DE102010041858B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Schichtdickenkontrolle bei der Beschichtung von Substraten im Vakuum - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Schichtdickenkontrolle bei der Beschichtung von Substraten im Vakuum Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Schichtdickenkontrolle bei der Beschichtung von Substraten (2) im Vakuum, bei dem in einer Vakuumbeschichtungsanlage (1) ein Wachstum der Schicht auf einem Substrat (2) ermittelt wird, wobei ein Substrat (2) nach einem Beschichtungsprozess im Vakuum gewogen wird und mit dem Wägewert und einem Wägewert vorangegangener Messungen das Schichtwachstum ermittelt wird, und eine in einem Beschichtungsprozess erreichte Schichtdicke aus einer Differenz des Wägewertes vor und nach dem Beschichtungsprozess ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer Transportrichtung (5) bewegtes Substrat (2) während seiner Bewegung gewogen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schichtdickenkontrolle bei der Beschichtung von Substraten im Vakuum, bei dem in einer Vakuumbeschichtungsanlage ein Wachstum der Schicht auf einem Substrat ermittelt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche mit einer im Vakuumraum einer Vakuumbeschichtungsanlage angeordneten Auflage für ein Substrat mit einer Auflageebene.
  • Rückseitenkontakte aus Aluminium auf Si-Wafern werden durch Aufdrucken und Einbrennen Aluminium haltiger Pasten hergestellt. Das Einbrennen erfolgt bei Temperaturen über 700°C und die thermische Belastung der Wafer ist sehr hoch.
  • Neue Entwicklungen zur Herstellung des Rückseitenkontakts verwenden Drahtverdampfer im Vakuum, um das Aluminium aufzutragen. Durch den direkten Bindemittel freien Auftrag verringert sich der Übergangswiderstand zwischen der Al-Schicht und dem Wafer und auch die thermische Belastung der Wafer wird gegenüber dem Einbrennen der Schicht geringer. Entsprechend der Größe der Wafer haben die benötigten Schichten eine Dicke von einigen μm. Die Genauigkeit der Schichtdicke muss im Bereich < +–10% liegen. Beim Auftrag von Pasten wird dies durch den Einsatz einer definierten Menge gewährleistet.
  • Beim Auftrag mittels Drahtverdampfer wird die Rate durch die Zuführungsgeschwindigkeit des Drahtes eingestellt.
  • Um die Produktionszeit der Anlagen bei der Vakuumbeschichtung der Wafer zu erhöhen, die bei den Schiffchenverdampfern im Bereich von 10 bis 20 h liegt, ist der Einsatz eines Elektronenstrahlverdampfers zweckmäßig. Beim Auftrag durch Aufdampfen mit Elektronenstrahlen hoher Leistung wird das Aluminium aus einem Tiegel verdampft. Entsprechend der Tiegelgröße wird eine ununterbrochene Produktionszeit von mehr als einer Woche erreicht.
  • Die Wafer werden über Schleusenkammern, die durch Ventile voneinander getrennt sind, in die Vakuumanlage eingeführt. Zwischen Schleusenkammern und Beschichtungskammer ist eine Transferkammer angeordnet, in der die Transportgeschwindigkeit der Wafer von der Geschwindigkeit beim Verlassen der Schleusenkammern an die Prozessgeschwindigkeit in der Bedampfungskammer angepasst wird. Diese Geschwindigkeitsanpassung ist mit einem kurzen Halt in der Transferkammer verbunden. Dies gilt in analoger Weise beim Ausschleusen der Wafer aus der Anlage.
  • Die aufzutragenden Mengen können bei dem hochproduktiven Elektronenstrahlverdampfen allerdings nicht portioniert werden und der Prozess muss standig uberwacht werden, um die geforderte Schichtdickentoleranz einzuhalten. Bei großen Wafern muss das Aluminium in dickeren Schichten in mehreren Schritten mit dazwischen erfolgender Abkühlung aufgetragen werden, um eine zu starke Aufheizung des Wafers vermeiden.
  • Es ist auch üblich, den Rückseitenkontakt aus einer Folge verschiedener Metalle herzustellen, um beispielsweise das nachfolgende Löten der Kontakte zu erleichtern. Um die Genauigkeit der Schichtdicke oder Schichtzusammensetzung zu gewährleisten, muss auch hier jede einzelne Schichtaufbringung kontrolliert werden.
