(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空内で積層されるべき大平面状の基板（４）を交互に位置決めするための旋回装置（１）であって、回転可能に支承された軸部体（１０）を備えた旋回アーム（１２）と、基板受容装置（６）とを有しており、前記旋回アーム（１２）が、緊締装置（１３）によってロック可能、かつ装入乃至取出し位置（Ａ）と積層位置（Ｂ）との間で旋回可能であって、該旋回装置（１）が加熱装置（８）を有していて、該加熱装置（８）を用いて基板（４）が加熱可能である形式のものにおいて、
基板受容装置（６）がベースプレート（１４）と支持プレート（１６）とを有しており、該ベースプレート（１４）と支持プレート（１６）とによって形成された内室内に加熱装置（８）が配置されていて、該加熱装置（８）が少なくとも１つの石英ヒータから成っており、旋回アーム（１２）に基板受容装置（６）が解離可能に結合されていることを特徴とする、加熱可能な旋回装置。
【請求項２】
基板受容装置（６）のベースプレート（１４）が縁部側で環状に折り曲げられていて、支持プレート(１６）が、ベースプレート（１４）の折り曲げ縁部（１８）上に載置され、かつベースプレート（１４）と支持プレート（１６）とをほぼ平面の中央部で貫通して旋回アーム（１２）に端部側で結合されている保持装置（２０）によって解離可能に結合されており、これによって支持プレート（１６）が、ベースプレート（１４）と旋回アーム（１２）とに夫々固定されている、請求項１記載の旋回装置。
【請求項３】
加熱装置（８）とベースプレート（１４）との間には少なくとも１つの反射薄板（２２）が設けられており、これによって、加熱装置（８）から放出される熱出力が、基板受容装置（６）上に支承された基板（４）の方向にほぼ向けられるようになっている、請求項１又は２記載の旋回装置。
【請求項４】
支持プレート（１６）の、旋回アーム（１２）とは反対の側の面（２４）には支持部材（２６，２６ａ）が固定されており、該支持部材（２６，２６ａ）上で積層されるべき基板（４）が、水平方向とほぼ鉛直な方向に向けた状態で基板受容装置（６）に支承可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の旋回装置。
【請求項５】
支持プレート（１６）と石英ヒータ（８）との間に、温度均一化プレート（２８）が配置されており、これによって、石英ヒータ（８）から温度均一化プレート（２８）上に伝達された熱出力が、基板（４）上に搬送された熱エネルギとして、全基板面に亘って均一に配分されるようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載の旋回装置。
【請求項６】
石英ヒータと基板（４）との間に配置された温度均一化プレート（２８）は、１μｍから３μｍまでの短波スペクトル領域で吸収された放射エネルギが３．５μｍよりも大きな長波スペクトル領域に転換可能であるニッケル−クロム−鉄−合金から成っており、これによって一方では、加熱装置（８）から基板（４）上への均等な熱エネルギの伝達が行われるようになり、かつ他方ではカソードからスパッタされた物質による加熱装置（８）への積層が、前記温度均一化プレート（２８）による遮断によって阻止可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の旋回装置。
【請求項７】
加熱装置（８）がその熱放射出力に関し互いに無関係に制御可能な個々の加熱セグメントから成っており、これによって基板の均等な温度分布が、基板（４）の縁部領域にまで達成可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の旋回装置。
【請求項８】
支持部材（２６，２６ａ）がガラスセラミックより成っており、これによって基板（４）上の温度分布が均一化されている、請求項４記載の旋回装置。
【請求項９】
軸部体（１０）が中空軸（１０）として構成されており、該中空軸（１０）は積層チャンバ（３０）の外方に配置された電動機によって駆動可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の旋回装置。
【請求項１０】
一方の端部で加熱装置（８）に、他方の端部で電流供給装置に夫々接続された電気導線（３２）が設けられていて、電気導線（３２）は、中空軸（１０）内を案内され、かつ中空軸（１０）内に挿入された真空導通装置（３４）を貫いて積層チャンバ（３０）の内室内に案内されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の旋回装置。
【請求項１１】
温度均一化プレート（２８）が相互に熱伝導的な接触を行っている２つの層から成り、加熱装置（８）側の層が銅から成り、かつ基板（４）側の層がガラスセラミックから成っている、請求項５から１０までのいずれか１項記載の旋回装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空内で積層されるべき、殊に大平面状の基板を交互に位置決めするための旋回装置であって、回転可能に支承された軸部体を備えた旋回アームと、基板受容装置とを有しており、前記旋回アームが、緊締装置によってロック可能、かつ装入乃至取出し位置と積層位置との間で旋回可能であって、該旋回装置が加熱装置を有していて、該加熱装置を用いて基板加熱可能である形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例へばカソードスパッタリングの場合に使用されるような、真空条件下で基板を積層するための装置が公知である。