(57)【要約】  本発明によれば、特に薄膜基板を処理するために適した、磁化可能な基板例えば特殊鋼基板のための支持装置に関する。このために、本発明による支持装置は、少なくとも１つの磁気作用を有するベースエレメント（１）を備えており、該ベースエレメント（１）が、基板（２）のための少なくとも１つの受容部（７）を有している。
2007506942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化可能な基板（２）殊に薄膜基板を処理するための支持装置において、少なくとも１つの磁気的に作用するベースエレメント（１）を備えており、該ベースエレメント（１）が、基板（２）のための少なくとも１つの受容部（７）を有していることを特徴とする、磁化可能な基板（２）のための支持装置。
【請求項２】
磁気的に作用するベース金属薄板（１）がベースエレメントとして用いられる、請求項１記載の支持装置。
【請求項３】
基板（２）のための前記受容部（７）が、凹部を有するか又は凹部を有していない、貫通部、打ち抜き成形部又は孔としてベース金属薄板（１）に形成されており、該受容部（７）の形状及び寸法が、基板（２）の輪郭形状に合致している、請求項２記載の支持装置。
【請求項４】
ベース金属薄板（２）が、ラスタ内に配置された、凹部を有するか又は凹部を有していない、単数又は複数の孔（７）、打ち抜き成形部及び／又は貫通部を備えている、請求項３記載の支持装置。
【請求項５】
環状のフランジ（４）を備えた磁化可能な基板（２）のための支持装置であって、受容部（７）の形状及び寸法は、基板（２）のフランジ（４）が部分的にのみ、ベースエレメント（１）上つまり受容部（７）の縁部上に載るように、選定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項６】
ベースプレート（１）が少なくとも部分的にＳｍ４Ｃｏ１７又はその他の強磁性材料より成っている、請求項１から５までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項７】
少なくとも１つのカバーエレメント（８；１０；１２；１３；１４）が設けられており、該カバーエレメントが、処理の枠内で少なくとも１つの方法段階のために構成されていて、装着されたベースエレメント（１）上に上方から、かつ／又は下方から載せられるようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項８】
湿式プロセスのための少なくとも１つのカバーエレメント（８）が設けられており、このカバーエレメント（８）が、高い媒体透過性を保証する貫通孔（９）を有している、請求項７記載の支持装置。
【請求項９】
層析出のための少なくとも１つのカバーエレメント（１０）が設けられている、請求項７又は８記載の支持装置。
【請求項１０】
シャドーマスク析出のための少なくとも１つのカバーエレメント（１２，１３，１４）が設けられている、請求項７から９までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項１１】
金属薄板の形状のカバーエレメント（８；９；１２，１４）が実現されており、各金属薄板がその機能に応じて、凹部を有しているか又は凹部を有していない、孔、打ち抜き成形部及び／又は貫通部を備えている、請求項７から１０までのいずれか１項記載の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化可能な基板のための、特に基板を薄膜処理するための支持装置に関する。
【０００２】
機能層を被着することによって、及び機能層をパターン形成（Strukturieren；構造化）することによって、様々な目的で使用するためのセンサエレメントを、特殊鋼より形成することができる。従って例えば圧電抵抗式の高圧センサのためのセンサエレメントを、成形されたダイヤフラムを備えた特殊鋼基板より製作することができる。このような形式の高圧センサは、自動車の多くのシステム、例えばガソリン直接噴射システム、コモンレール式のディーゼル直接噴射システム、ドライブダイナミックコントロールシステム（Fahrdynamikregelung)、液圧式のブレーキシステムにおいて用いられる。
