EP1786948A1 - Reinraumfähige beschichtungsanlage - Google Patents

Reinraumfähige beschichtungsanlage

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Publication number
EP1786948A1
EP1786948A1 EP05759758A EP05759758A EP1786948A1 EP 1786948 A1 EP1786948 A1 EP 1786948A1 EP 05759758 A EP05759758 A EP 05759758A EP 05759758 A EP05759758 A EP 05759758A EP 1786948 A1 EP1786948 A1 EP 1786948A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
vacuum
chamber
plant
opening
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05759758A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietrich Mund
Wolfgang Fukarek
Jürgen LEIB
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP1786948A1 publication Critical patent/EP1786948A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C23C14/566—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases using a load-lock chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a vacuum coating system for vapor deposition processes, in particular for coatings of glassy, glass-ceramic or ceramic materials, which is suitable for clean room technologies.
  • Vapor deposition processes (deposition of layers from the vapor phase) are essential components for the production of modern products in many industries.
  • the development, for example, in optics, optoelectronics or semiconductor technology is driven by ever smaller structures, higher
  • Layers of inorganic, in particular glass-like, glass-ceramic or ceramic materials are used for a wide variety of applications.
  • Coating quality but mainly dictated by the thermal stability of the substrate.
  • Wafers that are temperature-sensitive are primarily processes in question, which allow a coating below 120 0 C. Suitable processes for coating temperature-sensitive substrates with a glass or glass ceramic layer prove to be PVD processes, in particular electron beam evaporation, since the glassy, glass ceramic or ceramic layers evaporate at high coating rates and high purity and can be deposited as glassy multicomponent layers.
  • Vapor phase are deposited on substrates, wherein the vacuum coating chamber has a first opening, the first opening is connected via a separately evacuated vacuum lock chamber with a clean room, the vacuum lock chamber transport means for supplying Substrates in the vacuum coating chamber and for removing substrates from the vacuum coating chamber and the vacuum coating chamber has a second opening, which connects the vacuum coating chamber with a gray space separated from the clean room.
  • the separately evacuated vacuum lock chamber allows the substrate change without venting and re-evacuation of the vacuum coating chamber.
  • load lock allows the substrate change without venting and re-evacuation of the vacuum coating chamber.
  • the supply and removal of the substrates can be done directly from / to a clean room, since the plant so can be operated that the vacuum coating chamber is at any time in direct connection to the clean room and thus contamination is avoided.
  • the coating system according to the invention is not limited to any particular coating process, it is suitable both for PVD processes (physical vapor deposition) and for CVD processes (chemical vapor deposition).
  • Electron beam evaporation, thermal evaporation or pulsed plasma ion beam evaporation application Electron beam evaporation, thermal evaporation or pulsed plasma ion beam evaporation application.
  • the vacuum coating chamber may preferably have a
  • Shielding device or lining which the vacuum chamber inner walls and / or the. arranged in the chamber parts of the system protects against unwanted deposits of the layer starting material and prevents spalling of particles or tinsel.
  • Typical layer thicknesses for hermetic encapsulation or the microstructuring of semiconductors, optical microcomponents, MEMS, optoelectronic components etc. with vitreous, glass ceramic or ceramic layers lie in ranges between 0.01 ⁇ m to 100 ⁇ m. As a result, correspondingly "thick" and brittle, glassy deposit layers are formed on the shielding device.
  • the shielding device consists of a material which has approximately the same coefficient of expansion as the layer material.
  • the shielding device consists of a glassy, glass-ceramic or ceramic material, in particular of the same material as the layer to be applied, since then both the shielding device and the layer have approximately the same, preferably the same coefficient of expansion.
  • the shielding device In order to protect both the chamber inner walls as well as arranged in the chamber components such as substrate holder, shutter, etc., it is advantageous to make the shielding device in several parts.
  • the chamber inner walls may be protected by glass panel seals, the substrate holder by a glass cover with corresponding recesses for the substrate, and other components by customized glass covers. Since the shielding device prevents contamination of the vacuum coating chamber, the number of possible coating operations, without opening the vacuum coating chamber, can still be increased if, for example, the substrate change also takes place under vacuum conditions. It can be seen that this increases the efficiency of the system considerably.
  • the substrate holder is designed for receiving a plurality of substrates, in particular for receiving a plurality of wafer panes to be coated.
  • the efficiency of the system can also be increased.
  • To carry out coating system preferably with a plurality of vacuum coating chambers. These are connected to the clean room, each with a first opening via a respective separately evacuated vacuum lock chamber and connected via a respective second opening with the gray space area separated from the clean room. This allows substrates to be transported within a clean room from one to another vacuum coating chamber and a flexible system concept can be realized.