  • Dazu muss zwischen einer Ratemessung im Dampfraum oder einer Schichtdickenkontrolle am beschichteten Wafer abgewogen werden.
  • Für eine Ratemessung stehen zum Beispiel der Quarzoszillator oder die Messung des Temperaturanstiegs des Wafers während der Beschichtung zur Verfügung. Durch die hohen Raten der Aufdampfung ist die Messkapazität der Quarzoszillatoren für eine ununterbrochene Produktionskampagne von z. B. einer Woche nicht ausreichend. Da die Beschichtung beim Aufdampfen von unten erfolgt, werden die Wafer zum Beschichten auf Carrier aufgelegt, die als endloses Band von Luft zu Luft durch die Vakuumanlage geschleust werden. Um die Schichtdicke in der geforderten Genauigkeit einzustellen, müssten zur Kontrolle der Rate Lücken im Carrierband belassen werden, da die Oszillatoren nicht zwischen Dampfquelle und Carrierband angeordnet werden können. Die notwendigen Lücken würden zu Produktionsverlust an Wafern führen.
  • Eine Temperaturmessung an den Wafern zur Schichtdickenbestimmung erreicht nicht die erforderliche Genauigkeit.
  • Die US 2003/0 141 572 A gibt eine Vorrichtung und ein Verfahren an, mittels derer Schichteigenschaften von Halbleiterscheiben durch Wiegen ermittelt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich die Halbleiterscheiben in einem Magazin befinden, in dem sie beispielsweise stapelweise angeordnet sind. Ein Handlingsystem entnimmt aus diesem Magazin eine Halbleiterscheibe und bringt sie in eine erste Station, in der insbesondere die Temperatur der Halbleiterscheibe eingestellt wird. Nach einer gewissen Verweilzeit in dieser Station wird sodann die Scheibe auf eine Wiegeeinrichtung gebracht, was wiederum durch das Handlingsystem geschieht. Dieses gesamte Verfahren kann auch im Vakuum angeordnet werden. Durch einen Vergleich des Gewichts der Halbleiterscheibe vor und bei dem Wiegevorgang, der Temperatur und der Feuchtigkeit wird sodann mittels eines Prozessors auf die Schichteigenschaften geschlossen.
  • In der JP 5 129 405 A wird eine Anordnung offenbart, mittels derer die Abscheidung von Schichten auf Halbleiterwafern in Vakuumbeschichtungsanlagen gesteuert wird. Die zu beschichtenden Halbleiterwafer werden dabei über Beschichtungsquellen in entsprechenden Haltegestellen gehalten. Zusätzlich wird in einem weiteren Haltegestell ein Testwafer gehalten, der mit einer Wiegeeinrichtung in Verbindung steht. Dabei wird in dem Vakuum und während des Beschichtungsprozesses in situ die Schichtdicke über das zunehmende Gewicht der Halbleiterwafer bestimmt und über eine entsprechende Steuereinrichtung sodann der Beschichtungsprozess gesteuert, zumindest jedoch einfach abgeschaltet, wenn die entsprechende Schichtdicke, d. h. das entsprechende Gewicht der Halbleiterwafer erreicht ist.
  • In der US 5 348 774 A wird der Einsatz von Wiegeeinrichtungen in Vakuumbehandlungsanlagen in einer anderen technischen Anwendung als der Oberflächenbeschichtung dargestellt. Hierbei geht es darum, den Grad der Abscheidung von Material innerhalb von porösen Substraten durch ein In-situ-Wiegen der Substrate während des Abscheidungsprozesses zu bestimmen. Eine derartige Materialabscheidung im Inneren von porösen Körpern dient der Verdichtung entsprechender porös hergestellter Substrate.
  • Die Schichtdickenbestimmung von der Abscheidung von Schichten auf Substraten im Vakuum mittels Wiegung ist auch bereits grundlegend der Veröffentlichung BARTELLA, Joachim et al./KIENEL, Gerhard: Vakuumbeschichtung. 3. Anlagenautomatisierung – Meß- und Analysentechnik. Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH, 1994. 96–97. – ISBN 3-18-401313-8 beschrieben. Dies trifft in gleicher Weise auch auf die Veröffentlichung ROBENS, E: Massenbestimmung im Vakuum. In: Vakuum-Technik, 35, 1986, 171–182. – ISSN 0042-2266 zu. In beiden Veröffentlichungen wird dargestellt, dass Substrate mittels Waagen bzw. Wiegeeinrichtungen, die geeignet sind, das Gewicht der Substrate im Vakuum zu bestimmen, gewogen werden. Dabei werden in dieser letztgenannten Veröffentlichung verschiedene Wiegesysteme beschrieben.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schichtdickenbestimmung anzugeben, die eine erforderlich hohe Präzision ohne eine Beeinträchtigung der Produktivität der Beschichtung gewährleisten.
  • Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Schichtdickenkontrolle bei der Beschichtung von Substraten im Vakuum, bei dem in einer Vakuumbeschichtungsanlage ein Wachstum der Schicht auf einem Substrat ermittelt wird, ein Substrat nach einem Beschichtungsprozess im Vakuum gewogen wird, mit dem Wägewert und einem Wägewert vorangegangener Messungen das Schichtwachstum ermittelt wird, eine in einem Beschichtungsprozess erreichte Schichtdicke aus einer Differenz des Wägewerte vor und nach dem Beschichtungsprozess ermittelt wird und ein in einer Transportrichtung bewegtes Substrat während seiner Bewegung gewogen wird.
  • Die Schichtdickenbestimmung am beschichteten Wafer kann damit durch Wägung des Wafers vor und nach der Beschichtung oder durch Widerstandsmessung am Wafer nach der Beschichtung erfolgen, ohne dass in den Prozessablauf eingegriffen werden muss.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Substrat auf einem Carrier aufgelegt mittels des Carriers transportiert wird. Carrier werden insbesondere dann eingesetzt, wenn mehrere kleinere Substrate gemeinsam transportiert werden sollen.
  • Zur Sicherheit, dass ein genaues Wägeergebnis ermittelt wird, ist es zweckmäßig dass das Substrat beim Wiegen von seiner Auflage abgehoben wird. Auch wenn der Begriff des Abhebens hier darauf hindeutet, dass das Verfahren bei einem horizontal bewegten Carrier eingesetzt wird, so sei auch die Möglichkeit des Einsatzes bei vertikalen oder schrägen, d. h. nicht horizontalen Carrierbahnen mit einbezogen. In diesem Falle ist unter Abheben das Lösen vom Carrier zu verstehen. Da dabei die Schwerkraftrichtung des Substrats von der Richtung des Abhebens abweicht, kann es auf dem Kraftaufnahmemittel einer Waage entsprechend gehalten werden.
  • Insbesondere für den eingangs genannten Zweck der Beschichtung von Substraten ist in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass bei einem Wafer als Substrat, der in einen Carrier als Teil der Transporteinrichtung, der mittels eines Carrierantriebes beweglich ist und die Auflageebene aufweist, einlegbar ist, der Wafer im ohne Unterbrechung fahrenden Carrier nach jedem einzelnen Beschichtungsprozess durch eine Waage derart gewogen wird, dass ein Kraftaufnahmemittel der Waage in einer Startposition unter dem Wafer positioniert und mit gleicher Geschwindigkeit wie der Carrier und synchron dazu bewegt wird. Der Wafer wird nach Positionieren des Kraftaufnahmemittels der Waage unter dem Wafer unter Wiegen desselben von dem Kraftaufnahmemittel ausgehoben. Nach dem Wägen wird der Wafer wieder auf den Carrier abgelegt und das Kraftaufnahmemittel der Waage in seine Startposition für die nächste Wägung zurück gefahren.
  • Es wurde gefunden, dass die genauesten Werte der Schichtdicke durch Wägung erhalten werden. Dazu sind die Waagen in der Anlage in Messkammern zwischen den Prozesskammern anzuordnen. Diese Kammern sind auch zweckmäßig, wenn die Schichten in einem reaktiven Prozess aufgebracht werden und eine Druckentkopplung zwischen den Beschichtungsprozessen notwendig ist. Dadurch steht das Schichtdickensignal unmittelbar nach der Messung zur Verfügung. Weiterhin wird durch die Anordnung der Waagen im Vakuum die Genauigkeit der Messung erhöht, da die Wägung nicht durch den thermischen Auftrieb des von der Beschichtung noch warmen Wafers in Luft beeinflusst wird, wenn außerhalb des Vakuums gemessen würde.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Kraftaufnahmemittel zusammen mit der Waage bewegt wird. Das Kraftaufnahmemittel ist hierzu entsprechend mit der Waage verbunden.
