WO2013041336A1 - Transfermasken zur lokalen bedampfung von substraten und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Transfermasken zur lokalen bedampfung von substraten und verfahren zu deren herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2013041336A1
WO2013041336A1 PCT/EP2012/066798 EP2012066798W WO2013041336A1 WO 2013041336 A1 WO2013041336 A1 WO 2013041336A1 EP 2012066798 W EP2012066798 W EP 2012066798W WO 2013041336 A1 WO2013041336 A1 WO 2013041336A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
transfer mask
intermediate carrier
absorber
evaporation
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/066798
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013041336A9 (de
Inventor
Markus Burghart
Harald Gross
Original Assignee
Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh filed Critical Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh
Priority to JP2014530145A priority Critical patent/JP5685350B2/ja
Priority to KR1020147010458A priority patent/KR101485842B1/ko
Priority to CN201280045652.6A priority patent/CN103958724B/zh
Publication of WO2013041336A1 publication Critical patent/WO2013041336A1/de
Publication of WO2013041336A9 publication Critical patent/WO2013041336A9/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/048—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles

Definitions

  • the invention relates to a transfer mask for local
  • the invention also relates to a method for producing such masks.
  • Transfer masks are used to transfer structures to a substrate by imaging the structures to be produced on the mask and transferring them to a substrate with the aid of the mask.
  • photolithography is used extensively in order to image the mask structures on the substrate by exposure of masked substrates. Most are doing the
  • Structures are fabricated on the substrate by subtractive methods, i. Process in which material is removed.
  • Shadow masks come e.g. where the processes and chemicals used for photolithography are not or not sufficiently compatible with linked processes,
  • Shadow mask The mechanical stability of a mask also limits the applicability of the shadow mask due to the mask size that can be used thereby.
  • Subcarrier used to make a local evaporation of organic coating material from the intermediate carrier to the substrate is by additive, i. Material adding procedures. For steaming is the
  • the transfer mask has on its intermediate carrier reflecting and absorbing areas in a required structure. If the transfer mask is positioned above or on the substrate, an energy input occurs through energy radiation and thus one
  • Absorber structure of the transfer mask enough energy absorbs to evaporate. Due to the deposited in this process layer thicknesses in the range of some 100 nm, a pulse-like energy input is sufficient for
  • the invention is therefore based on the object, a
  • Metals, locally differentiated can be evaporated and which is also applicable to continuous process.
  • the object is achieved by a transfer mask according to claim 1 and a method for producing such a mask according to claim 13.
  • reflectorless layer stack is alternatively realized by a structured absorber layer or by a structured reflector layer, but instead of in the
  • Layer stack is embedded in the subcarrier. In both cases, the generation of the mask structure of the
  • Transfer mask can be generated by only one structuring step, either by structuring the
  • the reflector or absorber layer of a transfer mask is generally understood to mean that material which has a sufficiently high reflection in relation to the radiation used for the evaporation in order to produce an energy input, direct or indirectly via the absorber layer into which
  • an absorber layer is the layer that absorbs enough energy due to its absorption capacity
  • a structured absorber layer also has the advantage that it supports the lateral separation of the energy input and the heat propagation, which in particular at a high energy input for higher-boiling
  • Evaporating materials is favorable and what, moreover, allows a higher resolution of the structures.
  • the absorber Since very high temperatures are necessary for the evaporation of metals, the absorber must have a very high thermal stability, especially against thermal shock. With the use of absorber material whose
  • Melting temperature is at least 20%, preferably at least 25% above the boiling temperature of the evaporation material, the transfer mask wins a sufficient
  • the Evaporation material preferably be refractory materials, such as tungsten, molybdenum and tantalum, chromium, titanium, hafnium, which are among the refractory metals or nickel alloys thereof. Also compounds thereof, in particular with good absorption properties in the relevant
  • Wavelength range are possible.
  • Lower boiling point evaporation materials also include lower melting point materials
  • Evaporation material can be selected beyond the temperature stability also after the material compatibility to layer delamination, layer stresses and
  • Layer stack consists in particular of the cases where already the material to be evaporated consists of refractory metals which are very difficult to evaporate, e.g. Chrome or titanium. For these cases it turns out for the
  • Evaporating material is higher than that of the
  • structured reflector layer forms the mask structure and this layer of the thermally stressed layer stack
  • Partial layer of the intermediate carrier a thermal separation between the absorber layer and the reflector layer takes place, which is dependent on the material of the intermediate carrier and glass is very good as a common intermediate carrier.
  • the thermal loading of the absorber layer is affected by the portions of the energy ray reflecting reflector layer as well as the continuous, i.e. unstructured and thus not interrupted by gaps in the layer, absorber layer reducible.
  • the transfer mask according to the invention does not oppose, although the absorber layer, matched to the structure of
  • Reflector layer is structured.
  • Subcarrier made of float glass a sub-layer of quartz glass is applied. It is advantageous in this solution that intermediate carrier can be prefabricated with embedded reflector layer.
  • the intermediate carrier according to an embodiment consists of quartz glass, on the one hand a very high
  • Embed reflector layer is by means of spin coating (spin coating) a
  • the transfer mask is for such applications in which the absorber layer consists of a metal or a metal alloy, the
  • absorption-enhancing layer is arranged.
  • the pure metal layers usually have a lower absorption, since in the visible spectral range typically 30-60% of the incident light is reflected. This leads to a reduced energy input and a concomitant reduction of the
  • Wavelength of the energy source usable materials are used, as far as they are not relevant to the thermal and mechanical stability of the layer stack affect.
  • Typical absorbers which have good absorption ability in a broad spectral range are, for example, oxides, nitrides, oxynitrides, carbides or silicides of refractory metals or silicon dioxide.
  • the layer thicknesses of this layer are usually in the range between 0 and 100 nm
  • Antireflective coatings are known in structure and function from other applications. One or more
  • a single layer may e.g. consist of MgF and has a typical layer thickness range of greater than 0 to 200 ym.
  • evaporation layer may also include the selection of the material of the cover layer by using for the cover layer a material which is a reaction and / or a diffusion between the materials underneath
  • the cover layer acts as a protective layer for the
  • Reflector layer from destruction by unwanted reactions, e.g. occur in combinations of titanium and aluminum or of tungsten and titanium, or at least before
  • higher-boiling evaporation materials have in particular hard material layers, such as e.g. Titanium nitride, silicon carbide, tungsten carbide, DLC (Diamond Like Carbon - one of the
  • the cover layer can here the thermal stress, by the
  • the top layer also consist of several sub-layers.
  • Structuring interrupted, and is transparent, can cause improved heat dissipation between the intermediate carrier and the applied layers. It is not necessary that the intermediate layer is deposited continuously on the substrate. Depending on the order of
  • Reflector layer thermally from the absorber layer
  • the intermediate layer can also be designed to be multi-layered for various purposes. For example, At the same time, it can serve as an antireflective coating to increase absorption in the absorber layer.
  • the materials used for the absorber-reflector system depend essentially on the particular application and the evaporating material to be deposited and on the radiation source used for the energy input.
  • the former determine the thermal set out above
