DE2903872C2

DE2903872C2 - Verfahren zur Ausbildung von Mustern mittels Maskenbedampfungstechnik

Info

Publication number: DE2903872C2
Application number: DE2903872A
Authority: DE
Inventors: Eiichi Kodaira Tokyo Maruyama; Haruo Tokyo Matsumaru; Toshio Nakano; Akira Sasano; Ken Hachioji Tokyo Tsutsui
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1983-09-29
Also published as: FR2416500A1; JPS5625790B2; DE2903872A1; NL7900828A; JPS54103552A; GB2015036A; US4273812A; CA1111144A; GB2015036B; FR2416500B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung von Mustern mittels Maskenbedampfungstechnik, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher angegeben ist. Dabei soll dieses Verfahren insbesondere zur Herstellung von integrierten Schaltungen, Dünnfilmschaltungen, Dickfilmschaltungen und integrierten Hybridschaltungen, bei denen die zuvorgenannten Schaltungen kombiniert werden, verwendet werden. se

Maskenbedampfungsverfahren, bei denen die Bedampfung durch eine Maske erfolgt, werden üblicherweise zur Herstellung relativ einfacher Konfigurationen oder Muster, beispielsweise quadratischer Muster, nahezu quadratischer oder rechteckiger Muster, kreisförmlger Muster usw., verwendet.

Es ist jedoch durch bloßes Anwenden des Maskenbedampfungsverfahrens nicht möglich, komplizierte Konfigurationen und Muster zu erhalten, wie sie nachfolgend noch angegeben werden. Um diese komplizierten Muster bis jetzt herstellen zu können, war es erforderlich, mehrere Bedampfungsvorgänge auszuführen oder eine Kombination aus Bedampfungs- und Photoätzverfahren anzuwenden, wobei zunächst eine gleichförmig dicke Schicht durch den Bedampfungsvor- ^ gang gebildet wurde und dann die Schicht durch Photoätzen bearbeitet wurde, um das gewünschte Muster zu erhalten.

Derartige komplizierte Muster sind beispielsweise:

1. Ein rechteckiges Muster mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von mehreren 10 :1 (das nachfolgend als »Linie« bezeichnet wird). Insbesondere ein Muster, bei dem mehrere Linien, die 1 mm schmal oder schmaler sind, sehr nahe nebeneinander verlaufen (ein Beispiel eines solchen Musters ist in F i g. 1 a dargestellt).

2. Ein Muster, das eine geschlossene Schleife bildet, beispielsweise ein Ringmuster, wie es etwa in den F i g. 1 b und 1 c dargestellt ist

3. Ein Muster, das beinahe, jedoch nicht vollständig einen geschlossenen Kreis oder eine geschlossene Schleife bildet, beispielsweise ein haarnadelförmiges Muster, wie es etwa in F i g. 1 d dargestellt ist

Normalerweise wird als Maske eine 50 μίτι bis 1 mm dicke Platte aus Molybdän, Edelstahl ode^r einem entsprechenden Material verwendet Bei dem in F i g. 1 dargestellten Muster ist es möglich, die mechanische Steifigkeit der Maske dadurch zu erhöhen, daß die Maske dicker gemacht wird. Es ist jedoch nicht möglich, den Abstand zwischen benachbarten Mustern oder die Musterbreite für eine gegebene Maskendicke aus Gründen, die die Maskenbearbeitung betrifft, klein zu halten. Bei den zuvor angegebenen komplizierten Mustern ist es daher nicht mehr möglich, die Maske als Ganzes herzustellen, da der erforderliche Musterabstand und die Musterbreite klein ist Aus diesem Grunde wurde das Bedampfungsverfahren nur bei der Herstellung relativ einfacher Muster angewandt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mustern aus einem Material anzugeben, das die Herstellung derartiger Muster ermöglicht, die mit dem herkömmlichen Bedampfungsverfahren nicht hergestellt werden könnten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1 angegebenen Verfahren,selöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüciien angegeben.

Die folgenden Verfahrensschritte und Techniken werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt.

1. Wenn das Muster eine solche Form hat, daß sich die Maske nicht durch das Maskenmaterial allein selbst tragen kann, wird das Muster in der Maske durch schmale Brücken, die an gewünschten Stellen des Musters ausgebildet sind, in Sektionen unterteilt.

