DE4229399C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Funktionsstruktur eines Halbleiterbauelements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Funktionsstruktur eines Halbleiterbau­ elements, welche auf einem Grundsubstrat angeordnete und die gesamten Funktionen des Halbleiterbauelements definierende Schichten umfaßt.

Nach der heute üblichen Technologie werden bei der Her­ stellung von Halbleiterbauelementen eine Vielzahl von Pro­ zeßschritten durchgeführt, die zum Teil unter Vakuumbe­ dingungen, zum Teil unter normaler Atmosphäre ablaufen und bei welchen chemische Substanzen und Fremdmaterialien Ver­ wendung finden.

Beispielsweise werden folgende Prozesse durchgeführt: Chemisches Reinigen der Substrate, mehrfaches Strukturieren und Dotieren von Schichten unter Verwendung von Fotolitho­ grafie, welche Belacken, Belichten, Entwickeln und Ätzen des Substrats umfaßt. Darüber hinaus werden noch Metallisie­ rungen durch chemische Abscheidungen von Metallschichten erforderlich.

Die bisherige Technologie ist hinsichtlich der Qualitäts­ ausbeute der Halbleiterbauelemente äußerst anfällig, da das Substrat mit einer Vielzahl von Fremdstoffen in Berührung kommt, so daß dadurch eine Vielzahl von Verunreinigungs­ möglichkeiten besteht, welche letztlich die Qualität der Halbleiterbauelemente beeinträchtigen.

Aus dem Artikel "Photo-excited processes related to semi­ conductor technology" in der Zeitschrift "Thin Solid Films, Bd. 218 (1992), S. 144-150", ist eine Vielzahl von einzelnen möglicherweise für die Halbleiterherstellung einsetzbaren und Laserstrahlung verwendenden Verfahren bekannt, die jedoch teilweise auch chemische Prozesse umfassen. Es ist jedoch nicht die Herstellung einer ganzen Funktionsstruktur eines Halbleiterbauelements beschrieben.

Aus der Appl. Phys. Letters, Bd. 49, 1986, S. 704-706 ist es bekannt, "superlattice crystals" auf einem Grundsubstrat durch Molekularstrahlepitaxie unter Verwendung einer Schattenmaske und daher ohne Fremdstoffe herzustellen, wobei diese "superlattice crystals" die gesamte Funktion eines Halbleiterbauelements definierende Schichten umfassen.

Aus der DE 35 45 242 A1 ist es bekannt, einen struktutierten Halbleiterkörper durch räumlich begrenzte Energieeinwirkung herzustellen. Beispielsweise durch ein gesteuertes Abrastern eines Si-Substrates mit einem fokussierten Laser- oder Elek­ tronen- oder Ionenstrahl.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen ein Halbleiterbauelement mit physikalischen Schicht­ auftragsverfahren unter Vermeidung einer chemische Ätz­ schritte umfassenden Lithographie hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 42.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß sich hinsichtlich der Qualitätsausbeute weit weniger Probleme ergeben, da das Substrat und auch die aufgetragenen Schich­ ten nicht mit Fremdstoffen in Berührung kommen. Darüber hinaus erfordert das erfindungsgemäße Verfahren nicht den Einsatz umweltbelastender Chemikalien.

Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch noch einen rationelleren und unkomplizierteren Fertigungs­ ablauf, als dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Eine strukturierte Schicht wird erfindungsgemäß dadurch her­ gestellt, daß entsprechend der jeweiligen Struktur ein defi­ niertes Bewegen eines fokussierten Laserstrahls über das Prozeßsubstrat erfolgt und daß der Laserpuls eine Dauer von weniger als ungefähr 100 psek. aufweist. Bevorzugt wird eine Pulsdauer im Bereich von ungefähr 1 bis 20 psek.

Für das Auftragen von Schichten ist besonders vorteilhaft, daß der Laserstrahl eine derartige Energie aufweist, daß pro Laserpuls auf dem Prozeßsubstrat ein Auftrag von einer oder wenigen Atomlagen des Schichtmaterials erfolgt. Die weiteren Bedingungen hierzu sind beispielsweise in dem deutschen Patent 40 22 817 offenbart.

Darüber hinaus ist es, um eine nennenswerte Effizienz und einen nennenswerten Auftrag von Schichtmaterial auf dem Prozeßsubstrat zu erreichen, von Vorteil, wenn die plasma­ erzeugenden Laserpulse eine Repetitionsrate im Bereich von ungefähr 10 kHz aufweisen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird dabei die strukturierte Schicht durch Materialabtragung von einer bereits aufgetragenen Schicht des Prozeßsubstrats mittels des Laserstrahls hergestellt, das heißt, eine unstruk­ turierte Schicht wird dadurch strukturiert, daß Teile der­ selben nachträglich mittels eines definiert bewegten Laser­ strahls wieder abgetragen werden.

Alternativ dazu sieht ein Ausführungsbeispiel vor, daß eine strukturierte Schicht durch Bestrahlen eines Dünnschicht­ targets auf einer dem Prozeßsubstrat abgewandten Seite her­ gestellt wird, das heißt, daß von dem Dünnschichttarget, das auf seiner dem Prozeßsubstrat abgewandten Seite bestrahlt wird, Material auf die Oberfläche des Prozeßsubstrats aufge­ tragen wird, da sich das Schichtmaterial durch die Einwir­ kung des Laserstrahls auch in Richtung des Substrats aus­ breitet, wobei dies vorzugsweise das im Bereich des Fokus des Laserstrahls liegende Schichtmaterial ist.

Dies schließt jedoch nicht aus, daß auch eine derartige, bereits strukturiert aufgetragene Schicht noch durch einen Schichtabtrag mittels eines Laserstrahls nachstrukturiert oder mit zusätzlichen Strukturen versehen wird.

Das strukturierte Auftragen einer Schicht mittels des Dünn­ schichttargets ist besonders vorteilhaft dann möglich, wenn das Dünnschichttarget in geringem Abstand von der Oberfläche des Prozeßsubstrats angeordnet wird, so daß lediglich in dem Fokus gegenüberliegenden Bereich ein Auftragen von Schicht­ material auf dem Prozeßsubstrat erfolgt.

Vorzugsweise ist das Dünnschichttarget in einem Abstand von weniger einem zehnfachen Fokusdurchmesser, noch besser von weniger als 10 µm von der Oberfläche des Prozeßsubstrats angeordnet. Es ist aber auch möglich, das Dünnschichttarget direkt auf die Oberfläche des Prozeßsubstrats aufzulegen.

Das Dünnschichttarget kann in vielfältigster Form Anwendung finden. So sieht ein Ausführungsbeispiel vor, daß das Dünn­ schichttarget eine über dem Prozeßsubstrat und in geringem Abstand von diesem angeordnete Folie ist.

Alternativ dazu ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Dünnschichttarget eine auf einem vom Laserstrahl durch­ strahlbaren Träger angeordneter Film ist.

Ein derartiger Film hat vorzugsweise eine Dicke von weniger als 100 nm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 5 bis unge­ fähr 30 nm.

Besonders zweckmäßig ist es, insbesondere um die vorteil­ haften Bedingungen für das Auftrag des Schichtmaterials zu erreichen, wenn die Laserstrahlung eine Wellenlänge von weniger als 0,6 µm aufweist.

Vorzugsweise hat der Laserstrahl eine Energiedichte von 0,1 bis 10 Ws/cm².

Bei dem bisherigen Ausführungsbeispiel wurde stets davon ausgegangen, daß der Laserpuls ein einziger Laserpuls mit definierter Pulsdauer und Wellenlänge ist, welcher mit der vorstehend genannten Repetitionsrate erzeugt wird.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Plasma mit einem Laserpuls mit einer Wellenlänge kleiner 0,6 µm und einer Pulsdauer im Pikosekundenbereich gebildet und mit einem weiteren Laserpuls im Pikosekundenbereich nachgeheizt wird. Dieser Laserpuls kann dabei eine größere Wellenlänge aufweisen, da bei seinem Auftreffen auf dem Target bereits das Plasma besteht, so daß andere Absorptionsbedingungen vorliegen.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß der weitere Laserpuls mit einer Zeitverzögerung im Bereich von einigen Nano­ sekunden, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 5 ns, folgt, so daß insgesamt das Target nicht mit einem einzigen Laserpuls, sondern mit einem Pulszug aus zwei Laserpulsen bestrahlt wird.

Noch vorteilhafter ist es, wenn das Plasma mit mehreren weiteren Laserpulsen nachgeheizt wird.

Diese weiteren Laserpulse haben vorzugsweise eine Wellen­ länge, welche ein ganzzahliges Vielfaches derjenigen des das Plasma erzeugenden Laserpulses beträgt.

Vorzugsweise folgen die weiteren Laserpulse mit längerer Wellenlänge mit einem Abstand im Bereich von Nanosekunden dem das Plasma erzeugenden Laserpuls mit einer Wellenlänge von weniger als 0,6 µm.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren könnte beispielsweise, wie auch bei der bisherigen Prozeßtechnik für Halbleiter­ bauelemente üblich, mit einem Substrat mit bestimmten Ei­ genschaften der Prozeß begonnen werden, von welchem Material teilweise abgetragen und danach Schichten aufgetragen werden.

