JP4947864B2 - スパッタリングによる高温‐基板コーティング方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明はスパッタリングによる高温‐基板コーティング方法に関する。この方法では、ケース内で移動可能な形で配置されている基板ホルダに基板を取り付けた後に加熱が行われ、基板ホルダを移動させながらターゲット装置を用いてスパッタリングが行われる。
【０００２】
このような方法はドイツ特許公開公報第４１０４５９２A１号から公知である。この公知の方法を実施するには、ケース内に回転盤として形成された基板ホルダを備えた装置が用いられる。回転盤の下には基板を加熱するための装置があり、この基板はコーティングの前に回転盤の上に取り付けられる。コーティングすべき側面を有する基板の反対側には、基板を十分に加熱した後にスパッタリングを行うターゲットがある。この場合、スパッタリングは、均一な層を達成するために回転盤を回転させながら行われるが、その理由は、ターゲットが回転盤の中心軸の遊び空隙の外になるように調整され、基板に対して斜めに走行するように配置されているからである。公知の方法ないし公知の装置では基板は片側しかコーティングされない。基板のもう一方の側面もコーティングすべき場合には、基板を回転盤上へ逆向きに置いて2回目のスパッタリング工程を実施する必要がある。
【０００３】
本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の方法を用いてより経済的に基板の両側面のコーティングをただ1回のスパッタリング工程で行えるようにこの方法をさらに改良することにある。
【０００４】
この課題を解決するために、本発明によれば冒頭に挙げた種類の方法では基板の両側に自由にアクセスでき、かつ、基板ホルダを動かす際、これら両側で基板ホルダを取り囲むケースの互いに向き合う開口部の傍を基板が通過するように、少なくとも１つの基板が基板ホルダに取り付けられている。加熱はケースからの輻射加熱により行われ、スパッタリングは、２つのターゲットから成りケースの外で開口部の前に存在するターゲット装置を用いて行われる。この場合、基板とはたとえば１回の作業工程で両側にコーティングされるただ１枚のウエーハを意味するだけでなく、たとえば２枚のウエーハがそれぞれ１回の作業工程で片面のみにコーティングすべき場合には、２枚のウエーハから成る複合基板をも意味する。
【０００５】
本発明による方法の主要な利点は、ただ１回のプロセスないし工程で基板の両側面をコーティングでき、その結果、公知の方法と比べて著しく経済的にコーティングを行うことができることにある。その場合、一般に２つのターゲットから成るターゲット装置のみを使用するので、追加費用がかなり少なくて済む。更に別の主要な利点は、ただ１回のスパッタリング工程が必要となるだけなので、同種のターゲットを使用すれば両側の層の品質が同一となることである。
【０００６】
本発明による方法では、基板ホルダの移動を種々の仕方で行うことができる。少なくとも１つの基板を有する基板ホルダが並進的に振動しながら開口部の傍を通過するようにすると有利である。本発明による方法のこの実施形態では、使用されるターゲットがケース内でかなり細長い開口部を許容する場合、基板ホルダ上の複数の基板はいずれも同時に両側のコーティングが可能となる。
【０００７】
本発明による方法では、基板ホルダがケース開口部の傍を通過中に基板温度が不変に保たれるような振動数で通過する場合に特に良好な結果が達成される。
【０００８】
本発明による方法のその他の有利な実施形態では、少なくとも１つの基板を有する基板ホルダは回転運動により開口部の傍を通過する。本発明による方法のこの実施形態の利点は特に、本方法に必要な装置が比較的簡単に形成可能であることにある。
【０００９】
本発明による方法の上述の実施形態では、基板ホルダがケース開口部の傍を通過中に基板温度が不変に保たれるような回転数で回転すると有利である。
【００１０】
本発明による方法では、輻射加熱を種々の仕方で生じさせることができる。輻射加熱用に電気加熱装置を用いれば費用および制御性の点で特に有利と考えられる。
【００１１】
上述のドイツ特許公開公報第４１０４５９２Ａ１号からは、基板加熱、ケース内で移動可能な状態に保たれている基板ホルダを備えたケースおよびターゲット装置を有する、スパッタリングを用いた高温‐基板コーティング用の装置も公知である。
【００１２】
本発明の更に別の課題は、この種の装置をこの装置によってただ１回のスパッタリング工程で基板の両側面にコーティング可能なように改良することにある。
