DE2739058C3 - Multi-layer mask for sputter mask systems - Google Patents
Multi-layer mask for sputter mask systemsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Maske, insbesondere für beim Plasma-Sprühverfahren verwendete Lochmaskenlysteme, zur Erzeugung von elektrischen Bauelementen ki Schichtverfahren mit einer formgebenden Kante unter Verwendung eines Substrates mit darauf aufliegender Maske.The invention relates to a mask, in particular for shadow mask systems used in the plasma spray process, for the production of electrical components ki layering process with a shaping edge using a substrate with a Mask.
Solche Masken sind bereits bekannt Aus der DE-AS 21 17 199 ist auch bereits ein Verfahren zur Herstellung geätzter Muster in dünnen Schichten mit Hilfe von Atzungen durch Ionenbeschuß mittels Kathodenzerstäubung unter Verwendung einer Ätzmaske bekannt bei der der Ätzmaske ein definiertes Kantenprofil gegeben wird und bei dem die Ätzmaske und die zu Itzende Schicht mit einem definierten Ätzratenverhältnis zwischen 1 : 50 und 50 :1 abgetragen werden. Dort lassen sich bei steilem Anstieg der Seitenflächen verrundete Oberkanten erzeugen. Strukturen mit flachem Anslieg und verrundeter Oberkante sind dort jedoch nicht erzielbar.Such masks are already known from DE-AS 21 17 199 a method for manufacturing Etched patterns in thin layers with the help of etching by ion bombardment using cathode sputtering known using an etching mask in which the etching mask has a defined edge profile is given and in which the etching mask and the layer to be etched with a defined etching rate ratio between 1:50 and 50: 1 can be removed. There you can find a steep rise in the side surfaces Create rounded upper edges. Structures with a flat attachment and rounded upper edge are there but not achievable.
Bekannt ist auch bereits die sogenannte Abhebeiechnik, bei der jedoch zumeist die Oberfläche kegelförmig abgerundet und damit nicht die gewünschte Quer-•chnittsstruklur in Form eines Kegelstumpfes erreicht wird.The so-called lifting technique is already known, where, however, the surface is usually rounded in a conical shape and therefore not the desired cross-sectional structure is achieved in the form of a truncated cone.
Werden in der Dünnschichttechnologie im Schichtverfahren elektrische Bauelemente, die aus mehreren Schichten bestehen, hergestellt, so besteht die Gefahr, daß die zuletzt aufgebrachten Schichten an den Kanten der darunterliegenden Schichten abbrechen. Diese Schichten Werden ftiit zunehmender Strukturdichte immer dünner. Um dieses Abreißen der Kanten zu Unterbinden, ist es bekannt, die darüberliegende Strukturschicht entsprechend dick auszugestalten. Damit wird aufgrund der Zähigkeit der Struktur ein Abbrechen unmöglich gemacht Bei hohen Integrationsgraden der Bauelemente jedoch ist es notwendig, die einzelnen Strukturschichten möglichst dünn zu halten.In thin-film technology, in the layer process, electrical components are made up of several Layers are made, there is a risk that the layers applied last at the edges break off the underlying layers. These layers become with increasing structural density getting thinner. In order to prevent this tearing off of the edges, it is known to use the overlying one Design the structure layer to be correspondingly thick. In order to Breaking off is made impossible due to the toughness of the structure At high degrees of integration of the components, however, it is necessary to keep the individual structural layers as thin as possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Maske der ■> eingangs genannten Art das Auftragen von Schichten möglichst feiner Struktur zu ermöglichen und ein Abbrechen der zuletzt aufgebrachten Schicht an den Kanten der darunterliegenden Schicht zu verhindern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurchThe object of the invention is, in a mask of the ■> To enable the application of layers of the finest possible structure and a type mentioned at the outset To prevent the last applied layer from breaking off at the edges of the layer below. This object is achieved according to the invention
Hi gelöst, daß die formgebende Kante abgestuft aufgebaut ist und eine erste dünne, die Feinheit der zu erzeugenden Struktur bestimmende Stufe aufweist, und daß sich in einem Kantenabstand zu dieser Stufe eine weitere, zweite Stufe mit wesentlich größerer Stärke a.-.schließt wobei zur Einstellung der Kantenschräge der zu erzeugenden Struktur das Verhältnis von Kantenabstand zur Stärke der zweiten Stufe entsprechend variiert wird.Hi solved that the shaping edge built up in stages and has a first thin step which determines the fineness of the structure to be produced, and that at an edge distance to this stage there is a further, second stage with much greater strength a .-. includes the The structure to be produced corresponds to the ratio of edge distance to the thickness of the second stage is varied.
Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Kantenschräge der erzeugten Struktur beliebig zu steuern, so daß die zuerst aufgebrachte Struktur entsprechend den nachfolgenden Strukturen einen flachen Anstieg mit einer verrundeten Oberkante mit planer Oberfläche aufweistThis makes it possible in an advantageous manner to arbitrarily adjust the bevel of the created structure so that the structure applied first corresponds to the following structures has a flat rise with a rounded upper edge with a flat surface
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Stufe a!s Teil einer Strukturmaske und Jie zweite Stufe als Teil einer Stützmaske ausgebildet Die Stützmaske besteht dabei aus hochfestem Glas und die Strukturmaske aus einemIn a particularly advantageous embodiment of the invention, the first stage a! S is part of a Structural mask and the second stage designed as part of a support mask. The support mask consists of this made of high-strength glass and the structure mask from one
>o galvanoplastisch aufzutragenden Metall.> o Metal to be applied by electroplating.
Durch die zweischichtige Maskierung ist eine günstige Trennung der Funktionen der Maske möglich. So erfolgt die Formgebung der Struktur über die Strukturmaske mit ihrer, die Feinheit der zu erzeugen-The two-layer masking enables a favorable separation of the functions of the mask. The structure is shaped using the structure mask with its, the fineness of the
n den Struktur bestimmenden Stufe, deren Dicke der Strukturgröße optimal angepaßt werden kann. Sie ist so dünn, wie es das verwendete Material zuläßt ausgeführt An diese Stufe schließt sich in einem Kantenabstand eine wesentlich stärkere Stufe der c:pentlichen Stützmaske an. Bedingt durch die Winkelverteilung der ankommenden Teilchen werden diese Teilchen nun über die Stärke der Stützmaske in Verbindung mit dem Kantenabstand definiert abgeschattet, so daß sich beim Sputtern durch Variation dieses Verhältnisses zwischenn the structure-determining stage, the thickness of which can be optimally adapted to the structure size. She is as thin as permitted by the material used to run this level a much stronger level of c joins in an edge distance: pentlichen support mask. Due to the angular distribution of the incoming particles, these particles are now shaded in a defined manner via the thickness of the support mask in connection with the edge distance, so that during sputtering, by varying this ratio, between
4ί Stärke der Stützm.t^ke und Kantenabstand ein flacher Anstieg des aufzutragenden Materials mit einer verrundeten Oberkante und planer Oberfläche erzeugen läßt. Die erzeugte Struktur nimmt in diesem Fall im Querschnitt die Form eines Kegelstumpfes an.4ί Strength of the support m. T ^ ke and edge distance a flat Create a rise in the material to be applied with a rounded upper edge and a flat surface leaves. In this case, the structure produced assumes the shape of a truncated cone in cross section.
vs Der stufenförmige Aufbau der Maske ermöglicht es außerdem, die eigentliche Stützmaske aus hochfestem Glas zu erzeugen und auf dieses Glas die Strukturmaske im galvanoplastischen Auftragsverfahren aufzubringen. Die eigentliche Strukturmaske besteht dabei aus Nickel vs The stepped structure of the mask also makes it possible to produce the actual support mask from high-strength glass and to apply the structure mask to this glass using the electroforming application process. The actual structure mask consists of nickel
Ά oder Kupfer oder einem anderen entsprechenden Metall. Ά or copper or another corresponding metal.
Da bei einer derartig aufgebauten Maske die Stützung der Maske durch das Glas übernommen wird, wird ein besonders planes Anliegen der Maske auf dem Substrat erreicht und damit ein Abheben der Maske beim Erhitzen oder ein Verwerfen Vermieden.Since with a mask constructed in this way, the support of the mask is taken over by the glass, a particularly planar contact of the mask on the substrate is achieved and thus the mask is lifted off when heating or avoiding discarding.
Eiti.e Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt üfld im folgenden beispielsweise näher beschriebeil.Eiti.e embodiment of the invention is in Drawing shown üfld in the following, for example, part of the description.
Di« Figur zeigt ein Schnittbild einer zweitägigen galvanoplastischcn Nickelmaske mit aufwachsender Struktur. Die in der Figur dargestellte Maske für beim Pläsiiia^Sprühvcrfahrcn verwendete Lochmaskensyste^The figure shows a sectional view of a two-day Electroplating nickel mask with a growing structure. The mask shown in the figure for at Perforated mask systems used in spraying processes
me, den sogenannten »Sputter-Lochmasken«, zur Erzeugung von elektrischen Bauelementen im Schichtverfahren besteht aus einer eigentlichen Stützmaske 1 aus Glas, die eine Dicke a von ca. 0,14 mm aufweist Auf diese Stützmaske 1 ist im galvanoplastischen Verfahren eine Strukturmaske 2 aus Metall, hier z. B. Nickel, aufgetragen. Diese Strukturmaske weist dabei eine Dicke h von 0,025 mm auf. Eine an dieser Struklurmaske 2 ausgebildete dünne, die Feinheit der zu erzeugenden Struktur bestimmende Stufe 3, dient der eigentlichen Formgebung der Struktur. An diese erste Stufe schließt sich im Kantenabstand c von ca. 0,1 mm eine weitere Stufe 4 der eigentlichen Stützmaske 1 an. Diese Stufe 4 ist gegenüber der Senkrechten um ca. 5° (Winkel d) geneigt und gegenüber der ersten Stufe um ca. 0,1 mm versetzt.me, the so-called "sputtering shadow masks", for the production of electrical components in the layering process consists of an actual support mask 1 made of glass, which has a thickness a of approx. 0.14 mm Metal, here e.g. B. nickel applied. This structure mask has a thickness h of 0.025 mm. A thin step 3 which is formed on this structure mask 2 and which determines the fineness of the structure to be produced is used for the actual shaping of the structure. This first step is followed by a further step 4 of the actual support mask 1 at an edge distance c of approx. 0.1 mm. This step 4 is inclined by approx. 5 ° (angle d) with respect to the vertical and is offset by approx. 0.1 mm with respect to the first step.