Besonders rationell läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren jedoch dann durchführen, wenn die Schichten auf dem Substrat durch aufeinanderliegendes Auftragen derselben hergestellt werden.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn jede Schicht jeweils in Form einer obersten Schicht auf einem in vorangehenden Prozessen hergestellten Prozeßsubstrat aufgetragen wird.

Unter einem Prozeßsubstrat ist dabei ein Substrat zu ver­ stehen, das als Grundlage für das Auftragen einer Schicht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient. Dies kann daher ein Grundsubstrat sein, auf welchem noch keine Schicht auf­ getragen wurde, oder ein Grundsubstrat mit bereits einer oder mehreren Schichten, welche als Träger für eine weitere Schicht dient.

Der Vorteil der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise ist darin zu sehen, daß sich Aufbau und Zusammensetzung der Schichten dann in einfacher Weise steuern und beeinflussen lassen, wenn dies jeweils die oberste Schicht des Prozeß­ substrats ist.

Das Schichtmaterial kann in einem Target oder bereits als aufgetragene Schicht vorliegen.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn mit ge­ pulster Laserstrahlung gearbeitet wird, da in diesem Fall für die Beschichtungsprozesse hohe Energie in einem Puls konzentriert zur Verfügung steht und sich somit insbesondere lokalisierte Prozesse erzeugen und steuern lassen.

So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens vor, daß mindestens eine der Schichten durch Bestrahlen mindestens eines Schichtmaterial aufweisenden Targets mit gepulster Laserstrahlung aufge­ tragen wird.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Schicht durch Bildung eines Plasmas beim Target und Wanderung von Schichtmaterial­ teilchen von dem Target zum Prozeßsubstrat und Nieder­ schlagen auf einer Oberfläche des Prozeßsubstrats aufge­ tragen wird. Eine derartige Herstellung von Schichten ist beispielsweise aus dem deutschen Patent Nr. 40 22 817 bekannt.

Beim Auftragen der Schichten einer Funktionsstruktur ist zwischen unstrukturierten und strukturierten Schichten zu unterscheiden. Unstrukturierte Schichten sind solche Schich­ ten, welche sich durchgehend mit der gewünschten Dicke über das gesamte Substrat ausdehnen und in der Ebene ihrer Erstreckung auf dem Substrat keinerlei Struktur, das heißt Durchbrüche oder Singularitäten oder ähnliches aufweisen. Strukturierte Schichten sind dagegen solche Schichten, welche in der Ebene in der sie sich erstrecken, nicht durch­ gängig verlaufen, sondern beispielsweise definierte Flächen­ bereiche überdecken oder Bahnen etc. aufweisen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt vorteilhafter­ weise das Auftragen einer unstrukturierten Schicht durch Bestrahlen des Targets auf einer dem Prozeßsubstrat zuge­ wandten Oberfläche, vorzugsweise unter Bildung eines Plasmas auf dieser. Dabei ist in einfacher Weise ein Schichtauftrag möglich, da Teilchen aus dem Schichtmaterial von dem Plasma auf der Oberfläche des Targets in Richtung des Prozeßsubstrats, vorzugsweise in Form einer auf der Ober­ fläche senkrecht stehenden Keule, wandert und auf dem Pro­ zeßsubstrat im Bereich des Schnittpunkts der Keule mit dessen Oberfläche niederschlägt.

Dies hat den Vorteil, daß sich durch die Bildung eines Plasmas beim Target auf dem Prozeßsubstrat im wesentlichen clusterfreie Schichten auftragen lassen, so daß die Schich­ ten, bezogen auf ihre atomare Struktur, dieselbe Qualität haben wie beispielsweise bislang bekannte kristalline oder amorphe Halbleiterschichten.

Wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schichten auf­ gebaut werden sollen, wurde bislang im einzelnen nicht aus­ geführt. So wäre es beispielsweise möglich, die Schichten in einem Zug jeweils bis zur notwendigen Dicke herzustellen.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn jede Schicht aus jeweils nacheinander und überlappend aufgetragenen Teil­ schichten aufgebaut wird. Dies bietet sich insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz eines Laserstrahls mit Laser­ pulsen an, da pro Laserpuls ein Auftrag von einer oder wenigen Atomlagen in einem Teilbereich der aufzutragenden Schicht erfolgt. Durch das überlappende und nacheinander erfolgende Auftragen von Teilschichten läßt sich insbeson­ dere eine sehr homogene Schicht darstellen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn jede Schicht mit funk­ tionsfertiger Schichtmaterialzusammensetzung aufgetragen wird, so daß im nachhinein keine Veränderung der Schicht mehr erfolgen muß, das heißt also auch beispielsweise kein nachfolgendes Dotieren der aufgetragenen Schicht erforder­ lich ist.

Besonders rationell läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren dann einsetzen, wenn die funktionsfertige Schichtmate­ rialzusammensetzung durch den Schichtaufbau aus einzelnen Komponenten erfolgt, das heißt, wenn der Schichtaufbau nicht aus einem Target erfolgt, das sämtliche Komponenten der funktionsfertigen Schichtmaterialzusammensetzung aufweist.

Beispielsweise sieht ein Ausführungsbeispiel eines Verfah­ rens vor, daß ein Target mehrere Einzeltargets mit Kompo­ nenten der funktionsfertigen Schichtmaterialzusammensetzung umfaßt, welche von dem Laserstrahl beaufschlagt werden. Bei­ spielsweise ist dabei vorgesehen, daß der Laserstrahl die Einzeltargets mit aufeinanderfolgenden Laserpulsen beauf­ schlagt. So ist es beispielsweise denkbar, mit einer bestimmten Zahl von Laserpulsen ein Einzeltarget zu beauf­ schlagen, danach auf das nächste Einzeltarget mit einer weiteren bestimmten Zahl von Laserpulsen zu wechseln und schließlich beispielsweise noch auf ein weiteres Einzel­ target, das beispielsweise als Material die Dotierung auf­ weisen kann.

Um einen gleichmäßigen Abtrag des Schichtmaterials vom Target zu erreichen ist vorgesehen, daß ein Fokus des Laser­ strahls relativ zum Target bewegt wird.

Darüber hinaus ist, um eine gleichmäßige Beschichtung auf der Oberfläche des Prozeßsubstrats zu erreichen, vorgesehen, daß das Target relativ zum Prozeßsubstrat bewegt wird.

Bei den bislang bekannten Ausführungsbeispielen wurde nicht näher darauf eingegangen, wie die Schichten der Funktions­ struktur aufgetragen werden sollen. So wäre es beispiels­ weise denkbar, die Schichten in mehreren Chargen aufzu­ tragen. Besonders vorteilhaft ist jedoch das erfindungs­ gemäße Verfahren, wenn die Schichten der Funktionsstruktur in mehreren aufeinanderfolgenden Stationen aufgetragen werden, so daß dadurch eine größere Effektivität als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erreichbar ist.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Funktionsstruk­ tur in einem zusammenhängenden Prozeßdurchlauf hergestellt wird, so daß die Prozeßsubstrate die einzelnen Stationen in einem zusammenhängenden Durchlauf durchlaufen und am Ende des Prozeßdurchlaufs die gesamte Funktionsstruktur vorliegt.

Hinsichtlich der Führung des gesamten Verfahrens und insbe­ sondere des Auftragens der Schichten während des Verfahrens wurden bislang keine detaillierten Angaben gemacht. So ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß für das Auftragen jeder Schicht eine Beschichtungsstation vorgesehen wird.

Um das erfindungsgemäße Verfahren ökonomisch durchführen zu können ist vorgesehen, daß das Prozeßsubstrat von Beschich­ tungsstation zu Beschichtungsstation transportiert wird.

Darüber hinaus ist vorteilhafterweise, insbesondere um die erforderliche Qualität der Halbleiterbauelemente zu er­ reichen, vorgesehen, daß in jeder Beschichtungsstation unter Hochvakuum gearbeitet wird, das heißt, daß die Beschichtung unter Hoch- oder Ultrahochvakuumbedingungen durchgeführt wird.

In all den Fällen, in denen die Strukturierung der Schicht durch Materialabtrag erfolgt, ist vorteilhafterweise vorge­ sehen, daß zum Strukturieren von Schichten aus einer der Be­ schichtungsstationen eine Strukturierstation vorgesehen, vorzugsweise der Beschichtungsstation nachgeordnet wird.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß in der Strukturier­ station zur Strukturierung der Schicht mit dem Laserstrahl Material abgetragen wird.

Hinsichtlich der Anordnung der Beschichtungsstationen rela­ tiv zueinander wurden bislang ebenfalls keine weiteren An­ gaben gemacht. So ist es besonders vorteilhaft, wenn die einzelnen Beschichtungsstationen räumlich voneinander ge­ trennt sind.

Gleiches gilt für die Strukturierungsstationen, so daß auch vorzugsweise die Strukturierungsstationen räumlich voneinan­ der und von den Beschichtungsstationen getrennt sind.

Zu der Art des Arbeitens in den Strukturierstationen wurden bislang ebenfalls keine weiteren Angaben gemacht. So sieht ein Ausführungsbeispiel vor, daß in der Strukturierstation in Hochvakuumatmosphäre gearbeitet wird.