この装置の場合には、積層されるべき基板が、基板寸法に適合した装置によって保持され、かつ特に静的に実施される積層方法の場合には、積層されるべきその表面によって積層源とは反対の側の固定した位置に位置決めされている。この側で基板が適当な搬送装置によって積層チャンバ内に装入され、かつ積層カソードの前方に位置させられて積層され、引続いて搬送装置を用いて別の積層ステーションに供給されるか、又は大気環境中に押し出される。積層された基板を、特に個々の積層ステーションの間で搬送するため、基板は主として水平方向に支承されている。この種の搬送の利点は、積層された基板の面が例へば搬送保護装置によって非接触に保持されていて、装着された層が損傷を受けないようになっているという点である。基板が水平方向にだけ配向されている場合には、スパッタ積層プロセスの間及びその後において主に２つの欠点を有している。つまり基板の上方に配置された積層カソードによって、積層カソードから又はカソード周辺に解離された粒子が下方に向って基板上を落下して、層面内に汚染部が形成されるようになるという点である。基板の下方に配置されたカソードによる積層の場合には、基板保持装置が基板を積層側で支持するという欠点を有している。つまり全基板面に亘って均一に延びる積層を行うことは不可能である。
【０００３】
水平な積層位置の一般的な欠点は、特に大平面状の薄い基板が撓んで、装着された層内の材料応力が大きくなり、かつ積層プロセスの間基板の加熱が平面的に均等に行われ得ないという点である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、特に大平面状の薄い基板を積層するための装置を改良して、上述の欠点を回避することができるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、基板受容装置がベースプレートと支持プレートとを有しており、該ベースプレートと支持プレートとによって形成された内室内に加熱装置が配置されていて、該加熱装置が少なくとも１つの石英ヒータから成っており、旋回アームに基板受容装置が解離可能に結合されていることによって、上記課題を解決することができた。
【０００６】
【発明の効果】
基板受容装置の鉛直な位置において、積層されるべき基板面が積層源、つまりスパッタカソードに対しほぼ平行に配置されており、これによって全基板面に亘って均一な層が装着可能である。この鉛直位置において基板は、基板受容装置に固定された支持部材によって積層背面側でその縁部領域に支持されている。基板の鉛直な配置によって積層源、特にスパッタカソードから解離された粒子の推積を阻止することができる。それは、放出された粒子がスパッタカソードと基板との間をチャンバ底部に落下して、不純物として基板面に沈積しないからである。更に鉛直な積層位置は、特に大平面状の基板の場合に撓みが阻止可能であるため、装着された層が材料応力に晒されることがないという利点を有している。更に、基板は支承されて保持されているだけであるので、全基板面を積層することができるという利点を有している。積層を行った後基板受容装置は、基板と共に水平位置に旋回可能であり、該水平位置から専ら水平な配向において、例へば別の積層チャッバ内への基板の更なる搬送が行われる。その場合基板は専ら支持部材上に支承されて搬送され、これによって積層された面を保持装置との接触を有利に阻止することができる。
【０００７】
特徴的な積層パラメータに影響を与えるため、基板は積層されている間基板受容装置内に組み込まれた加熱装置を用いて加熱可能である。有利には加熱装置は、基板の背面側に隣接して配置されていて、基板のほぼ全面の広さに亘って延びている。加熱装置として石英ヒータが設けられている。全基板平面に亘る均一な温度分布を達成するために加熱装置は、その熱出力放出に関し相互に無関係に制御可能な個々の加熱セグメント、例えば個々の石英ヒータ乃至個々の抵抗加熱体に分割されている。特に基板の縁部領域においては、加熱セグメントに比較的高い電力を供給することによって熱損失が制御されている。
【０００８】
更に加熱装置と基板との間には温度均一化プレートが設けられている。このプレートは有利には、小さな熱容量と高い放射率とを有している材料から成っており、該プレートを用いて加熱セグメントによって発生する局部的な温度差違が補償可能であり、これによって基板面上の温度差違を最小に抑えることができる。
【０００９】
この温度均一化プレートの本発明の構成に基いて、温度均一化プレートが２つの層から成っている。その場合第１層は高い熱伝導率を備えた材料から成り、第１層に熱伝導的に接触している第２層は高い放射率の材料から成っている。この層の組合せによって、放射率及び熱伝導を規定している材料パラメータを相互に無関係に選択することができる。材料の組合せとして本発明においては、銅から成る第１層とガラスセラミックから成る第２層とが提案されている。
【００１０】
加熱装置として石英ヒータを使用する場合には、温度均一化プレートとして、波長変換器として機能するプレートが提案されている。このように機能するプレートは、石英ヒータから有利には１μｍから３μｍまでのスペクトル領域内で放射された放射エネルギが、３．５μｍよりも大きな長波のスペクトル領域で放射される材料、有利にはニッケル−クロム−鉄−合金から成っている。このことは、特に積層されるべき基板がガラスである場合該基板が長波の放射エネルギをより効果的に吸収できるという利点を有している。
【００１１】