  • the absorption properties and thus the applicability of the transfer mask can be influenced to a large extent by the options described above for designing the layer structure of the transfer mask.
  • the absorption and reflection properties of the materials used can be used selectively to the to achieve desired evaporation energy. For many
  • Absorber is higher than the absorption of the reflector.
  • materials for the absorption layer have in particular for the evaporation of metallic
  • Materials metals such as e.g. Tungsten, molybdenum or tantalum or metal alloys thereof or nitrides, oxides and carbides of e.g. Chromium, titanium, hafnium or other metals proved to be favorable, which all good
  • an adhesion-reducing layer is arranged between the cover layer and the evaporation layer. This reduces the adhesion between the two layers, so that a good separation of the evaporation material from the cover layer is ensured during the coating of a substrate.
  • the adhesion-reducing layer can enable cleaning of the transfer mask after evaporation and the
  • Functionalized materials are the materials for the acid-reducing layer
  • cover layer and absorber layer are arranged between cover layer and absorber layer and / or between cover layer and absorber layer and / or between cover layer and absorber layer and / or between
  • an adhesion-promoting Layer be arranged to improve the adhesion between said layers, since these layers are to remain permanently or at least longer than in only one evaporation cycle on the transfer mask, in contrast to the evaporation layer. Due to the described variable arrangement of absorber and reflector layer adhesion-promoting layer can also be designed very variable. It improves the adhesion between the cover layer and the absorber layer.
  • the adhesion-promoting layer may, for example, oxides, nitrides and / or oxynitrides used
  • Metals e.g. Silicon oxide or titanium nitride exist.
  • the absorber layer alternatively or additionally, also has the anisotropic thermal conductivity lying between the absorber and evaporation layer intermediate and outer layers. anisotropic
  • Thermal conductivity means that through a
  • Energy input e.g. by a radiation source in the absorber layer generated heat propagates at different speeds and different strengths. Since the transfer mask is to be used, materials locally like this
  • transfer layer opposite substrate of this material is deposited again in the structure desired here,
  • Reflector layer loses, the latter should have the lowest possible thermal conductivity. In this case, if a line pattern of the material deposited on the substrate is to be produced on the substrate, the low
  • Propagation of the heat may mean loss and deterioration of the structure sharpness of the structure to be deposited on the substrate.
  • Coating process For example, sputtering, thermal evaporation, CVD, spin coating or sol-gel techniques are possible. That too
  • Coating with precursors can be used.
  • the precursors compounds e.g. the benzyl ether sulfonate
  • Thermal conductivity takes place with suitable adjustment of the process parameters intermediate carrier temperature, deposition rate, gas flows or ratio of gas flows and process pressure.
  • process parameters intermediate carrier temperature, deposition rate, gas flows or ratio of gas flows and process pressure.
  • FIGS. 1A, 1B, 1C show alternative layer stacks of a transfer mask which has a structured layer
  • Fig. 2 shows an embodiment of a transfer mask with in
  • the transfer masks 1 according to the invention according to FIGS. 1A, 1B and 1C have a structured one
  • the embodiment according to FIG. 1A comprises an intermediate carrier 2, which consists of glass, on whose rear side 14 a
  • Layer stack 13 is deposited.
  • the rear side 14 the side of the intermediate carrier 2 is referred to here, which in the vapor deposition method of a substrate 20 (FIG
  • Substrate 20 is facing.
  • the layer stack 13 comprises one by means of sputtering
  • deposited absorber layer 6 e.g. from 85-500 nm thick tungsten. This was done by photolithography and
  • the mask structure is covered by a 10-200 nm thick cover layer 10, e.g. made of SiC or DLC (Diamond Like
  • Covering layer 10 will be the vaporized, e.g. metallic material of the evaporation layer 12 applied by thermal vacuum deposition. It consists for example of aluminum.
  • the embodiment according to FIG. 1B comprises in addition to the layers shown in Fig. 1A in the layer stack 13 an intermediate layer 8.
  • the intermediate layer 8 is removed above the intermediate support 2 and below the absorber layer 6. It consists of silica or
  • Silicon oxynitride optionally also graded from both materials, with a layer thickness in the range of 1-100 nm and deposited by sputtering.
  • material for the intermediate carrier e.g. Quartz glass, white glass and sapphire glass are suitable, which are mechanically and chemically very resistant and also have a high transmission.
  • a single layer is arranged as an antireflection coating 16. It consists of MgF and is deposited by sputtering.
  • a transfer mask according to FIG. 1C differs from a mask according to FIG. 1B by an optional one
  • the adhesion-reducing layer 11 which is disposed between the cover layer 10 and the evaporation layer 12 and the
  • Layer serves. It can e.g. consist of a functionalized trichlorosilane, phosphonic acid and thiol.
  • the transfer mask 1 by way of example does not comprise an antireflection coating 16 on the front side 15 of FIG.
  • Intermediate layer 8 however, here consists of two partial layers whose refractive index changes, so that in conjunction with a suitable layer thickness, in addition to the thermal separation of absorber layer 6 and intermediate carrier 2, antireflection by interference effects is achieved.
  • Suitable for this example is a layer stack of Ti0 2 and Si0 2 , which can also be repeated to increase the anti-reflection effect.
  • a transfer mask according to FIG. 2 comprises a
  • Reflector layer 4 for example made of silver, in the intermediate carrier. 2 is embedded.
  • For embedding is a precursor of the
  • Subcarrier 2 on its front side 15 opposite surface of the reflector layer 4 means
  • Sputtering deposited with a thickness in the range 85-500 nm and subsequently structured as outlined above for the absorber layer.
  • the partial layer 3 of the intermediate carrier 2 is applied over the reflector layer 4. This is done in glass as an intermediate carrier by means of a spin coating, generally known as spin-on-glass, with subsequent hardening of the sub-layer 3.
  • a spin coating generally known as spin-on-glass
  • Subcarrier 2 other methods may be used, e.g. PVD, CVD.
  • an absorption-increasing layer 7 of CrNx is first deposited by means of sputtering.
  • an absorber layer 6, a cover layer 10 and an evaporation layer 12 follow in the layer stack 13. Reference is made to the illustrations of FIG. 1A for these layers of the layer stack
  • absorber layer 6 is not structured in contrast to the local embodiment.
  • the latter is laterally structured as explained above.
  • FIG. 3 The vapor deposition of a substrate 20, for example by means of a transfer mask according to FIG. 1B, is shown in FIG. 3
  • the surface of the transfer mask 1 coated with the evaporation layer 12 is placed relative to a substrate 20 at a proximity distance (typically 30 ⁇ m for optical lithography) or in direct contact with the substrate 20. Subsequently, the proximity distance (typically 30 ⁇ m for optical lithography) or in direct contact with the substrate 20. Subsequently, the
  • the light source 8 can be switched on and off via a shutter 9. As a result of the energy input from the radiation source 22, only the structured absorber layer 6 heats up sufficiently, so that the material of the evaporation layer 12 is vaporized exclusively at these locations and on those areas of the surface of the substrate 20
  • structured coating 26 precipitates, which is the
  • Absorber layer 6 are opposite. The smaller the distance between the structured surface of the transfer mask 1 and the substrate 22, the lower are the
  • Scattered vapor components i. the amount of evaporation material that condenses at unintended locations.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transfermaske (1) zur lokalen Bedampfung von Substraten (20) mit einem transparenten Zwischenträger (2), auf dessen Rückseite (14) ein Schichtstapel (13) angeordnet ist, der eine Absorberschicht (6) aus einem Strahlungsabsorbierenden Material, darüber eine durchgehende Deckschicht (10) und darüber eine durchgehende Verdampfungsschicht (12) des zu verdampfenden Materials umfasst. Um auch höher schmelzende Materialien lokal differenziert verdampfen zu können und dies auch im Durchlaufverfahren umfasst der Schichtstapel (13) keine Reflektorschicht (4) und die Maskenstruktur wird durch eine strukturierte Absorberschicht (6) oder durch eine strukturierte Reflektorschicht (4) ausgebildet, welche im Zwischenträger (2) eingebettet ist.