In diesem Fall ist es, um ein Verschmutzen der Abbildungs­ optik für den Laserstrahl zu vermeiden, zweckmäßig, wenn eine Auffangvorrichtung für aus der zu strukturierenden Schicht abgetragene Teilchen vorgesehen wird.

Vorzugsweise ist die Auffangvorrichtung so angeordnet, daß die abgetragenen Teilchen mittels eines elektrischen oder magnetischen Feldes zu dieser geführt sind.

Alternativ dazu ist es denkbar, in der Strukturierstation mit Schutzgasatmosphäre zu arbeiten. In diesem Fall ist vor­ zugsweise vorgesehen, daß in der Strukturierstation die ab­ getragenen Schichtmaterialteilchen mittels Schutzgas ab­ transportiert werden.

Die Ausführungen betreffend den Aufbau und die Herstellung der Schichten betreffen sowohl die Herstellung von Halb­ leiterschichten als auch von Isolator oder sonstigen Schich­ ten.

Insbesondere betreffen die Ausführungen auch das Aufbringen einer Metallschicht als oberste Schicht auf die Funktions­ struktur, so daß auch die Metallisierung durch Bestrahlen eines Targets mittels eines Laserstrahls aufgetragen wird.

Darüber hinaus sieht das Verfahren ergänzend zu dem Auf­ tragen von strukturierten oder unstrukturierten Schichten für die Funktionsstruktur vor, daß vor dem Auftragen der Schichten das Grundsubstrat mittels eines Laserstrahls photolytisch gereinigt wird.

Vorzugsweise ist auch der Laserstrahl zur photolytischen Reinigung ein gepulster Laserstrahl.

Um eine photolytische Reinigung des Grundsubstrats zu erreichen, ist ebenfalls eine Relativbewegung zwischen Grundsubstrat und Laserstrahl erforderlich, um mit dem Laserstrahl die gesamte Oberfläche des Grundsubstrats abzu­ fahren. Dies ist entweder dadurch möglich, daß das Grund­ substrat relativ zu dem feststehenden Laserstrahl bewegt wird. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn der Laserstrahl relativ zum Grundsubstrat bewegt wird, da eine Bewegung des Laserstrahls relativ zum feststehenden Grundsubstrat beson­ ders einfach und schnell durchführbar ist, um eine möglichst effektive und schnelle photolytische Reinigung des Grund­ substrats zu erhalten.

Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die eingangs genannte Aufgabe ferner durch eine Vorrichtung zum Her­ stellen einer Funktionsstruktur eines Halbleiterbauelements, gemäß Anspruch 43 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 44 bis 51.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn jeder Beschichtungs­ station mindestens ein Laser zum Auftragen der Schichten zugeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt ferner eine besonders einfache und rationelle Herstellung der Funktionsstruktur dann zu, wenn die Beschichtungseinheit aufeinanderfolgende Stationen aufweist, in welchen die Funktionsstruktur her­ stellbar ist.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die einzelnen Sta­ tionen so angeordnet sind, daß die Funktionsstruktur in einem zusammenhängenden Prozeßdurchlauf herstellbar ist.

Vorzugsweise ist dazu eine durch die Beschichtungseinheit hindurchverlaufende Transporteinrichtung vorgesehen, mit welcher das Prozeßsubstrat von Station zu Station trans­ portierbar ist.

Darüber hinaus sind vorzugsweise mehrere Beschichtungs­ stationen in der Beschichtungseinheit aufeinanderfolgend vorgesehen, durch welche das Prozeßsubstrat mittels der Transportvorrichtung sukzessive hindurchtransportierbar ist.

Darüber hinaus ist es noch vorteilhaft, wenn das Struktu­ rieren von Schichten in einer der Beschichtungsstationen nachgeordneten Strukturierstation erfolgt.

Darüber hinaus ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft, wenn der Beschichtungseinheit eine photo­ lytische Reinigungseinheit vorgeschaltet ist, in welcher eine Reinigung und Aktivierung des Grundsubstrats erfolgt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Grobdarstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung einer photolytischen Reinigungseinheit;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Beschichtungs­ einheit;

Fig. 4 eine Darstellung einer Beschichtungsstation;

Fig. 5 eine Darstellung eines Pulszugs;

Fig. 6 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Strukturierstation zum Abtragen von Schicht­ material;

Fig. 7 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Strukturierstation zum Abtragen von Schichtmaterial;

Fig. 8 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Beschichtungsstation zum Auftragen von struk­ turierten Schichten;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer strukturierten Schicht;

Fig. 10 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung der Verhältnisse im Bereich eines Fokus in Fig. 8;

Fig. 11 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels zum Auftragen einer strukturierten Schicht;

Fig. 12 eine schematische Darstellung von Verhältnissen der strukturierten Schicht beim Auftragen gemäß dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 11;

Fig. 13 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung im Bereich des Fokus einer Variante des zweiten Aus­ führungsbeispiels gemäß Fig. 11;

Fig. 14 eine schematische Darstellung eines Ausführungs­ beispiels eines Halbleiterbauelements, hergestellt nach einem ersten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 15 eine schematische Darstellung eines zweiten Aus­ führungsbeispiels eines Halbleiterbauelements her­ gestellt nach einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer Funktionsstruktur eines Halbleiterbauelements, schema­ tisch dargestellt in Fig. 1, umfaßt eine photolytische Reinigungseinheit 10, in welcher eine Reinigung eines konventionell vorgereinigten Substrats 12 erfolgt, welches in diese Reinigungseinheit 10 einbringbar ist.

Dabei wird mittels eines Laserstrahls 14 von einer mit einer Funktionsstruktur zu versehenden Oberfläche 16 eine ein oder mehrere 0,1 nm dicke Schicht von dem Substrat 12 abgetragen und gleichzeitig dieses Substrat oberflächig aktiviert. Dabei entsteht ein Grundsubstrat 12'.

Nach der Reinigungseinheit 10 ist eine als Ganzes mit 18 bezeichnete Beschichtungseinheit angeordnet, in welche das oberflächlich gereinigte Substrat 12' durch einen ge­ schlossenen Kanal 20 mit einer Schleuse transportierbar ist.

In der Beschichtungseinheit 18 erfolgt auf dem Grundsubstrat 12a der Aufbau der Funktionsstruktur in aufeinanderfolgenden Beschichtungsstationen 22 und Strukturierungsstationen 24, wobei in der schematischen Darstellung in Fig. 1 zwei Beschichtungsstationen 22 und zwei Strukturierungsstationen 24 dargestellt sind und wobei jeweils auf eine der Beschichtungsstationen 22 eine der Strukturierungsstationen 24 folgt. Die Zahl der bei der jeweiligen Beschichtungsein­ heit 18 vorgesehenen Beschichtungsstationen 22 und Struk­ turierungsstationen 24 sowie die Reihenfolge und Anordnung derselben relativ zueinander richtet sich jedoch nach der jeweiligen, auf dem Grundsubstrat 12a aufzutragenden Funk­ tionsstruktur 26, insbesondere nach der Zahl der struktu­ rierten und unstrukturierten Schichten.

In jeder der Beschichtungsstationen 22 wird dabei mittels eines Laserstrahls 28 mittels Plasmaerzeugung bei einem Target 30 oder bei mehreren Targets 30 eine oberste Schicht 32 auf einem Prozeßsubstrat 12b aufgetragen.

In jeder der Strukturierungsstationen 24 werden zur Her­ stellung strukturierter Schichten mittels eines Laserstrahls 34 mindestens eine oberste Schicht oder auch darunterliegende Schichten 32 strukturiert, das heißt, es erfolgt eine definierte Materialabtragung, um die Schicht 32 in definierte Strukturen zu unterteilen.

Die dabei entstandene Funktionsstruktur 26 weist somit defi­ niert aufgebaute und definiert strukturierte Schichten 32 auf, wobei in der Regel zumindest die oberste Schicht eine Metallschicht 42 ist.

Das mit der Funktionsstruktur 26 versehene Substrat 12a wird daher zu einem letzten Beschichtungsprozeß über eine Schleuse 38 einer Metallisierungsstation 40 zugeführt, in welcher auf das die bisherigen Prozeßschritte durchlaufene Prozeßsubstrat 12b noch die Metallisierung 42 als oberste Schicht der Funktionsstruktur 26 mittels eines Laserstrahls 44 aufgetragen wird, wobei im Fall einer strukturierten Beschichtung die Metallisierung 42 durch Beschuß eines Metallfilms mittels des Laserstrahls 44 aufgetragen wird.

Es ist aber auch möglich, die Metallisierung 42 als durch­ gehende Metallschicht aufzutragen. In diesem Fall wird mittels des Laserstrahls 44 - wie zeichnerisch nicht in Fig. 1 dargestellt - eine durchgehende Metallschicht in gleicher Weise wie in einer vorangehenden Beschichtungs­ station aufgetragen.

Aufbau und Funktion der einzelnen Einheiten 10 und 18 der Vorrichtung zum Herstellen der Funktionsstruktur 26 eines Halbleiterbauelements werden im nachfolgenden im einzelnen beschrieben.