【０００３】
このような圧電抵抗式の高圧センサの薄膜システムは、絶縁層（大抵の場合、鋼ダイヤフラム上に直接位置しているＳｉＯｘより成っている）を有している。この絶縁層上に４つの圧電抵抗式の伸張測定ストリップ（例えばＮｉＣｒ，ＮｉＣｒＳｉ又はドーピングされたポリシリコンより成る）が配置されている。これら４つの伸張測定ストリップはホイートストーン（Wheatston'esche）測定ブリッジを形成しており、このホイートストーン測定ブリッジは、個別の伸張ストリップの抵抗の最小の変化に対して著しく高感度である。伸張測定ストリップの接触は、特別な接触層若しくは相応の層システム（例えばＮｉＣｒ／Ｐｄ／Ａｕ又はＮｉ）を介して行われる。全薄膜層システムは、不動態化層（大抵の場合ＳｉｘＮｙ層である）によって外部の影響に対して保護される。この場合、センサエレメントを故障なしに確実に運転するために、本来の測定ブリッジを完全に覆うことが重要である。原則として、センサエレメント接触面だけが動態化可能である。
【０００４】
接触層システム、不動態化層及び圧電抵抗式の層をパターン形成するために、基本的な方法、例えばフォトリソグラフによるパターン形成、レーザによるパターン形成及び、シャドーマスクを用いた析出が使用される。薄膜層システムの各層は非常に正確に互いに相対的に配置されるべきであるので、全製造プロセス中に各基板を正確に位置決めし、かつ整列させることを考慮しなければならない。
【０００５】
特殊鋼は、個別の基板として提供されるが、費用の理由により大抵の場合はグループで処理される。このために基板は一般的に工作物支持体内に配置される。ドイツ連邦共和国特許公開第１９９３４１１４号明細書には、特に大量生産のために適している個別基板を受容するための上記のような工作物支持体システムについて記載されている。公知の工作物支持体システムは、ベースエレメントを有していて、このベースエレメント内に基板のための受容部が形成されている。基板は、全製造プロセス中にこのベースエレメント内に留まり、ここでカバーエレメント、押圧エレメント及びばねエレメントより成る装置によって固定される。公知の工作物支持体システムは複数の異なるカバーエレメントを有しており、これらのカバーエレメントはそれぞれ特別なプロセス段階のために構成されていて、プロセス作業中に交換される。この場合、基板がベースエレメントの受容部内にスライドせしめられる。何故ならば、一般的に、各基板をベースエレメント内に挿入するために、所定の遊びが必要だからである。このスライドによって、重大なマスクのずれが生じる。
【０００６】
公知の工作物支持体システムのベースエレメント内に各センサエレメントを位置決めすることは、相補的な位置決めエレメントとして構成された機械的なガイドを介して行われる。この位置決めエレメントは一方ではベースエレメントの受容部の領域内に形成されていて、他方では基板の輪郭部内に設けられている。これらの位置決めエレメントは、各方法段階の間、及びカバーエレメントの交換時に基板が回動するのを阻止できものでなければならない。しかしながらベースエレメント内で基板を正確に位置決めすることは、ベースエレメントの受容に関する高い公差要求、及び基板の外側輪郭に関する高い公差要求を満たした時にしか得られない。しかも位置決めエレメントは、大量生産時に、センサの最小化、及びパッケージ密度の増大を困難なものにする。
【０００７】
発明の利点
本発明によれば、例えば特殊鋼より成る基板等の磁化可能な基板のための支持装置が提案されており、この支持装置は、特に薄膜基板を処理するために適している。何故ならば、この支持装置は、基板の外側輪郭形状に関する最小の公差要求において、パターン形成された個別の面間で非常に小さいマスクのずれが可能だからである。これによって、製作しようとする構成素子の構造的な大きさが縮小され、製作時のパッケージ密度が高められる。
【０００８】
このために、本発明による支持装置は、少なくとも１つの磁気作用を有するベースエレメントを有しており、該ベースエレメントは基板のための少なくとも１つの受容部を有している。
【０００９】