Description

Transfermasken zur lokalen Bedampfung von Substraten und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Transfermaske zur lokalen
Bedampfung von Substraten mit hochschmelzenden Materialien. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung solcher Masken.
Transfermasken dienen der Übertragung von Strukturen auf ein Substrat, indem die herzustellenden Strukturen auf der Maske abgebildet werden und mit Hilfe der Maske auf ein Substrat übertragen werden. In der Halbleitertechnologie wird die Fotolithografie sehr umfangreich genutzt, um durch eine Belichtung von maskierten Substraten die Maskenstrukturen auf dem Substrat abzubilden. Meist werden dabei die
Strukturen auf dem Substrat mittel substraktiver Verfahren hergestellt, d.h. Verfahren, bei denen Material abgetragen wird .
Eine alternative Methode, bei der ebenfalls Masken für einen lokal differenzierten Energieeintrag in ein Substrat verwendet werden, ist die Verwendung von Schattenmasken für die Herstellung von Strukturen in einer zuvor abgeschiedenen Beschichtung auf einem Substrat. Schattenmasken kommen z.B. dort zum Einsatz, wo die für Fotolithografie verwendeten Prozesse und Chemikalien nicht oder nicht in ausreichendem Maß mit verknüpften Prozessen kompatibel sind,
beispielsweise für die Herstellung von Kathoden in OLEDs . Die Bearbeitung der Schicht erfolgt bei einer über oder auf der Beschichtung angeordneten Schattenmaske unterschiedlich für die beschatteten und die unbeschatteten Bereiche. Problematisch erweist sich bei Schattenmasken jedoch die Auflösung der zu übertragenen Strukturen, die durch ein ungünstiges Aspekt-Ratio, bedingt durch die Maskendicke, limitiert wird. Die Auflösung ist maßgeblich durch die
Impulsdauer der Strahlungsquelle sowie durch die Wärmeleitung in der lichtabsorbierenden Schicht der
Schattenmaske sowie den übrigen Teilschichten der
Schattenmaske. Auch die mechanische Stabilität einer Maske begrenzt aufgrund der dadurch verwendbaren Maskengröße die Anwendbarkeit der Schattenmaske.
Aus der DE 10 2009 041 324 AI ist ein Verfahren zur lokalen Bedampfung eines Substrats mittels einer Transfermaske bekannt. In diesen Verfahren wird ein transparenter
Zwischenträger verwendet, um eine lokale Verdampfung von organischem Beschichtungsmaterial von dem Zwischenträger auf das Substrat vorzunehmen. Hier erfolgt die Ausbildung der Strukturen auf dem Substrat durch additive, d.h. Material hinzufügende Verfahren. Zur Bedampfung wird das
Beschichtungsmaterial vollflächig auf der Transfermaske abgeschieden, anschließend jedoch nur an den gewünschten Orten verdampft. Dazu weist die Transfermaske auf ihrem Zwischenträger reflektierende und absorbierende Bereiche in einer erforderlichen Struktur auf. Ist die Transfermaske über oder auf dem Substrat positioniert, so erfolgt ein Energieeintrag durch Energiestrahlung und damit eine
Verdampfung nur in den Bereichen, in denen das
Beschichtungsmaterial infolge der Reflektor- und
Absorberstruktur der Transfermaske ausreichend Energie aufnimmt um zu verdampfen. Aufgrund der bei diesem Verfahren abzuscheidenden Schichtdicken im Bereich einiger 100 nm ist ein impulsartiger Energieeintrag ausreichend für die
Verdampfung organischen Materialien. Die Bedampfung des Substrats erfolgt in der DE 10 2009 041 324 AI im Rahmen eines kontinuierlichen DurchlaufVerfahrens . Darüber hinaus sind die in der DE 10 2009 041 324 AI beschriebenen Schichtaufbauten der Transfermaske für die Verdampfung von Metallen insbesondere aufgrund deren
Verdampfungstemperaturen und deren thermischen
Ausdehnungsverhaltens nicht geeignet. Durch die höheren Temperaturen ist ein höherer Energieeintrag erforderlich, der sich wiederum auf die Wärmeausbreitung und die
thermische Ausdehnung in den verschiedenen Materialien der Transfermaske auswirkt. Schichtspannungen, Diffusions- und Reaktionsprozesse sind beispielsweise die Folge. In
Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu verdampfenden
Schicht und den Materialkombinationen auf der beschichteten Transfermaske können solche Effekte auch bei anderen als metallischen Materialien auftreten.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
Transfermaske und ein Verfahren zu deren Herstellung
anzugeben, mit welchem auch andere, als organische
Materialien, auch höher schmelzende Materialien, z.B.
Metalle, lokal differenziert verdampft werden können und welches auch für Durchlaufverfahren anwendbar ist. Die Aufgabe wird durch eine Transfermaske nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Maske nach Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der
Transfermaske und des Herstellungsverfahrens werden durch die jeweils davon abhängigen Ansprüche beschrieben. Erfindungsgemäß weist der Schichtstapel auf dem
Zwischenträger keine Reflektorschicht auf. Ein
reflektorloser Schichtstapel ist alternativ durch eine strukturierte Absorberschicht realisierbar oder durch eine strukturierte Reflektorschicht, die jedoch anstelle im
Schichtstapel im Zwischenträger eingebettet ist. In beiden Fällen kann die Erzeugung der Maskenstruktur der
Transfermaske durch nur einen Strukturierungsschritt erzeugt werden, entweder durch eine Strukturierung der
Absorberschicht oder der Reflektorschicht. Als Reflektor- bzw. Absorberschicht einer Transfermaske wird allgemein solches Material verstanden, das eine ausreichend hohe Reflexion gegenüber der für die Verdampfung verwendeten Bestrahlung aufweist, um einen Energieeintrag, direkt oder indirekt über die Absorberschicht, in das
Verdampfungsmaterial soweit zu verringern, dass das darüber liegende Verdampfungsmaterial verdampft wird. Im Gegensatz ist eine Absorberschicht die Schicht, die aufgrund ihrer Absorptionsfähigkeit genug Energie aufnimmt um das
Verdampfungsmaterial zu verdampfen. Dass Reflektor- bzw. Absorberschicht dabei auch stets eine begrenzte Absorptions¬ bzw. Reflexionsfähigkeit aufweisen, steht dieser
Begriffsbestimmung nicht entgegen. Eine Minimierung der Materialkombinationen im Schichtstapel ist für die Herstellung von Transfermasken, vor allem für großindustrielle Verfahren im Durchlaufprinzip, vorteilhaft. Es erweist sich außerdem insbesondere auch für die
Verdampfung von Metallen und anderen höherschmelzenden
Materialien von Vorteil, da durch den einfachen Aufbau mit reduzierten Materialschnittstellen mögliche Probleme
vermindert werden können, die mit den hohen Temperaturen und dem dafür erforderlichen hohen Energieeintrag mit einem möglichst kurzen Impuls verbunden sind. Eine strukturierte Absorberschicht hat zudem den Vorteil, dass sie die laterale Trennung des Energieeintrags und der Wärmeausbreitung unterstützt, was insbesondere bei einem hohen Energieeintrag für höher siedende
Verdampfungsmaterialien günstig ist und was darüber hinaus eine höhere Auflösung der Strukturen ermöglicht.
Da für die Verdampfung von Metallen sehr hohe Temperaturen notwendig sind, muss der Absorber eine sehr hohe thermische Stabilität besonders gegen thermischen Schock aufweisen. Mit der Verwendung von Absorbermaterial, dessen
Schmelztemperatur mindestens 20%, bevorzugt mindestens 25% über der Siedetemperatur des Verdampfungsmaterials liegt, gewinnt die Transfermaske eine ausreichende
Temperaturfestigkeit für das Verdampfungsverfahren. Für die Verdampfung von Metallen können das in Abhängigkeit vom Verdampfungsmaterial bevorzugt hochschmelzende Materialien sein, wie z.B. Wolfram, Molybdän und Tantal, Chrom, Titan, , Hafnium, die zu den Refraktärmetallen zählen oder Nickel Legierungen davon sein. Auch Verbindungen davon insbesondere mit guten Absorptionseigenschaften im betreffenden
Wellenlängenbereich sind möglich. Für
Verdampfungsmaterialien mit niedrigerem Siedepunkt kommen auch Materialien mit etwas niedrigerem Schmelzpunkt in
Betracht, wie z.B. Silber, Gold, Aluminium, Magnesium,
Kalzium oder Legierungen davon.
Die Materialkombination von Absorber- und
Verdampfungsmaterial kann über die Temperaturstabilität hinaus auch nach der Materialkompatibilität ausgewählt werden, um Schichtablösungen, Schichtspannungen und
Verzerrungen an der Transfermaske zu vermeiden und sie so reproduzierbar und langzeitstabil insbesondere im
Durchlaufbeschichtungsverfahren, wie z.B. in der DE 10 2009 041 324 AI beschrieben, verwenden zu können.