2. Das Muster in der Maske weist also Brücken auf, die das auf dem Substrat auszubildende Muster in Sektionen unterteilt. Daher ist es erforderlich, auch die Teile des Musters, die hinter den Brücken liegen, zu bedampfen bzw. der Bedampfungsquelle auszusetzen. Um dies zu erreichen, wird die Maske etwas über der Oberfläche des Substrats bzw. in einem geringen Abstand von der Oberfläche des Substrats angeordnet. Dies wird mittels Abstandshaltern, die 50 bis 150 μηι dick sind, erreicht.

3. Das Substrat und die Bedampfungsquelle werden weiterhin in einer vorgegebenen Lage zueinander angeordnet, derart, daß die verdampfte Substanz von beiden Seiten der jeweiligen Brücke zu den Bereichen des Musters hinter den Brücken gelangt. Während des Bedampfungsvorgangs kann sich der Substrathalter kontinuierlich oder schrittweise drehen, oder er kann auch in seiner Laee festliegen.

Im letzteren Falle müssen jedoch wenigstens zwei Bedampfungsquellen verwendet werden.

Die zuvor erwähnte lagemäßige Beziehung zwischen dem Substrat und der Bedampfungsquelle ist folgende.

Die Bedampfungsquellen sind bezüglich der Substratoberfläche so angeordnet, daß die Verlängerungen der Linien oder Geraden zwischen den Bedampfungsquellen und den Kanten der Brücke einander in einem Punkt schneiden, der sich auf der Oberfläche des Substrats oder in dem Zwischenraum hinter der Brücke bzw. zwischen Maske und Substrat befindet.

Ein zufriedenstellendes gutes Ergebnis kann mit nur einer Bedampfungsquelle erzielt werden, wenn das Substrat während des Bedampfungsvorgangs gedreht wird. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch auch möglich, auch dann mehrere Bedampfungsquellen zu verwenden, wenn das Substrat gedreht wird.

Wenn der Bedampfungsvorgang mit nur einer Bedampfungsquelle bei sich drehendem Substrat durchgeführt wird, kann man sich eine imaginär»; Bedarapfungsquelle denken, die an einer Stelle liegt, welche zur wirklichen Bedampfungsquelle bezüglich der Drehachse symmetrisch liegt Dann ist die zuvor genannte Forderung durch diese beiden Bedampfungsquellen, d. h. durch eine wirkliche und eine imaginäre Bedampfungsquelle gut erfüllt.

Wenn mehrere Bedampfungsquellen verwendet werden, ist es natürlich vorteilhaft, sie auf einer Geraden bzw. linear anzuordnen. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Linien oder Geraden, die die beiden Maskenausschnitte an beiden Seiten der jeweiligen Brücken verbinden, im wesentlichen parallel zueinander liegen. Die größte zulässige Winkelabweichung dieser Linien oder Geraden beträgt etwa 30", um noch eine annehmbare Wirkung zu erreichen. Jedoch hängt dieser Winkel auch von der Form des Musters ab. Wenn also mehrere Bedampfungsquellen verwendet werden, ist es vorteilhaft, j^enn die Gerade oder die Geraden, auf der bzw. auf denen die Bedampfungsquellen angeordnet ist bzw. sind, und die Geraden, die die beiden Maskenausschnitte an beiden Seiten der jeweiligen Brücken verbinden, im wesentlichen parallel zueinander liegen, oder wenn dies nicht der Fall ist, diese Geraden sich in einem Winkel schneiden, der kleiner ils etwa 30° ist. Die Bedampfung der Bereiche des Musters hinter den Brücken wird gestört bzw. ist nicht zufriedenstellend, wenn der Schnittwinkel größer als 30° ist. Eine lagemäßige Beziehung entsprechend der zuvor beschriebcnen ist auch bei einem Bedampfungsvorgang erforderlich, bei dem sich das Substrat dreht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. la, Ib, Ic und ld Muster in Aufsicht, die mit dem herkömmlichen Bedampfungsverfahren durch eine Maske hindurch nicht hergestellt werden können,

Fig. 2 eine Maske in Aufsicht, die zur Herstellung eines Musters mit einer geschlossenen Linie vorgesehen ist,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Maske entlang der in Fig.2 eingezeichneten Schnittlinie A-A, sowie eine Bedampfungsquelle,

Fig.4einen Halter,

F i g. 5 eine schematische Anordnung zur Erläuterung des erfindungsgemätoen Musterherstellungsverfahrens,

