DE19509440A1 - Sputtervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sputtervorrichtung, und speziel­ ler betrifft sie eine Sputtervorrichtung zum Anhäufen von Sputterteilchen, die durch Sputtern einer Targetelektrode aus dieser herausgeschlagen wurden, auf einem Substrat, um einen Film auszubilden.

Sputtervorrichtungen werden in großem Umfang zum Herstellen verschiedener Materialien in Filmform verwendet.

Bei einem Sputterverfahren wird von der Sputtervorrichtung ein Gas wie Argon in ein Vakuum von ungefähr 1,33·(10^-1 bis 10^-4) hPa (1,33 hPa = 1 Torr) ausgegeben, ein Target wird mit durch die Ausgabe erzeugten Ionen besputtert, und Sputterteilchen, die aus diesem herausgeschlagen wurden, werden auf einem Substrat angehäuft, das an einer dem Target gegenüberstehenden Position angeordnet ist, um darauf einen Dünnfilm auszubilden.

Als Sputtervorrichtungen, die dieses Verfahren verwenden, sind verschiedene Typen abhängig vom Verwendungszweck konzi­ piert und realisiert. Bei einer Chargen-Sputtervorrichtung ist Zeit zum Evakuieren der Sputterkammer erforderlich, da diese jedesmal dann geöffnet wird, wenn die Behandlung eines Substrats beendet ist. Bei einer Vorrichtung zur Massenher­ stellung wird jedoch die Produktivität dadurch erhöht, daß die Anzahl von Substraten, die jeweils eingesetzt werden, erhöht wird.

Bei einem System, bei dem die Filmbildungsfläche eines Sub­ strats nach unten zeigt und Targetteilchen zur Filmbildung nach oben fliegen, d. h. bei einem sogenannten Aufwärts- Sputtersystem, besteht der Vorteil, daß im Film enthaltene Fremdstoffe verringert sind. Jedoch wird in vielen Fällen ein sogenanntes Abwärts-Sputtersystem verwendet, bei dem die Filmbildungsfläche des Substrats nach oben zeigt und Target­ teilchen zur Filmbildung nach unten fliegen, da dann das Substrat leicht eingesetzt werden kann. Ferner wird bei einem Seitwärts-Sputtersystem, bei dem ein Substrat und ein Target vertikal angeordnet sind, die Einstellung des Sub­ strats im Zustand vorgenommen, bei dem die Substratelektrode vertikal angeordnet ist.

Ferner ist bei einer In-Line-Sputtervorrichtung, bei der Kammern für jeweils getrennte Funktionen neben einer Sub­ stratvorbereitungskammer und einer Substratentnahmekammer vorhanden sind, eine Funktion für den Transport von Substra­ ten zwischen den jeweiligen Kammern vorhanden, und der Pro­ zeß erfolgt kontinuierlich, während die Filmbildungskammer auf hohem Vakuum gehalten wird, ohne daß sie jedesmal dann Atmosphärendruck ausgesetzt wird, wenn ein Substrat entnom­ men oder eingesetzt wird. In beinahe allen Fällen wird ein Aufwärts- oder ein Seitwärts-Sputtersystem verwendet. In diesem Fall wird die Stellung des Substrats zum Zeitpunkt des Einsetzens in eine Substrattransport-Spanneinrichtung festgelegt.

Ferner ist es bei einer Einzelwafer-Mehrkammer-Sputtervor­ richtung, in der mehrere Behandlungskammern um eine Trans­ portkammer herum angeordnet sind, die einen Roboter zum Transportieren eines Substrats enthält, und das Substrat je­ der Behandlung einschließlich der Filmbildung unter Ausfüh­ ren eines Transports zu jeder Behandlungskammer durch den Roboter unterzogen wird, erforderlich, ein Abwärts-Sputter­ system zu verwenden, bei dem die Filmbildungsfläche der Sub­ strate nach oben zeigt, da die Rückseite der Substrate für den Transport kontaktiert wird, da bei einem einen Roboter verwendenden Substrattransportsystem Beschränkungen beste­ hen. Andererseits schlägt die Schrift JP-A-2-85364 vor, daß ein Substrat, das in horizontalem Zustand in einer Vakuum­ kammer transportiert wird, vor der Filmbildung vertikal an­ gehoben wird, damit ein Seitwärts-Sputtersystem vorliegt. Jedoch handelt es sich hier um einen Fall, bei dem nur das Substrat angehoben wird. Es ist weder der Fall einer Film­ bildung unter Beheizung eines Substrats noch der Fall eine Filmbildung unter Anlegung einer Vorspannung an ein Substrat oder der Fall mehrerer Substrate berücksichtigt. Ferner ist, wie es aus dem Aufbau erkennbar ist, ein Verdrehen der Sub­ strate von senkrechter Richtung in horizontale Richtung be­ grenzt.