Das Erfordernis der Limitierung des Aufbaus des
Schichtstapels besteht insbesondere für die Fälle, wo bereits das zu verdampfende Material aus sehr schwer zu verdampfenden Refraktärmetallen, wie z.B. Chrom oder Titan, besteht. Für diese Fälle erweist es sich für die
Temperaturstabilität der Absorberschicht und des gesamten Schichtstapels von Vorteil, wenn die Reflektion des
Verdampfungsmaterials höher ist als die des
Absorbermaterials. Für solche schwer zu verdampfenden
Materialien besteht die Absorberschicht z.B. aus Wolfram, das den höchsten Schmelzpunkt unter den Metallen (Tm =
3410°C) besitzt.
Sofern entsprechend der alternativen Lösung eine
strukturierte Reflektorschicht die Maskenstruktur bildet und diese Schicht vom thermisch belasteten Schichtstapel
separiert wird, sind die gleichen Vorteile nutzbar. Vor Vorteil ist es hierbei insbesondere, dass durch die
Teilschicht des Zwischenträgers eine thermische Trennung zwischen Absorberschicht und Reflektorschicht erfolgt, die abhängig ist vom Material des Zwischenträgers und bei Glas als üblichem Zwischenträger sehr gut ist.
Darüber hinaus ist es möglich, alle Schichten des
Schichtstapels durch eine Abfolge von Beschichtungsprozessen im einfachen Durchlauf, ohne eingebundene Strukturierung, herzustellen. Darüber hinaus ist die thermische Belastung der Absorberschicht durch die Teile der Energiestrahlung reflektierenden Reflektorschicht sowie die durchgehende, d.h. nicht strukturierte und damit nicht durch Lücken in der Schicht unterbrochene, Absorberschicht reduzierbar.
Selbstverständlich steht es der Verwendbarkeit einer
erfindungsgemäßen Transfermaske nicht entgegen, wenn auch die Absorberschicht, abgestimmt auf die Struktur der
Reflektorschicht, strukturiert wird.
Die Einbettung der Reflektorschicht im Zwischenträger ist entsprechend einer Ausgestaltung der Transfermaske durch die Ausbildung des Zwischenträgers aus zumindest zwei
Teilschichten möglich, von denen zumindest die zwei, die unter Einbettung der strukturierten Reflektorschicht
aneinander grenzen in ihren wesentlichen Bestandteilen übereinstimmen. Darunter soll verstanden sein, dass jene Bestandteile, die die bestimmenden Eigenschaften des
Zwischenträgers für seine Verwendung als transparenter und thermisch stabiler Zwischenträgers bedingen, nur im Bereich von wenigen Prozent voneinander abweichen. Dies lässt
Verunreinigungen und Beimengungen zu, die technologisch bedingt sind und der Fachmann ohne weiteres als unbedenklich für die Funktionalität des Zwischenträgers ansehen würde. Das schließt z.B. ein, dass auf einer Teilschicht des
Zwischenträgers aus Floatglas eine Teilschicht aus Quarzglas aufgebracht wird. Von Vorteil ist es bei dieser Lösung, dass Zwischenträger mit eingebetteter Reflektorschicht vorgefertigt werden können .
Sofern der Zwischenträger entsprechend einer Ausgestaltung aus Quarzglas besteht, kann einerseits eine sehr hohe
Transparenz verbunden mit einer hohen thermischen Stabilität des Zwischenträgers erzielt werden. Zum anderen ist es mit dem so genannten Spin-on-Glass-Verfahren möglich, eine hochtransparente und thermisch stabile Quarzglasschicht als Teilschicht herzustellen und so eine strukturierte
Reflektorschicht einzubetten. Bei diesem Verfahren wird mittels Rotationsbeschichtung ( Spin-Coating) ein
Glasprecursor auf der unteren Teilschicht mit strukturierter Reflektorschicht aufgebracht durch Wärmebehandlung
ausgehärtet. Im Ergebnis liegt ein kompakter Zwischenträger für die weitere Verarbeitung vor.
In einer weiteren Ausgestaltung der Transfermaske ist für solche Anwendungen, in denen die Absorberschicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, die
Absorptionsfähigkeit der Absorberschicht erhöht, indem in thermischem Kontakt zur Absorberschicht eine
absorptionserhöhende Schicht angeordnet ist. Im Vergleich zu anderen Absorbermaterialien, wie z.B. Oxiden und Nitriden von Metallen, weisen die reinen Metallschichten meist eine geringere Absorption auf, da im sichtbaren Spektralbereich typischerweise 30-60% des eingestrahlten Lichtes reflektiert wird. Das führt zu einem verringerten Energieeintrag und einer damit einhergehenden Reduzierung der
Absorbertemperatur. Diesem Effekt wird durch eine ergänzende absorptionserhöhende Schicht entgegengewirkt.
Als Material für diese Schicht können die für die
Wellenlänge der Energiequelle verwendbaren Materialien verwendet werden, soweit diese nicht die thermische und mechanische Stabilität des Schichtstapels relevant beeinträchtigen. Typische Absorber, die in einem weiten Spektralbereich gute Absorptionsfähigkeit aufweisen, sind z.B. Oxide, Nitride, Oxinitride, Carbide oder Silicide von Refraktärmetallen oder Siliziumdioxid. Die Schichtdicken dieser Schicht liegen meist im Bereich zwischen 0 und lOOnm
Alternativ oder ergänzend zu dieser Maßnahme kann in den hier beschriebenen Ausgestaltungen der Transfermaske auch mittels einer Antireflexionsbeschichtung, die auf der
Vorderseite des Zwischenträgers, d.h. auf der dem
Strahlungseinfall zugewandten Seite, aufgebracht ist, die Absorption der Absorberschicht erhöht werden. Auch
Antireflexbeschichtungen sind in ihrem Aufbau und Funktion aus anderen Anwendungen bekannt. Deren eine oder mehr
Schichten sind hinsichtlich ihres Brechungsindexes und
Schichtdicke auf das Material des Zwischenträgers und gegebenenfalls aufeinander so abgestimmt, dass die Reflexion durch Streuung oder destruktive Interferenz herabgesetzt wird. Eine einzelne Schicht kann z.B. aus MgF bestehen und weist einen typischen Schichtdickenbereich von größer 0 bis 200 ym auf.
Die geeignete Materialkombination von Absorberschicht und/oder Verdampfungsgut zum Temperatur- und
Materialmatching kann durch verschiedene Gestaltungen des Schichtaufbaus unterstützt werden. So sind entsprechend verschiedener Ausgestaltungen Stapelstrukturen unter
Verwendung von Absorberschicht und der verschiedenen
ergänzenden Schichten nutzbar.
So kann in die Materialkombination von Absorber- und
Verdampfungsschicht ergänzend auch die Auswahl des Materials der Deckschicht einbezogen werden, indem für die Deckschicht ein Material verwendet wird, welches eine Reaktion und/oder eine Diffusion zwischen den Materialien der darunter
liegenden Schichten und der Verdampfungsschicht zumindest nahezu verhindert. Denn bei hohen Temperaturen neigen bestimmte
Materialkombinationen, z.B. Kombinationen von Aluminium mit Wolfram, Molybdän und Tantal, zur Legierungsbildung oder zur Entnetzung des Verdampfungsmaterials, was zu einem
Verzerrten Übertragungsbild führen kann. Für diese Fälle fungiert die Deckschicht als Schutzschicht für die
Absorberschicht und gegebenenfalls auch für den
Reflektorschicht vor Zerstörung durch ungewollte Reaktionen, die z.B. bei Kombinationen von Titan und Aluminium oder von Wolfram und Titan auftreten können, oder zumindest vor
Änderungen in dem Maße, dass die Absorber- und
gegebenenfalls Reflektoreigenschaften in dem Maße verändert werden, dass eine Verdampfung mit den verwendeten
Prozessparametern nicht mehr oder nicht mehr mit den
gewünschten Schichteigenschaften möglich ist. Auch wenn es wünschenswert ist, Diffusions- und Reaktionsprozesse
zwischen beiden Materialien vollständig zu verhindern, kann es ausreichend sein, wenn dies nur in einem solchen Maße erfolgt . Gute Barriereeigenschaften insbesondere gegenüber
höhersiedenden Verdampfungsmaterialien haben insbesondere Hartstoffschichten, wie z.B. Titannitrid, Siliziumcarbit , Wolframcarbit , DLC (Diamond Like Carbon - ein aus der
Gasphase abgeschiedener Kohlenstoff mit Diamantstruktur) oder andere. Da die Wahl der geeigneten Schicht auch hier in gewissen Maß von dem Verdampfungsmaterial abhängt, können für verschiedene Verdampfungsmaterialien durchaus auch andere Materialien, wie z.B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid ausreichend sein. Eine weitere Funktion der Deckschicht besteht in der
Schichtspannungskompensation, die durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten resultieren kann. Die Deckschicht kann hier den thermischen Stress, der durch den
Energieeintrag entsteht, teilweise aufnehmen und
kompensieren. Zur Erzielung dieser oder weiterer vorteilhafter Effekte kann die Deckschicht auch aus mehreren Teilschichten bestehen.