Fig.6 die Zunahmr bzw. das Inkrement der Musterbreile in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Bedampfungsquelle und der Drehachse des Substrats,

F i g. 7 eine schematische Anordnung zur Erläuterung des erfinoüngsgemäßen Bedampfungsverfahrens zur Herstellung einer Verbindungsleitung, die einen Aufbau mit zwei Schichten aufweist,

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Bedampfungsquelle,

Fig.9a, 9b und 9c Beispiele für Masken mit unterschiedlichen Mustern in Aufsicht,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Substrataufbaus einer Einröhrenfarbkamera, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird,

F i g. 11 die Auftrefffläche (bzw. die Frontplatte) des in F i g. 10 dargestellten Substrats in Aufsicht,

Fi g. 12 eine Bedampfungsmaske in Aufsicht,

Fig. 13 eine Darstellung, die der Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung der zuvor erwähnten Verbindungsleitungen mittels des Bedampfungsverfahrens dient, und

F i g. 14 den Zusammenhang zwischen der Breite der in der Maske ausgebildeten Brücke una dem Maß der Musterüberlappung hinter der Brücke.

Als Beispiel soll die Herstellung eines rechteckigen Schaltungsmusters mit geschlossener Linie, wie dies in Fig. Ib dargestellt ist, beschrieben werden. Selbstverständlich werden dieselben Vorteile bei der Herstellung anderer Konfigurationen oder Muster erzielt

Eine in F i g. 2 dargestellte Maske wird zur Herstellung des in F i g. Ib dargestellten Musters vorbereitet in einem Maskenabschnitt 1, der aus einer 80 μητι dicken Molybdänplatte besteht, wird ein dem in Fig. Ib dargestellten Muster entsprechender Ausschnitt 6 gebildet Die Breite des Ausschnittes 6 beträgt ΙΟΟμπι und die Länge auf jeder Seite des Ausschnittes beträgt 10 mm. Der Ausschnitt 6 ist durch Brücken 2,3,4, und 5 in Sektionen unterteilt. Die Brücken sind jeweils 50 μπι breit. Auf Grund dieser Brücken kann die Maske eine ausreichend große mechanische Festigkeit aufweisen, damit sie sich selbst hält. Die Anordnung ist derart gewählt, daß Linien, die zwei Sektionen, welche auf beiden Seiten der jeweiligen Brücken vorhanden sind, verbinden, sich im wesentlichen in derselben Richtung erstrecken. In einigen Fällen kann es jedoch nicht möglich sein, daß sich diese Linien auf Grund einer bestimmten Form des Musters sich in derselben Richtung erstrecken. In einem solchen Falle sollte die Winkelabweichung zwischen diesen Linien vorzugsweise kleiner als 30° sein.

Fig.3 zeigt einen Querschnitt entlang der in Fig.2 eingezeichneten Schnittlinie A-A, aus deni die Anordnung der Maske und des Substrats beim Aufdampftn hervorgeht. F i g. 3 zeigt eine der Brücken, nämlich die Brücke 4, sowie Bedampfungsquellen 25, 25'. Ein durch die aufgedampfte Substanz gebildetes Mrster isi mit dem Bezugszeichen 26 versehen. Nach Ausrichten der Maske 1 bezüglich des Substrats 23 mittels Abstandshaltern 24 wird die Anordnung in das Bedampfungsgerät gebracht. Die Abstandshalter 24 sind 80 μηι dick.

Das Substrat 23, die Abstandshalter 24 und die Maske 1 werden in der in Fig.4 dargestellten Weise zusammengehalten. Die Maske und die Abstandshalter werden zwischen einem Maskenhalter 31 und eine Maskenfixierplatte 32 eingeklemmt und mit Maskenfixierschrauben 33 in ü'rer Lage festgelegt. Dann wird das Substrat 23 über die Abstandshalter gelegt und mit eitler Subslratfixierplatte 34 festgeklemmt. Nach Ausrichten des Substrats und der Maske zueinander werden die aus

der Maske und den Abstandshalter bestehende Kombination, sowie das Substrat mit Substratfixierschrauben 35,36 in ihrer Lage festgelegt.

Das Bedampfen wird in der in F i g. 5 modellhaft dargestellten Weise durchgeführt. Das Substrat, auf dem die Bedampfungsschicht gebildet werden soll, wird auf einem Substrathalter befestigt, der sich um eine Achse O drehen kann. Als Probenhalter kann beispielsweise ein üblicher, bei herkömmlichen Aufdampfverfahren mit Drehung verwendet werden.

