DE2810316B2 - Process for vapor deposition of a substrate with two superimposed layers - Google Patents
Process for vapor deposition of a substrate with two superimposed layersInfo
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Description
Ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung, wie es insbesondere in der Halbleitertechnik Anwendung findet, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 21 536 bekannt. Dort werden auf das Substrat mehrere Schichten nacheinander aufgebracht, wobei jede Schicht in ihrer Flächenausdehnung etwas kleiner ist als die jeweils vorher erzeugte, darunter liegende Schicht. Der Grund für diese Größenunterschiede besteht darin, zu verhindern, daß die Schichten während der verschiedenen Nachbehandlungen, die im Anschluß an die Verdrahtung bzw. Leiterebenenbildung durchgeführt werden, beispielsweise Reinigungsbehandlungen mit Ultraschall, abgestreift werden.A method of the type specified in the preamble of claim 1, as it is in particular in the semiconductor technology is used, is known from the German Offenlegungsschrift 15 21 536. there several layers are applied one after the other to the substrate, each layer in terms of its surface area is slightly smaller than the previously created, underlying layer. The reason for this difference in size is to prevent the layers from falling during the various post treatments, which are carried out following the wiring or formation of conductor levels, for example Ultrasonic cleaning treatments.
Bei dem bekannten Verfahren sind sämtliche Einrichtungen stationär. Die Bedampfungsquellen sind als konzentrische Ringe ausgebildet, deren gemeinsame Achse mit der mittleren Achse des Substrats zusammenfällt. In the known method, all devices are stationary. The sources of steam are designed as concentric rings whose common axis coincides with the central axis of the substrate.
Die Herstellung derartiger ringförmiger Verdampfungsquellen ist jedoch vom praktischen Standpunkt kompliziert Auch läßt sich nur schwer gewährleisten, daß über die gesamte Ringfläche jeder Verdampfungsquelle stets eine gleichmäßige Abdampfung des jeweiligen Schichtmaterials erfolgt Ist dies nicht der Fall, so werden die einzelnen Schichten ungleichmäßig. Ferner kommt es bei dem bekannten Verfahren selbst bei sehr genauer Justierung der Anordnung bei κι mindestens einigen Schichten in der Mitte zu einer unerwünschten Erhöhung oder Verringerung der Schichtdicke. Diese Schwierigkeiten werden noch größer, wenn versucht wird, mit dem bekannten Verfahren und der dafür vorgesehenen Anordnung mehrere Substrate gleichzeitig zu bedampfen.The manufacture of such annular evaporation sources, however, is from a practical standpoint complicated It is also difficult to ensure that each evaporation source is over the entire annular surface a uniform evaporation of the respective layer material always takes place. If this is not the case If so, the individual layers become uneven. Furthermore, it occurs with the known method itself with very precise adjustment of the arrangement at κι at least a few layers in the middle to one undesired increase or decrease in the layer thickness. These difficulties are still to come larger when attempted with the known method and the arrangement provided for it to vaporize several substrates at the same time.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 26 76 114 ist ferner ein Verfahren bekannt, mit dem sich eine längs einer Kante gestufte Beschichtung, etwa für den oberen Rand von Fahrzeug-Windschutzscheiben, erzeugen läßt. Dabei in wird das stationäre Substrat aus unterschiedlichen Richtungen, insbesondere unter Verwendung mehrerer gleichzeitig arbeitender Bedampfungsquellen, bedampft. Dieses Verfahren und die dabei verwendete Vorrichtung eignen sich jedoch nicht zur Herstellung .'> eines Schichtenaufbaus mit der eingangs erläuterten allseitigen Stufung, wie er in der Halbleitertechnik benötigt wird.From US Pat. No. 26 76 114 there is also a Process known with which a stepped coating along an edge, for example for the upper edge of Vehicle windshields. In this case, the stationary substrate is made up of different Directions, in particular using several simultaneous steaming sources, steamed. However, this method and the device used are not suitable for production . '> of a layer structure with the all-round gradation explained at the beginning, as it is in semiconductor technology is needed.
Aus »Bell Laboratories Record«, 1958, Seiten 364 bis 367 ist es ferner bekannt, zwei getrennte streifenförmige so Schichten mit Hilfe der gleichen Maske nebeneinander auf ein Substrat aufzudampfen. Auch dort wird also nicht der hier in Rede stehende Schichtenaufbau erzeugt.From "Bell Laboratories Record", 1958, pages 364 to 367, it is also known to have two separate strips so to vaporize layers next to one another on a substrate with the help of the same mask. So there too the layer structure under discussion here is not produced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einThe invention is based on the object
j'i Verfahren anzugeben, das mit einer einfach aufgebauten und hinsichtlich der Justierung unkritischen Anordnung übereinander liegende Schichten mit abnehmender Größe aber gleichmäßiger Dicke erzeugt.j'i procedure to indicate that with a simply structured and with regard to the adjustment uncritical arrangement of superimposed layers with decreasing Generated size but uniform thickness.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im in Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs I angegeben. Das danach vorgesehene Verfahren gestattet es. den gewünschten Schichtenaufbau auf einem oder auch auf gleichzeitig mehreren Substraten mit einer unaufwendigen Vorrichtung aufzutragen.The inventive solution to this problem is given in the characterizing part of claim I. The procedure provided thereafter allows it. the desired layer structure on one or on to apply several substrates simultaneously with an inexpensive device.
