor-deposited are present when the mask is shifted Damage protected
Derartig feine Strukturen sind beispielsweise bei der Herstellung von Feldeffekt-Transistoren erforderlich.Such fine structures are required, for example, in the manufacture of field effect transistors.
Durch eine Verschiebung in Richtung des Pfeiles 10 lassen sich mit wenigen Aussparungen in mehreren Bedampfungsschritten komplizierte bedampfte Strukturen, wie Mäander, auf dem Substrat zusammensetzen. By shifting in the direction of arrow 10, with a few recesses in several Vapor deposition steps assemble complex vapor-deposited structures, such as meanders, on the substrate.
Einer als Feinmaske ausgebildeten Maske 1 können in bekannter Weise eine oder mehrere Grobmasken in Richtung zum Verdampfer vorgeordnet werden.A mask 1 designed as a fine mask can have one or more coarse masks in a known manner upstream in the direction of the evaporator.
Anstelle der beschriebenen galvanoplastischen Maske 1 kann auch eine Bimetallmaske vorgesehen werden, bei der die Schicht 3 aus einem anderen Metall besteht als die Schicht 6 und 8.Instead of the electroformed mask 1 described, a bimetal mask can also be provided in which the layer 3 consists of a different metal than the layers 6 and 8.
Hierzu 1 Blau ZeichnungenFor this 1 blue drawings
Claims (6)
Priority Applications (1)
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| DE19681796274 DE1796274C3 (en) | 1968-09-30 | Masking device for vacuum evaporation systems |
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Publications (3)
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| DE1796274A1 DE1796274A1 (en) | 1972-02-24 |
| DE1796274B2 DE1796274B2 (en) | 1976-11-04 |
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