Das Verhältnis aus dem Kantenabstand czur Stärke a der zweiten Stufe 4 verursacht beim Sputtern eine definierte Abschattung der aufzutretenden Material teilchen, wodurch sich für die Struktur 5 ein definierter Kantenansüeg cc ergibtThe ratio of the edge distance c to the thickness a of the second stage 4 causes a defined shadowing of the material particles to be encountered during sputtering, which results in a defined edge approach cc for the structure 5
Entsprechend der gewünschten Kantensc?säge λ kann dabei der Kantenabstand zwischen 0,05 und 0,5 mm und die Stärke der Stützmaske zwischen 0,1 und 0,9 mm variiert werden.According to the desired edge saw λ The edge distance can be between 0.05 and 0.5 mm and the thickness of the support mask between 0.1 and 0.9 mm can be varied.
Durch diese Änderung des Verhältnisses zwischen der Stärke der Strukturmaske a und dem Kantenabstand c ist es möglich, die Kantenschräge λ der zu erzeugenden Struktur so zu gestalten, daß sich bei den zuerst aufgebrachten Strukturen ein flacher Anstieg mit einer verrundeten Oberkante, jedoch planer Oberfläche, ergibtBy changing the ratio between the thickness of the structure mask a and the edge distance c , it is possible to design the bevel λ of the structure to be produced in such a way that the structures applied first have a flat rise with a rounded upper edge, but a flat surface
Die wesentlichste Einflußgröße ist bei konstanter, materialbedingter Dicke b der Strukturmaske 2 von 0,015 bis 0,025 mm das Verhältnis von Stärke a der Stützmaske 1 zum Kantenabstand α Der Neigungswinkel d hat durch seinen steilen Winkel von nur 5° einen geringen Einfluß. Der steile Winkel von 5° ist bedingt durch die Herstellung der Stützmaske im fotochemischen Verfahren.The most important influencing variable is constant, material-related thickness b of the structure mask 2 from 0.015 to 0.025 mm, the ratio of thickness a of the support mask 1 to the edge distance α The angle of inclination d has little effect through its steep angle of only 5 °. The steep angle of 5 ° is due to the production of the support mask in a photochemical process.
Die Ausgestaltung der Stützmaske 1 aus Glas gibt der gesamten Maske eine hohe Festigkeit Damit wird ein Verwerfen der Maske oder ein Abheben der Maske von dem hier nicht dargestellten Substrat beim Erhitzen vermieden. Die erzeugte Struktur ist streufeldfrei, so daß damit Strukturen bis ca. 0,02 mm Linienbreite erzeugt werden können. Eine derartige Schärfe der zu erzeugenden Struktur ist notwendig, wenn man integrierte Magnetköpfe herstellen will.The design of the support mask 1 made of glass gives the entire mask a high degree of strength Discarding the mask or lifting the mask from the substrate (not shown here) during heating avoided. The structure produced is free of stray fields, so that structures with a line width of up to approx. 0.02 mm can be generated. Such a sharpness of the structure to be produced is necessary when one wants to manufacture integrated magnetic heads.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772739058 DE2739058C3 (en) | 1977-08-30 | 1977-08-30 | Multi-layer mask for sputter mask systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772739058 DE2739058C3 (en) | 1977-08-30 | 1977-08-30 | Multi-layer mask for sputter mask systems |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2739058B2 DE2739058B2 (en) | 1979-07-26 |
| DE2739058C3 true DE2739058C3 (en) | 1980-04-03 |
Family
ID=6017676
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19772739058 Expired DE2739058C3 (en) | 1977-08-30 | 1977-08-30 | Multi-layer mask for sputter mask systems |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5223108A (en) * | 1991-12-30 | 1993-06-29 | Materials Research Corporation | Extended lifetime collimator |
-
1977
- 1977-08-30 DE DE19772739058 patent/DE2739058C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2739058B2 (en) | 1979-07-26 |
| DE2739058A1 (en) | 1979-03-15 |
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