■ti Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.■ ti Advantageous developments of the invention are in characterized the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert: Es zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings: It shows
F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung ■> <> des Grundprinzips der Erfindung;F i g. 1 is a schematic illustration for explanation <> the basic principle of the invention;
Fig. 2A und 2B einen Ausschnitt von F ι g. 1 in vergrößertem Maßstab;FIGS. 2A and 2B show a detail from FIG. 1 on an enlarged scale;
Fig.3 eine weitere schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung,
r> F i g. 4 einen Querschnitt durch einen Mehrschichtenfilm, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt wurde,3 shows a further schematic illustration to explain the principle of the present invention,
r> F i g. 4 shows a cross section through a multilayer film which was produced using the method according to the invention,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahw) rens, und5 shows a schematic representation of a device for carrying out the method according to the invention, and
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen anderen Mehrschichtenfilm, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.6 is a cross-section through another multilayer film made with the inventive Process was established.
h- Ausführungsbeispiel 1 h - embodiment 1
F i g. I zeigt das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung. Ein Substrat 5 und eine Bedampfungsmaske M sind aneinander befestigt und zusammen an einemF i g. I shows the basic principle of the present invention. A substrate 5 and an evaporation mask M are attached to each other and together on one
drehbaren (nicht dargestellten) Substrathalter angebracht, mit dem sie sich drehen. Die Drehachse O-O'des drehbaren Substrathalters ist dabei der Mittelpunkt der Drehbewegung. Eine erste Bedanipfungsquelle P befindet sich an einer Stelle, die in einem Abstand L von ■> der Drehachse entfernt liegt. Die Lage der zweiten Bedampfungsquelle Q ist so gewählt, daß der Abstand zwischen der Drehachse und der zweiten Bedampfungsquelle Q klriner als der Abstand L und der Abstand zwischen dem Substrathalter und der zweiten Bedampfungsquelle gleich dem Abstand zwischen dem Substrathalter und der ersten 3edampfungsquelle ist (in F i g. 1 ist der Abstand zwischen der Drehachse O-O' und der zweiten Bedampfungsquelle Q(NuIl).mounted rotatable (not shown) substrate holder with which they rotate. The axis of rotation O-O of the rotatable substrate holder is the center of the rotary movement. A first Bedanipfungsquelle P is located at a point which is at a distance L from the axis of rotation. The position of the second evaporation source Q is chosen so that the distance between the axis of rotation and the second evaporation source Q is smaller than the distance L and the distance between the substrate holder and the second evaporation source is equal to the distance between the substrate holder and the first evaporation source (in F i g. 1 is the distance between the axis of rotation OO ' and the second vapor deposition source Q (NuIl).
Die Lagen der Bedampfungsquellen werden in der zuvor beschriebenen Weise gewählt und wenn sich der Substrathalter dreht, wird beispielsweise Chrom von der ersten Bedampfungsquelle P abgedampft. Da der Rand des Musters einer Bedampfungsmaske (mit einer Dicke von etwa 50 bis etwa 100 μηι) abgerundet ist, wie F i g. 2A zeigt, und zwischen der Maske und dem Substrat ein kleiner Zwischenraum (von etwa 10 μΐη) besteht, tritt ein Abschaltungseffekt auf. Die abgedampfte Substanz gelangt nämlich etwas (etwa 5 μηι weit) unter die Maske. Die erste Bedampfungsquelle O :> befindet sich darüberhinaus an einer Stel e, die außerhalb der Drehachse des Substrathalters liegt und das Substrat wird gedreht. Dementsprechend geht die abgedampfte Substanz, beispielsweise Chrom, von der ersten Bedampfungsquelle ^wesentlich weiter unter die w Maske M, wie dies durch die ausgezogene Linie in der Zeichnung dargestellt ist und wird auf dem Substrat S abgeschieden. Diese ausgezogene Linie gibt die größte Musterbreite einer durch Aufdampfen gebildeten Schicht an. Eine auf diese Weise ausgebildete Chrom- η schicht besitzt das Bezugszeichen 2. Um die Abschattungswirkung zu verbessern, kann zwischen dem Substrat und der Maske ein geeignetes Abstandselement 4 angeordnet werden, wie dies in Fig.2B dargestellt ist. toThe positions of the evaporation sources are selected in the manner described above, and when the substrate holder rotates, for example, chromium is evaporated from the first evaporation source P. Since the edge of the pattern of a vapor-deposition mask (with a thickness of about 50 to about 100 μm) is