【００１３】
本発明によれば、この課題を解決するために基板ホルダは、基板の両側に自由にアクセスできる形で基板が保持されるような形態を有する基板保持装置を備えている。ケースの基板ホルダに向かい合う両側面には、基板ホルダの移動時に基板が開口部の傍を通過するような位置に開口部が存在する。ターゲット装置は、それぞれがケースの外で開口部の前にある２つのターゲットから成り、基板加熱はケースの輻射加熱により行われる。本発明による装置は特に、比較的簡単に基板のコーティングを１回の工程で基板の両側にコーティングできるという点で有利である。
【００１４】
本発明による装置では、基板ホルダは種々の仕方で形成可能である。基板ホルダがケース内を移動するキャリッジであれば有利と考えられる。
【００１５】
本発明による装置を製造するための費用に関しては、基板ホルダが回転盤であり、かつ基板ホルダの回転時に基板が開口部の傍を通過するような位置に、中心軸の外の少なくとも１つの領域に基板保持装置を有する場合が特に良好である。
【００１６】
本発明による装置は輻射加熱用に種々の形成が可能であり、たとえばこの加熱はケースを任意の仕方で外部から加熱することによって保証される。ただし、安価に製造するという理由から、また、適正な温度管理を達成するためには輻射加熱器がケースの開口部を有する側の内側の各１個の加熱マットから成る場合が特に有利と考えられる。
【００１７】
本発明による装置では、開口部はケースの互いに向かい合う側に種々の仕方で配置可能であり、たとえば開口部が直接向かい合うことも可能である。その場合開口部が対角線上で向かい合うようにすると特に有利である。というのは、このようにすれば、２つの開口部を通じての熱輻射によって基板の熱負荷の均等化が達成されるからである。
【００１８】
本発明を図面に基づきさらに詳細に説明する。
【００１９】
図１に見てとれるように、図示された装置１はケース２を有し、このケース内にはキャリッジ４上で基板３が二重矢印５の方向へ並進的に振動しながら往復移動することができる。基板ホルダのための駆動装置は図を簡単にするために示されていない。
【００２０】
図１からは更に、ケース２がその互いに向かい合う側面６および７にそれぞれ１つの開口部８および９を有することが認められ、これらの開口部の傍を基板ホルダ４が基板３と共に並進的に振動しながら移動する際に通過する。開口部８および９の前には同様に略示された各ターゲット１０ないし１１が存在する。
【００２１】
ケース側面６の内壁１２およびケース側面７の内壁１３上にはそれぞれ１つの加熱マット１４ないし１５があり、これらのマットは図示されていないが電気端子を装備され、電気加熱器であることを示している。これらの加熱マット１４および１５から熱輻射が発せられ、これにより、そのつど基板３が必要な温度まで加熱される。
【００２２】
基板３が十分に加熱されると、ターゲット１０および１１が活性化し、本来のスパッタリング工程が開始する。この場合、基板３は基板ホルダ４と共にキャリッジ上で往復移動するが、基板３が開口部８および９の傍を通過するたびに著しい冷却が生じないように、すなわち温度が保たれるような振動数が選択される。
【００２３】
図２から明白に見てとれるように、ケース２の側面６および７における開口部８および９は縦長の長方形を形成し、この長方形に相応する形状に形成されたターゲット１０ないし１１が存在する。基板が開口部８ないし９と比べてかなり小さい場合は、キャリッジと平行に複数個の基板を開口部８および９の傍を通過させることができる。
【００２４】
図３および４による装置は図１および２による装置とは、基板ホルダが回転盤２０として形成されている点が異なり、この回転盤に基板収容部２１を用いて基板２２が、基板の両側面２３および２４に自由にアクセスできる形で支持されている。特に図３に示すように、回転盤２０は軸２５上に支承されている。
【００２５】
基板２２を有する基板収容部２１は、回転運動時に基板がケース壁２８および２９における開口部２６ないし２７の傍を通過するように回転盤２０に配置される。これらの開口部２６および２７の前にターゲット３０および３１があり、これらのターゲットを用いて基板２２の両側面２３および２４のコーティングが行われる。
【００２６】
図４は、この実施例で開口部２６および２７が基板２２の寸法に相応する円形であることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するための装置の一実施例の断面図。
【図２】図１による実施例の平面図。
【図３】本発明による方法を実施するための装置の別の実施例の断面図。