Eine Reinigungseinheit 10 umfaßt einen Laser 50, welcher den mittels eines Fokussierelements 15 auf das Substrat fokussierten Laserstrahl 14 erzeugt. Der Laserstrahl hat eine Wellenlänge von weniger als 400 nm und Leistungsdichten von etwa 10⁷ W/cm² oder mehr.

Der vom Laser 50 kommende Laserstrahl 14 wird durch einen Umlenkspiegel 52, welcher durch einen Umlenkantrieb 54 antreibbar ist, so auf das Substrat 12 reflektiert, daß sich auf diesem ein Brennfleck 56 ergibt, der die Leistungsdichte von etwa 10⁷ W/cm² aufweist.

Dieser Brennfleck 56 wird flächendeckend über die Oberfläche 16 des Substrats 12 bewegt, wobei der Brennfleck 56 auf parallel zueinander verlaufenden Bahnen 58 bewegt wird. Diese Bewegung auf zueinander parallelen Bahnen 58 erfolgt durch Ansteuerung des Umlenkspiegels 52 mittels einer Steuerung 60, welche den Antrieb 54 entsprechend steuert.

Eine Positionierung des Substrats 12 erfolgt ferner mittels eines als Ganzes mit 62 bezeichneten Positioniertisches mit einem in X- und Y-Richtung verschiebbaren Substratträger 64, wobei dieser Substratträger auf einer Führung 66 gehalten und mittels eines Verschiebeantriebs 68 antreibbar ist.

Die durch die X- und Y-Richtung definierte Ebene der Ver­ schiebbarkeit des Substratträgers 64 liegt dabei parallel zur Oberfläche 16 des Substrats 12.

Alternativ zu einer Bewegung des Laserstrahls 14 kann aber auch die Bewegung des Brennflecks 56 auf den zueinander parallelen Bahnen 58 lediglich durch Verschiebung des Sub­ strats 12 relativ zum Laserstrahl 14 mittels des Positio­ niertisches 62 erfolgen, so daß keine variable Umlenkung mittels des Umlenkspiegels 52 erforderlich ist.

Der Positioniertisch 62 ist als aus der Halbleitertechnik üblicher Verschiebetisch ausgebildet, der ebenfalls über die Steuerung 60 ansteuerbar ist, so daß mittels der Steuerung 60 insgesamt die Positionierung des Substrats 12 und das flächendeckende Bewegen des Brennflecks 56 auf der Ober­ fläche 16 steuerbar ist.

Wie bereits eingangs erwähnt, erfolgt durch die Einwirkung des Laserstrahls 14 ein Abtrag einer ungefähr 0,1 nm bis nm dicken Schicht bei gleichzeitiger Aktivierung der Unter­ struktur, das heißt des gereinigten Substrats 12' durch den Laserstrahl 14.

Die photolytische Reinigungseinheit 10 umfaßt ferner ein geschlossenes Gehäuse 70 mit einer Einlaßöffnung 72 und einer Auslaßöffnung 74, wobei bei der Einlaßöffnung 72 eine Schleuse 76 und auch bei der Auslaßöffnung 74 eine Schleuse 78 angeordnet sind, so daß ein Einbringen und ein Ausbringen des Substrats 12 ohne signifikante Veränderung der Ver­ hältnisse in dem Gehäuse 70 durchführbar ist.

Das Gehäuse 70 ist auf Hochvakuum mittels einer Hochvakuum­ pumpe 82 evakuiert, so daß die erforderlichen Reinheits­ bedingungen für die Erzeugung des photolytisch gereinigten Substrats 12' gegeben sind.

Die als Ganzes mit 18 bezeichnete Beschichtungseinheit um­ faßt ein gemeinsames Gehäuse 100, in welchem die Beschich­ tungsstationen 22 und die Strukturierstationen 24 und die Metallisierungsstation 40 angeordnet sind.

Die aus der Reinigungseinheit 10 kommenden oberflächlich photolytisch gereinigten Substrate 12a sind ihrerseits auf Positioniertischen 102 gehalten, deren Substrathalter 104 in einer XZ-Ebene bewegbar sind, wobei die XZ-Ebene eine senk­ recht verlaufende Ebene ist. Die Positioniertische 102 sind ferner ihrerseits mit Basiseinheiten 106 versehen, die einerseits den Substrathalter 104 in der ZX-Ebene führen und andererseits einen Antrieb für die Positionierung des Substrathalters 104 in der XZ-Ebene aufweisen.

Die Basiseinheiten 106 sind ihrerseits wiederum auf Füh­ rungsbahnen 108 in dem Gehäuse 100 verschiebbar, so daß jede Basiseinheit 106 von einer Beschichtungsstation 22 zur nächstfolgenden Strukturierstation 24 und dann wieder zur nächstfolgenden Beschichtungsstation 22 verschiebbar und in der jeweiligen Station definiert positionierbar ist. Hierzu ist ebenfalls ein zeichnerisch nicht dargestellter Antrieb mit einer Positionierungseinheit vorgesehen.

An einem Anfang 110 und einem Ende 112 des Gehäuses sind ferner Schleusen 114 bzw. 116 vorgesehen, die dazu dienen, die in der Reinigungseinheit gereinigten Substrate 12a in das Gehäuse 100 einzuführen und die mit der Funktionsstruk­ tur 26 versehenen Substrate 12' aus dem Gehäuse 100 heraus­ zutransportieren, ohne die Umgebungsbedingungen innerhalb des Gehäuses 100 in den Beschichtungsstationen 22 und den Strukturierstationen 24 zu verändern.

Die Beschichtungsstationen 22 und die Strukturierstationen sind räumlich voneinander durch Abschirmung getrennt; noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn zwischen diesen Schleusen angeordnet sind.

Jeder der Beschichtungsstationen 22 ist, wie in Fig. 4 dar­ gestellt, ein Laser 120 zugeordnet, welcher den Laserstrahl 28 erzeugt, welcher von einem über einen Antrieb 122 an­ steuerbaren Umlenkspiegel 124 auf das Target 30 reflektiert wird.

Dieses Target 30 ist, wie in Fig. 4 dargestellt, aus drei auf einem Targetträger 126 sitzenden Einzeltargets 130a, 130b und 130c aufgebaut, wobei jeweils zu jedem Zeitpunkt eines derselben durch den Laserstrahl 28 bestrahlbar ist.

Wird, wie in Fig. 4 dargestellt, das Einzeltarget 130b im Bereich eines Bestrahlungsflecks 132 bestrahlt, so findet eine Ausbreitung des Targetmaterials vorzugsweise in Rich­ tung einer Senkrechten 134 zu einer Targetoberfläche 136 in Form einer zu dieser Senkrechten 134 symmetrischen Keule 138 statt, wobei die Keule beispielsweise einen Öffnungswinkel von ungefähr 60° aufweist. Diese Keule schneidet eine Ober­ fläche 140 des Prozeßsubstrats 12b oder der jeweils obersten Schicht desselben mit einem Beschichtungsfleck 142, im Bereich von welchem durch die Keule 138 ein Auftrag des Targetmaterials auf der Oberfläche 140 erfolgt.

Um nun mit dem Laserstrahl 28 einen gleichmäßigen Abtrag von Targetmaterial beispielsweise von dem Einzeltarget 130b zu erreichen, ist der Bestrahlungsfleck 132 auf der Targetober­ fläche 136 längs einer Linie 144 und auch noch quer zu dieser bewegbar. Dies ist dadurch erreichbar, daß der Um­ lenkspiegel 124 den Laserstrahl 28 so umlenkt, daß der Bestrahlungsfleck 132 relativ zum Targetträger 126 längs der Linie 144 und quer zu dieser wandert.

Damit wandert in geringem Maße auch die Keule 138 und somit der Beschichtungsfleck 142 auf der Oberfläche 140, die Strecke ist allerdings in der Regel nicht ausreichend, um eine vollflächige Beschichtung der Oberfläche 140 zu erreichen.

Aus diesem Grund ist noch zusätzlich der Substrathalter 104 relativ zur Basiseinheit 106 in der XZ-Ebene bewegbar, so daß der Beschichtungsfleck 142 über die gesamte Oberfläche 140 wandert.

Alternativ dazu ist es aber auch möglich, den Targetträger 126 so mittels einer Verschiebe- und Positioniereinheit zu bewegen, daß die Keule 138 und der Beschichtungsfleck 142 bei feststehendem Substrat 12' oder feststehender Oberfläche 140 über die gesamte Oberfläche 140 wandern bei ent­ sprechender Nachführung des Laserstrahls 28 mittels des Um­ lenkspiegels 124, wobei bei der Nachführung noch zusätzlich die Relativbewegung des Bestrahlungsflecks 132 auf der Targetoberfläche 136 relativ zum Einzeltarget 130b zu berücksichtigen ist.

Als Laser kommt ein Laser in Betracht, welcher eine Wellen­ länge von weniger als 0,6 µm aufweist und Pulsdauern Tp in der Größenordnung von 1 bis 100 psek.

Die Leistungsdichte im Bestrahlungsfleck 132 liegt vorzugs­ weise bei 10⁹ bis 10¹² W/cm².