rounded, as shown in FIG. 2A shows, and there is a small gap (of about 10 μm) between the mask and the substrate, a shutdown effect occurs. The vaporized substance gets something (about 5 μm far) under the mask. The first vapor deposition source O:> is also located at a point which lies outside the axis of rotation of the substrate holder and the substrate is rotated. Accordingly, the evaporated substance, for example chromium, goes from the first evaporation source ^ substantially further under the w mask M, as shown by the solid line in the drawing, and is deposited on the substrate S. This solid line indicates the largest pattern width of a layer formed by vapor deposition. A chromium layer formed in this way has the reference symbol 2. In order to improve the shading effect, a suitable spacer element 4 can be arranged between the substrate and the mask, as shown in FIG. 2B. to
Dann wird beispielsweise Gold von der zweiten Bedampfungsquelle Q aufgedampft. Die größte Musterbreite der aufgedampften Goldschicht ist kleiner als die größte Musterbreite der durch Bedampfer, mit der ersten Bedampfungsquelle P ausgebildeten Chrom- -r. schicht und wird in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Eine auf diese Weise ausgebildete Goldschicht ist mit dem Bezugszeichen 3 versehen.Then gold is evaporated from the second evaporation source Q , for example. The largest pattern width of the vapor-deposited gold layer is smaller than the largest pattern width of the chromium -r formed by vapor deposition with the first vapor deposition source P. layer and is indicated in the drawing by a dashed line. A gold layer formed in this way is provided with the reference number 3.
Wenn das Substrat also zusammen mit dem >n Substrathalter gedreht wird, und die Lagen der ersten und zweiten Bedampfungsquelle P und Q in tior zuvor beschriebenen Weise gewählt werden, kann die Musterbreite der durch Bedampfen mit der ersten Bedampfungsquelle P gebildeter. Chromschicht immer ">"> breiter als die Musterbreite der durch Bedampfen mit der zweiten Bedampfungsquelle Q gebildeten Goldschicht gemacht werden.If the substrate is rotated together with the substrate holder, and the positions of the first and second vapor deposition sources P and Q are selected in the manner described above, the pattern width can be that formed by vapor deposition with the first vapor deposition source P. Chromium layer can always be made wider than the pattern width of the gold layer formed by vapor deposition with the second vapor deposition source Q.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die zweite Bedampfungsquelle Q an einer solchen Stelle t> <> angeordnet, daß der Abstand /wischen der /weiten Bedampfungsquelle und dem Substrathalter auf der Drehachse O-O' des Substrathalter gleich dem Abstand zwischen der ersten Bedampfungsquelle Pund dem Substrathalter auf der Drehachse O-O' des <v"> Substrathalters ist. Ersichtlich kann der zuvor beschrie hene Effekt in diesem Falle erhalten werden, wenn der Abstand zwischen der zweiten Bedampfungsquelle Q und der Drehachse O-O'des Substrathalters kleiner als der Abstand L zwischen der ersten Bedampfungsquelle P und der Drehachse O-O' des Substrathalter ist. Der zuvor beschriebene Effekt kann in gleicher Weise auch dann erzielt werden, wenn die Bedingung erfüllt ist, daß die Lage der zweiten Bedampfungsquelle O auf der Drehachse O-O' des Substrathalter unterhalb einem Hinkt R liegt, an dem sich eine Gerade, die die erste Bedampfungsquelle P mit dem von der Bedampfungsquelle P am weitesten entfernten Ende des Substrats S verbindet, und die Drehachse O-O' des Substrathalters schneiden.In the embodiment described above, the second vapor deposition source Q is arranged at such a point t><> that the distance between the / wide vapor deposition source and the substrate holder on the axis of rotation OO 'of the substrate holder is equal to the distance between the first vapor deposition source P and the substrate holder the axis of rotation OO 'is the <v "> substrate holder. Obviously, the above beschrie hene effect can be obtained in this case when the distance between the second vapor deposition source Q and the rotational axis O-O'des substrate holder smaller than the distance L first between the evaporation source P and the rotation axis OO 'of the substrate holder. the above-described effect can also be achieved in the same manner when the condition is satisfied that the position of the second evaporation source O on the rotation axis OO' of the substrate holder is located below a Limp R, on which there is a straight line which is the furthest between the first vaporization source P and that of the vaporization source P. n distant end of the substrate S connects, and intersect the axis of rotation OO 'of the substrate holder.