【図４】この実施例の平面図。
【符号の説明】
１ 装置全体
２ ケース
３ 基板
４ キャリッジ
８ 開口
９ 開口
１０ ターゲット
１１ ターゲット
１４ 加熱マット
１５ 加熱マット
２０ 回転盤
２１ 基板収容部
２２ 基板
２５ 軸
２６ 開口
２７ 開口
３０ ターゲット
３１ ターゲット

Claims (7)

1. スパッタリングによる高温‐基板コーティングのため、ケース（２）内で移動可能な形で配置された基板ホルダ（４）に基板（３）を取り付けた後に加熱を行い、前記基板ホルダ（４）の移動下でターゲット（１０,１１）を用いたスパッタリングを行う、スパッタリングによる高温‐基板コーティング方法において、
   少なくとも１つの前記基板（３）を、当該基板（３）の両側面（３ａ，３ｂ）に自由にアクセスできる形で、かつ、これらの両側面（３ａ，３ｂ）と共に、前記基板ホルダ（４）を取り囲む前記ケース（２）の互いに向かい合う壁（６,７）に設けられた開口部（８,９）の傍を通過する形で、前記基板ホルダ（４）に取り付け、
   前記ケース（２）からの輻射加熱による加熱を行い、
   前記少なくとも１つの基板（３）を有する前記基板ホルダ（４）を、前記ケース（２）内における進行と共に並進的に振動させながら前記開口部（８,９）の傍を通過させて行き、当該開口部（８,９）の傍らの通過の際に、前記ケース（２）の外側であってかつ前記開口部（８,９）に対面する位置にそれぞれ配置した２つのターゲット（１０,１１）を有するターゲット装置によって、前記基板（３）の表面にスパッタリングを行う
   ことを特徴とする、スパッタリングによる高温‐基板コーティング方法。
2. 前記基板ホルダ（４）の振動の振動数を、前記開口部（８,９）の傍を通過中の前記基板（３）の基板温度が不変に保たれるような振動数に設定する
   ことを特徴とする請求項１記載のスパッタリングによる高温‐基板コーティング方法。
3. 前記輻射加熱に、電気加熱器を使用する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のスパッタリングによる高温‐基板コーティング方法。
4. スパッタリングによる高温‐基板コーティングを行うための、ケース（２）と、前記ケース（２）内に設けられた基板加熱器と、基板（３）を前記ケース内で移動可能な形で支持する基板ホルダ（４）と、ターゲット（１０,１１）とを有する、スパッタリングによる高温‐基板コーティング装置において、
   前記基板ホルダ（４）は、前記基板（３）を当該基板（３）の両側面（３ａ，３ｂ）に自由にアクセスできる状態で支持する基板収容部を有し、
   前記基板ホルダ（４）と向かい合う前記ケースの２つの壁（６,７）に、開口部（８,９）が、その傍らを前記基板ホルダ（４）が移動する際に通過するような位置に設けられており、
   前記ターゲット（１０,１１）が、前記ケース（２）の外側であってかつ前記開口部（８,９）に対面する位置にそれぞれ配置されたターゲットであり、
   前記基板加熱器（１４,１５）が、前記ケース（２）内に輻射過熱を施す輻射加熱器（１４,１５）からなるものであり、
   前記基板ホルダ（４）が、前記ケース（２）内を進行しつつ、当該進行と共に並進的に振動しながら前記開口部（８,９）の傍を通過し、当該通過の際に、前記ケース（２）の外側であってかつ前記開口部（８,９）に面する位置に配置された２つのターゲット（１０,１１）を含んだターゲット装置によって、前記基板（２３）の表面にスパッタリングが施されるように設定されている
   ことを特徴とするスパッタリングによる高温‐基板コーティング装置。
5. 前記基板ホルダ（４）が、前記ケース（２）内を移動するキャリッジである
   ことを特徴とする請求項４記載のスパッタリングによる高温‐基板コーティング装置。
6. 前記輻射加熱器が、前記開口部（８,９）を有する前記ケース（２）の壁（６,７）の内側（１２,１３）に設けられた加熱マット（１４,１５）からなるものである
   ことを特徴とする請求項４または５記載のスパッタリングによる高温‐基板コーティング装置。
7. 前記開口部（８,９）が、前記基板ホルダ（４）の進行の軌道を挟んで対角線上に（または千鳥状に）向かい合うように、前記ケース（２）の1つの面とそれに対向する他の１つの面とにそれぞれ配置されている
   ことを特徴とする請求項４から６のうち１つに記載のスパッタリングによる高温‐基板コーティング装置。

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