  • Für die Verarbeitung des gewogenen Substrates ist gegebenenfalls dessen Lage zum Carrier bedeutend. In jedem Falle ist jedoch eine Substratbeschädigung durch das Handling beim Wiegen zu vermeiden. Aus diesem Grunde ist in einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Kraftaufnahmemittel vor dem Ausheben und vor dem Absenken durch ein optisches Messsystem genau zum Carrier positioniert wird.
  • Da aus dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Ermittlung des Zuwachses an Schichtdicke in einem Beschichtungsschritt ein sofortiger Rückschluss auf die Beschichtungsrate möglich ist, ist in einer Verfahrensvariante vorgesehen, dass das Messsignal der Wägung in eine Steuerung der Vakuumbeschichtungsanlage übertragen wird und der Beschichtungsprozess entsprechend der durch Messung bestimmten Schichtdicke gesteuert wird.
  • Seitens einer Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass in dem Vakuumraum eine Waage angeordnet ist, die ein die Auflageebene von der substratabgewandten Seite während der Wägung durchdringendes Kraftaufnahmemittel aufweist. Das Kraftaufnahmemittel ist in der Lage, die Gewichtskraft des zu wiegenden Substrats mechanisch auf eine Messeinrichtung in einer Waage zu übertragen. Bei einem horizontal geführten Carrier durchdringt das Kraftaufnahmemittel die Aufnahmeebene von unten. Es ist damit in der Lage, das Substrat von der Auflageebene abzuheben und somit dessen vollständige Gewichtskraft aufzunehmen. Diese wird dann von der Messeinrichtung in einen Wägewert gewandelt. Es besteht aber auch die Möglichkeit des Einsatzes der Erfindung bei nicht horizontal geführten Carriern, beispielsweise von vertikalen oder schrägen Carriern. Hier muss davon ausgegangen werden, dass das Kraftaufnahmemittel die Auflageebene nicht mehr von unten, wohl aber von der substratabgewandten Seite der Aufnahmeebene durchdringt. Das Prinzip des Abhebens des Substrats von der Aufnahmeebene und der Kraftübertragung auf die Messeinrichtung ist das gleiche, nur dass die Richtung aus der das Kraftaufnahmemittel die Aufnahmeebene durchdringt, und die Richtung der Gewichtskraft nicht mehr zusammenfallen.
  • Dadurch, dass die Waage im Vakuum angeordnet ist, kann der Wiegevorgang während des normalen Behandlungsprozesses erfolgen, ohne diesen zu stören.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass es wesentlich ist, dass die Teile der Waage, die der mechanischen Übertragung der Gewichtskraft bis zu einer einen Wägewert erzeugenden Einrichtung dienen, im Vakuum angeordnet sind. Sobald der Wert der Gewichtskraft, d. h. der Wägewert in einer nicht mechanisch übertragbaren Form vorliegt, z. B. in optischer oder elektrischer Form, kann dieser auf andere Einheiten, die möglicherweise noch als Bestandteile der Waage zu interpretieren sind, und die auch außerhalb des Vakuums angeordnet sein konnen, übertragen werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Kraftaufnahmemittel bei einem auf einer Transporteinrichtung bewegten Substrat mit dem Substrat synchron beweglich angeordnet ist. Damit wird es möglich, dass das Wiegen während des Transports des Substrats erfolgen kann, ohne, dass dieser unterbrochen werden muss.
  • Zweckmäßigerweise sollte die Bewegung zwischen dem Kraftaufnahmemittel und der Waage auf das Wiegen beschrankt werden, weshalb in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen ist, dass die Waage gemeinsam mit dem Kraftaufnahmemittel bewegbar verbunden ist.
  • Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht die Anwendung der Erfindung bei der Beschichtung von Wafern, insbesondere in der eingangs genannten Art vor. Darin ist vorgesehen, dass bei einem Wafer als Substrat, der in einen Carrier als Teil der Transporteinrichtung, der mittels eines Carrierantriebes beweglich ist und die Auflageebene aufweist, einlegbar ist, das Kraftaufnahmemittel zwischen einer Startposition und einer Endposition mit gleicher Geschwindigkeit und synchron zum Carrier bewegbar ist.
  • Zwischen einer Anhebposition, bei der das Kraftaufnahmemittel die Auflageebene durchdringt, und einer Absenkposition, in der sich das Kraftaufnahmemittel unter der Auflageebene befindet, ist das Kraftaufnahmemittel senkrecht zur Auflageebene beweglich.