Die Lagebeziehung zwischen der ersten Bedampfungsquelle P und der zweiten Bedampfungsquelle O soll nachfolgend anhand von F i g. 3 für den allgemeinsten Fall erläutert werden.The positional relationship between the first evaporation source P and the second evaporation source O is to be used below with reference to FIG. 3 will be explained for the most general case.
Die zweite Bedampfungsquelle Q befindet sich innerhalb eines Kegels, der sich ergibt, wenn eine Gerade, die die erste Verdampfungsquelle P mit dem von der ersten Verdampfungsquelle P am weitesten entfernt liegenden Ende F des Substrats S verbindet, gedreht wird, wobei die Drehachse des Substrathalters die Drehachse für die Drehung dieser Geraden ist (die Spitze des Kegels liegt an dem Punkt R, an dem sich die Gerade, die die erste Verdampfungsquelle mit dem der ersten Verdampfungsquelle am weitesten entfernt liegenden Ende des Substrats verbindet, und dis Drehachse O-O' des Substrathalters schneiden). Die erste Bedampfungsquelle P befindet sich außerhalb eines Kegels, der sich ergibt, wenn eine Gerade, die die zweite Bedampfungsquelle Q mit dem der zweiten Bedampfungsquelle O am nächsten liegenden Ende N des Substrats 5 verbindet, gedreht wird, wobei die Drehachse des Substrathalter der Drehmittelpunkt ist. Wenn diese Lagebeziehung zwischen der ersten und /weiten Bedampfungsquelle Pund Qbesteht, kann der zuvor beschriebene Effekt in entsprechender Weise erreicht werden.The second evaporation source Q is located within a cone that results when a straight line connecting the first evaporation source P to the end F of the substrate S which is furthest from the first evaporation source P is rotated, the axis of rotation of the substrate holder being the The axis of rotation for the rotation of this straight line is (the tip of the cone lies at the point R, at which the straight line connecting the first evaporation source with the end of the substrate furthest from the first evaporation source intersects, and the axis of rotation OO 'of the substrate holder ). The first vapor deposition source P is located outside a cone that results when a straight line connecting the second vapor deposition source Q to the end N of the substrate 5 closest to the second vapor deposition source O is rotated, the axis of rotation of the substrate holder being the center of rotation . If this positional relationship exists between the first and / or wide evaporation source P and Q , the above-described effect can be achieved in a corresponding manner.
Ersichtlich kann also ein Zweischichten-Film, der den in F i g. 4 dargestellten Querschnitt aufweist, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet werden, in dem eine einzige Maske und zwei Bedampfungsquellen verwendet werden. Die Behandlung mit einer Flüssigkeit bzw. die Naßbehandlung (beispielsweise Behandlungen mit chemischen Lösungen) muß überhaupt nicht durchgeführt werden, und die Anzahl der Verfahrensschritte kann erheblich reduziert werden. Darüberhinaus wird eine Behandlung, Aufbereitung oder Bereitstellung von Behandlungsflüssigkeiten oder eine Behandlung des Abwassers bzw. des Verbrauchswassers entbehrlich.So it can be seen that a two-layer film that uses the in Fig. 4 has shown cross-section, are formed with the inventive method in which a single mask and two vapor sources can be used. Treatment with a liquid or the wet treatment (for example treatments with chemical solutions) does not have to be at all can be carried out, and the number of process steps can be significantly reduced. Furthermore becomes a treatment, preparation or supply of treatment fluids or a treatment of wastewater or consumption water is dispensable.
Wenn das zuvor beschriebene Prinzip der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann darüberhinaus ein Mehrschichten-Film mit drei oder mehreren Schichten ohne Schwierigkeiten gebildet werden, bei dem die Musterbreite von der untersten zur obersten Schicht hin schrittweise verringert ist. In diesem Falle sind drei oder eine entsprechende Anzahl von Bedampfungsquellen so angeordnet, daß die zuvor beschriebene Lagebeziehung zwischen jeweils zwei benachbarten Verdampfungsquellen besteht.Furthermore, when the above-described principle of the present invention is applied a multilayer film having three or more layers can be formed without difficulty where the pattern width is gradually reduced from the bottom to the top layer. In this case are three or a corresponding number of steaming sources arranged so that the previously described positional relationship exists between two adjacent evaporation sources.
Die lagemäßige Beziehung der Verdampfungsquellen zum Substrat soll nachfolgend anhand spezieller Beispiele beschrieben werden. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei diese Vorrichtung zur Erläuterung dieser spezifischen Ausführungsbeispiele vorgesehen ist.The positional relationship of the evaporation sources to the substrate will be described in more detail below Examples are described. Fig. 5 shows a schematic representation of a device for implementation of the method according to the invention, this device to explain this specific Embodiments is provided.