Bei einer Filmbildungsvorrichtung ist die Stellung des Sub­ strats zum Zeitpunkt der Filmbildung wichtig. Das heißt, daß sich es beim angehäuften Material nicht nur um das anzuhäu­ fende Material handelt, sondern auch um andere Materialien, insbesondere um solche von Teilen des Innenraums der Vakuum­ kammer, die in manchen Fällen in den hergestellten Film ein­ gemischt werden. Ferner wird auch solches, eigentlich anzu­ häufendes Material als Fremdstoff bezeichnet, das als Masse­ klumpen mit mehr als einer vorgegebenen Menge angehäuft wird. Diese Neigung besteht insbesondere im Fall einer nach oben zeigenden Substratfläche, so daß es erwünscht ist, daß die Filmbildungsfläche nach unten zeigt, solange dies mög­ lich ist. Jedoch ist im allgemeinen bei einer Aufwärts­ sputtervorrichtung der Arbeitsvorgang schwierig, bei dem eine Bedienperson ein Substrat anbringt, wobei die Bedien­ person z. B. eine nach oben gerichtete Stellung einnehmen muß. Ferner wird bei einer Einzelwafer-Mehrkammer-Sputter­ vorrichtung und dergleichen die Rückseite eines Substrats wegen eines Transports des Substrats durch einen Roboter im Vakuum gehalten, weswegen ein Abwärts-Sputtertyp, bei dem mit einer nach oben zeigenden Filmbildungsfläche gesputtert wird, angesichts der Transportart nicht verwendet werden kann.

Gemäß dem vorstehend genannten Stand der Technik ist es nicht bedacht, sowohl leichtes Einsetzen eines Substrats zu ermöglichen, als auch die Verwendung einer Seitswärts- oder Aufwärts-Sputtervorrichtung zum Verringern der Ausbildung von Fremdstoffen während der Filmbildung auf dem Substrat zu ermöglichen. Insbesondere ist dann, wenn ein Film unter Er­ wärmung oder Kühlung eines Substrats oder unter Anlegen einer Vorspannung ausgebildet wird, die Stellung bei der Filmausbildung dieselbe wie beim Einsetzen eines Substrats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sputtervor­ richtung zu schaffen, in die ein Substrat horizontal einge­ setzt werden kann, und zwar wegen der Einfachheit des Vor­ gangs, wenn eine Bedienperson ein Substrat einsetzt, und die bei der Filmbildung gemäß dem Seitwärts- oder Aufwärts-Sput­ tertyp arbeitet, um die Menge an Fremdstoffen im Film zu verringern.

Diese Aufgabe ist durch die jeweilige Vorrichtung der beige­ fügten unabhängigen Ansprüche gelöst.

Durch die Erfindung ist Seitwärts- oder Aufwärtssputtern bei der Filmbildung ermöglicht, im Gegensatz zum Fall, daß bei einer Einzelwafer-Mehrkammer-Sputtervorrichtung wegen Be­ schränkungen eines Substrattransportroboters nur horizonta­ ler Transport eines Substrats und Sputtern nach unten erfol­ gen können.

Die Substratelektrode zum Halten eines Substrats hat einen solchen Aufbau, daß sie sich bewegen kann, während sie ein Substrat hält, und zwar in einem Zustand, in dem sie vom Massepotential getrennt ist, und es ist ein Drehmechanismus vorhanden, der die Substratelektrode z. B. um 90° um eine vorgegebene Position dreht, damit sie den senkrechten Zu­ stand erreicht, oder sie um 180° dreht, um die Ausrichtung eines Substrats völlig zu ändern. Ferner ist ein solcher Aufbau gewählt, daß dann, wenn das Subtrat zusammen mit der Substratelektrode verstellt wird, Verbindungen für Elektri­ zität und Kühlwasser automatisch hergestellt werden, so daß Erwärmung, Kühlung oder das Anlegen einer Vorspannung an das Substrat während der Filmbildung erzielt werden können.