Das Substrat befindet sich in einem Abstand von 50 mm vom Mittelpunkt der Drehachse des Substrathalters enfernt. Die Bedampfungsquelle ist so angeordnet, daß die Bedampfungssubstanz durch die Maskenausschnitte an beiden Seiten der Brücke auf dem Teil der Substratoberfläche hinter der Brücke abgeschieden werden kann. Im vorliegenden Falle wird eine Cr-Bedampfungsquelle 25 an einer Stelle angeordnet,

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che des Substrats und in einem Abstand L (70 mm) von der Drehachse entfernt angeordnet ist. Wenn dieses Rotationsbedampfungsverfahren verwendet wird, daß die Bedampfungsquelle außerhalb eines dreidimensionalen Körpers angeordnet wird, der dann, wenn die Brücke 45 der Maske sich im Mittelpunkt O der :5 Drehachse befindet, durch die Linien gebildet wird, die den Mittelpunkt O auf der Rotationsfläche und die jeweiligen Kanten der Brücke verbindet. In Fig.5 ist die Breite der Brücke 45 durch eine Linie B-B dargestellt. Um den Teil des Musters, der hinter den jij Brücken liegt, ausreichend zu bedampfen, ist es vorteilhaft, daß die Linien, die die beiden Maskenausschnitte, welche an beiden Seiten der jeweiligen Brücken verbinden, sich in derselben Richtung erstrekken. Die maximal zulässige Winkelabweichung dieser Linien, die zur Erzielung eines annehmbaren Ergebnisses zulässig ist. beträgt etwa 30". obwohl dieser Winkel von der Form des Musters abhängt. Die Winke!, die zwischen der Linie, die beiden Bedampfungsquellen. welche bezüglich der Brücken oder der Linie zwischen -to der Bedampfungsquelle und der scheinbaren äquivalenten Bedampfungsquelle liegen, und der zuvor genannten Linien liegen, die zwei Maskenausschnitte an jeweiligen Seiten der Brücken verbinden, werden kleiner als 30° gehalten.

Das Substrat dreht sich kontinuierlich mit einer Drehzahl von 10 U/Min., so daß es nacheinander die in Fig. 5 mit den Bezugszeichen 41, 42, 43 und 44 benannten Lagen einnimmt. Das Substrat läßt sich auch schrittweise jedesmal um 180° drehen, so daß es abwechselnd bei-pielsweise die Lagen 41 und 43 einnimmt. Wenn die Drehung schrittweise durchgeführt wird, wird der Bedampfungsvorgang während des Drehens unterbunden und er beginnt von Neuem, wenn das Substrat in der nächsten Stellung zur Ruhe gekommen ist.

Auf diese Weise wird eine bessere Freilegung des Musters an Stellen hinter den jeweiligen Brücken erreicht, wenn die Bedampfung unter Voraussetzungen durchgeführt wird, bei denen die Linie, die die Bedampfungsquelle von einem festen Punkt aus gesehen verbindet, sich im wesentlichen in derselben Richtung erstreckt, wie die Linien, mit denen die Maskenausschnitte an beiden Seiten der jeweiligen Brücken verbunden sind. Es ist möglich, eine Blende oder eine weitere Maske zwischen dem sich kontinuierlich drehenden Substrat und den Bedampfungsquellen vorzusehen, derart, daß die Blende oder die weitere Maske an jeweils der 180°-Drehung des Substrats offen ist. In diesem Falle ist die Auswirkung jedoch wesentlich schlechter.

Gemäß dem Musterherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird ein geringer Unterschied zwischen der Musterbreite in der X- und K-Richtung hervorgerufen. Wahrend nämlich die Musterbreite der Linie, die sich in der X-X'-Richtung in F i g. 2 erstreckt, im wesentlichen gleich der Breite der entsprechenden Maskenausschnittlinie ist, wird die Musterbreite der sich in der Y- V-Richtung erstreckenden Linie etwas größer als die Musterbreite der entsprechenden Maskenausschnittlinie. Daher ist es erforderlich, die Dicke des Abstandshalters und die Lage der Bedampfungsquelle unter Beachtung des zuvor erläuternden Phänomens entsprechend der erforderlichen Genauigkeit bei der Maskenherstellung zu wählen.