Ein Substrat 52 wird auf einen drehbaren Substrathalter 51 zusammen mit einer Maske aufgebracht, und das Substrat 52 dreht sich mit einer Drehzahl von 5 bis 45 U/min, um eine Achse /-/' (die die Drehachse darstellt}. Natürlich kann die Aufgabe auch dann gelöst werden, wenn das Substrat 52 schrittweise gedreht wird. Spezielle Bedingungen und Werte für die lagemäßige Anordnung des drehbaren Substrathalters 51, der ersten Bedampl'ungsquelle 53 und der zweiten Bedampfungsquelle 54 sind in Tabelle 1 dargestellt. In dieser Tabelle bedeutet A den Durchmesser des drehbaren Substrathalters 51, B den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Substrate, die sich auf dem Substrathalter am weitesten außen befinden, Cden Abstand zwischen der ersten Bedampiungsquelle 53 und der Drehachse /-/', U den Abstand zwischen der Drehachse /-/' und der zweiten Bedampfungsquelle 54 an einer Stelle, die vom Substrathalter denselben Abstand hat wie die erste Bedampfungsquelle 53, E den Abstand zwischen einer durch die Bedampfungsquellen aufgespannten Ebene und einer durch die Oberfläche des zu bedampfenden Substrats gebildeten Ebene.A substrate 52 is placed on a rotatable substrate holder 51 together with a mask, and the substrate 52 rotates at a speed of 5 to 45 rpm about an axis / - / '(which is the axis of rotation). Of course, the task can also be released when the substrate 52 is rotated step by step. Special conditions and values for the positional arrangement of the rotatable substrate holder 51, the first Sampl'ungsquelle 53 and the second vaporization source 54 are shown in Table 1. In this table, A denotes the diameter of the rotatable substrate holder 51, B the distance between the centers of the substrates that are furthest outward on the substrate holder, C the distance between the first vapor source 53 and the axis of rotation / - / ', U the distance between the axis of rotation / - /' and of the second vapor deposition source 54 at a location which has the same distance from the substrate holder as the first vapor deposition source 53, E the distance between a through d ie vaporization sources spanned plane and a plane formed by the surface of the substrate to be vaporized.
1515th
2020th
J(IJ (I
Beispiel (I) dient hauptsächlich dazu, die Richtungsabhängigkeit bei der Differenz zwischen der Breite eines durch Bedampfen mit der ersten Bedampfungsquelle 53 gebildeten Musters und der Breite eines durch Bedampfen der zweiten Bedampfungsquelle 54 gebildeten Musters zu verringern. Als Durchmesser A für den drehbaren Substrathalter 51 wurden 270 mm, für den Abstand B zwischen den Mittelpunkten der Substrate, die auf dem Substrathalter am weitesten außen angeordnet sind, wurden 204 mm, als Abstand C zwischen der Drehachse /-/' und der ersten Bedampfungsquelle 53 wurden 60 mm, als Abstand D zwischen der Drehachse /-/'und der zweiten Bedampfungsqueile 54 wurden 0 mm (d. h. die zweite Bedampfungsquelie 54 liegt auf der Drehachse /-/'Jl und für den Abstand E zwischen der durch die Bedampfungsquellen aufgespannten Ebene und der Oberfläche des Substrats 52 wurden 160 mm gewählt Wenn sich der drehbare Substrathalter 51 mit einer Drehzahl von 20 U/min. dreht, wird beispielsweise Chrom von der ersten Bedampfungsquelle 53 aufgedampft Danach wird Gold von der zweiten Bedampfungsquelle aufgedampft so daß ein Chrom-Gold-Zweischichten-Film entsteht Das Bedampfen wird ausgeführt, wenn auf dem Substrat eine Molybdän-Bedampfungsmaske fest aufliegt die Durchbrechungen mit einem vorgegebenen Muster aufweist Dabei ergibt sich ein aufgedampfter Mehrschichten-Film mit dem in Fig.4 dargestellten Querschnitt Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist das größere Muster 2 auf dem Substrat 1 eine Chromschicht und das kleinere Muster 3 das auf dem Muster 2 ausgebildet ist ist eine Goldschicht Wie F i g. 4 zeigt, kann der Unterschied der Musterbreite zwischer dem Chrom- und dem Goldmuster gemäß dieserr Ausführungsbeispiel 1 sowohl auf der linken als auch aul der rechten Seite verringert werden, und das Goldmu ster kann so ausgebildet sein, daß es sich vollständig innerhalb des Chrommusters befindet.Example (I) is mainly used to reduce the direction dependency in the difference between the width of a pattern formed by vapor deposition with the first vapor deposition source 53 and the width of a pattern formed by vapor deposition with the second vapor deposition source 54. The diameter A for the rotatable substrate holder 51 was 270 mm, the distance B between the centers of the substrates which are arranged furthest outside on the substrate holder was 204 mm, and the distance C between the axis of rotation / - / 'and the first vapor deposition source 53 became 60 mm, the distance D between the axis of rotation / - / 'and the second vapor source 54 became 0 mm (i.e. the second vapor source 54 lies on the axis of rotation / - /' Jl and the distance E between the plane spanned by the vapor sources and the surface of the substrate 52 were chosen to be 160 mm - Two-layer film is produced. The vapor deposition is carried out when a molybdenum vapor mask rests firmly on the substrate This results in a vapor-deposited multilayer film with the cross section shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 4, the larger pattern 2 on the substrate 1 is a chrome layer and the smaller pattern 3 which is formed on the pattern 2 is a gold layer, as shown in FIG. 4 shows, according to this Embodiment 1, the difference in pattern width between the chrome and gold patterns on both the left and right sides can be reduced, and the gold pattern can be made to be entirely within the chrome pattern.