  • the coating system according to the invention is particularly suitable for the efficient coating of wafers for producing optical, microelectronic and optoelectronic components under clean room requirements.
  • the coating for the production of these components comprises, for example, an encapsulation, the chip-size packaging, the wafer-level packaging, etc., with vitreous, glass-ceramic and / or ceramic layers, which function, for example, as passivation layers and diffusion barriers.
  • the reinraumstory coating system according to the invention is not limited to these applications.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a coating system
  • Fig. 2 is a schematic representation of a substrate holder for wafer slices
  • the evaporation of the layer starting material in the form of a glass target from SCHOTT glass no. 8329 or SCHOTT glass no. G018-189 takes place in the vacuum coating chamber (2) of the clean roomable coating system (1) shown in Fig.l by an electron beam, wherein a Separation of the glass vapor is carried out on the substrate and additional the condensed layer on the substrate surface by plasma ion bombardment (PIAD) is compressed.
  • PIAD plasma ion bombardment
  • the coating installation (1) shown in Fig.l consists of a vacuum coating chamber (2), a vacuum lock chamber (3) and the vacuum pump (12).
  • the first opening (5) of the vacuum coating chamber (2) connects the vacuum coating chamber (2) with the vacuum lock chamber (3), wherein for separate, separate evacuation of the two chambers (2, 3) a vacuum flap in the first opening (5) is arranged.
  • a handler (7) for transporting and changing the substrates.
  • the vacuum lock chamber (3) via a further vacuum flap (6) to the clean room apparently.
  • the second opening (4) of the vacuum coating installation (2) is a chamber door opening towards the gray room (8).
  • the clean room (9) and the gray room (8) are separate room areas.
  • the handler (7) can introduce the wafer discs (12) into the vacuum coating chamber (2) and arrange them on the substrate holder (10).
  • Wafer discs (12) circular recesses (13) having an annular bearing surface (14) on which the wafer discs (12) are placed on.
  • the handler (7) moves into the vacuum lock chamber (3) back and there is the appropriate coating of the wafer wafers (12), as described above.
  • the handler (7) removes the wafer discs (12) from the substrate holder (10) and transports them back into the vacuum lock chamber (3).
  • the vacuum flap of the first opening (5) is closed and the vacuum lock chamber (3) vented. After opening the vacuum flap (6), the finished coated wafer discs (12) can be removed and the handler (7) can be re-equipped.
  • the vacuum coating chamber (2) remains evacuated during the substrate change and to operating temperature.
  • the number of chips, which can be at least coated, for example, until consumption of a target and thus without aeration and renewed evacuation of the vacuum coating chamber (2) depends on the number and size of the wafer wafers (12) coated in a coating process. from the chip size and the layer thickness. For example, 8 wafer disks with a diameter of 100 mm could also be arranged on the substrate holder (10) in the coating installation (1). With chip sizes of 2mm * 2mm and a layer thickness of 10 ⁇ m, it is possible to coat approx. 5,000 chips with one target.
  • the Vacuum Coating Chamber (2) must be periodically cleaned and / or a new target must be provided. This is done with closed vacuum lock chamber (3) from the gray room (8), so that any contact with the substrates and the clean room (9) is prevented.
  • the vacuum coating chamber (2) is aerated for this purpose. By opening the chamber door, a cleaning and / or a target change over the second opening (4) from the gray room (8) made. Subsequently, the vacuum coating chamber (2) is closed again and evacuated and a renewed coating of substrates can take place.
  • Target change over the second opening (4) make.
  • a target change can be carried out while maintaining the vacuum.
  • the efficiency of the system can be further increased because the vacuum coating chamber (2) is only open for maintenance purposes. This is possible in particular when the vacuum coating chamber (2) additionally has a shielding device. As a result, the maintenance intervals for the vacuum coating chamber (2) can be further increased and the efficiency increased considerably.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine reinraumfähige Beschichtungsanlage für PVD- oder CVD-Prozesse mit zumindest einer Vakuum-Beschichtungskammer, in welcher glasartige, glaskeramische und/oder keramische Schichten abgeschieden werden. Eine erste Öffnung der Vakuum-Beschichtungskammer ist über eine separat evakuierbare Vakuum-Schleusenkammer (Load-Lock) mit einem Reinraum verbunden, wobei die Vakuum-Schleusenkammer Transportmittel zum Zuführen von Substraten in die Vakuum-Beschichtungskammer und zur Entnahme von Substraten aus der Vakuum-Beschichtungskammer aufweist und eine zweite Öffnung der Vakuum-Beschichtungskammer verbindet die Vakuum-Beschichtungskammer mit einem vom Reinraum getrennten Grauraumbereich.