放射損失を少なくするため、加熱装置はその背面側を少くとも１つの放射背面薄板で覆っており、これによって加熱器から放射される加熱光線がほぼ基板の方向に放射されるようになる。
【００１２】
水平位置と鉛直位置との間で基板受容装置を旋回させることができるように、基板受容装置が旋回アーム上に載置されており、該旋回アームは端面側で回転可能に支承された軸部体、有利には中空軸に結合されている。真空下にある積層チャンバから環境大気中に突出した中空軸は、有利には積層チャンバの外方に配置された駆動装置によって０°から８５°までの角度領域に亘って回転可能である。電気的な加熱装置への供給装置として電気導線が設けられており、該電気導線は中空軸内に挿入された真空導通装置によって環境大気中に導かれている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明を、図面に図示された有利な実施例に基いて詳しく説明する。
【００１４】
積層チャンバ３０内に配置された装置１は主として、基板受容装置６と、旋回アーム１２と中空軸１０とから成る旋回装置とから構成されている。旋回アーム１２は、端側部において中空軸１０を取り囲んでいる緊締装置１３に解離可能に螺着されている。中空軸１０を回転させることによって旋回アーム１２は、その水平な装入位置Ａからほぼ鉛直な積層位置Ｂに、又は積層位置Ｂから水平な装入乃至取出し位置Ａに移行させられる。基板受容装置６によって擦過される旋回角度領域は、鎖線で表わされている旋回領域によって示唆されていて、約０°−８５°の間にある。
【００１５】
基板受容装置６はベースプレート１４から成り、該ベースプレート１４は、ベースプレート１４を平面の中央部で貫通している保持装置２０によって旋回アーム１２に固定されている。方形のベースプレート１４の外方を取り巻いている縁部領域は、コーナ領域に取り付けられた端面１１に折り曲げられている。端面１１には、水平に配向された夫々１つの案内部材１５が不動に挿入されている。夫々の案内部材１５において支持プレート１６は、一方で縁部領域内の切欠きによって支持され、他方ではほぼ平面の中央部で基板受容装置６に支持されている。ベースプレート１４と支持プレート１６とによって形成された内室内には、例えば抵抗加熱装置又は石英ヒータから成っている加熱装置８が配置されている。抵抗加熱装置８又は石英ヒータ８から放射される熱出力は、加熱装置８とベースプレート１４との間に配置された反射薄板２２によって、支持プレート１６の方に向いている方向に卓越的に放射される。積層されるべき基板４は、個々に支持プレート１６上に載設され支持部材２６，２６ａ上に支承されて保持されている。水平位置においては基板４の全重量が支持部材２６によって支えられており、これに反しほぼ鉛直な積層位置においては、支持部材２６ａが主要な負荷を引き受けている。支持部材２６及び２６ａは小さな熱伝導率を有する材料から成っており、これによって支持プレート１６と載置された基板４との間の熱の流れが阻止されている。
【００１６】
全基板面に亘り可能な限り均一な温度分布を達成するため、図１に図示された実施例にあっては支持プレート１６と加熱装置８との間に温度均一化プレート２８が設けられている。高い放射率と小さな熱容量とを有する材料から成っているこの温度均一化プレート２８は、例へば加熱装置８がセグメント状に分割されているため基板４上に局部的に発生する温度差違を阻止することができる。加熱装置８に電力を供給しうるように、加熱装置８は、中空軸１０内に挿入された真空導通装置３４によって大気領域に導かれている電気導線３２を介して、図面には図示されていない電流供給装置に接続されている。
【００１７】
基板受容装置６は基板４と共に、積層チャンバ３０のチャンバ壁３７内に設けられた閉鎖可能な装入兼取出し開口３６を貫通して装入される。その際基板４は有利には、図示されていない水平位置の自動搬送装置を用いて積層チャンバ３０内で基板受容装置６上に収容される。積層作業は次のように行われる。つまり基板受容装置６を、該受容装置６上に支承された基板４と共に鉛直な位置Ｂに移動させ、この方向において、例へば図１には図示されていないスパッタカソード装置を用い矢印で象徴的に示唆されている積層方向ａ−ｆで積層を行う。積層された基板４を取り出すため、旋回アーム１２をその水平な位置Ａに旋回せしめる。その後基板４を、装入兼取出し開口３６を介して積層チャンバ３０から取り出す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  水平な装入位置及び鉛直な積層位置における、旋回テーブルとして構成された、本発明の加熱可能な旋回装置の断面図である。
【図２】  図１に図示された基板受容装置の拡大区分図である。
【符号の説明】
１    装置
４    基板
６    基板受容装置
８    加熱装置、抵抗加熱装置、石英ヒータ
１０    軸部体、中空軸
１１    端面
１２    旋回アーム
１３    緊締装置
１４    ベースプレート
１５    案内部材
１６    支持プレート
１８    角形縁部
２０    保持装置
２２    反射薄板
２４    支持プレート薄板
２６，２６ａ    支持部材
２８    プレート、温度均一化プレート
３０    積層チャンバ
３２    電気導線
３４    真空導通装置
３６    装入兼取出し開口
３７    チャンバ壁
Ａ    装入位置、取出し位置
Ｂ    積層位置
ａ−ｆ    積層方向
【図１】
0004131523.tif 000002
【図２】
0004131523.tif 000003