Bei dem Ausführungsbeispiei II wird die Maskenbe dampfung in derselben Weise wie beim Ausführungsbei spiel 1 ausgeführt, lediglich mit dem Unterschied, daO die Abmessungen des Gerätes in der in Tab. 1 dargestellten Weise geändert sind. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Dicke einei durch Bedampfen mit der ersten Bedampfungsquelle 5: gebildeten Schicht (das ist in diesem Ausführungsbeispiei die Chrcmschicht) sehr gleichmäßig ausgebildet werden kann.In the embodiment II, the masking is damped in the same way as in the embodiment Game 1 executed, with the only difference that the dimensions of the device in the table in Tab. 1 are changed. This embodiment is characterized in that the thickness is one layer formed by vapor deposition with the first vapor deposition source 5: (that is in this exemplary embodiment the Chrcmschicht) can be formed very evenly.
Beim Ausführungsbeispiel III wird die Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Dicke der sich ergebenden Schicht insbesondere dadurch verbessert, daß die in Tabelle 1 angegebenen Abmessungen gewählt werden. Die Dickenschwankungen der durch Bedampfen mit der ersten Bedampfungsquelle 53 gebildeten Schicht sind se klein, daß sie praktisch vernachlässigt werden können und die Dickenverteilung der durch Bedampfen mit der zweiten Bedampfungsquelle 54 gebildeten Schicht wird so verbessert, daß das Verhältnis zwischen der größter Dicke und der kleinsten Dicke kleiner als 1,5 wird.In Embodiment III, the uniformity in terms of the thickness of the resulting layer becomes especially improved by the fact that the dimensions given in Table 1 are selected. the Thickness fluctuations of the layer formed by vapor deposition with the first vapor deposition source 53 are se small that they can be practically neglected and the thickness distribution by vapor deposition with the second evaporation source 54 formed layer is improved so that the ratio between the largest Thickness and the smallest thickness is less than 1.5.
Wenn bei der vorliegenden Erfindung zwei Bedampfungsquellen in derselben waagrechten Ebene liegen wie dies in F i g. 5 dargestellt ist, kann die gestellte Aufgabe gemäß dem Grundprinzip der vorliegender Erfindung erreicht werden, wenn nur die Forderung C> D erfüllt ist. Vom Standpunkt des Praktikers aus und aus Gründen der Sicherheit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch vorzuziehen, die jeweiliger Abstände A bis E in der nachfolgend angegebenen Weise zu wählen.If, in the present invention, two vaporization sources are in the same horizontal plane as in FIG. 5, the object can be achieved according to the basic principle of the present invention if only the requirement C> D is met. However, from the point of view of the practitioner and for reasons of safety in the method of the present invention, it is preferable to choose the respective distances A to E in the following manner.