Description

Reinraumfähige Beschichtungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsanlage für Vapor-Deposition-Prozesse, insbesondere für Beschichtungen aus glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Materialien, welche für Reinraum-Technologien geeignet ist.
Vapor-Deposition-Prozesse (Abscheidung von Schichten aus der Dampfphase) sind wesentliche Bestandteile zur Herstellung moderner Produkte in vielen Industriezweigen. Die Entwicklung, beispielsweise in der Optik, Optoelektronik oder Halbleitertechnologie wird vorangetrieben durch immer kleinere Strukturen, höhere
Funktionalität, höhere Produktivität und höhere qualitative Anforderungen.
Für unterschiedlichste Anwendungsfälle kommen dabei Schichten aus anorganischen, insbesondere aus glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Materialien zum Einsatz.
Zur Realisierung moderner Technologien in der Optik, Optoelektronik, MEMS-Applikation sowie Halbleitertechnologie wurden beispielsweise Verfahren zur
Passivierung, Gehäusebildung und Herstellung strukturierter Schichten auf Substraten mittels glasartiger Beschichtungen entwickelt ( SCHOTT Patentanmeldungen DE 102 22 964 Al; DE 102 22 958 Al; DE 102 22 609 Al ) .
Es kommen grundsätzlich verschiedene Techniken zum Abscheiden glasartiger, glaskeramischer oder keramischer Schichten in Betracht wie beispielsweise CVD-Verfahren (Chemical vapor deposition) oder PVD-Verfahren (Physical vapor deposition) . Die Auswahl eines geeigneten Verfahrens wird sowohl durch das Beschichtungsmaterial, die erforderlichen Beschichtungsraten, Anforderungen an die
Beschichtungsqualität, aber vor allem durch die thermische Stabilität des Substrates diktiert.
Da oftmals die zu beschichtenden Substrate, wie beispielsweise integrierte Schaltkreise auf Silizium-
Wafern, temperaturempfindlich sind, kommen hier vorrangig Prozesse in Frage, die eine Beschichtung unterhalb 1200C ermöglichen. Als geeignete Prozesse zur Beschichtung temperaturempfindlicher Substrate mit einer Glas- oder Glaskeramikschicht erweisen sich PVD-Verfahren, insbesondere das Elektronenstrahlverdampfen, da sich die glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Schichten mit hohen Beschichtungsraten und großer Reinheit verdampfen und als glasartige Mehrkomponenten-Schichten abscheiden lassen.
Entsprechende Beschichtungsverfahren und Anlagen sind u.a. aus den o.g. Schriften bekannt.
Als Einschränkung für den Einsatz der Beschichtungstechnologie erweisen sich dabei die
Ablagerungen des glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Schichtmaterials in der Vakuumkammer und auf darin enthaltenen Anlagenteilen, welche sich während und nach dem Beschichtungsprozess beim Abkühlen der Anlage und beim Öffnen der Vakuumkaxnmer in Form kleinster Partikel ablösen und zu Verunreinigungen der Umgebung führen. Beim - Öffnen der Kammer beschleunigt die Anlagerung von Wassermolekülen aus der Umgebungsluft den Delaminationsvorgang noch erheblich. Da die Fertigung hochpräziser, mikrostrukturierter und mikroelektronischer Bauteile in der Regel unter Reinraumbedingungen stattfinden muss, kann die Beschichtung mit glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Schichten mit herkömmlichen Beschichtungsanlagen in Reinräumen nicht durchgeführt werden.
Außerdem erfordern derartige Beschichtungsvorgänge nach jedem Öffnen der Vakuumkammer aufwendige
Reinigungsprozeduren der Kammer und Umgebung. Während dieser Zeit steht die Anlage für die Fertigung nicht zur Verfügung. Das Öffnen der Kammer erfolgt in vielen Anwendungsfällen nach jedem Beschichtungsvorgang, jedoch spätestens, wenn eine Reinigung der Kammerinnenwände und/oder der Anlagenteile erforderlich sind. Das macht die Fertigung sehr aufwendig und kostenintensiv.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine reinraumfähige Beschichtungsanlage, insbesondere für Beschichtungen mit glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Materialien, zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Effizienz der ultrareinen Fertigung von hochempfindlichen Bauteilen zu steigern.