本発明によれば、支持装置のベースエレメントが磁気作用を生ぜしめる時に、基板材料の磁化可能性が、製作プロセス中に基板を固定するために利用される。ベースエレメントの磁化作用は、受容部と基板との間に機械的な遊びが存在していても、受容部内で基板を保持するように作用する。この場合、基板のための付加的な回動防止も必要ない。つまりベースエレメント内の受容部の領域内にも、また基板にも、スペースを必要とする相応の特徴を設ける必要がない。これによって、製作しようとする構成素子のミニチュア化も、また製作時に支持装置上における基板のパッケージ密度を高くすることも容易にできる。しかもこれによって、基板の外側輪郭形状に対する要求、特に処理精度に対する要求が低減され、これは製造コストに好都合に作用する。基板の外側輪郭形状は、ベースエレメントを支持装置に合わせる必要なしに、所定の範囲内で変えることができる。これに応じて、本発明による支持装置によれば、特に様々なタイプの構成素子を製作することもできる。
【００１０】
基本的に本発明による支持装置を実現するために、及び特にベースエレメントを実現するために、種々の可能性が提供される。有利な実施例では、磁気作用を有する平らなベース金属薄板がベースエレメントとして用いられる。一方では、このようなベース金属薄板内に、基板のための非常に簡単な受容部が実現される。この受容部の形状及び寸法は、基板の輪郭形状に合わせる必要がある。他方では、ベース金属薄板は、有利には自動化された製造プロセスの枠内で基板支持体として使用され、相応の操作用目印を備えている。製造プロセス中における基板のできるだけ高いパッケージ密度を考慮して、ベース金属薄板内に、基板のための受容部のラスタ構造が形成されていれば、有利である。
【００１１】
処理しようとする基板は環状のフランジを有しており、このフランジは、本発明による支持装置のベースエレメント内に位置決めするために用いられる。次いで、有利な形式で、ベースエレメント内の受容部は、基板がそのフランジで以て受容部の縁部領域内に載るように、寸法設計されている。この場合、本発明による支持装置の良好な媒体透過性を考慮して、受容部の形状及び寸法が、基板のフランジが部分的にベースエレメント上に、つまり受容部の縁部上に載るように、選定されていれば、有利である。
【００１２】
前述のように、本発明による支持装置の利点は、主に、基板のための受容部を備えた磁化可能なベースエレメントに基づいている。特に薄膜プロセスに適した、本発明の有利な実施態様によれば、ベースプレートは、Ｓｍ４Ｃｏ１７より成っているので、プロセス温度は３５０℃まで損なわれることなく維持される。しかしながら、例えば媒体耐性、基板の電気的な接続又は再使用可能性を改善するために、ベースエレメントは別の複数の材料より構成されていてもよい。このために、ベースエレメントは、適当な被覆材（コーティング）を備えていて、１つだけの磁気的なコアを有している。ベースエレメント自体は、常磁性又は反磁性の材料より製作され、この材料内に強磁性のエレメントが埋め込まれていてもよい。
【００１３】
本発明の有利な実施態様によれば、支持装置は、ベースエレメントの他に少なくとも１つのカバーエレメントを有しており、このカバーエレメントは、処理（プロセッシング）の枠内で少なくとも１つの方法段階のために構成されている。１つ又は複数のカバーエレメントは、装着されたベースエレメント上に上方から、かつ／又は下方から載せられるようになっている。この場合、１つ又は複数のこのようなカバーエレメントは、例えばフォトリソグラフ、レーザによるパターン形成、層析出又はシャドーマスク析出のためのマスクとして機能する。しかしながら、このカバーエレメントは、湿式プロセス中に基板表面を選択的に処理するためにも使用することができる。このために、このカバーエレメントは貫通開口を備えており、この貫通開口は高い媒体透過性を保証する。このような形式のカバーエレメントは、金属薄板より簡単に製作することができる。この場合、各金属薄板はその機能に応じて、適当に成形された貫通開口、孔及び凹部を備えている
図面
前述のように、本発明の有利な構成及び実施態様の種々異なる可能性が得られる。このために、請求項１以下に記載した従属請求項、並びに以下に記載した図面に基づく本発明の実施例の説明が参照される。
【００１４】
図１は、基板が装着されている、本発明による支持装置のベースエレメントの縦断面図、