Ferner ist, da das Substrat gedreht wird, während es von der Substratelektrode festgehalten wird, ein Mechanismus vorhan­ den, um mit ungefähr 1 mm bis 2 mm an seinem Umfang anzu­ drücken, um ein Herunterfallen des Substrats zu verhindern. Dieser Mechanismus ist verstellbar, wenn das Substrat im Vakuum vom Roboter aufgenommen oder transportiert wird.

Für den Fall, daß ein Substrat im Vakuum auf die Substrat­ elektrode gesetzt wird, ist an ein System gedacht, bei dem die Substratelektrode selbst geheizt oder gekühlt wird, und Wärme wird zwischen der Vorderseite der Substratelektrode und der Rückseite des Substrats durch Gas übertragen, um das Substrat wirkungsvoll zu erwärmen oder zu kühlen.

Gemäß der Erfindung wird die Substratelektrode nach dem Ein­ setzen eines Substrats oder nach dem Aufnehmen eines Sub­ strats durch einen Transportroboter verdreht, um Seitwärts- oder Aufwärtssputtern zu ermöglichen, wodurch der Anteil von Fremdstoffen in einem Film stark im Vergleich zum Fall bei einer herkömmlichen Vorrichtung verringert werden kann und die Produktivität stark verbessert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 und 2 sind ein Vertikalschnitt bzw. ein Horizontal­ schnitt durch eine Chargen-Sputtervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch eine Substratklemm- Sputtervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die Einzelheiten einer bei der Sputtervorrichtung von Fig. 3 verwendeten Substratelek­ trode zeigt;

Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch eine Substratklemm- Sputtervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine Einzelwafer-Mehrkammer- Sputtervorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ist eine Ansicht, die Einzelheiten einer in der Vor­ richtung von Fig. 6 verwendeten Substratelektrode zeigt;

Fig. 8 ist ein Vertikalschnitt durch eine Substratelektrode bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 9 ist ein Vertikalschnitt durch eine Sputtervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 sind ein Vertikalschnitt bzw. ein Horizon­ talschnitt durch eine Chargen-Sputtervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, sind Substrate 4a durch einen Substrathalter 4c in einer Filmbildungskammer 1 auf eine Substratplatte 4b gesetzt und durch diese positioniert. Die Substratplatte 4b ist mit einem Substratelektroden-An­ triebsmechanismus 13 verbunden, und sie kann mittels eines Drehmotors 13a ihre Stellung von einem horizontalen Zustand in eine Position ändern, in der sie einem Target 16 zuge­ wandt ist. Das Target 16 ist an einer wassergekühlten Platte 9 befestigt, die mit einem Elektrodeneinführungsabschnitt 31 verbunden ist, wobei dieser und die wassergekühlte Platte 9 über einen Isolierring 10 von einem Erdungsschirm 11 um­ schlossen werden, und diese Targetelektrode ist vakuumdicht aufgebracht, und sie wird in der Filmbildungskammer 1 fest­ gehalten.

Ferner ist die Targetelektrode so aufgebaut, daß sie durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus parallel zu einer Richtung verstellbar ist, die durch einen Pfeil 32 ge­ kennzeichnet ist. Die Filmbildungskammer 1 wird über ein Haupt-Gasabsaugventil 14 mittels einer Haupt-Gasabsaugpumpe 15 evakuiert. Das Anbringen und Entnehmen von Substraten wird dadurch ausgeführt, daß das Haupt-Gasabsaugventil 14 geschlossen wird, das Innere der Filmbildungskammer 1 auf Atmosphärendruck gebracht wird, ein Deckel 30 geöffnet wird und die Substratplatte 4b horizontal gestellt wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind in manchen Fällen mehrere Substrate 4a auf die Substratplatte 4b aufgesetzt. Das Auf­ setzen der Substrate 4a kann im horizontalen Zustand ausge­ führt werden, in dem der Arbeitsvorgang einfach ist, und die Substrate 4a werden bei der Filmbildung vertikal gestellt, so daß der Anteil fremder Stoffe, die am Substrat anhaften, merklich verringert werden kann. Ferner ist die Targetelek­ trode, wie es oben angegeben wurde, in horizontaler Richtung in eine der Substratelektrode zugewandte Position verstell­ bar, wodurch der Abstand zwischen dem Substrat und dem Tar­ get frei verändert werden kann. Daher ist es einfach, opti­ male Bedingungen für einen Prozeß einzustellen, und gleich­ zeitig kann verschiedenartigen Prozessen genügt werden.

Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch eine Substratklemm- Sputtervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Er­ findung.

Wie in Fig. 3 dargestellt, sind eine Filmbildungskammer 1 und eine Montagekammer 2 über ein Schleußenventil 8 mitein­ ander verbunden. Eine Wartungsabdeckung 3 im oberen Teil der Montagekammer 2 kann durch einen nicht dargestellten Öff­ nungs/Schließ-Mechanismus frei geöffnet oder geschlossen werden, und das Einsetzen und Entnehmen von Substraten wird ausgeführt, wenn die Wartungsabdeckung 3 offen ist.

Die Einzelheiten einer Substratelektrode 4 sind in Fig. 4 dargestellt. Demgemäß sind Substrate 4a auf eine Substrat­ platte 4b mit Kühl- und Heizmechanismen gesetzt, was mittels eines Substrathalters 4c erfolgt, durch den die Substrate 4a positioniert werden. Die Substratplatte 4b ist zusammen mit einer Masseabschirmung 4e über einen Isolierring 4d ange­ bracht. Die Substratplatte 4b und die Masseabschirmung 4e sind elektrisch voneinander isoliert.

In Fig. 3 ist die Substratelektrode 4 an einem Transport­ mechanismus 5 wie einem solchen mit Rollen angebracht, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Filmbildungskammer 1 und die Mon­ tagekammer 2 sind mit Haupt-Gasabsaugpumpen 15 und 7 verse­ hen, die mit ihr über Haupt-Gasabsaugventile 14 bzw. 6 ver­ bunden sind, und diese Innenräume können evakuiert gehalten werden. Wenn die Filmbildungskammer 1 und die Montagekammer 2 jeweils evakuiert sind, wird das Schleusenventil 8 geöff­ net, und die Substratelektrode 4 wird durch den Transport­ mechanismus 5 in die Filmbildungskammer 1 transportiert. In der Filmbildungskammer 1 ist ein Substratelektrode-Anschluß­ abschnitt 12 zum Halten der Substratelektrode 4, zum Einlei­ ten von Kühlwasser und Druckluft in die Substratelektrode und zum Anlegen elektrischer Spannung an die Substratelek­ trode 4 vorhanden. Sobald die Substratelektrode 4 in die Filmbildungskammer 1 transportiert ist, wird der Substrat­ elektrode-Anschlußabschnitt 12 durch einen Substratelektro­ de-Antriebsmechanismus 13 abgesenkt, um nirgendwo anzusto­ ßen. Der Antriebsmechanismus 13 ist vom Hydraulikzylindertyp und er hat die Funktion des Anhebens und Absenkens des Sub­ stratelektrode-Anschlußabschnitts 12 sowie des Verdrehens desselben um eine Achse 12a an einem Ende, und zwar durch Ausfahren eines Zylinderkolbens. Nachdem die Substratelek­ trode 4 in eine vorgegebene Position verstellt wurde, wird das Schleusenventil 8 geschlossen. Wenn die Substratelektro­ de 4 und der Substratelektrode-Anschlußabschnitt 12 durch den Substratelektrode-Antriebsmechanismus 13 miteinander verbunden sind, besteht Verbindung für eine Kühlwasserlei­ tung und eine Druckluftleitung. Ein Target 16 auf einer was­ sergekühlten Platte 9 ist über einen Isolierring 10 an einer der Substratelektrode 4 gegenüberstehenden Position in der Filmbildungskammer 1 fest angebracht, wobei die Substrat­ elektrode 4 durch den Substratelektrode-Antriebsmechanismus 13 ungefähr vertikal gestellt ist. Das Target 16 ist von einer Masseabschirmung 11 umgeben.