Die einzelnen Pulse P haben eine Pulsfolge, die ungefähr im 10 kHz Bereich liegt, wobei pro einzelnem Puls P im Beschichtungsfleck 142 ungefähr eine oder wenige Atomlagen des jeweiligen Targetmaterials aufgetragen werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 5, folgen dem Puls P₀ mit der Wellenlänge von weniger als 500 nm weitere Folgepulse P₁ und P₂ in zeitlichen Ab­ ständen von ungefähr 0,5 bis ungefähr 5 Nanosekunden, wobei diese Pulse ebenfalls eine Pulsdauer Tp aufweisen, welche im Bereich von 1 bis 100 psek liegt.

Vorzugsweise sind diese Pulse P₁ und P₂ Pulse mit anderen Wellenlängen, beispielsweise bei der doppelten und der vier­ fachen Wellenlänge des Pulses T.

Mit diesen Pulsen P₁ und P₂ mit einer längeren Wellenlänge erfolgt eine Nachbeschleunigung des bereits auf der Target­ oberfläche 136 durch ein Plasma erzeugten Partikelstroms, insbesondere eine Homogenisierung der Teilchenenergie durch Nachheizen der rückwärtigen dem Target zugewandten lang­ sameren Bereiche des Partikelstroms, so daß dieser Partikel­ strom sich gleichmäßiger und effektiver in Richtung des Beschichtungsflecks 142 auf der Oberfläche 140 des Substrats 12' ausbreitet.

Als Targetmaterialien kommen die unterschiedlichsten Materialien in Betracht. So ist es beim Aufbringen einer Halbleiterschicht auf der Oberfläche 140 denkbar, als Target 30 ein Target aus diesem Halbleitermaterial zu verwenden. Bei Verwendung jedoch eines Verbindungshalbleiters ist es denkbar, die Einzeltargets 130a, 130b und 130c zu verwenden und diese aus den einzelnen Elementen des Verbindungshalb­ leiters zu wählen und ein weiteres Einzeltarget mit einer Dotierung.

Soll eine Schicht aus GaAlAs auf der Oberfläche 140 aufge­ tragen werden, so wäre es möglich, als Target 130a Ga, als Target 130b A1 und als Target 130c As zu verwenden, wobei zum Erreichen von stöchiometrischen Verhältnissen der Laser­ strahl 28 mit seinem Bestrahlungsfleck 132 nach jedem ein­ zelnen Puls P oder nach einer Serie von Pulsen P von dem Einzeltarget 130a zum Einzeltarget 130b und wiederum vom Einzeltarget 130c wechselt. Alternativ dazu wäre es aber auch möglich, ein Einzeltarget 130a in Form von GaAs und ein Einzeltarget 130b in Form von AlAs zu verwenden und eben­ falls mit dem Bestrahlungsfleck 132 vom Einzeltarget 130a nach jedem einzelnen Puls oder nach einer Folge einzelner Pulse zum Einzeltarget 130b zu wechseln, wobei die Bestrah­ lung entsprechend den stöchiometrischen Verhältnissen erfolgt. Als Einzeltarget 130c könnte dabei noch ein ent­ sprechend geeignetes Dotiermaterial Verwendung finden, wobei integral die Zahl der Pulse P, die auf das Dotiermaterial trifft, geringer ist als die zum Auftragen des Halbleiter­ materials.

Das Auftragen von Schichten bestehend aus Verbindungshalb­ leitermaterialien unter Verwendung von Einzeltargets mit entweder einzelnen Elementen der Verbindungshalbleiter oder wiederum einzelnen Verbindungen der Verbindungshalbleiter, die in jedem Fall letztlich den Verbindungshalbleiter im stöchiometrischen Verhältnis aufweisen ist deshalb möglich, da pro Laserpuls P maximal eine Atomlage und somit eine Teilschicht 146 im Beschichtungsfleck 142 aufgetragen wird, so daß die Herstellung beliebiger stöchiometrischer Verhält­ nisse durch Übereinanderlegen von Teilschichten 146 möglich ist und sich direkt im Beschichtungsfleck 142 bei ent­ sprechendem Wechsel zwischen den Einzeltargets 130a, 130b und 130c oder weiteren Einzeltargets die stöchiometrischen Verhältnisse in der sich aufbauenden Schicht einstellen.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, daß die aufzutragen­ den Halbleiterschichten insgesamt in der Größenordnung von einigen 100 nm liegen, was wiederum zur Folge hat, daß be­ reits beim Auftrag einer 100 nm dicken Schicht im sich nicht bewegenden Beschichtungsfleck 142 größenordnungsmäßig 1000 Pulse P und somit eine entsprechende Zahl von Teilschichten 146 erforderlich sind. Wenn man darüber hinaus berücksich­ tigt, daß der Beschichtungsfleck 142 lediglich einen Bruch­ teil der Oberfläche 140 beträgt, auf welcher ein Auftrag einer Halbleiterschicht erfolgen soll, so ergibt sich daraus, daß mehr als größenordnungsmäßig 10000 Pulse P zum Auftrag dieser Schicht erforderlich sind, so daß sich da­ durch in einfacher Weise auch homogene stöchiometrische Mischungen in dieser Halbleiterschicht erreichen lassen.

Daraus folgt ferner, daß die Dicke der auf der Oberfläche 140 aufzutragenden Schicht einerseits in einfacher Weise homogen durch die Relativbewegung zwischen der Keule 138 und dem Substrat 12' von Puls P zu Puls P erzielbar ist und daß außerdem die Schichtdicke durch die Zahl der Pulse P und somit die Dauer des Beschichtungsvorgangs festlegbar ist.

In der als Ganzes in Fig. 6 exemplarisch dargestellten Strukturierungsstation 24 sitzt das mit einer Halbleiter­ schicht 150 versehene Substrat 12b ebenfalls auf dem Sub­ strathalter 104, der seinerseits auf der Basiseinheit 106 des Positioniertisches 102 in X- und Z-Richtung verschieb­ lich gehalten ist.

Zur Nachstrukturierung der Schicht 150, beispielsweise zum Abtragen des Materials derselben längs eines Streifens 152, wird der von einem Laser 154 erzeugte Laserstrahl 34 über eine Abbildungsoptik 156 auf den Streifen 152 fokussiert und zwar so, daß ein Fokus 158 genau im Streifen 152 liegt und somit in diesem das Material der Schicht 150 abträgt.

Der Laser 154 ist so angeordnet, daß ein aus diesem aus­ tretender Laserstrahl 34a mit seiner Längsrichtung 160 parallel zur Z-Richtung sich ausbreitet und von einem Um­ lenkspiegel 162 in der Abbildungsoptik in Y-Richtung, das heißt senkrecht zur X- und Z-Richtung, umgelenkt wird und dabei noch durch eine Linse 164 der Abbildungsoptik 156 hindurchtritt, welche diesen als Laserstrahl 34b auf den Fokus 158 fokussiert. Dabei erstreckt sich die Schicht 150 in einer zur XZ-Richtung parallelen Ebene.

Um eine Relativbewegung des Fokus 158 zur Schicht 150 durch­ zuführen, damit in dem Streifen 152 Material der Schicht 150 abgetragen werden kann, ist der Substrathalter 104 in bekannter Weise relativ zur Basiseinheit 106 bewegbar und in der XZ-Richtung positionierbar.

Darüber hinaus ist auch die Abbildungsoptik 156 in Z-Richtung bewegbar und zwar dabei an einer Längsführung 166, welche als Portalführung ausgebildet ist, mit einem Führungselement 168 geführt, so daß unabhängig von der Stellung der Abbildungsoptik 156 relativ zum Laser 154 stets eine Fokussierung in den Fokus 158 auf der Schicht 150 erfolgt.

Darüber hinaus ist die Abbildungsoptik 156 quer zur Z-Richtung, das heißt in X-Richtung relativ zum Führungs­ element 168 mittels eines weiteren Führungselements 170 bewegbar, wobei das Führungselement 170 eine Längsführung der Abbildungsoptik 156 in X-Richtung darstellt.

Somit besteht die Möglichkeit, die Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 34 und der Schicht 150 durch Bewegen der Abbildungsoptik 156 in der Z-Richtung und so mit Bewegen des Fokus 158 in gleiche Richtung ohne Verschiebung des Sub­ strathalters 104 zu erzeugen, was insbesondere bei dem Materialabtrag über große Strecken mit nicht ganz so großer Präzision vorteilhaft ist. Sobald jedoch eine Feinstruktu­ rierung erforderlich ist, wird die Abbildungsoptik 156 kon­ stant gehalten und eine Relativbewegung mittels des Sub­ strathalters 104 relativ zur Basiseinheit 106 durchgeführt, die in der Regel mit geringeren Verfahrgeschwindigkeiten möglich ist.

Die Strukturierstation 24 arbeitet zweckmäßigerweise im Hochvakuum. Um dabei zu verhindern, daß das abgetragene Material der Schicht 150 sich auf der Linse 164 als Ver­ schmutzung niederschlägt, ist um die Abbildungsoptik herum ein Teilchenauffangschild 172 vorgesehen, von welchem aus­ gehend sich ein elektrisches Feld 174 bis zur Schicht 150 erstreckt, wobei das elektrische Feld dazu dient, ein im Fokus 158 erzeugtes Plasma in Richtung des Teilchenauffang­ schilds 172 abzulenken und somit zu verhindern, daß sich dieses in Richtung der Linse 164 ausbreitet. In diesem Fall wird die Strukturierung so erfolgen, daß im Fokus 158 stets ein Plasma mit geladenen Teilchen entsteht.