図２は、湿式プロセス又は層析出のためのカバーエレメントを備えた、図１に示した装置、
図３は、洗浄のために規定されたカバーエレメントの平面図、
図４は、層析出のためのカバーエレメントの平面図、
図５は、シャドーマスク析出のためのカバーエレメントを配置した、図１に示した装置である。
【００１５】
実施例の説明
図１には、磁化可能な基板２のための本発明による支持装置のベースエレメント１が示されており、このベースエレメントから、ピエゾ抵抗（圧電抵抗）式の高圧センサが製作される。
【００１６】
図示の実施例では、特殊鋼基板２が対象とされており、この特殊鋼基板２からそれぞれダイヤフラム３が形成されている。回転対称的な各基板２は、環状のフランジ２を備えている。ダイヤフラム３は、フランジ４の上側で基板表面５に形成されている。フランジ４の下には基板足部６が配置されている。基板表面５上に薄膜システムが被着され、この薄膜システムによって、ダイヤフラム３の機械的な変形が電気信号に変換される。このために、絶縁層が例えばＰＥＣＶＤ（plasma enhanced vapor deposition：プラズマＣＶＤ）法で基板表面５上に形成される前に、まず基板表面５を洗浄する必要がある。次いでピエゾ抵抗層が例えばスパッタリングによって析出され、このピエゾ抵抗層から、フォトリソグラフによって又はレーザを用いたパターン形成（構造化）によって、ホイートストーンブリッジを形成する４つの抵抗がパターン形成される。これらの抵抗は、接触層システムを介して接触せしめられ、この接触層システムはスパッタリングによって、場合によってはシャドーマスクによって又はフォトロセスにおけるパターン形成によっても形成される。最終的にさらに不動態化層が析出される。これはＰＥＣＶＤ法によって及び場合によってはシャドーマスクによって行われる。
【００１７】
ベースエレメント１内には、基板２のための受容部７が形成されている。本発明によればベースプレート１は少なくとも部分的に磁気作用を有する材料より成っているので、基板２は既にそれだけで、磁石的な相互作用に基づいてベースエレメント１内で保持され、受容部７内で固定される。これは図面で矢印によって示されている。
【００１８】
図示の実施例ではベースエレメント１として、同様にＳｍ４Ｃｏ１７より成るベース金属薄板が用いられるので、一般的な形式で薄膜法において発生する温度が維持される。基板２のための受容部７は、ベース金属薄板１に形成された孔の形で実現され、この場合、孔７の直径は、回転対称的な基板２が基板足部６で以て孔７内に挿入され、次いでフランジ４がベース金属薄板１上に載るように設計されている。フランジ４の下縁部から基板表面５までの間隔の公差と共に、ベース金属薄板１の平坦性例えばフォトプロセス段階における露光面が規定されるので、製作品はベース金属薄板１の平坦性にも基づいている。孔7はこの場合、できるだけ高い記憶密度を得るために、６角形のラスタ内に配置されている。媒体透過性を高めるために、基板の受容部は、基板のフランジが少なくとも部分的にベース金属薄板上に載っていれば、円形とは異なる形状を有していてもよい。基板２のための図示の受容部７の他に、ベース金属薄板１はここには図示していない、自動化されたプロセスを補助するための操作用目印、例えばガイドピン、受容開口及び流出開口その他を有している。
【００１９】
基板２は、全薄層プロセス中にベース金属薄板１内に残っている。各プロセス段階のために、プロセス固有のカバーエレメントが装着されたベース金属薄板１上にのる。図２には、カバーエレメント８若しくは１０が示されており、このカバーエレメント８若しくは１０はカバー金属薄板の形で実現されている。
【００２０】
図３には、湿式プロセスのために特別に考えられたカバー金属薄板８が示されている。６角形の打ち抜き舌片９が設けられており、この打ち抜き舌片９は孔ラスタに応じてベース金属薄板１内に配置されていて、カバー金属薄板８が基板４のフランジ４上に載るような寸法に設計されている。しかも、カバー金属薄板８の厚さは、基板２の寸法に適合されているので、カバー金属薄板８は金属薄板表面５とほぼ面一でこの金属薄板表面５を閉鎖している。カバー金属薄板８に形成された６角形の打ち抜き舌片９は、高い媒体透過性を保証する。これは湿式プロセスにおいて、及び特に洗浄プロセスのために重要である。カバー金属薄板８は、主にベース金属薄板１内での基板２の磁石的な固定を機械的に安定化させるために用いられるが、電子化学的な効果を得るためにも使用される。湿式プロセスの形式に応じて、カバー金属薄板は使用しなくてもよい。