  • Es ist günstig, die Bewegung des Kraftaufnahmemittels oder des Kraftaufnahmemittels zusammen mit der Waage mit einer eigenen Transportvorrichtung zu versehen. Dazu ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Kraftaufnahmemittel auf einem unter dem Carrier mit gleicher Geschwindigkeit wie der Carrier fahrenden Wagen aufgesetzt ist.
  • Zum Antrieb des Kraftaufnahmemittels senkrecht zur Auflageebene ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass der Wagen mit einer das Kraftaufnahmemittel senkrecht zur Auflageebene bewegenden Hubeinrichtung versehen ist.
  • Wird die Waage zusammen mit dem Kraftaufnahmemittel auf dem Wagen angeordnet, kann durch solch eine Hubeinrichtung sogar eine Hubbewegung zwischen Waage und Kraftaufnahmemittel entfallen.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausfuhrungsbeispieles naher erlautert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Prinzipdarstellung.
  • In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schichtdickenkontrolle beim thermischen Elektronenstrahlverfahren dargestellt, das in einer Durchlauf-Vakuumbeschichtungsanlage 1 durchgefuhrt wird. Dabei werden Rückseitenkontakte von Wafern 2 in mehreren Prozessschritten hergestellt.
  • Eine Beschichtung der Wafer 2 findet in einer ersten Beschichtungskammer 3 statt. An die erste Beschichtungskammer 3 ist eine Wägekammer 4 angeschlossen.
  • Der Wägekammer 4 folgt in Transportrichtung 5 eine zweite Beschichtungskammer 6, in der auf die Wafer 2 eine zweite Schicht aus dem gleichen oder einem anderen Material aufgebracht wird. Der ersten Beschichtungskammer 3 ist eine Wägekammer mit dem gleichen nachfolgend geschilderten Aufbau vorgeschaltet. In gleicher Weise können weitere Wägekammer-Beschichtungskammer-Kombinationen nachfolgen.
  • Die Wafer 2 werden auf einem Carrier 7 aufgelegt, der mittels einer Carrierbahn 8 durch die Beschichtungskammern 3, 6 und die Wägekammer 4 und weitere Stationen bewegt wird. Carrier 7 und Carrierbahn 8 bilden hier die Transportvorrichtung.
  • Die Wafer 2 werden über Schleusenkammern, die durch Ventile voneinander getrennt sind, in die Vakuumbeschichtungsanlage 1 eingeführt. Zwischen Schleusenkammern und Beschichtungskammer 3, 6 ist eine Transferkammer angeordnet, in der die Transportgeschwindigkeit der Wafer 2 von der Geschwindigkeit beim Verlassen der Schleusenkammern an die Prozessgeschwindigkeit in der Beschichtungskammer 3, 6 angepasst wird. Diese Geschwindigkeitsanpassung ist mit einem kurzen Halt in der Transferkammer verbunden. Dies gilt in analoger Weise beim Ausschleusen der Wafer 2 aus der Vakuumbeschichtungsanlage 1.
  • Die Schichten werden in den Beschichtungskammern 3, 6 mittels Vakuumbeschichten aufgebracht und anschließend erfindungsgemäß gemessen. Dabei wird ein Wafer 2 nach einem Beschichtungsprozess in der ersten Beschichtungskammer 3 in situ im Vakuum gewogen und mit diesem Wägewert und einem Wägewert aus einer Wägung vor der ersten Beschichtungskammer 3, d. h. aus einer vorangegangener Messung, das Schichtwachstum ermittelt.
  • In dem Vakuumraum der Wägekammer 4 ist eine Waage 9 angeordnet, die ein die Auflageebene 10 von der substratabgewandten Seite 11 durchdringendes Kraftaufnahmemittel 12 aufweist. Das Kraftaufnahmemittel 12 ist mit einem Teller 13 zur Aufnahme des Wafers 2 versehen, der über einem Stempel 14 mit der Waage 9 verbunden ist. Weiterhin ist das Kraftaufnahmemittel 12 mit dem Carrier 7 synchron beweglich angeordnet, wie nachfolgend dargestellt wird.
  • Das Kraftaufnahmemittel 12 und die Waage 9 sind zwischen einer Startposition 15 und einer Endposition 16 mit gleicher Geschwindigkeit und synchron zum Carrier 7 bewegbar. Hierzu sind das Kraftaufnahmemittel 12 und die Waage 9 auf einem unter dem Carrier 7 mit gleicher Geschwindigkeit wie der Carrier 7 auf einer Rollenbahn 18 fahrenden Wagen 17 aufgesetzt.