Als Laser kommt ein Laser mit Pulsdauern zwischen 1 und 100 psek und Wellenlängen von 0,2 bis 0,5 µm zur Anwendung. Die Leistungsdichte im Fokus 158 beträgt 10⁸ bis 10¹⁰ W/cm².

Bei einer alternativen Lösung zu dem in Fig. 6 dargestellten und vorstehend beschriebenem Ausführungsbeispiel, dar­ gestellt in Fig. 7, erfolgt die Strukturierung nicht im Hochvakuum, sondern in einer Schutzgasatmosphäre, wobei mittels eines Gaseinlasses 176 ein Gasstrom 178 erzeugt wird, welcher quer zum Laserstrahl 34b diesen durchsetzt und somit die im Fokus 158 abgetragenen Partikel zu einem Schutzgasauslaß 180 transportiert, in welchem eine Ab­ scheidung der Partikel erfolgt. Mit diesem Schutzgasstrom ist somit ebenfalls die Möglichkeit gegeben, die Abbil­ dungsoptik 156 gegen Verunreinigung durch das von der Schicht 150 abgetragene Material zu schützen.

Wird in der Metallisierungsstation 40 die Metallisierung 42 in Form einer durchgehenden Schicht aufgetragen, so erfolgt dies mit einer Vorrichtung entsprechend der im Zusammenhang mit der Beschichtungsstation in Fig. 4 beschriebenen Vor­ richtung, wobei das Target 30 als Material das Beschich­ tungsmaterial, das heißt das entsprechende Metall aufweist. Im übrigen ist diese Vorrichtung identisch mit der in Fig. 4 dargestellten.

Erfolgt dagegen eine strukturierende Metallisierung in Form von einzelnen Metallbahnen in der Metallisierungsstation 40, so ist eine wie folgt aufgebaute Beschichtungsvorrichtung 210 für strukturierte Schichten vorgesehen. Eine derartige Vorrichtung ist auch für eine der Beschichtungsstationen 22 geeignet, wenn eine strukturierte Schicht aufgetragen werden soll, so daß die nachgeordnete Strukturierstation 24 ent­ fallen kann.

Wie in Fig. 8 dargestellt, ist das Prozeßsubstrat 12b mit den aufgetragenen Schichten auf einem Substratträger 216 gehalten, welcher seinerseits auf einer Grundeinheit 218 in einer X- und einer Z-Richtung verschiebbar ist, wobei eine Oberfläche 220 der Funktionsstruktur 26 parallel zu der XZ-Ebene verläuft. Vorzugsweise sind der Substratträger 216 und die Grundeinheit 218 mit dem Substrathalter 104 und der Basiseinheit 106 identisch.

Die Grundeinheit 218 weist einen Antrieb 222 auf, mit welchem das Prozeßsubstrat 12b mitsamt seiner Funk­ tionsstruktur exakt in der XZ-Ebene positionierbar ist.

Auf die Oberfläche 220 ist eine einen Materialfilm bildende Metallfolie 224 auflegbar, deren Material strukturiert, das heißt streifenförmig oder mäanderförmig auf die Oberfläche 220 aufmetallisierbar sein soll.

Diese Metallfolie 224 hat eine Dicke von weniger als 5 Mikrometern.

Ferner ist diese Folie 224 an einem Außenrand 226 eines Halterings 228 fixiert und frei zwischen dem rings umlaufen­ den Außenrand 226 mit einem freien Bereich 230 gespannt. Dieser freie Bereich ist auf die Oberfläche 220 auflegbar. Ferner ist der Haltering 228 mit einer Stelleinrichtung 232 auf die Oberfläche 220 zu- oder von dieser wegbewegbar, so daß die gesamte Folie 224 nach Positionieren des Prozeß­ substrats 12b durch Bewegen des Halterings 228 mittels der Stelleinrichtung 232 auf die Oberfläche 220 zu, beispiels­ weise mit einem geringen Abstand von wenigen ºm von der Oberfläche 220, positionierbar oder unmittelbar mit ihrer Vorderseite 234 auf dieser auflegbar ist.

Ist die Folie 224 mit ihrer Vorderseite 234 wie dargelegt relativ zur Oberfläche 220 der Funktionsstruktur 26 posi­ tioniert, so erfolgt die Metallisierung von einem in Fig. 9 dargestellten Streifen 236 auf der Oberfläche 220 durch Bestrahlen einer Rückseite 238 der Folie 224 mittels des Laserstrahls 44, wobei der Laserstrahl 44 mit einem Abschnitt 44b auf einen Fokus 240 auf der Rückseite 238 der Folie 224 fokussiert ist. Hierzu ist eine Abbildungsoptik 242 vorgesehen, die ihrerseits ebenfalls in einer XZ-Ebene mittels eines Doppelschlittensystems 244 positionierbar ist. Diese Abbildungsoptik 242 umfaßt einen Umlenkspiegel 246 für einen parallel zur XY-Ebene ankommenden Abschnitt 44a des Laserstrahls 44 sowie eine danach angeordnete Linse 248, welche den Abschnitt 44b des Laserstrahls 44 auf den Fokus 240 fokussiert. Der Laserstrahl 44 wird erzeugt durch einen schematisch dargestellten Laser 250.

Die Metallisierung der Oberfläche 220 erfolgt nun dadurch, daß im Fokus 240 aus dem Material der Folie 224 ein Plasma erzeugt wird, dessen Plasmateilchen sich einerseits längs der Pfeile 252 in Richtung auf die Abbildungsoptik 242 be­ wegen (Fig. 10), wobei dies vorzugsweise Teilchen aus auf der Rückseite 238 liegendem Material der Folie 224 sind.

Dies führt zwangsläufig dazu, daß auf der Vorderseite 234 der Folie 224 liegendes Material oder liegende Teilchen durch einen bei der Plasmaerzeugung entstehenden Druckstoß in Richtung von Pfeilen 254 beschleunigt werden, dabei auf der Oberfläche 220 des Prozeßsubstrats auftreffen und auf dieser fixiert werden.

Durch Bewegen des Fokus 240 relativ zur Folie 224 lassen sich somit beliebige Streifen 236 oder auch runde metalli­ sierte Bereiche 256 auf der Oberfläche 220 erzeugen, wobei auch die Erzeugung komplizierterer Strukturen, beispiels­ weise komplizierter Leiterbahnstrukturen, auf der Oberfläche 220 möglich ist.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvor­ richtung 210, dargestellt in Fig. 11, tritt an die Stelle der Folie 224 eine transparente Platte 260, auf deren Vor­ derseite, das heißt der der Oberfläche 220 zugewandten Seite, als Materialfilm ein Metallfilm 264 aufgedampft ist, welcher eine Dicke in der Größenordnung eines Absorptions­ tiefe der Laserstrahlung in diesem Metallfilm 264 aufweist. Diese Dicke beträgt insbesondere weniger als 0,12 µm vor­ zugsweise 20 nm oder weniger.

Die transparente Platte 260 ist in gleicher Weise von dem Haltering 228 getragen und mittels der Stelleinrichtung 232 in gleicher Weise wie die Folie 224 relativ zu der Ober­ fläche 220 bewegbar. Der Laserstrahl 44b wird dabei auf eine Rückseite 266 des Metallfilms 264, das heißt die auf der transparente Platte 260 aufliegende Seite, fokussiert und erzeugt beim Auftreffen auf derselben ein Plasma aus dem Material des Metallfilms 264, so daß ebenfalls Teile des Materials des Metallfilms 264 auf einer Vorderseite 268 des­ selben in Richtung des Pfeils 270 auf die Oberfläche 220 beschleunigt werden, auf dieser auftreffen und dadurch fixiert werden.

Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, daß dieses die Möglichkeit schafft, den Metallfilm dünner als die Folie 224 auszuführen, beispielsweise so dünn, daß sich das Plasma durch die Dicke des Metallfilms 264 hindurch erstreckt, so daß sich Teilchen aus dem Plasma auf der Ober­ fläche 220 niederschlagen und eine Teilschicht bilden, die im Bereich weniger nm liegt, so daß zum Aufbau einer größeren Schichtdicke mehrere Teilschichten aufeinander zu legen sind.

Darüber hinaus ist insbesondere zum Aufbringen dicker Metallisierungen vorgesehen, mehrere Metallisierungs­ schichten übereinander aufzutragen, das heißt eine erste Teilschicht aufzutragen, dann die transparente Platte 260 mit dem Metallfilm 264 soweit zu verschieben, daß eine zweite und gegebenenfalls eine dritte Teilschicht aufge­ tragen werden kann.