Die Lösung der Aufgabe gelingt in überraschend einfacher Weise mit einer Beschichtungsanlage mit zumindest einer Vakuum-Beschichtungskammer, in welcher glasartige, glaskeramische und/oder keramische Schichten aus der
Dampfphase auf Substrate abgeschieden werden, wobei die Vakuum-Beschichtungskammer eine erste Öffnung aufweist, die erste Öffnung über eine separat evakuierbare Vakuum- Schleusenkammer mit einem Reinraum verbunden ist, die Vakuum-Schleusenkammer Transportmittel zum Zuführen von Substraten in die Vakuum-Beschichtungskammer und zur Entnahme von Substraten aus der Vakuum-Beschichtungskammer aufweist und die Vakuum-Beschichtungskammer eine zweite Öffnung aufweist, welche die Vakuum-Beschichtungskammer mit einem vom Reinraum getrennten Grauraumbereich verbindet.
Die separat evakuierbare Vakuum-Schleusenkammer (Load-Lock) ermöglicht den Substratwechsel ohne Entlüftung und erneute Evakuierung der Vakuum-Beschichtungskammer. Derartige Load- Lock-Techniken werden bekannterweise dazu genutzt, die Effizienz der Anlage zu verbessern, da die Vakuum- Beschichtungskammer nicht zu jedem Substratwechsel zu Entlüften und erneut zu Evakuieren ist und damit lange Ausfallzeiten der Anlage vermieden werden.
Jedoch erst durch die erfindungsgemäße Anlage, bei welcher die Vakuum-Beschichtungskammer eine zusätzliche Öffnung zu einem Grauraum aufweist und die Load-Lock-Technik genutzt wird, kann die Zufuhr und Entnahme der Substrate direkt von/zu einem Reinraum aus erfolgen, da die Anlage so betrieben werden kann, dass die Vakuum-Beschichtungskammer zu keinem Zeitpunkt mehr in direkter Verbindung zum Reinraum steht und damit eine Kontamination vermieden wird.
Über die zweite Öffnung, welche die Vakuum- Beschichtungskammer mit .einem vom Reinraum getrennten Grauraumbereich verbindet, kann dann das Öffnen der entlüfteten Vakuum-Beschichtungskammer bei geschlossener Vakuum-Schleusenkammer für die Wartung und falls erforderlich, ein Targetwechsel erfolgen.
Es können somit eine Vielzahl von Beschichtungsvorgängen nacheinander stattfinden, ohne die Beschichtungskämmer erneut evakuieren zu müssen. Mittels der Load-Lock-Technik können vorzugsweise mehrere Substrate, die sich beispielsweise in einem Kassettensystem befinden, mit einem geeigneten Handler vom Reinraum in die Vakuum-Schleusenkammer und nach deren Evakuierung von dort in die Vakuum-Beschichtungskammer und umgekehrt transportiert werden.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage ist auf keinen bestimmten Beschichtungsprozess festgelegt, sie ist sowohl für PVD-Prozesse (Physical vapor deposition) als auch für CVD-Prozesse (Chemical vapor deposition) geeignet.
Vorzugsweise findet zur Beschichtung temperaturempfindlicher Substrate mit glasartigen Schichten, wie sie beispielsweise in der Halbleiterfertigung vorkommen, das
Elektronenstrahlverdampfen, thermisches Verdampfen oder gepulstes Plasma Ionenstrahlverdampfen Anwendung.
Beim Aufbringen von relativ dicken und/oder sehr porösen und/oder zur Flitterbildung neigenden Schichtmaterialien und/oder um die Kontamination der Substrate und des Reinraumes noch weiter zu senken, kann die Vakuum- Beschichtungskammer vorzugsweise eine
Abschirmungseinrichtung oder Auskleidung aufweisen, welche die Vakuumkammerinnenwände und/oder die. in der Kammer angeordneten Anlagenteile vor unerwünschten Ablagerungen des Schichtausgangsmaterials schützt sowie ein Abplatzen von Partikeln bzw. Flitterbildung verhindert.
Typische Schichtdicken für hermetische Verkapselung oder die Mikrostrukturierung von Halbleitern, optischen Mikro¬ Bauelementen, MEMS, optoelektronischen Bauteilen etc. mit glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Schichten liegen in Bereichen zwischen 0,01 μm bis 100 μrn. Demzufolge kommt es zu entsprechend "dicken" und spröden, glasartigen Ablagerungsschichten auf der Abschirmungseinrichtung.
Eine Delamination, sowohl beim Öffnen der Vakuumkammer als auch während des Beschichtungsvorganges selbst, wird dann verhindert, wenn die Abschirmungseinrichtung aus einem Material besteht, welches den annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wie das Schichtmaterial. Damit werden bei Temperaturänderungen Spannungen zwischen der Abschirmungseinrichtung und der abgelagerten Schicht und damit Verunreinigung durch abgelöste Schichtpartikel vermieden. Solche Verunreinigungen würden auf Grund der sehr geringen Strukturgrößen der zu fertigenden Bauteile dazu führen, dass diese unbrauchbar werden.