Ein Sputtervorgang beginnt durch Anlegen von Spannung an das Target 16 von einer nicht dargestellten elektrischen Sput­ ter-Spannungsversorgung, während Gas durch eine nicht darge­ stellte Gaseinleitungsleitung in die Filmbildungskammer 1 eingeleitet wird, wobei das Target 16 und die Substratelek­ trode einander zugewandt sind. Nachdem die Filmbildung abge­ schlossen ist, kann das Substrat 4a in gegenüber der vor­ stehend angegebenen Reihenfolge umgekehrter Reihenfolge ent­ nommen werden.

Die Targetelektrode umfaßt z. B. das Target 16, die wasser­ gekühlte Platte 9, den Isolierring 10 und die Masseabschir­ mung 11.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Einsetzen und Ent­ nehmen eines Substrats 4a in horizontalem Zustand ausgeführt werden, und für die Filmbildung ist Seitwärtssputtern mög­ lich. Ferner sind das Kühlen oder Heizen der Substratelek­ trode 4 und das Anlegen einer Vorspannung während der Film­ bildung möglich, da die Substratelektrode wie vorstehend an­ gegeben aufgebaut ist.

In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Gemäß dieser Figur kann ein Substrathalter 4c ein Substrat 4a unabhängig, alleine mit einer Substratplatte 4b, halten. Zum Beispiel ist der Substrathalter 4c insgesamt 10 mm dick und er verfügt über Nuten mit einem Durchmesser von 72 mm und einer Tiefe von 2 mm, deren Anzahl der Anzahl zu halten­ der Substrate entspricht, um mehrere Substrate mit jeweils einem Durchmesser von 70 mm mit einer Dicke von 2 mm zu hal­ ten. Innerhalb der Montagekammer 2 wird der Substrathalter, in den Substrate eingesetzt sind, durch den Transportmecha­ nismus 5 in die Position der Substratplatte 4b in der Film­ bildungskammer 1 transportiert, wobei die Substrate durch die Substratplatte 4b festgehalten werden. Dann werden der Substrathalter 4c, die Substratplatte 4b und ein Isolierring 4d durch einen nicht dargestellten Substratelektrode-An­ triebsmechanismus zusammen mit einem Substratelektrode- Anschlußabschnitt 12 in Positionen 4c′, 4b′, 4d′ bzw. 12′ verstellt. Hierbei bilden diese Teile eine Substratelektro­ de, die der in Fig. 4 dargestellten entspricht, und zwar in Zusammenwirkung mit einer Masseabschirmung 4e, die vorab an der Filmbildungskammer 1 befestigt wird. Die anderen Funk­ tionen entsprechen denen beim in Fig. 3 dargestellten Aus­ führungsbeispiel.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist der Substrathalter 4c so aufgebaut, daß er an der unteren Seite der Substrat­ platte 4b in diese eingesetzt werden kann, wenn er sich un­ ter Festhalten durch die Substratplatte 4b verdreht, wodurch verhindert wird, daß der Substrathalter 4c während der Dre­ hung herunterfällt. Ferner ist es durch Entnehmen der Sub­ strate zusammen mit dem Substrathalter 4c aus der Montage­ kammer möglich, die Zeit zu minimieren, in der die Montage­ kammer 2 zur Atmosphäre geöffnet ist, wenn ein Austausch erfolgt, wodurch die Neuevakuierungszeit für die Montagekam­ mer 2 im Vergleich zum Fall beträchtlich verringert werden kann, in dem Substrate 4a im Zustand ausgetauscht werden, bei dem der Substrathalter 4c in der Montagekammer 2 ver­ bleibt.

In Fig. 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Gemäß dieser Figur verfügt eine Transportkammer 100 über einen Substrattransportroboter 600, der in ihrem Inneren vorhanden ist. Eine Montage- und Entnahmekammer 400, eine Behandlungskammer 200 und eine Filmbildungskammer 300 sind um die Transportkammer 100 herum vorhanden. Schleusenventile 500 nehmen Abtrennungen zwischen den jeweiligen Kammern so­ wie einer Kammer und der Atmosphäre vor. Eine Targetelektro­ de 7 innerhalb der Filmbildungskammer 300 wird ungefähr ver­ tikal gehalten, und eine Substratelektrode 800 erhält ein Substrat vom Substrattransportroboter 600 in horizontalem Zustand. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert.