Um für die Metallisierung die gesamte Fläche der Folie 224 oder des Metallfilms 264 auszunützen, ist der Laserstrahl 44b durch Verfahren der Abbildungsoptik 242 im wesentlichen über den gesamten inneren Bereich des Halterings 228 ver­ fahrbar. Darüber hinaus ist zusätzlich noch das Prozeß­ substrat 12b mit der Funktionsstruktur 26 ebenfalls ver­ fahrbar, so daß sukzessive zunehmende Bereiche der Folie 224 oder des Metallfilms 264 zur Metallisierung der Oberfläche 220 herangezogen werden können, wobei eine möglichst effek­ tive Ausnützung des freien Bereichs 230 der Folie 224 oder des Metallfilms 264 erfolgt.

Hierzu ist eine Steuerung 272 vorgesehen, welche sowohl die Bewegung des Laserstrahls 44b als auch die Relativbewegung des Substrats 12b mit der Funktionsstruktur 26 steuert und insbesondere abspeichert, welche Bereiche der Folie 224 oder des Metallfilms 264 bereits durch Plasmaerzeugung verdampft sind und somit nicht für die weitere strukturierte Metalli­ sierung zur Verfügung stehen, so daß ein möglichst effek­ tiver Verbrauch des Materials der Folie 244 oder des Metall­ films 264 erfolgt.

Vorzugsweise hat - wie in Fig. 11 dargestellt - der Fokus einen Durchmesser D, welcher kleiner ist als eine Breite B einer zu metallisierenden Struktur, beispielsweise des Streifens 236, so daß die aufzubringende Struktur durch Mehrfachauftragung der Metallisierung jeweils mit dem Durch­ messer D des Fokus 240 erfolgt.

Bei einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, darge­ stellt in Fig. 13, ist auf der transparenten Platte 260 ein zusätzliches Fokussierelement 274 angeordnet, welches eine erste fokussierende Linse 276 und eine zweite fokussierende Linse 278 aufweist, wobei die zweite fokussierende Linse mit einer flachen Unterseite 280 auf einer dem Metallfilm 264 abgewandten Rückseite 282 der transparenten Platte 260 auf­ liegt, wobei zwischen der Unterseite 280 und der Rückseite 282 eine Immersionsflüssigkeit 284 angeordnet ist. Die erste Linse 276 bündelt bereits den Laserstrahl 44b und bildet diesen auf die zweite Linse 278 ab, wobei dadurch, daß der Laserstrahl auf die zweite Linse folgend stets in Material mit einer Brechzahl größer 1 verläuft, eine weitere Fokus­ sierung auf einen Fokus 240' erfolgt, welcher kleiner als die Wellenlänge des Laserstrahls sein kann. Somit können besonders kleine Strukturen erzeugt werden.

Das Fokussierelement 274 ist dabei seinerseits in einem Gehäuse 286 gehalten und mit dem Laserstrahl 44b, das heißt mit dem Schlittensystem 244, ebenfalls mitbewegt, wobei die zweite Linse 278 sozusagen auf der Immersionsflüssigkeit 284 bei der Relativbewegung des Laserstrahls 44b zur trans­ parenten Platte 260 schwimmt.

Als Laser kommt ebenfalls ein Laser mit einer Pulsdauer von 1 bis 100 Pikosekunden zum Einsatz, wobei die Wellenlänge zwischen ungefähr 0,2 und 1,2 µm liegt und die Leistungs­ dichte größer 10⁸ W/cm², vorzugsweise 10⁹ bis maximal 10¹⁰ W/cm² im Bereich des Fokus 240 beim zweiten und dritten Ausführungsbeispiel und beim ersten Ausführungsbeispiel vor­ zugsweise mehr als 10¹⁰ W/cm² ist.

Die Metallisierung wird bei allen Ausführungsbeispielen im Hochvakuum durchgeführt, so daß die gesamte vorstehend beschriebene Anordnung in einem Gehäuse 275 angeordnet ist, das über Schleusen zugänglich ist.

In diesem Fall müssen beim ersten Ausführungsbeispiel zur Verhinderung einer Verschmutzung der Abbildungsoptik 242 durch die Folie 224 Maßnahmen getroffen sein. Beispielsweise ist die Abbildungsoptik 242 ebenfalls mit einem um den Laserstrahl 44b herumverlaufenden Teilchenauffangschild 258 versehen, zwischen welchem und der Folie 224 sich ein elek­ trisches Feld 259 ausbildet, längs welchem bei Erzeugung eines Plasmas sich die Teilchen bewegen, so daß eine Ver­ schmutzung der Linse 248 verhindert wird (Fig. 8).

Alternativ dazu ist es denkbar, in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit der Strukturierstation beschrieben, einen den Laserstrahl 44b durchsetzenden Schutzgasstrom vorzu­ sehen.

Diese Maßnahmen erübrigen sich bei dem zweiten, in Fig. 11 beschriebenen Ausführungsbeispiel, da durch die transparente Platte zwangsläufig ein Schutz der Abbildungsoptik 242 gewährleistet ist.

Die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens soll vereinfacht an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden.

Das erste Ausführungsbeispiel sieht die Herstellung eines Halbleiterlasers aus III-V Material vor.

Wie in Fig. 14 dargestellt, umfaßt ein Halbleiterdiodenlaser ein Substrat 410, welches zunächst mechanisch gereinigt wird und dann als Substrat 12 der photolytischen Reini­ gungseinheit 10 zugeführt wird. In dieser photolytischen Reinigungseinheit erfolgt daraufhin die Abtragung einer ein oder mehrere 0,1 nm dicken Schicht und die Aktivierung des Substrats 12, welches aus einer Scheibe aus GaAs besteht.

Das gereinigte Substrat 12a wird nun unter den Kanal 20 in die Beschichtungseinheit 18 eingebracht.

Als erstes wird in der Beschichtungsstation 22 auf das Substrat 410 eine Schichtenfolge 412 von dotiertem Halb­ leitermaterial abwechselnd durch Wechsel zwischen zwei Einzeltargets 130a und 130b aufgetragen, wobei das Einzel­ target 130a GaAs: Si und das Einzeltarget 130b GaAlAs: Si aufweist.

Es ist aber auch denkbar, das Einzeltarget 130a aus GaAs, das Einzeltarget 130b aus GaAlAs und das Einzeltarget 130c aus Si herzustellen und somit zur Dotierung des jeweiligen Materials mit Si von dem jeweiligen Einzeltargets 130a oder 130b auf das Einzeltarget 130c mit Si zu wechseln.

Jede einzelne Schicht der Schichtenfolge 412 hat dabei eine Dicke in der Größenordnung von einigen 10 nm.

Auf diese Schichtenfolge 412 folgt eine Rekombinationszone 414, welche aus GaAlAs: Si und darauffolgend GaAlAs ohne Dotierung aufgebaut ist.

Auch diese Schichten werden noch in der Beschichtungsstation 22 aufgetragen.

Daraufhin erfolgt das Auftragen einer P-dotierten Schich­ tenfolge 416 aus GaAlAs dotiert mit Mg.

Um mehrere nebeneinander sitzende Halbleiterlaser vonein­ ander zu trennen, erfolgt, wie in Fig. 14 dargestellt, in der Strukturierstation 24 eine Abtragung der Schichten 416, 414 und 412 in Form von parallel zueinander verlaufenden Streifen 418. Zwischen jedem Streifen 418 liegt somit eine Reihe 417 von Halbleiterlasern 419 nebeneinander.

Anschließend erfolgt das Auftragen einer Isolatorschicht 420 auf die oberste Schicht der Schichtenfolge in einer weiteren Beschichtungsstation 22, wobei als Targetmaterial ein einziges Einzeltarget mit einem geeigneten Isolatormaterial in Frage kommt.

Daraufhin erfolgt in einer weiteren Strukturierstation 24 ein streifenförmiges Abtragen des Isoliermaterials in einem Kontaktierstreifen 422, wobei zu jedem einzelnen Laser ein derartiger Kontaktierstreifen gehört, so daß zwischen den Streifen 418 eine Vielzahl von Kontaktierstreifen 422 neben­ einander und im Abstand sowie parallel zueinander verläuft.

Schließlich erfolgt das Auftragen einer Metallschicht 424 als oberste Schicht, welche einerseits neben den Streifen 422 auf dem Isolatormaterial 420 aufliegt und somit in diesem Bereich gegenüber der P-dotierten Schichtenfolge iso­ liert ist, während die Metallschicht 424 im Bereich der Kontaktierstreifen 422 auf der P-Schichtenfolge 416 direkt aufliegt und somit eine Stromzufuhr zu dieser in diesem Bereich erlaubt.

Das Auftragen der Metallschicht 424 erfolgt ebenfalls durch eine Beschichtungsvorrichtung ähnlich Fig. 4 in der Metalli­ sierstation 40. Damit ist durch die direkte Kontaktierung der P-Schichtenfolge in dem Kontaktierstreifen 422 jeweils unterhalb diesem Kontaktierstreifen 422 eine Lasertätigkeit in der Rekombinationsschichtenfolge 414 möglich.

In gleicher Weise erfolgt ein Auftragen einer Metallschicht 426 auf einer Unterseite des Grundsubstrat 12a.

Damit ist die Funktionsstruktur des Halbleiterlasers herge­ stellt.