Die Abstände A, B, C und E sind durch die Abmessungen des Vakuumgerätes begrenzt, und wenn die jeweiligen Abstände in den Bereichen gewählt werden, die die Forderung der vorliegenden Erfindung erfüllen, ist es schwierig, die Größe E unter den Wert 0,2 B zu verringern, und zwar wegen der Beschränkungen hinsichtlich der Dickenverteilung und der Gerätemechanismen, beispielsweise des Verschlußmechanismus und wegen der Überwachung- bzw. Steuerung beim Aufdampfen des Filmes. Darüberhinaus bereitet es Schwierigkeiten, die Größe £ größer als 5 S zu machen, weil die Musterbreitendifferenz zwischen den beiden Schichten begrenzt ist. Die Größe E wird also in dem nachfolgend angegebenen Bereich gewählt:The distances A, B, C and E are limited by the dimensions of the vacuum device, and when the respective distances are chosen in the areas that meet the requirement of the present invention, it is difficult, size E below the value of 0.2 B because of the restrictions on the thickness distribution and the device mechanisms, for example the shutter mechanism and because of the monitoring or control of the vapor deposition of the film. In addition, it is difficult to make the size £ larger than 5S because the pattern width difference between the two layers is limited. The size E is therefore chosen in the range given below:
£ = 0,2Bbis5B£ = 0.2B to 5B
Der Wirkungsgrad wird verringert bzw. die zufriedenstellende Wirkungsweise bei der Durchführung des Verfahrens wird eingeschränkt, wenn die erste Bedampfungsquelle sehr weit außerhalb des Substrathalters angeordnet ist Aus diesem Grunde, und wegen der Steuerung bzw. Überwachung beim Aufdampfen der Schicht ist es schwierig, die Größe Cgrößer als 1,5 B zu wählen. Im Hinblick auf die Musterbreitendifferenz beträgt der kleinste Wert der Differenz zwischen Cund D (C-D) 20 mm, und wenn der Fall D=O in Betracht gezogen wird, wird die Größe C innerhalb des nachfolgend angegebenen Bereichs gewählt:The efficiency is reduced or the satisfactory mode of operation when carrying out the method is restricted if the first vapor deposition source is arranged very far outside the substrate holder to be selected as 1.5 B. With regard to the pattern width difference, the smallest value of the difference between C and D (CD) is 20 mm, and taking the case D = O into account, the size C is chosen within the range given below:
C = 20 mm bis l,5ß.C = 20 mm to 1.5 [deg.].
Die Größe D sollte natürlich durch die zuvor erwähnte Größe Cbegrenzt sein und wird innerhalb des nachfolgend angegebenen Bereichs gewählt:The size D should of course be limited by the aforementioned size C and is chosen within the range given below:
D =0mm bis (1,5B-20 mm). D = 0mm to (1.5 B- 20 mm).
Wenn der Abstand zwischen der zweiten Bedampfungsquelle 54 und der Oberfläche des Substrats 52 sich vom Abstand zwischen der ersten Bedampfungsquelle 53 und der Oberfläche des Substrats 52 unterscheidet, wird die Größe Dinnerhalb des nachfolgend angegebenen Bereichs gewählt:When the distance between the second evaporation source 54 and the surface of the substrate 52 increases differs from the distance between the first vapor deposition source 53 and the surface of the substrate 52, the size of the dinner will be less than the following Area chosen:
D=O mm bis ·(!,5ö 20 mm|D = 0 mm to · (!, 5ö 20 mm |
Eiegg
hierbei ist E' der Abstand zwischen der zweiten Bedampfungsquelle 54 und der Oberfläche des Substrats 52.in this case, E ′ is the distance between the second vapor deposition source 54 and the surface of the substrate 52.
In diesem Falle ist es jedoch erforderlich, daß die zweite Bedampfungsquelle unterhalb des Punktes R angeordnet ist, an dem sich die Gerade, die die erste Bedampfungsquelle 53 mit dem von der ersten Bedampfungsquelle 53 am weitesten entfernt liegenden Ende des Substrats 52 verbindet, mit der Drehachse /-/' des Substrathalters 51 schneidet. In diesem Falle ist der größte Wert von fetwa 10 B. In this case, however, it is necessary that the second vapor deposition source is arranged below the point R at which the straight line connecting the first vapor deposition source 53 to the end of the substrate 52 furthest from the first vapor deposition source 53 joins the axis of rotation / - / 'of the substrate holder 51 cuts. In this case the largest value of about 10 is B.
Die jeweiligen Abstände werden innerhalb der zuvor angegebenen Bereiche gewählt.The respective distances are chosen within the ranges given above.
Bei den zuvor beschriebenen Beispielen I und III werden die Größen C und A in optimalen Bereichen gewählt, wobei Ämit 204 mm und Emit 160 mm gewählt werden. In diesem Falle liegt die Größe Cinnerhalb des Bereiches von etwa 0,3 B bis etwa 0,5 B und die G röße D liegt innerhalb des Bereiches von 0 mm bis 0,3 B. Diese optimalen Bereiche werden in Abhängigkeit von Faktoren festgelegt, beispielsweise in Abhängigkeit von der Steuerung oder Kontrolle beim Aufbringen der Schicht, und/oder dem Unterschied der Musterbreite zwischen der ersten aufgedampften Schicht und der zweiten aufgedampften Schicht.In the above-described Examples I and III, the sizes C and A are selected in optimal ranges, with A with 204 mm and Em with 160 mm being selected. In this case, the size C is within the range of about 0.3 B to about 0.5 B, and the size D is within the range of 0 mm to 0.3 B. These optimal ranges are determined depending on factors, for example depending on the control or monitoring during application of the layer, and / or the difference in the pattern width between the first vapor-deposited layer and the second vapor-deposited layer.