Gemäß Fig. 7 wird ein Glassubstrathalter 1300 einmal angeho­ ben, um ein Glassubstrat 1000 aufzunehmen, das vom Substrat­ transportroboter 600 eingegeben wird, und dann kehrt der Substrattransportroboter 600 in seine Ursprungsposition zu­ rück. Gleichzeitig fährt der Substrathalter 1300 nach unten, und eine Substratandrück-Spanneinrichtung 900 fährt nach un­ ten, um an ein Substrat 1000 zu drücken und dieses festzu­ halten. Die Substratelektrode 800 wird durch einen Drehme­ chanismus, ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten, zusammen mit der Substratandrück-Spanneinrichtung 900 verdreht, so daß das Substrat nicht herunterfällt. Ferner wird im Fall, daß die Substratelektrode 800 einen Film bildet, während das Substrat 1000 im vertikalen Zustand weiter erwärmt wird, die Erwärmung durch einen Heizer 700 vorgenommen, und die Rück­ seite des Substrats 100 und die Vorderseite der Substrat­ elektrode 800 werden durch einen Gasfluß-Reguliermechanismus 1100 auf denselben Druck gebracht, wodurch das Substrat 1000 wirkungsvoll erwärmt wird. Zwischen der Rückseite des Sub­ trats 1000 und der Vorderseite der Substratelektrode 800 ist ein Raum in Zusammenwirkung mit einem dazwischen angeordne­ ten O-Ring ausgebildet, wobei Gas durch den Gasfluß-Regu­ liermechanismus 1100 in den Raum eingeleitet wird, um den Gasdruck einzustellen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Mittelachse der Dre­ hung der Substratelektrode tiefer angeordnet, als es dem Bereich entspricht, in dem das Substrat verstellbar ist, und zwar unter Berücksichtigung des Auftretens von Fremdstoffen beim Betrieb der Substratelektrode.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Substrat 1000 auf einer Substratplatte 800 in der Filmbil­ dungskammer 1 gehalten. Was den Transport des Substrats 1000 betrifft, wird beispielhaft ein Fall betrachtet, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Die Substratplatte 800 ist an einem Substratplattengehäuse 801 angebracht, das mit einem Sub­ stratplatte-Halteabschnitt 805 verbunden ist, und eine elek­ trische Leitung, eine Kühlwasserleitung usw. sind durch es hindurch mit der Substratplatte 800 und auch mit einem Ver­ binder 806 verbunden, der außerhalb der Filmbildungskammer 1 liegt. Die Substratplatte 800 und das Substrat 1000 sind durch einen Drehmotor 802 so um eine Achse rechtwinklig zum Substratplattenhalter 805 verdrehbar, daß sie in eine belie­ bige Richtung zeigen.

Ferner können die Substratplatte 800, der Substratplatten­ halter 805 und der Drehmotor 802 durch eine Substratplatte- Antriebsführung 807 und einen Antriebsmotor 803 parallel verstellt werden. Die gesamten Verstellteile und die Film­ bildungskammer 1, die stationär ist, sind über einen Balg 804 miteinander verbunden, so daß der Innenraum der Filmbil­ dungskammer 1 immer evakuiert gehalten wird.

Mittels dieses Aufbaus können die Stellung eines Substrats beim Einsetzen eines solchen oder beim Transport eines sol­ chen von einem oder in ein Transportsystem, sowie die Stel­ lung des Substrats bei der Filmbildung unabhängig voneinan­ der ausgewählt werden, und der Abstand zwischen dem Substrat und dem Target kann frei verändert werden.

In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer Aufwärts-Sput­ tervorrichtung dargestellt, wobei die Substratplatte 800 so verdreht ist, daß sie nach unten zeigt und einem nach oben zeigenden Target 16 gegenübersteht.

Wie vorstehend angegeben, ist gemäß der Erfindung Seitwärts- oder Aufwärtssputtern möglich, ohne daß die Bedienbarkeit beim Einsetzen eines Substrats verschlechtert ist, so daß die Produktivität im Vergleich zu derjenigen bei herkömmli­ chen Vorrichtungen verbessert ist. Ferner kann der Anteil von Fremdstoffen im Film deutlich verringert werden, wodurch eine deutliche Verbesserung der Qualität von Filmen wie auch eine starke Verbesserung der Ausbeute zu erwarten ist.