  • Damit kann der Wafer 2 im ohne Unterbrechung fahrenden Carrier 7 nach jedem einzelnen Beschichtungsprozess durch eine Waage 9 derart gewogen werden, dass das Kraftaufnahmemittel 12 in der Startposition 15 unter dem Wafer 2 positioniert und mit gleicher Geschwindigkeit wie der Carrier 7 und synchron dazu mittels des auf der Rollenbahn 18 fahrenden Wagens 17 bewegt wird. Der Wafer 2 wird nach Positionieren des Kraftaufnahmemittels 12 der Waage 9, d. h. nach Positionierung des Tellers 13 unter dem Wafer 2 von dem Kraftaufnahmemittel 12, insbesondere von dem Stempel 14 ausgehoben, wobei der Wafer 2 auf dem Teller 13 liegt. Die Gewichtskraft wird von dem Teller 13 über den Stempel 14 auf die Waage 9 übertragen und in einen Wägewert umgewandelt. Nach dem Wägen wird der Wafer 2 unter Zurückfahren des Tellers 13 wieder auf den Carrier 7 abgelegt und das Kraftaufnahmemittel 12 der Waage 9 in seine Startposition für die nächste Wägung zuruck gefahren. Hierbei ist die Rollenbahn 18 für den Wagen 17 durch variable Geschwindigkeitssteuerung des Wagens 17 an die Position des fahrenden Carriers 7 anpasst Der Wagen 17 ist mit einer das Kraftaufnahmemittel 12 und die Waage 9 senkrecht zur Auflageebene 10 bewegenden Hubeinrichtung 19 versehen. Dadurch ist das Kraftaufnahmemittel 12 und die Waage 9 zwischen einer Anhebposition, die in der Figur dargestellt ist und bei der das Kraftaufnahmemittel 12 die Auflageebene 10 durchdringt, und einer nicht näher dargestellten Absenkposition, in der sich das das Kraftaufnahmemittel 12 unter der Auflageebene 10 befindet, senkrecht zur Auflageebene 10 beweglich ist. Hierbei wird der Wagen 17 vor dem Anheben und vor dem Absenken der Waage 9 durch ein nicht naher dargestelltes optisches Messsystem zwischen Wagen 17 und Carrier 7 genau zum Carrier 7 positioniert. Die Hubeinrichtung 19 wird mit einem Geschwindigkeitsprofil für den Hub beim Auf- und Absenken gesteuert.
  • Zweckmäßigerweise ist ein Wagen 17 mit einer Waage 9 in einer Zwischen- oder Wägekammer 4 zwischen jeder Beschichtungskammer 3, 6 und vor der ersten 3 und nach der letzten Beschichtungskammer vorgesehen.
  • Es ist auch möglich, in einer Wägekammer mehrere Waagen anzuordnen. Diese können auf demselben Wagen und auch auf derselben Hubeeinrichtung angeordnet sein und dem Wiegen mehrerer Wafer dienen. Es konnen aber auch Waagen mit unterschiedlicher Empfindlichkeit verwendet werden, um die Wägegenauigkeit zu erhöhen.
  • Üblicherweise ist vor der ersten 3 und nach der letzten Beschichtungskammer eine Transferkammer zur Übergabe des Carriers 7 von der Schleusengeschwindigkeit an die Prozessgeschwindigkeit der Carrierbahn 8 angeordnet, in der die Wägung aber auch ohne Wagen 17 ausgeführt werden kann. Dabei wird in den Transferkammern, in denen die Wägung ohne Wagen ausgeführt werden kann, die Transportgeschwindigkeit bis zum Halt vermindert und danach wieder beschleunigt.
  • Das Wägesignal oder der Wägewert wird in die Steuerung der Vakuumbeschichtungsanlage 1 übertragen und der Beschichtungsprozess entsprechend der durch das Wiegen bestimmten Schichtdicke gesteuert.