Die Drehzahl des sich drehenden Substrathalters wird in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke der aufgedampften Schicht und der Aufdampfgeschwindigkeit gewählt. Im Hinblick auf eine gleichförmige Schichtdicke sollte das Substrat wenigstens fünfmal gedreht werden. Um eine gute Gleichförmigkeit der Schichtdicke zu erhalten, sollte der Substrathalter jedoch wenigstens zehnmal gedreht werden bzw. zehn Umdrehungen ausführen. Insbesondere wenn es sich bei dem Substrathalter um einen Planetendrehhalter ) handelt, ist es im Hinblick auf eine gleichförmige Schichtdicke an den Kantenbereichen des Musters und im Hinblick auf die Musterdifferenz bei dem Zweischichtenfilm unbedingt erforderlich, den Substrathalter wenigstens zehnmal zu drehen.The speed of rotation of the rotating substrate holder will depend on the desired thickness of the vapor deposited layer and the vapor deposition rate selected. In terms of uniform Layer thickness, the substrate should be rotated at least five times. To ensure good uniformity of the However, to maintain the layer thickness, the substrate holder should be rotated at least ten times or ten times Execute revolutions. In particular if the substrate holder is a planetary rotary holder ), it is with a view to a uniform layer thickness at the edge areas of the pattern and In view of the pattern difference in the two-layer film, an essential requirement is the substrate holder to turn at least ten times.
κι Aus der vorausgegangenen Beschreibung wird deutlich, daß eine Schicht oder ein Film mit mehreren Schichten übereinander, bei denen die Breite des unteren Schichtmusters größer als die Breite des oberen Schichtmusters ist, erfindungsgemäß mit einem einzigenκι from the previous description becomes clearly that a layer or a film with several layers on top of each other, in which the width of the lower layer pattern is greater than the width of the upper layer pattern, according to the invention with a single
ι j Verfahrensschritt (einem Maskenbedampfungs-Verfahrensschritt) erzeugt werden kann, wodurch sich die Zahl der Verfahrensschritte verringert. Da darüberhinaus keine Behandlungslösung verwendet wird, sind Behandlungslösungen oder eine Behandlung mit Spülwasserι j process step (a mask vapor deposition process step) can be generated, whereby the number of process steps is reduced. Since beyond that Treatment solutions or rinse water treatment are not used
2(i bzw. eine Aufbereitung des zum Spülen verwendeten Wassers nicht erforderlich. Das gesamte Vakuumbedampfungsverfahren kann also wesentlich vereinfacht werden.2 (i or a preparation of the used for rinsing Water not required. The entire vacuum evaporation process can thus be simplified considerably will.
,5 Ausführungsbeispiel 2, 5 embodiment 2
Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 handelt es sich um den Fall, bei dem die Musterbreite der unteren Schicht größer als die Muslerbreite der oberen Schicht sein sollte, wie dies bei Cr-Au-,In Embodiment 1 described above, it is the case where the pattern width the lower layer should be larger than the Musler width of the upper layer, as is the case with Cr-Au-,
jo NiCr-Au- und Cr-Cu-Leitermustern der Fall ist. Es ist jedoch manchmal erforderlich, daß die Musterbreite der oberen Schicht größer als die Musterbreite der unteren Schicht ist. Beispielsweise ist dies dann der Fall, wenn ein Leiter oder ein Fotoleiter 2 zuerst auf einemjo NiCr-Au and Cr-Cu conductor patterns is the case. It is however, it is sometimes required that the pattern width of the upper layer be larger than the pattern width of the lower Shift is. For example, this is the case when a conductor or a photoconductor 2 first on one
ji Substrat 5 (beispielsweise auf Glas oder Silizium) ausgebildet wird und eine Schutz- oder Isolierschicht 3 dann über die gesamte Fläche aufgebracht wird, wie dies Fig. 6 zeigt. Die vorliegende Erfindung kann auch zur Herstellung von derartigen Mehrschichtenfilmen herangezogen werden. Oder genauer ausgedrückt kann eine Struktur, wie sie beispielsweise in F i g. 6 dargestellt ist, bei Durchführung lediglich einer Maskenbedampfung erhalten werden wenn die Reihenfolge der Bedampfung mit der ersten und zweiten Bedampfungsquelleji substrate 5 (for example on glass or silicon) is formed and a protective or insulating layer 3 is then applied over the entire surface as this Fig. 6 shows. The present invention can also be used in the production of such multilayer films will. Or, to put it more precisely, a structure as shown, for example, in FIG. 6 is shown, when performing only one mask vapor deposition can be obtained if the order of the vapor deposition with the first and second evaporation source
αϊ gegenüber der Reihenfolge bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 umgekehrt wird. αϊ compared to the order in the above-described embodiment 1 is reversed.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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