Die Kontaktierung der Metallschichten 424 und 426 erfolgt einmal durch Anlöten eines Drahtes und ein andermal durch Auflöten der gesamten Halbleiterlaserreihe auf einen Kupfer­ block, beispielsweise mit der Metallschicht 426.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbau­ elements, in diesem Fall eines Elektrolumineszenzelements, dargestellt in Fig. 15, erfolgt die Herstellung einer Elektrolumineszenzschicht für flache Anzeigenelemente oder Flachbildschirme.

Hierbei wird ebenfalls ein Substrat 430, welches ein Glas­ substrat darstellt, zunächst konventionell gereinigt und dann in der photolytischen Reinigungseinheit 10 mit dem Laserstrahl 14 eine 0,1 oder 0,2 nm dicke Schicht abgetragen zur Aktivierung des Glases.

Daraufhin erfolgt ein Transport des Substrats 12a in die Beschichtungseinheit 18 zu der ersten Beschichtungsstation 22. In der ersten Beschichtungsstation 22 erfolgt auf das Prozeßsubstrat 12b der Auftrag einer transparenten und elek­ trisch leitenden Schicht 432, welche eine Dicke von 150 nm aufweist.

In einer zweiten Beschichtungsstation wird auf das Prozeß­ substrat 12b eine Isolatorschicht 434 aufgetragen.

Darauf folgt in einer weiteren Beschichtungsstation das Auf­ tragen einer Lumineszenzschicht 436 mit Dotierung und schließlich folgt wiederum auf diese Lumineszenzschicht 436 das Auftragen einer Isolationsschicht 438 in einer weiteren Beschichtungsstation oder ein Rücktransport zu der für das Aufbringen der Isolatorschicht 434 vorgesehenen Beschich­ tungsstation.

Schließlich wird als oberste Schicht, und zwar als struk­ turierte Schicht, ein Auftragen von einzelnen Schichtberei­ chen 440 durchgeführt. Diese Schichtbereich 440 sind als Metallschichten ausgeführt und stellen somit Kontaktelemente zur Ansteuerung des Elektrolumineszenzelements dar.

Die Schichtbereiche 440 sind bei anderen Realisierungsformen eines Elektrolumineszenzelements aber auch als matrixförmige Kontaktstreifen, die die Ansteuerstruktur des Elektrolumineszenzelements festlegen, ausgebildet.

Damit ist die Funktionsstruktur eines Elektrolumineszenz­ elements ebenfalls hergestellt, so daß lediglich noch eine äußere Kontaktierung erfolgen muß.

Claims (51)

1. Verfahren zum Herstellen einer Funktionsstruktur eines Halbleiterbauelements, welche auf einem Grundsubstrat angeordnete und die gesamten Funktionen des Halbleiter­ bauelements definierende, strukturierte Schichten um­ faßt, wobei die strukturierte Schicht durch ent­ sprechend der jeweiligen Struktur definiertes Bewegen eines gepulsten Laserstrahls und eines Prozeßsubstrats relativ zueinander hergestellt wird und wobei ein Laserpuls eine Dauer von weniger als 100 psek aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierte Schicht durch Materialabtragung mittels des Laserstrahls von einer bereits aufgetra­ genen Schicht des Prozeßsubstrats hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierte Schicht durch Bestrahlen eines Dünn­ schichttargets auf seiner dem Prozeßsubstrat abge­ wandten Seite hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Struktur der strukturierten Schicht durch defi­ nierte Führung des Laserstrahls hergestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dünnschichttarget in geringem Abstand von der Oberfläche des Prozeßsubstrats angeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dünnschichttarget in einem Abstand von weniger als dem Zehnfachen eines Fokusdurchmessers von der Ober­ fläche des Prozeßsubstrats angeordnet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Dünnschichttarget eine über dem Prozeßsubstrat und in geringem Abstand von diesem ange­ ordnete Folie verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Dünnschichttarget ein auf von einem Laserstrahl durchstrahlbaren Träger angeordneter Film verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserstrahl ein solcher mit einer Wellenlänge von weniger als 0,6 µm verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Plasma mit einem Laser­ puls mit einer Wellenlänge von kleiner 0,6 µm und einer Pulsdauer im Pikosekundenbereich gebildet und mit einem weiteren Laserpuls im Pikosekundenbereich nachgeheizt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Laserpuls mit einer Zeitverzögerung im Bereich von einer Nanosekunde folgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als weiterer Laserpuls ein solcher mit einer Wellenlänge verwendet wird, welche ein ganz­ zahliges Vielfaches derjenigen des das Plasma erzeu­ genden Laserpulses beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten auf dem Substrat aufeinanderliegend auf­ getragen werden.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Auftragen der Schichten mit auf das Schichtmaterial einwirkender Laserstrahlung gearbeitet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit gepulster Laserstrahlung gearbeitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der Schichten durch Bestrahlen mindestens eines Schichtmaterial aufweisen­ den Targets mit der Laserstrahlung aufgetragen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht durch Bildung eines Plasmas beim Target und Wanderung von Schichtmaterialteilchen von dem Target zum Prozeßsubstrat und Niederschlagen auf einer Ober­ fläche des Prozeßsubstrats aufgetragen wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine unstrukturierte Schicht durch Bestrahlen des Targets auf seiner dem Prozeßsubstrat zugewandten Oberfläche aufgetragen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Target ein Dickschichttarget verwendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Laserstrahlung auf der Oberfläche des Dick­ schichttargets ein Plasma erzeugt wird.

21. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht aus jeweils nacheinander und überlappend aufgetragenen Teil­ schichten aufgebaut wird.

22. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht mit funk­ tionsfertiger Schichtmaterialzusammensetzung aufge­ tragen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionsfertige Schichtmaterialzusammensetzung durch den Schichtaufbau aus einzelnen Komponenten des Schichtmaterials erfolgt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Target mehrere Einzeltargets mit Komponenten der funktionsfertigen Schichtmaterialzusammensetzung ver­ wendet wird, welche von dem Laserstrahl beaufschlagt werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fokus des Laserstrahls relativ zum Target bewegt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Target relativ zum Prozeßsub­ strat bewegt wird.

27. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Funk­ tionsstruktur in mehreren aufeinanderfolgenden Statio­ nen aufgetragen werden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsstruktur in einem zusammenhängenden Pro­ zeßdurchlauf hergestellt wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß für das Auftragen jeder Schicht eine Beschichtungsstation verwendet wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßsubstrat von Beschichtungsstation zu Beschichtungsstation transportiert wird.

31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in jeder Beschichtungsstation unter Hoch­ vakuum gearbeitet wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß zum Strukturieren von Schichten aus einer der Beschichtungsstationen eine Strukturier­ station verwendet wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strukturierstation zur Strukturierung der Schicht mit dem Laserstrahl Material abgetragen wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Beschichtungsstatio­ nen räumlich voneinander getrennt sind.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierungsstationen räum­ lich voneinander und von den Beschichtungsstationen getrennt sind.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strukturierstation in Hoch­ vakuumatmosphäre gearbeitet wird.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auffangvorrichtung für aus der zu strukturierenden Schicht abgetragene Teilchen vorhanden ist.

38. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Strukturierstation mit Schutz­ gasatmosphäre gearbeitet wird.

39. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen der Schich­ ten das Grundsubstrat mittels eines Laserstrahls photolytisch gereinigt wird.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß ein gepulster Laserstrahl verwendet wird.

41. Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Grundsubstrat relativ zum Laserstrahl bewegt wird.

42. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß für das Auftragen der Schich­ ten der Laserstrahl eine derartige Energie aufweist, daß pro Laserpuls auf dem Prozeßsubstrat ein Auftrag von maximal einer Atomlage des Schichtmaterials erfolgt.

43. Vorrichtung zum Herstellen einer Funktionsstruktur eines Halbleiterbauelements, welche auf einem Grund­ substrat angeordnete und die gesamte Funktion des Halb­ leiterbauelements definierende Schichten umfaßt, wobei eine Beschichtungseinheit (18) vorhanden ist, in welcher durch definierte Relativbewegung zwischen einem gepulsten Laserstrahl mit Laserpulsen von einer Dauer von weniger als 100 psek und einem Prozeßsubstrat (12) die jeweilige strukturierte Schicht lithografiefrei und ausschließlich physikalisch herstellbar ist.

44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungseinheit (18) lithographiefreie und ausschließlich physikalisch arbeitende Beschichtungs­ stationen (22, 40) umfaßt.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Beschichtungsstationen (22, 40) mindestens ein Laser zum Auftragen der Schichten zugeordnet ist.

46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungseinheit (18) auf­ einanderfolgende Stationen (22, 24, 40) aufweist, in welchen die Funktionsstruktur (26) herstellbar ist.

47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsstruktur (26) in einem zusammenhängenden Prozeßdurchlauf herstellbar ist.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Beschichtungseinheit (18) hindurchverlaufende Transporteinrichtung (102, 108) für das Prozeßsubstrat (12b) vorhanden ist.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Beschichtungsstationen (22, 40) in der Be­ schichtungseinheit (18) aufeinanderfolgend vorhanden sind.

50. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturieren von Schichten in einer einer der Beschichtungsstationen (22) nachgeordneten Strukturierstation (24) erfolgt.

51. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungseinheit (18) eine photolytische Reinigungseinheit (10) vorgeschaltet ist.