Sofern in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Transfermaske mit einer Zwischenschicht zwischen der
Absorberschicht und dem Zwischenträger hergestellt wird, welche durchgehend, d.h. selbst nicht durch eine
Strukturierung unterbrochen, und transparent ist, kann eine verbesserte Wärmeentkopplung zwischen dem Zwischenträger und den aufgebrachten Schichten bewirken. Dabei ist nicht erforderlich, dass die Zwischenschicht durchgehend auf dem Substrat abgeschieden ist. Je nach Reihenfolge der
Schichtabscheidung kann die Zwischenschicht, ergänzend oder alternativ, auch weitere Materialien, insbesondere die
Reflektorschicht thermisch von der Absorberschicht
entkoppeln. Eine solche thermische Entkopplung erweist sich besonders bei höheren Energieeinträgen als vorteilhaft.
Verwendet werden können thermisch beständige und
transparente Materialien, wie z.B. Siliziumoxid,
Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Titannitrid,
Aluminiumnitrid oder andere Materialien. Die Zwischenschicht kann zu verschiedenen Zwecken auch mehrschichtig ausgeführt sein. Z.B. kann sie gleichzeitig der Entspiegelung dienen, um so die Absorption in der Absorberschicht zu erhöhen.
Die verwendeten Materialien für das Absorber-Reflektor- System hängen im Wesentlichen von der jeweiligen Anwendung und dem abzuscheidenden Verdampfungsgut sowie von der verwendeten Strahlungsquelle für den Energieeintrag ab.
Erstere bestimmen die oben dargelegten thermischen
Bedingungen und damit auch die Anforderungen an die
Materialzusammenstellung. Die Absorptionseigenschaften und damit die Anwendbarkeit der Transfermaske sind über die oben beschriebenen Optionen zur Gestaltung der Schichtstruktur der Transfermaske in weitem Rahmen zu beeinflussen. Auch die Absorptions- und Reflexionseigenschaften der verwendeten Materialien können gezielt eingesetzt werden, um die gewünschte Verdampfungsenergie zu erzielen. Für viele
Anwendungen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn solche Materialien verwendet werden, dass die Absorption des
Absorbers höher ist als die Absorption des Reflektors. Als Materialien für die Absorptionsschicht haben sich insbesondere für die Verdampfung von metallischen
Materialien Metalle wie z.B. Wolfram, Molybdän oder Tantal oder Metalllegierungen davon oder Nitride, Oxide und Carbide von z.B. Chrom, Titan, Hafnium oder anderen Metallen als günstig erwiesen, welche sämtlich gute
Absorptionseigenschaften aufweisen. Gute
Reflexionseigenschaften haben und damit geeignet für die Reflektorschicht bei der Verdampfung von Metallen sind z.B. Silber, Aluminium, Chrom, Titan, Hafnium oder andere
Materialien. Bei der Kombination der Absorber/Reflektor Materialien ist darauf zu achten, dass der Absorber
mindestens 20% weniger Reflexion aufweist als der Reflektor um einen genügend hohen thermischen Kontrast zu erzeugen zu können . In einer weiteren Ausgestaltung der Transfermaske ist zwischen der Deckschicht und der Verdampfungsschicht eine haftreduzierende Schicht angeordnet. Diese vermindert die Haftung zwischen den beiden Schichten, so dass eine gute Ablösung des Verdampfungsguts von der Deckschicht während der Beschichtung eines Substrats gewährleistet ist. Darüber hinaus kann die haftreduzierende Schicht eine Reinigung der Transfermaske nach der Verdampfung ermöglichen und die
Transfermaske an sich schützen. Als Materialien für die haftreduzierende Schicht kommen funktionalisierte
Trichlorsilane, Phosphonsäuren und Thiole, z.B. bei
metallischen Verdampfungsmaterialien, in Betracht.
Des Weiteren kann in einer weiteren Ausgestaltung zwischen Deckschicht und Absorberschicht und/oder zwischen
Deckschicht und Reflektorschicht eine haftvermittelnde Schicht zur Verbesserung der Haftung zwischen den genannten Schichten angeordnet sein, da diese Schichten im Gegensatz zur Verdampfungsschicht dauerhaft oder zumindest länger als in nur einem Verdampfungszyklus auf der Transfermaske verbleiben sollen. Aufgrund der beschriebenen variablen Anordnung von Absorber- und Reflektorschicht kann die haftvermittelnde Schicht auch sehr variabel gestaltet sein. Sie verbessert die Haftung zwischen der Deckschicht und der Absorberschicht. Die haftvermittelnde Schicht kann z.B. aus Oxiden, Nitriden und/oder Oxinitriden der verwendeten
Metalle, z.B. Siliziumoxid oder Titannitrid, bestehen.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Absorberschicht, alternativ oder ergänzend auch die zwischen Absorber- und Verdampfungsschicht liegenden Zwischen- und Deckschichten eine anisotrope Wärmeleitfähigkeit auf. Anisotrope
Wärmeleitfähigkeit bedeutet, dass sich die durch einen
Energieeintrag, z.B. durch eine Strahlungsquelle, in der Absorberschicht erzeugte Wärme unterschiedlich schnell bzw. unterschiedlich stark ausbreitet. Da die Transfermaske dazu verwendet werden soll, Materialien lokal derart
differenziert zu verdampfen, dass auf einem der
Transfermaske gegenüberliegenden Substrat dieses Material in der hier gewünschten Struktur wieder abgeschieden wird, ist es besonders in den Richtungen, in denen die gewünschten Strukturen sehr kleine Strukturbreiten aufweisen,
vorteilhaft, wenn zumindest die Absorberschicht eine
möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Da die
Absorberschicht durch Wärmeleitung Energie an die
Reflektorschicht verliert, sollte letztere eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Dabei ist, sofern ein Linienmuster des wieder abgeschiedenen Materials auf dem Substrat erzeugt werden soll, die niedrige
Wärmeleitfähigkeit nur in einer Richtung, insbesondere lateral, d.h. parallel zur Maskenebene, notwendig, während bei komplizierteren Strukturen mit kritischen Dimensionen in verschiedenen Richtung eine solche niedrige
Wärmeleitfähigkeit parallel zur Maskenebene in allen
Richtungen notwendig.
Idealerweise weisen auch entsprechend genutzte
Zwischenschichten und/oder die Deckschicht eine anisotrope Wärmeleitfähigkeit auf. Auch diese Schichten müssen, da sie sich „auf dem Weg" zur Weiterleitung der Wärme in Richtung des zu übertragenden Materials befinden, die Wärme möglichst effektiv und gerichtet weiterleiten. Eine laterale
Ausbreitung der Wärme kann hingegen einen Verlust und eine Verschlechterung der Strukturschärfe der auf dem Substrat aufzubringenden Struktur bedeuten.
Mit der beschriebenen Transfermaske können die
Materialkompatibilität, die Auflösung und die Skalierbarkeit der auf einem Substrat herzustellenden Schichten verbessert werden. Das mit einer solchen Transfermaske durchführbare Bedampfungsverfahren weist beispielsweise Vorteile gegenüber bestehenden Technologien zur Herstellung von OLED Displays auf. So ermöglicht es OLED-Displays herzustellen, bei denen jeder der Subpixel, die zusammen einen Pixel bilden, jeweils eine eigene Kathode umfasst, wodurch kapazitive Verluste verringert und damit kürzere Schaltzeiten und geringer
Strombedarf ermöglicht werden können.
Für die Abscheidung der oben beschriebenen Schichten der Transfermaske eignen sich verschiedene
Beschichtungsverfahren . Z.B. sind das Sputtern, thermische Verdampfung, CVD-Verfahren, Rotationsbeschichtungen (Spin Coating) oder Sol-Gel-Verfahren möglich. Auch das
Beschichten mit Precursoren kann verwendet werden. Im Falle der Precursoren werden Verbindungen die z.B. das
abzuscheidende Metall in einer chemischen Verbindung
enthalten, aufgebracht. Die Umwandlung in das reine Metall findet beim Übertrag statt. Je nach Schichtstruktur der Transfermaske und den erforderlichen Eigenschaften der einzelnen Schichten sind sowohl ein einheitliches Verfahren zur Herstellung der gesamten Transfermaske, z.B. das
Sputtern, als auch Kombinationen der genannten Verfahren, auch in einem Durchlauf erfahren möglich. Darüber hinaus werden subtraktive Verfahrensschritte zur Herstellung der Struktur von Einzelschichten oder des
Schichtsystems wie Trocken- oder Nassätzen unter Verwendung der Fotolithografie oder ein mechanisches oder mechanisch¬ chemisches Polieren eingesetzt. Diese additiven und
substraktiven Verfahren sind dem Fachmann sämtlich
hinreichend bekannt, um optimale Schichteigenschaften und Verfahrenskombinationen zu erzielen.