Fig. 6 zeigt die Inkremente bzw. Zunahme der

iviuStCrurCiiC tjCr (-.iriiCn. uiC SiCu in uGT s\-s\ - IiHu uCr V-V'-Richtung erstrecken, in Abhängigkeit vom Abstand L zwischen der Drehachse und der Bedampfungsquelle. Die Zunahmen der Musterbreite der Linien, die sich in der X-X'- und der Y- Y'-Richtung erstrecken, sind durch die Kurven 46 und 47 wiedergegeben.

Für den praktischen Fall werden folgende Dimensionsbereiche vorgeschlagen.

Abstand der Bedampfungsquelle von der Drehoberfläche d,\.\ Substrats: H = 50 bis 500 mm.
Abstand zwischen der Drehachse und dem Substrat: / = 30 bis 200 mm.

Abstand zwischen der Drehachse und der Bedampfungsquelle: L = 20 mm bis 200 n.m.

Das erfindungsgemäße Musterfertigungsverfahren kann mit gutem Erfolg für die Herstellung von Mehrfachschichten verwendet werden, bei denen unterschiedliche Materialien benutzt werden. In diesem Falle ist es möglich, die Musterbreiten der jeweiligen aufgedampften Schichten unter Verwendung einer einzigen Maske durch geeignete Wahl der Lagen der Bedampfungsquellen einzustellen. Ein Verfahren zum Aufdampfen einer Doppelschichten-Konfiguration wird nachfolgend beispielsweise beschrieben. In diesem Falle soll die zweite Schicht eine kleinere Musterbreite als die erste unter der zweiten Schicht ausgebildete Schicht aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Bedampfungsquelle 25 (25') zum Aufdampfen der zweiten Schicht zwischen die Bedampfungsquellen 26 (26') und 27 (27'). die der Ausbildung der ersten Schicht dienen, angeordnet wird. Oder genauer ausgedrückt, sind diese Bedampfungsquellen 160 mm unter der Rotationsebene angebracht. Die Bedampfungsquellen 25 (25'), 26 (26') und 27 (27') sind in einem Abstand von 65 mm. 90 mm bzw. 40 mm von der Drehachse angeordnet

Die gleiche Wirkung erzielt man, wie dies in F i g. 8 dargestellt ist. wenn die Bedampfungsquelle für die zweite Schicht durch die Bedampfungsquelle für die erste Schicht umgeben ist. Fig.8 zeigt eine Bedampfungsquellen-Heizeinrichtung 31 zur Ausbildung der zweiten Schicht Die aufzudampfende Substanz befindet sich in einem Bauteil 32. Die Bedampfungsquellen-Heizeinrichtung für die erste Schicht ist mit dem Bezugszeichen 33 versehen. Ein Bauteil 34 enthält die Substanz, die von der Heizeinrichtung 34 abgedampft werden soIL Die gleiche Wirkung läßt sich dadurch erhalten, daß die Bedampfungsquellen 26, 27, 25, die in Fig.7 dargestellt sind, verwendet werden und das Substrat zusammen mit der Maske um 180° eedreht

wird, weil die Bedampfungsquellen 26,27 und 25 infolge der Drehung des Substrats und der Maske in dieselbe Lage wie die Bedampfungsquellen 26', 27' und 25' relativ zum Substrat kommen. Dasselbe Muster kann auch dadurch gebildet werden, daß zunächst die erste Schicht durch die Bedampfungsquellen 26, 26' gebildet, dieselbe Schicht durch dieselben Bedampfungsquellen 26, 2& in einer um 180° gedrehten Lage des Substrats gebildet, die zweite Schicht auf der ersten Schicht in derselben Lage des Substrats mit den Bedampfungsquellen 25, 25' gebildet und dann die zweite Schicht mit denselben Bedampfungsquellen 25,25' in einer weiteren um 180° gedrehten Lage, d. h. in der Ausgangslage des Substrats, schließlich gebildet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist also bei der Fertigung von Mehrlagenschaltungen sehr vorteilhaft, insbesondere dann, wenn der Unterschied der Musterbreiten zwischen den Schichten wesentlich ist. Dieses Merkmal kann VOrteiihafterweise bei der Herstellung von Leitungsverbindungen wie Cr-Au, NiCr-Au, Ti-Au und dgl. verwendet werden, bei denen die darunterliegende Schicht, etwa Cr, CiCr, Ti usw. eine größere Musterbreite als die darüberliegende Au-Schicht haben muß. Wenn dagegen die darüberliegende Schicht zum Schutz der darunterliegenden Schicht dient, muß die darunterliegende Schicht eine kleinere Musterbreite als die darüberliegende Schicht haben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in sehr vorteilhafter und zufriedenstellender Weise diese Forderungen durch die Steuerung der Musterbreiten der jeweiligen Schichten erfüllt .ι, indem das Bedampfen von mehreren Bedampfungsquellen vorgenommen wird, wobei sich das Substrat dreht. Zur Aufheizung der Bedampfungsquelle kann ein Elektronenstrahl, ein Laser oder andere Aufheizeinrichtungen verwendet werden.