Ferner ist bei einer Einzelwafer-Mehrkammer-Sputtervorrich­ tung auch Seitwärts- oder Aufwärtssputtern möglich, so daß die Filmqualität durch eine drastische Verringerung von Fremdstoffen im Film verbessert werden kann, die Ausbeute ansteigt, Materialien oder Prozesse verwendet werden können, die bei herkömmlichen Einzelwafer-Mehrkammer-Sputtervorrich­ tungen wegen Fremdstoffen nicht verwendet werden können, so daß Aussicht besteht, daß sich die Anwendungsbereiche von Einzelwafer-Mehrkammer-Sputtervorrichtungen erweitern las­ sen.

Claims (11)

1. Sputtervorrichtung mit einer Vakuumkammer (1) und einer in dieser angeordneten Targetelektrode (16), zum Besputtern der Targetelektrode und zum Anhäufen von Sputterteilchen, wie sie durch den Sputtervorgang herausgeschlagen wurden, auf einem Substrat (4a), um einen Film auszubilden, gekenn­ zeichnet durch einen Antriebsmechanismus (13) zum Ändern der Stellung der Targetelektrode in eine Position, in der sie dem Substrat gegenübersteht.

2. Sputtervorrichtung mit einer Vakuumkammer (1) und einer in dieser angeordneten Targetelektrode (16), zum Besputtern der Targetelektrode und zum Anhäufen von Sputterteilchen, wie sie durch den Sputtervorgang herausgeschlagen wurden, auf einem Substrat (4a), um einen Film auszubilden, gekenn­ zeichnet durch:

• - eine Substratplatte (4b) mit Kühl- und Heizmechanismen, um das Substrat auf diese Platte aufzusetzen;
• - einen Substrathalter (4c) zum Halten der Substratplatte und
• - einen Antriebsmechanismus zum Ändern der Stellung des auf die Substratplatte gesetzten und vom Substrathalter gehalte­ nen Substrats von horizontalem Zustand in eine der Target­ elektrode zugewandte Position.

3. Sputtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmechanismus (13) einen Substrat­ elektrodenmechanismus und einen mit diesem verbundenen Dreh­ motor (13a) umfaßt.

4. Sputtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Targetelektrode (16) an einer wasserge­ kühlten Platte (9) gehalten wird, die mit einem Elektroden­ einführungsabschnitt (31) verbunden ist, wobei der Elektro­ deneinführungsabschnitt und die wassergekühlte Platte über einen Isolierring (10) von einer Masseabschirmung (11) umge­ ben werden, wobei die Targetelektrode mit einem Antriebs­ mechanismus versehen ist, durch den sie in horizontaler Richtung (Pfeil 32) verstellbar ist.

5. Sputtervorrichtung mit einer Vakuumkammer (1), einer Substratklemmkammer, die mit der Vakuumkammer über ein Schleusenventil (8) verbunden ist, wodurch diese beiden Kam­ mern getrennt unter Vakuum gesetzt werden können, wobei die Substratklemmkammer zum Montieren und Entnehmen eines Sub­ strats dient, und einer in dieser angeordneten Targetelek­ trode (16), zum Besputtern der Targetelektrode und zum An­ häufen von Sputterteilchen, wie sie durch den Sputtervorgang herausgeschlagen wurden, auf einem Substrat (4a), um einen Film auszubilden, gekennzeichnet durch:

• - eine Substratplatte (4b) mit Kühl- und Heizmechanismen, um das Substrat auf diese Platte aufzusetzen;
• - einen Substrathalter (4c) zum Halten der Substratplatte und
• - einen Antriebsmechanismus zum Ändern der Stellung des auf die Substratplatte gesetzten und vom Substrathalter gehalte­ nen Substrats von horizontalem Zustand in eine der Target­ elektrode zugewandte Position.