Darüber hinaus kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass Vor- und Zwischenbehandlungsschritte in den Verfahrensablauf zur Abscheidung und Strukturierung der Schichten der
Transfermaske eingefügt werden, die ebenfalls verschiedene Technologien verwenden. So kann z.B. die Haftung einzelner Schichten
Die Herstellung von Schichten mit anisotroper
Wärmeleitfähigkeit erfolgt unter geeigneter Einstellung der Prozessparameter Zwischenträgertemperatur, Abscheiderate, Gasflüsse bzw. Verhältnis der Gasflüsse und Prozessdruck. Insbesondere zur Erzeugung von kolumnaren, also
säulenförmigen Strukturen innerhalb der Absorberschicht, Zwischen- und/oder Deckschicht, die die Bedingung der
Anisotropie der Wärmeleitfähigkeit erfüllen, sei dabei auf die detaillierten Ausführungen von J.A. Thormton in Ann. Rev. Mater. Sei. 1977.7:239-260 verwiesen. In der
Wachstumsrichtung der kolumnaren Strukturen weisen diese eine wesentliche höhere Leitfähigkeit auf als in lateraler Richtung .
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1A, Fig. 1B, Fig. IC alternative Schichtstapel einer Transfermaske, welche eine strukturierte
Absorberschicht umf
Fig. 2 eine Ausführungsform einer Transfermaske mit im
Zwischenträger eingebetteter Reflektorschicht und
Fig. 3 die Beschichtung eines Substrats mittels einer
Transfermaske .
Die erfindungsgemäßen Transfermasken 1 gemäß der Fig. 1A, Fig. 1B und Fig. IC weisen eine strukturierte
Absorberschicht 4, jedoch keine Reflektorschicht 3 auf.
Die Ausführung nach Fig. 1A umfasst einen Zwischenträger 2, der aus Glas besteht, auf dessen Rückseite 14 ein
Schichtstapel 13 abgeschieden ist. Als Rückseite 14 wird hier die Seite des Zwischenträgers 2 bezeichnet, die im Bedampfungsverfahren eines Substrats 20 (Fig. 3) dem
Substrat 20 zugewendet ist.
Der Schichtstapel 13 umfasst eine mittels Sputtern
abgeschiedene Absorberschicht 6 z.B. aus 85-500 nm dickem Wolfram. Diese wurde mittels Fotolithografie und
nasschemischem Ätzen strukturiert, so dass nur die Bereiche stehen blieben, welche später auf einem Substrat (nicht dargestellt) abgeschieden werden sollen.
Abgedeckt wird die Maskenstruktur durch eine 10-200 nm dicke Deckschicht 10 z.B. aus SiC oder aus DLC (Diamond Like
Carbon) . Auch diese Schicht wurde gesputtert. Über der
Deckschicht 10 wird das zu verdampfende, z.B. metallische Material der Verdampfungsschicht 12 mittels thermischer Vakuumbedampfung aufgetragen. Sie besteht beispielsweise aus Aluminium.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1B umfasst ergänzend zu den in Fig. 1A dargestellten Schichten im Schichtstapel 13 eine Zwischenschicht 8. Die Zwischenschicht 8 ist oberhalb des Zwischenträgers 2 und unterhalb der Absorberschicht 6 abgetragen. Sie besteht aus Siliziumoxid oder
Siliziumoxinitrid, gegebenenfalls auch gradiert aus beiden Materialien, mit einer Schichtdicke im Bereich von 1-100 nm und mittels Sputtern abgeschieden ist. Als Material für den Zwischenträger sind z.B. Quarzglas, Weißglas und Saphirglas geeignet, die mechanisch und chemisch sehr beständig sind und zudem eine hohe Transmission aufweisen.
Auf der Vorderseite 15 des Zwischenträgers 2 ist eine einzelne Schicht als Antireflexbeschichtung 16 angeordnet. Sie besteht aus MgF und ist mittels Sputtern abgeschieden.
Eine Transfermaske gemäß Fig. IC unterscheidet sich von einer Maske gemäß Fig. 1B durch eine optionale eine
haftreduzierende Schicht 11, die zwischen der Deckschicht 10 und der Verdampfungsschicht 12 angeordnet ist und zur
Verminderung der Haftung zwischen beiden angrenzenden
Schicht dient. Sie kann z.B. aus einem funktionalisierten Trichlorsilan, Phosphonsäure und Thiol bestehen. Des
Weiteren umfasst die Transfermaske 1 beispielhaft keine Antireflexbeschichtung 16 auf der Vorderseite 15 des
Zwischenträgers 2.
Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 1B besteht die
Zwischenschicht 8 hier jedoch aus zwei Teilschichten, deren Brechungsindex wechselt, so dass in Verbindung mit einer geeigneten Schichtdicke neben der thermischen Trennung von Absorberschicht 6 und Zwischenträger 2 eine Entspiegelung durch Interferenzeffekte erzielt wird. Geeignet ist dafür z.B. ein Schichtstapel aus Ti02 und Si02, der zur Erhöhung der Entspiegelungswirkung auch wiederholt werden kann.
Eine Transfermaske gemäß Fig. 2 umfasst eine
Reflektorschicht 4 z.B. aus Silber, die im Zwischenträger 2 eingebettet ist. Zur Einbettung wird eine Vorstufe des
Zwischenträgers 2 auf seiner der Vorderseite 15 gegenüber liegenden Oberfläche die Reflektorschicht 4 mittels
Sputtern mit einer Dicke im Bereich 85-500 nm abgeschieden und nachfolgend, wie oben zur Absorberschicht dargelegt strukturiert .
Anschließend wird die Teilschicht 3 des Zwischenträgers 2 über der Reflektorschicht 4 aufgebracht. Dies erfolgt bei Glas als Zwischenträger mittels einer Rotationsbeschichtung, allgemein als Spin-on-Glass bekannt, mit anschließendem Härten der Teilschicht 3. Bei anderen Materialien des
Zwischenträgers 2 können auch andere Verfahren verwendet werden, z.B. PVD, CVD.
Auf der so hergestellten Rückseite 14 des Zwischenträgers wird zunächst eine absorptionserhöhende Schicht 7 aus CrNx mittels Sputtern abgeschieden. Unmittelbar darauf folgen im Schichtstapel 13 eine Absorberschicht 6, eine Deckschicht 10 und eine Verdampfungsschicht 12. Zu diesen Schichten des Schichtstapels wird auf die Darlegungen zu Fig. 1A
verwiesen, wobei die Absorberschicht 6 im Gegensatz zu der dortigen Ausführungsform nicht strukturiert ist.
Auf seiner Vorderseite 15 weist der Zwischenträger 2
ebenfalls eine Antireflexbeschichtung 16 auf, wie zu Fig. 1B beschrieben . Die Verfahren zur Abscheidung und Strukturierung der
einzelnen Schichten können den zuvor beschriebenen
entsprechen. In Abhängigkeit von den zu erzielenden
Schichten und Schichteigenschaften und von dem gewünschten Anlagen- und Kostenaufwand können auch andere der oben genannten Verfahren zu Anwendung kommen.
Auch wird zunächst, wie zu Fig. la beschrieben eine
Zwischenschicht 8 auf dem Zwischenträger 2 und darüber eine Absorberschicht 6 z.B. aus 85-100 nm dickem Wolfram abgeschieden. Letztere wird wie oben dargelegt lateral strukturiert .
Die Bedampfung eines Substrats 20 beispielsweise mittels einer Transfermaske gemäß Fig. 1B wird in Fig. 3
dargestellt. Dazu wird die mit der Verdampfungsschicht 12 belegte Oberfläche der Transfermaske 1 relativ zu einem Substrat 20, im Proximity-Abstand (typisch für optische Lithographie, beispielsweise 30μη) oder im direkten Kontakt zum Substrat 20 platziert. Anschließend wird das
Verdampfungsmaterial durch den transparenten Zwischenträger 2 mit Hilfe einer Strahlungsquelle 22, z.B. einer
Gasentladungslampe, belichtet. Ähnlich wie bei der optischen Lithographie kann über einen Shutter 9 die Lichtquelle 8 ein- bzw. ausgeschaltet werden. Durch den Energieeintrag von der Strahlungsquelle 22 erwärmt sich nur die strukturierte Absorberschicht 6 ausreichend stark, sodass das Material der Verdampfungsschicht 12 ausschließlich an diesen Stellen verdampft wird und sich auf jenen Bereichen der Oberfläche des Substrats 20 als
strukturierte Beschichtung 26 niederschlägt, welche der
Absorberschicht 6 gegenüber liegen. Je kleiner der Abstand zwischen strukturierte Oberfläche der Transfermaske 1 und dem Substrat 22 ist, desto geringer sind die
Streudampfanteile, d.h. die Menge an Verdampfungsmaterial, welches an nicht beabsichtigten Stellen kondensiert.
Aufgrund der geringen Wärmekapazität der Absorberschicht 6 kann die Erhitzung auf Verdampfungstemperaturen im
Millisekunden-Bereich erfolgen. Nach der Abschaltung der Strahlungsquelle 22 durch den Shutter erfolgt eine rasche Abkühlung der Absorberschicht 6 durch die thermische
Anbindung an den Zwischenträger 2, welcher eine relativ hohe Wärmekapazität hat. Mit diesem Verfahren können Strukturen kleiner als 10 ym-Bereich von der Transfermaske 1 auf das Substrat 20 zu übertragen werden. Transfermasken zur lokalen Bedampfung von Substraten und Verfahren zu deren Herstellung
Bezugszeichenliste
Transfermaske
Zwischenträger
Teilschicht
Reflektorschicht
Absorberschicht
absorptionserhöhende Schicht
Zwischenschicht
Deckschicht
haftreduzierende Schicht
Verdampfungsschicht
SchichtStapel
Rückseite
Vorderseite
AntireflexionsbeSchichtung
Substrat
Strahlungsquelle
Shutter
Beschichtung