Beispiele für Masken, die den in den Fig. la. Ic und Id dargestellten Mustern entsprechen, sind in den F i g. 9a, 9b und 9c dargestellt. Diese Figuren zeigen den Maskenabschnitt 90 und Brücken 91 bis 96 der entsprechenden Muster. Die Brücken können auch an anderen Stellen als an den dargestellten Stellen der Muster vorgesehen sein. Wenn mehrere Brücken vorhanden sind, so erstrecken sich die Linien, die die Maskenausschnitte auf beiden Seiten der jeweiligen Brücken verbinden, vorzugsweise in derselben Riehtung, wie dies zuvor bereits erläutert wurde.

Nachfolgend wird ein Beispiel für eine Anwendung des Musterherstellungsverfahrens .bei einem tatsächlichen Handelsprodukt beschrieben. Bei diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausbildung der Leiterbahnen auf dem Substrat einer Farbaufnahmekamera verwendet.

Fig. 10 zeigt das Substrat einer Farbaufnahmekamera in gestaffeltem Querschnitt Das auf diese Kamera auffallende Licht ist durch einen Pfeil A angedeutet. Das Licht gelangt durch eine Filterplatte 51 und wird in seiner Farbe durch die Streifenfilter 52, 52', 52" aufgespalten. Das aufgespaltene Licht gelangt dann durch ein aus Glas bestehendes Substrat 53 und eine streifenförmige lichtdurchlässige Schicht 54, und trifft ω dann auf eine lichtleitende Schicht 55 auf. Auf die lichtleitende Schicht 55 trifft auch ein Elektronenstrahl auf, der aus der der Lichteinfallsrichtung entgegengesetzten Richtung kommt, so daß ein Signal in der streifenförmigen lichtdurchlässigen leitenden Schicht 54 entsteht, das der Lichtmenge entspricht Da dieses Signal die Menge des in den Streifenfiltern 52,52', 52" aufgespaltenen Lichts darstellt, ist es möglich, von jedem Streifen der streifenförmigen leitenden Schicht 54 ein der Farbe Rot, Blau oder Grün entsprechendes Signal abzunehmen, wenn das streifenförmige Filter aus farbaufspaltenden Filtern für die drei Farbarten, nämlich rot. blau und grün besteht.

Wie in F i g. 10 weiterhin dargestellt ist, sind Leiter 56 vorgesehen, mit denen die jeweiligen drei Farbsignale abgeleitet werden. Die Isolation zwischen diesen drei Leitern erfolgt mit einer Isolierschicht 57. F i g. 11 zeigt das Substrat von der Target- bzw. Auftreffseite her. Das Substrat 50 erscheint, als ob es von der lichtleitenden Schicht 55 bedeckt ist. Drei Leiter 56 für Rot, Blau und Grün sind in Form von Geraden bzw. Linien angeordnet, die die Auftrefffläche umgeben, auf der sich die lichtleitende Schicht 55 befindet. Wie Fig. 11 weiterhin zeigt, befinden sich oberhalb und unterhalb der lichtleitenden Schicht 55 eine doppelschichtige Verdrahtung, die aus der streifenförmigen lichtdurchlässigen leitenden Schicht bcSiciii, SOwic die Lei'iei 56. Die Leiter 56 weisen eine Musterbreite von 100 bis 150 μΐη und Längen auf jeder Seite dieser Leiter von 10 bis 13 mm auf. Wenn daher die Maske zur Ausbildung dieser Leiter 56 gebildet wird, um ein Maskenmuster zu erhalten, das genau gleich dem Muster dieser Leiter ist, kann sich die Maske nicht selbst tragen, weil der Abstand zwischen den Leitern 56 zu klein ist.