  • Es ist auch möglich, vor und während der Beschichtungskampagne für eine genaue Messung mithilfe eines Eichwafers in der Steuerung zur Ausschaltung von Driften der Waage 9 oder der Waagen einen Korrekturfaktor für das Messsignal zu ermitteln.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vakuumbeschichtungsanlage
    2
    Wafer
    3
    erste Beschichtungskammer
    4
    Wägekammer
    5
    Transportrichtung
    6
    zweite Beschichtungskammer
    7
    Carrier
    8
    Carrierbahn
    9
    Waage
    10
    Auflageebene
    11
    substratabgewandte Seite
    12
    Kraftaufnahmemittel
    13
    Teller
    14
    Stempel
    15
    Startposition
    16
    Endposition
    17
    Wagen
    18
    Rollenbahn
    19
    Hubeinrichtung

Claims (13)

  1. Verfahren zur Schichtdickenkontrolle bei der Beschichtung von Substraten (2) im Vakuum, bei dem in einer Vakuumbeschichtungsanlage (1) ein Wachstum der Schicht auf einem Substrat (2) ermittelt wird, wobei ein Substrat (2) nach einem Beschichtungsprozess im Vakuum gewogen wird und mit dem Wägewert und einem Wägewert vorangegangener Messungen das Schichtwachstum ermittelt wird, und eine in einem Beschichtungsprozess erreichte Schichtdicke aus einer Differenz des Wägewertes vor und nach dem Beschichtungsprozess ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer Transportrichtung (5) bewegtes Substrat (2) während seiner Bewegung gewogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) auf einem Carrier (7) aufgelegt mittels des Carriers (7) transportiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) beim Wiegen von seiner Auflage abgehoben wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wafer (2) als Substrat, der in einen Carrier (7) als Teil der Transporteinrichtung, der mittels eines Carrierantriebes (8) beweglich ist und die Auflageebene (10) aufweist, einlegbar ist, der Wafer (2) im ohne Unterbrechung fahrenden Carrier (7) nach jedem einzelnen Beschichtungsprozess durch eine Waage (9) derart gewogen wird, dass ein Kraftaufnahmemittel (12) der Waage (9) in einer Startposition (15) unter dem Wafer (2) positioniert und mit gleicher Geschwindigkeit wie der Carrier (7) und synchron dazu bewegt wird, der Wafer (2) nach Positionieren des Kraftaufnahmemittels (12) der Waage (9) unter dem Wafer (2) unter Wiegen desselben von dem Kraftaufnahmemittel (12) ausgehoben wird, und nach dem Wiegen der Wafer (2) wieder auf den Carrier (7) abgelegt und das Kraftaufnahmemittel (12) der Waage (9) in seine Startposition für die nächste Wägung zurück gefahren wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmemittel (12) zusammen mit der Waage (9) bewegt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmemittel (12) vor dem Ausheben und vor dem Absenken durch ein optisches Messsystem genau zum Carrier (7) positioniert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal der Wägung in eine Steuerung der Vakuumbeschichtungsanlage (1) übertragen wird und der Beschichtungsprozess entsprechend der durch Messung bestimmten Schichtdicke gesteuert wird.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer im Vakuumraum einer Vakuumbeschichtungsanlage (1) angeordneten Auflage für ein Substrat (2) mit einer Auflageebene, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vakuumraum eine Waage (9) angeordnet ist, die ein die Auflageebene (10) von der substratabgewandten Seite (11) während der Wägung durchdringendes Kraftaufnahmemittel (12) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmemittel (12) bei einem auf einer Transporteinrichtung (7, 8) bewegten Substrat (2) mit dem Substrat (2) synchron beweglich angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Waage (9) gemeinsam mit dem Kraftaufnahmemittel (12) bewegbar verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wafer (2) als Substrat, der in einen Carrier (7) als Teil der Transporteinrichtung, der mittels eines Carrierantriebes (8) beweglich ist und die Auflageebene (10) aufweist, einlegbar ist, das Kraftaufnahmemittel (12) zwischen einer Startposition (15) und einer Endposition (16) mit gleicher Geschwindigkeit und synchron zum Carrier (7) bewegbar ist und zwischen einer Anhebposition, bei der das Kraftaufnahmemittel (12) die Auflageebene (10) durchdringt, und einer Absenkposition, in der sich das Kraftaufnahmemittel (12) unter der Auflageebene (10) befindet, senkrecht zur Auflageebene (10) beweglich ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmemittel (12) auf einem unter dem Carrier (7) mit gleicher Geschwindigkeit wie der Carrier (7) fahrenden Wagen (17) aufgesetzt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (17) mit einer das Kraftaufnahmemittel (12) senkrecht zur Auflageebene (10) bewegenden Hubeinrichtung (19) versehen ist.
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