Claims

Patentansprüche
1. Transfermaske zur lokalen Bedampfung von Substraten (20) mit einem transparenten Zwischenträger (2), auf dessen Rückseite (14) ein Schichtstapel (13) angeordnet ist, der eine Absorberschicht (6) aus einem Strahlungsabsorbierenden Material, darüber eine durchgehende Deckschicht (10) und darüber eine durchgehende Verdampfungsschicht (12) des zu verdampfenden Materials umfasst, dadurch
gekennzeichnet, dass der Schichtstapel (13) keine Reflektorschicht (4) umfasst und die Maskenstruktur durch eine strukturierte Absorberschicht (6) oder durch eine strukturierte Reflektorschicht (4), welche im Zwischenträger (2) eingebettet ist, ausgebildet ist.
2. Transfermaske nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Absorberschicht (6) aus einem Material besteht, dessen Schmelztemperatur mindestens 20%, bevorzugt mindestens 25% über der Siedetemperatur des
Materials der Verdampfungsschicht (12) liegt.
3. Transfermaske nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verdampfungsschicht aus einem Refraktärmetall oder einer Legierung davon besteht und die Reflexion des Materials der Verdampfungsschicht (12) höher ist als die Reflexion des Materials der Absorberschicht (6) .
4. Transfermaske nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass über der eingebetteten
Reflektorschicht (4) eine Teilschicht (3) des
Zwischenträgers (2) aus einem solchen Material liegt, welches dem Material einer sich daran anschließenden
Teilschicht des Zwischenträgers (2) in seinen wesentlichen Bestandteilen entspricht.
5. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (2) aus Quarzglas besteht.
6. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberschicht
(6) aus einem Metall oder Metalllegierung besteht und zwischen dem Zwischenträger (2) und der Absorberschicht (6) und in Kontakt zur Absorberschicht (6) eine
absorptionserhöhende Schicht (7) angeordnet ist.
7. Transfermaske nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die absorptionserhöhende Schicht
(7) ein- oder mehrschichtig ausgebildet ist und aus
dielektrischem Material, bevorzugt einem Oxid, Nitrid,
Oxinitrid, Carbid oder Silicid eines Refraktärmetalls oder Siliziumdioxid besteht.
8. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexion der Absorberschicht (6) mindestens 20% geringer ist als die Reflexion der eingebetteten Reflektorschicht (4).
9. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der
Absorberschicht (6) und dem Zwischenträger (2) eine
durchgehende, transparente Zwischenschicht (8) angeordnet ist .
10. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der
Deckschicht (10) und der Verdampfungsschicht (12) eine haftreduzierende Schicht (11) zur Verminderung der Haftung zwischen Deckschicht (10) und Verdampfungsschicht (12) angeordnet ist.
11. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (2) auf seiner Vorderseite (15) eine
Antireflexionsbeschichtung (16) aufweist.
12. Transfermaske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schichten von Absorberschicht (6), Zwischenschicht (8) und/oder die Deckschicht (10) eine anisotrope
Wärmeleitfähigkeit aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske (1) zur lokalen Bedampfung von Substraten (20), indem ein, auf seiner Rückseite einen Schichtstapel aufweisender,
transparenter Zwischenträger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt wird.
14. Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einbettung der Reflektorschicht (4) im Zwischenträger (2) vor der Abscheidung des Schichtstapels (13) auf dem
Zwischenträger (2) eine Reflektorschicht (4) abgeschieden und strukturiert wird und nachfolgend darüber eine
transparente Teilschicht (3) des Zwischenträgers (2), die Reflektorschicht (4) bedeckend, aufgebracht wird.
15. Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung besagter Teilschicht (3) ein Glasprecursor mittels Rotationsbeschichtung abgeschieden und nachfolgend gehärtet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass während der
Herstellung zumindest einer der Schichten von
Absorberschicht (6), Zwischenschicht (8) und/oder
Deckschicht (10) die Parameter Zwischenträgertemperatur,
Abscheiderate, Gasflusse bzw. Verhältnis der Gasflüsse und Prozessdruck so eingestellt werden, dass die betreffende Schicht mit anisotroper Wärmeleitfähigkeit hergestellt wird.
PCT/EP2012/066798 2011-09-19 2012-08-29 Transfermasken zur lokalen bedampfung von substraten und verfahren zu deren herstellung WO2013041336A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014530145A JP5685350B2 (ja) 2011-09-19 2012-08-29 基板の特定の場所に蒸着するための転写マスク及び当該転写マスクを製造するための方法
KR1020147010458A KR101485842B1 (ko) 2011-09-19 2012-08-29 기판의 국부적인 진공 증착을 위한 전사 마스크 및 이 전사 마스크의 제조 공정
CN201280045652.6A CN103958724B (zh) 2011-09-19 2012-08-29 用于局部蒸镀基底的迁移掩模和其制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011082956.3 2011-09-19
DE102011082956.3A DE102011082956B4 (de) 2011-09-19 2011-09-19 Transfermasken zur lokalen Bedampfung von Substraten und Verfahren zu deren Herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013041336A1 true WO2013041336A1 (de) 2013-03-28
WO2013041336A9 WO2013041336A9 (de) 2013-10-31