Erfindungsgemäß wird eine in Fig. 12 dargestellte Maske zur Herstellung der Muster dieser Leitungsverbindungen verwendet. F i g. 12 zeigt ein Maskenmaterial 61, das aus Molybdän besteht und 80 mm dick ist, Ausschnitte 62 in der Maske und in der Maske ausgebildete Brücken 63. Die Breite des Ausschnittes, der der Breite des Linienmusters jeder Leitungsverbindung 56 entspricht, wird zu 120 μπι und die Breite jeder Brücke wird zu 50 μπι gewählt. Es wird ein Substrat von 29 mm Durchmesser verwendet. Das Substrat wird von einem Substrathalter zusammen mit der Maske festgehalten, die gegenüber dem Substrat ausgerichtet ist, und die vom Substrat mit Abstandshaltern von 80 μιη beabstandet ist. Ein Schema des Bedampfungsverfahrensist in Fig. 13dargestellt.

Das Substrat wird auf dem Substrathalter befestigt, der sich um einen Mittelpunkt O drehen kann. Das Substrat wird so ausgerichtet, daß die Linie, auf der die Bedampfungsquellen 73, 74 ausgerichtet sind, sich in derselben Richtung wie die Linien erstreckt, die die Maskenausschnitte an beiden Seiten der jeweiligen Brücken verbinden. Die Bedampfungsquelle 73 dient der Bedampfung mit Cr, und die Bedampfungsquelle 74 dient der Bedampfung mit Au.

Der Abstand / zwischen dem Substrat und der' Drehachse beträgt 50 mm, der Abstand //zwischen der Bedampfungsquelle und der Rotationsebene des Substrats beträgt 160 mm, und der Abstand L zwischen den Drehachsen der beiden Bedampfungsquellen beträgt 95 bis 80 mm. Das dem Bedampfungsverfahren zu unterziehende System wird in eine Glasglocke gebracht, wie dies bei den herkömmlichen Bedampfungssystemen auch der Fall ist Das System wird auf ein Vakuum von 1 · 10-⁶bis5 · 10-⁶mbar gebracht

Zunächst wird mit Cr aus der Bedampfungsquelle 73 bedampft, während sich das Substrat an der mit dem Bezugszeichen 70 versehenen Stelle befindet Dann wird das Substrat um 180° in Richtung des dargestellten Pfeils in die Lage 71 gedreht und in dieser Lage 71 festgehalten. Dann wird eine Bedampfung mit Cr wieder mit ~ derselben Bedampfungsquelle 73 vorgenommen. Danach wird das Substrat in der Lage 71 festgehalten

und eine Bedainpfung mit Au aus der Bedampfungsquel-Ie 74 durchgeführt. Dann wird das Substrat wieder um 180° in Richtung des Pfeils zur Ausgangslage 70 gedreht und während das Substrat in dieser Lage 70 gehalten wird, wird eine Bedampfung mit Au aus derselben Bedampfungsquelle 74 vorgenommen. Die Lagen bzw. Stellungen 70 und 71, die voneinander winkelmäßig um 180° beabstanf'it sind, sind so gewählt, daß die Linie, auf der die Bedampfungsquellen ausgerichtet sind, in derselben Richtung zeigen, wie die Linien, die die ι ο jeweiligen Maskenausschnitte auf beiden Seiten der jeweiligen Brücken in der Maske verbinden.

Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren ergeben sich dann die in Fig. 11 dargestellten Leiter bzw- Verbindungsleiter. Die Musterbreiten der sich in der Y-Y'-Richtung erstreckenden Geraden bzw. Linien sind etwas breiter oder ausgezogener, wogegen die Musterbreiten der sich in der -Y-A^'-Richtung erstreckenden Geraden oder Linien im wesentlichen gleich der Rrei'.e des entsprechenden Ausschnitts in der Maske sind. Daher liegt beim Inkrement oder bei dem Zuwachs der Musterbreite eine Richtungsabhängigkeit vor.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Verdrahtung weisen die sich jeweils am oberen und am unteren Bereich erstreckenden drei Leitungen eine doppelschichtige Leitungsstruktur auf. Die Musterbreiten dieser doppelschichtigen Leitungsstrukturen sind also eng mit der Kapazität zwischen benachbarten Leitungen der drei Verbindungsleitungen verknüpft. Die Kapazität zwischen benachbarten Verbindungsleitungen ist nämlich größen wenn die Musterbreiten dieser Leitungen größer sind. Bei einer Aufnahmeröhre ergibt diese Zunahme der Kapazität auf nachteilige Weise eine Zunahme beim sogenannten Übersprechen der Farben bzw. beim Übersprechen der Farbsignale sowie des Rauschens bzw. von Störsignalen.

Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit im wesentlichen auf Grund der zuvor beschriebenen Richtungsabhängigkeit bei der Zunahme der Musterbreite gelöst. Erfindungsgemäß wird diese zuvor erwähnte Richtungsabhängigkeit nämlich so ausgenutzt, daß die Zunahme der Musterbreite der Leitungen, die auf Grund der Bedampfung durch die Maske gebildet werden, soweit wie möglich an den doppelschichtigen Bereichen dieser Leitungen unterdrückt bzw. vermieden, wogegen die Zunahme der Musterbreiten an anderen Stellen dieser Leitungen erlaubt ist.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß die Leitungsverbindungen gemäß F i g. 11 mit einem einzigen Bedampfungsvorgang gleichzeitig hergestellt werden können.

Um sicherzustellen, daß die verdampfte Substanz an die Stelle hinter den Brücken kommt und sich auf die Substratoberfläche unter diesen Brücken absetzt, um durchgehende Leitungen ohne Fehler zu bilden, ist es erforderlich, die verschiedenen Parameter und Faktoren, wie die Breite der Brücken, die Dicke der Abstandshalter, die relative Lage zwischen der Bedampfiingsnnelle iinH Hem Substrat i.i$w._f sorgfältig zu wählen.

Fig. 14 zeigt einen beispielsweisen Zusammenhang zwischen diesen Faktoren. Die ausgezogenen Linien im Diagramm von Fig. 14 zeigen den Zusammenhang zwischen der Brückenbreite und der Überlappung des Musters unter der Brücke mit einer Dicke d des Abstandshalters, wenn der Abstand L zwischen der Drehachse und der Bedampfungsquelle 80 mm und der Abstand H zwischen der Rotationsfläche und der Bedampfungsquelle 160 mm beträgt. Der Zusammenhang zwischen der Überlappung und der Brückenbreite bei einem Abstand L von 40 mm ist weiterhin durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Aus der graphischen Darstellung ergibt sich, daß die Bereiche des Leitungsmusters hinter den Brücken zufriedenstellend bzw. vollständig bedampft werden, wenn die Überlappung einen positiven Wert aufweist. Die Überlappung wird mit größerer Brückenbreite und mit kleinerer Dicke der Abstandshalter kleiner. Diese Faktoren oder Parameter müssen entsprechend den Eigenschaften des auszubildenden Musters in geeigneter Weise gewählt werden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ausbildung von Mustern mittels Maskenbedampfungstechnik, bei dem ein Substrat zusammen mit einer Maske an einem Substrathalter befestigt wird und von Bedampfungsquellen durch Schrägbedampfung eine Schicht aus gewünschten Substanzen auf der Oberfläche des Substrates aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Maske (1), bei der Maskenausschnitte (6) mit einer oder mit mehreren, zwischen etwa 15 um und 80 μίτι breiten Verstärkungsbrücken (2—5) versehen sind, und die mittels Abstandhaltern (24) in einem Abstand von 50 μηι bis 150 μπι von dem Substrat angeordnet wird, die Bedampfung durch die Maskenausschnitte (6) von beiden Seiten der Verstärkungsbrücken (2—5) her mit Bedampfungsquellen (25, 25'), deren Verbindungslinie etwa senkrecht zur Richtung der Brückenkanten verläuft, und wobei'<£er Winkel zwischen der Längsrichtung der Maskenausschnitte (6) und der Verbindungslinie der Bedampfungsquellen (25, 25') nicht größer als 30° ist, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Substrathalter (31—36), an dem das Substrat (23) zusammen mit der Maske (1) befestigt ist, um eine Drehachse dreht, so daß die Bedampfung durch die Ausschnitte (6) an beiden Seiten der jeweiligen Brücken (2—5) mit einer Bedampfungsquelle (25) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diehung Jes Substrates (23) zusammen mit der Marke (1) schrittweise vorgenommen wird, und daß die BeC '.mpfung durchgeführt wird, wenn das Substrat (23) bei der Drehung an vorgegebenen Stellen in seiner Lage festgehalten wird.