6. Sputtervorrichtung mit einer Filmbildungskammer (1) und einer mit dieser über ein Schleusenventil (8) verbundenen Montagekammer (2), dadurch gekennzeichnet, daß ein auf eine Substratplatte (4b) mit einem Kühl- und Heizmechanismus, die elektrisch isoliert ist und über einen Isolierring (4d) an einer Masseabschirmung (4e) befestigt ist, aufgesetztes Substrat von einem Substrathalter (4c) horizontal auf einem Transportmechanismus in der Montagekammer gehalten wird, und es durch Öffnen des Schleusenventils in die Filmbildungskam­ mer transportiert wird, wenn sich sowohl die Filmbildungs­ kammer als auch die Montagekammer im Vakuumzustand befinden, wobei die Substratplatte im horizontalen Zustand mit einem Substratelektrode-Verbindungsabschnitt (12) verbunden wird, der mit einer elektrischen Leitung und einer Kühlmittellei­ tung verbunden ist, wenn das Substrat in eine vorgegebene Position verstellt ist und die Stellung desselben mittels eines Antriebsmechanismus (13) in eine Position geändert wird, in der es einer Targetelektrode (16) zugewandt ist.

7. Sputtervorrichtung mit einer Vakuumkammer (1), einer Substratklemmkammer, die mit der Vakuumkammer über ein Schleusenventil (8) verbunden ist, wodurch diese beiden Kam­ mern getrennt unter Vakuum gesetzt werden können, wobei die Substratklemmkammer zum Montieren und Entnehmen eines Sub­ strats dient, und einer in dieser angeordneten Targetelek­ trode (16), zum Besputtern der Targetelektrode und zum An­ häufen von Sputterteilchen, wie sie durch den Sputtervorgang herausgeschlagen wurden, auf einem Substrat (4a), um einen Film auszubilden, gekennzeichnet durch einen Antriebsmecha­ nismus (13) zum Ändern der Stellung der Targetelektrode in eine dem Substrat zugewandte Position.

8. Einzelwafer-Mehrkammer-Sputtervorrichtung mit einer Substrattransportkammer (100), mindestens einer Behandlungs­ kammer (200), einer Filmbildungskammer (300) und einem in der Substrattransportkammer angeordneten Transportroboter (600), dadurch gekennzeichnet, daß in der Filmbildungskammer ein Antriebsmechanismus vorhanden ist, der die Stellung eines Substrats in horizontalem Zustand in eine einer Tar­ getelektrode (16) gegenüberstehende Position ändern kann.

9. Inline-Sputtervorrichtung mit mindestens einer Filmbil­ dungskaminer (300), einer Kammer (400) zum Montieren eines Substrats (1000), einer Kammer (400) zum Entnehmen des Sub­ strats und einem Transportmechanismus zum Transportieren des Substrats oder eines das Substrat haltenden Substrathalters, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filmbildungskammer ein Antriebsmechanismus vorhanden ist, der die Stellung eines Substrats in horizontalem Zustand in eine einer Targetelek­ trode (16) gegenüberstehende Position ändern kann.

10. Sputtervorrichtung mit:

• - einer Filmbildungskammer (1);
• - einer in der Filmbildungskammer angeordneten Targetelek­ trode (16);
• - einer Montagekammer (2), die mit der Filmbildungskammer über ein Schleusenventil (8) verbunden ist; und
• - einer Substratplatte (4b) mit einem Kühl- und Heizmecha­ nismus, die elektrisch isoliert über einen Isolierring (4d) an einer Masseabschirmung (4e) befestigt ist;

gekennzeichnet durch

• - einen an der Substratplatte angebrachten Substrathalter (4c) zum Halten eines Substrats auf der Substratplatte in vertikalem Zustand;
• - einen Transportmechanismus (5), der in der Montagekammer angeordnet ist und beim Öffnen des Schleusenventils in die Filmbildungskammer bewegt werden kann, wenn sich sowohl die Filmbildungskammer als auch die Montagekammer im Vakuumzu­ stand befinden;
• - einen Substratelektrode-Anschlußabschnitt, der mit dem Substrat und einer elektrischen Leitung sowie einer Kühlmit­ telleitung verbunden ist, wenn das Substrat in eine vorgege­ bene Position in der Filmbildungskammer bewegt ist; und
• - einen Antriebsmechanismus (12) zum Ändern der Stellung des Substrats vom horizontalen Zustand in eine der Targetelek­ trode zugewandte Position.