Family

ID=46763087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/066798 WO2013041336A1 (de) 2011-09-19 2012-08-29 Transfermasken zur lokalen bedampfung von substraten und verfahren zu deren herstellung

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5685350B2 (de)
KR (1) KR101485842B1 (de)
CN (1) CN103958724B (de)
DE (1) DE102011082956B4 (de)
WO (1) WO2013041336A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012110343A1 (de) 2012-10-29 2014-04-30 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur lokal differenzierbaren Bedampfung von Substraten
DE102014109046A1 (de) 2014-06-27 2015-12-31 Von Ardenne Gmbh Transferlithographiemaske und Transferlithographieanlage
US9627619B2 (en) 2014-09-03 2017-04-18 Samsung Display Co., Ltd. Thin film forming apparatus and thin film forming method using the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013108315B4 (de) * 2013-08-01 2016-08-04 Von Ardenne Gmbh Beschichtungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Beschichtungsvorrichtung
DE102014113944A1 (de) * 2014-09-26 2016-04-14 Von Ardenne Gmbh Transfermaske mit hohem Auflösungsvermögen und Verfahren zu deren Herstellung
DE102016105796A1 (de) 2016-03-30 2017-10-05 Leander Kilian Gross Verfahren zur Abscheidung von Mikrostrukturen
CN116180035B (zh) * 2023-04-20 2023-07-28 上海传芯半导体有限公司 Euv空白掩模版制造方法和监控系统、euv空白掩模版制造系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1650046A1 (de) * 2004-10-19 2006-04-26 Samsung SDI Co., Ltd. Donorsubstrat und Prozess mit deren Verwendung zum Herstellung einer organischen elektrolumineszenten Anzeigevorrichtung
JP2008066147A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Fuji Electric Holdings Co Ltd 蒸着によるパターン形成方法、該方法を含む色変換フィルタ基板およびカラー有機ｅｌ素子の製造方法
US20090197017A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Deposition Method and Method for Manufacturing Light-Emitting Device
EP2299784A1 (de) * 2008-06-16 2011-03-23 Toray Industries, Inc. Strukturierungsverfahren, verfahren zur herstellung von bauelementen mit dem strukturierungsverfahren und gerät
DE102009041324A1 (de) 2009-09-15 2011-03-24 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von organischen photoaktiven Bauelementen, insbesondere von organischen Leuchtdioden

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101689519B1 (ko) * 2007-12-26 2016-12-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 증착용 기판, 증착용 기판의 제조방법, 및 발광장치의 제조방법
JP5323784B2 (ja) * 2009-09-15 2013-10-23 フオン・アルデンネ・アンラーゲンテヒニク・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング 微細構造を製造するための方法及び装置
DE102010043204A1 (de) * 2010-08-10 2012-02-16 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Schicht eines organischen Materials auf einem Substrat

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1650046A1 (de) * 2004-10-19 2006-04-26 Samsung SDI Co., Ltd. Donorsubstrat und Prozess mit deren Verwendung zum Herstellung einer organischen elektrolumineszenten Anzeigevorrichtung
JP2008066147A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Fuji Electric Holdings Co Ltd 蒸着によるパターン形成方法、該方法を含む色変換フィルタ基板およびカラー有機ｅｌ素子の製造方法
US20090197017A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Deposition Method and Method for Manufacturing Light-Emitting Device
EP2299784A1 (de) * 2008-06-16 2011-03-23 Toray Industries, Inc. Strukturierungsverfahren, verfahren zur herstellung von bauelementen mit dem strukturierungsverfahren und gerät
DE102009041324A1 (de) 2009-09-15 2011-03-24 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von organischen photoaktiven Bauelementen, insbesondere von organischen Leuchtdioden

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.A. THORMTON, ANN. REV. MATER. SCI., vol. 7, 1977, pages 239 - 260

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012110343A1 (de) 2012-10-29 2014-04-30 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur lokal differenzierbaren Bedampfung von Substraten
DE102014109046A1 (de) 2014-06-27 2015-12-31 Von Ardenne Gmbh Transferlithographiemaske und Transferlithographieanlage
US9627619B2 (en) 2014-09-03 2017-04-18 Samsung Display Co., Ltd. Thin film forming apparatus and thin film forming method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN103958724A (zh) 2014-07-30
KR101485842B1 (ko) 2015-01-26
CN103958724B (zh) 2016-05-11
DE102011082956A1 (de) 2013-03-21
WO2013041336A9 (de) 2013-10-31
DE102011082956B4 (de) 2015-10-15
JP2014531512A (ja) 2014-11-27
KR20140066769A (ko) 2014-06-02
JP5685350B2 (ja) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013041336A1 (de) Transfermasken zur lokalen bedampfung von substraten und verfahren zu deren herstellung
EP2456904B1 (de) Verfahren zum herstellen einer strukturierten beschichtung auf einem substrat
EP2368154B1 (de) Wafer-chuck für die euv-lithographie
DE102006056536B9 (de) Strahlungsselektive Absorberbeschichtung, Absorberrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004062289B4 (de) Thermisch stabiler Multilayer-Spiegel für den EUV-Spektralbereich
DE102014114330B4 (de) Solar-Control-Schichtsystem mit neutraler schichtseitiger Reflexionsfarbe und Glaseinheit
DE102015102496A1 (de) Temperatur- und korrosionsstabiler Oberflächenreflektor
WO2012123038A1 (de) Reflexionsschichtsystem für solartechnische anwendungen und verfahren zu seiner herstellung
WO2008145364A2 (de) Verfahren zur herstellung eines optischen elementes mit hilfe von abformung, optisches element hergestellt nach diesem verfahren, kollektor und beleuchtungssystem
DE19807930B4 (de) Herstellung eines thermisch hochbelastbaren wärmereflektierenden Belags
WO2006000445A1 (de) Hochreflektiv beschichteter mikromechanischer spiegel, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung
DE10241847B4 (de) Beschichtung mit photoinduzierter Hydrophilie und deren Verwendung
EP1982219A2 (de) Thermisch stabiler multilayer-spiegel für den euv-spektralbereich
DE102011082939B4 (de) Transfermaske und Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske
EP2839325B1 (de) Reflexionsbeugungsgitter und verfahren zu dessen herstellung
WO2003087423A1 (de) Verfahren zur beschichtung von metalloberflächen und substrat mit beschichteter metalloberfläche
DE102011083166B4 (de) Verbundmaterial mit spektral selektivem Mehrschichtsystem und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3449291B1 (de) Optisches element und optische anordnung damit
DE102013108315B4 (de) Beschichtungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Beschichtungsvorrichtung
DE102013104212A1 (de) Vogelschutzglas und Verfahren zum Herstellen eines Vogelschutzglases
WO2012113464A1 (de) Reflexionsschichtsystem und verfahren zu dessen herstellung
EP3779526A1 (de) Verfahren zur herstellung einer aluminiumschicht und optisches element
DE102013206483A1 (de) Transfermaske zur strukturierten Bedampfung und Verfahren unter deren Verwendung
DE112015004413B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske mit hohem Auflösungsvermögen
DE102012215059A1 (de) Schutzschicht für ein IR-reflektierendes Schichtsystem und Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201280045652.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12753479

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014530145

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147010458

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12753479

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1