【００２１】
本発明による支持装置は、カバーエレメント１０も有しており、このカバーエレメント１０は層析出のために構成されている。このカバーエレメント１０も、前記カバーエレメント８と同様に基板２のフランジ４上に載せられ、基板表面５とできるだけ同一面を成す高さ位置にもたらされる。何故ならば、特にＰＥＣＶＤプロセスのためにできるだけ平らな層面を提供したいからである。カバーエレメント８に形成された打ち抜き成形部９とは異なり、カバーエレメント１０は、図４に示されているように、基板２のコーティングしようとする基板表面５をできるだけ狭く包囲する孔１１を備えている。
【００２２】
図５には、シャドーマスク析出のために構成されたカバーエレメントを備えた、本発明による支持装置が示されている。シャドーマスク析出のために、装着されたベース金属薄板１上にまずスペーサ金属薄板１２が載せられる。このスペーサ金属薄板１２は、フランジ４の下縁部と基板表面５との間の間隔よりもやや小さい、つまり約１０μｍの薄さを有している。スペーサ金属薄板１２は、基板２のフランジ４上に載せられ、ベース金属薄板１に対して相対的に整列される。シャドーマスク１３は、スペーサ金属薄板１２上に載せられ、同様にベース金属薄板１に対して相対的に、例えばガイドピンを用いて整列される。このガイドピンは、スペーサ金属薄板１２内に取り付けられており、図示されていない。シャドーマスク１３上に押圧金属薄板１４が載せられ、この押圧金属薄板１４によってシャドーマスク１３が基板表面５に対して押しつけられる。前記シャドーマスクのパッケージがねじ固定される。選択的に、シャドーマスク１３を基板表面５に押しつけるために、磁気作用を有する押圧金属薄板１４を用いることができるか、又はシャドーマスク自体が磁気的に作用して基板表面に引き寄せられるようになっている。シャドーマスク析出の際にすべての基板２のために比較可能な条件を得るために、ベース金属薄板１及びスペーサ金属薄板１２の平坦性と共に、基板２の高さの公差（基板表面５に対するフランジ４の下縁部の間隔に関係する）が小さいことが重要である。この公差は相応に規定されている。
【００２３】
薄膜プロセスの枠内で実施されるその他の方法段階、例えば調整、測定、露光、レーザによるパターン形成その他は、磁気的に作用するベース金属薄板１と共に実施されるか、又は前記カバーエレメントと共に実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】基板が装着されている、本発明による支持装置のベースエレメントの縦断面図である。
【図２】湿式プロセス又は層析出のためのカバーエレメントを備えた、図１に示した装置のベースエレメントの縦断面図である。
【図３】洗浄のために規定されたカバーエレメントの平面図である。
【図４】層析出のためのカバーエレメントの平面図である。
【図５】シャドーマスク析出のためのカバーエレメントを配置した、図１に示した装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ベースエレメント／ベース金属薄板
２  基板
３  ダイヤフラム
４  フランジ
５  基板表面
６  基板足部
７  受容部／孔
８  カバー金属薄板
９  打ち抜き成形部／貫通孔
１０  カバー金属薄板（図４）
１１  孔
１２  スペーサ金属薄板
１３  シャドーマスク
１４  押圧金属薄板
【図１】
2007506942.tif 000003
【図２】
2007506942.tif 000004
【図３】
2007506942.tif 000005
【図４】
2007506942.tif 000006
【図５】
2007506942.tif 000007
【国際調査報告】
2007506942.tif 000008
2007506942.tif 000009
2007506942.tif 000010
2007506942.tif 000011
2007506942.tif 000012
2007506942.tif 000013