Vorzugsweise besteht die Abschirmungseinrichtung aus einem glasartigen, glaskeramischen oder keramischen Material, insbesondere aus dem selben Material wie die aufzubringende Schicht, da dann sowohl die Abschirmungseinrichtung als auch die Schicht den annähernd gleichen, vorzugsweise den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Um sowohl die Kammerinnenwände als auch in der Kammer angeordnete Bauteile wie Substrathalter, Shutter etc. zu schützen, ist es von Vorteil, die Abschirmungseinrichtung mehrteilig zu gestalten. So können die Kammerinnenwände beispielsweise durch Abschottungen aus Glaselementen, der Substrathalter durch eine Abdeckung aus Glas mit entsprechenden Aussparungen für das Substrat und andere Bauteile durch angepasste Abdeckungen aus Glas geschützt werden. Da die Abschirmungseinrichtung eine Verunreinigung der Vakuum-Beschichtungskammer verhindert, kann die Anzahl der möglichen Beschichtungsvorgänge, ohne die Vakuum- Beschichtungskammer zu öffnen, noch gesteigert werden, wenn z.B. der Substratwechsel ebenfalls unter Vakuumbedingungen erfolgt. Es ist ersichtlich, dass damit die Effizienz der Anlage noch erheblich gesteigert wird.
In einer weiteren geeigneten Ausführungsform der Beschichtungsanlage ist der Substrathalter für die Aufnahme mehrerer Substrate ausgelegt, insbesondere zur Aufnahme für mehrere zu beschichtende Waferscheiben. Damit kann die Effizienz der Anlage ebenfalls erhöht werden.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die
Beschichtungsanlage vorzugsweise mit mehrere Vakuum- Beschichtungskammern auszuführen. Diese sind mit jeweils einer ersten Öffnung über jeweils eine separat evakuierbare Vakuum-Schleusenkammer mit dem Reinraum verbunden und über jeweils eine zweite Öffnung mit dem vom Reinraum getrennten Grauraumbereich verbunden. Damit können Substrate innerhalb eines Reinraumes von einer zu einer weiteren Vakuum- Beschichtungskammer transportiert werden und ein flexibles Anlagenkonzept realisiert werden.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage ist insbesondere für die effiziente Beschichtung von Wafern zur Herstellung optischer, mikroelektronischer und optoelektronischer Bauelemente unter Reinraumanforderungen geeignet. Die Beschichtung zur Fertigung dieser Bauelemente umfasst beispielsweise eine Verkapselung, das Chip-size Packaging, das Wafer-Level Packaging etc. mit glasartigen, glaskeramische und/oder keramischen Schichten, die z.B. als Passivierungsschichten und Diffusionsbarrieren fungieren. Die erfindungsgemäße reinraumfähige Beschichtungsanlage ist jedoch nicht auf diese Anwendungen beschränkt.
Die Erfindung wird im weiteren an Hand eines
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt dazu
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Beschichtungsanlage
Fig. 2 die schematische Darstellung eines Substrathalters für Waferscheiben
Die Erfindung wird an Hand einer Elektronenstrahl- Beschichtungsanlage erläutert, in welcher mehrere Substrate, beispielsweise Silizium-Wafer, mit einer mikrostrukturierten Glasschicht beschichtet werden. Nähere Ausführungen zur Herstellung und Strukturierung derartiger Glasschichten sind beispielsweise in der DE 102 22 964 Al, DE 102 22 958 Al und DE 102 22 609 Al offenbart.
Die Verdampfung des Schichtausgangsmaterials in Form eines Glas-Targets aus SCHOTT Glas Nr. 8329 oder SCHOTT Glas Nr. G018-189 erfolgt in der Vakuum-Beschichtungskammer (2) der in Fig.l dargestellten reinraumfähigen Beschichtungsanlage (1) durch einen Elektronenstrahl, wobei eine Abscheidung des Glasdampfes auf dem Substrat erfolgt und zusätzliche die kondensierte Schicht auf der Substratoberfläche durch Plasma-Ionenbeschuss (PIAD) verdichtet wird.
Dabei werden glasartige Schichten mit Schichtdicken von 0,1 bis 100 μm auf der Substratoberfläche abgeschieden. Die in Fig.l dargestellte Beschichtungsanlage (1) besteht aus einer Vakuum-Beschichtungskammer (2), einer Vakuum- Schleusenkammer (3) und den Vakuumpumpen (12) . Die erste Öffnung (5) der Vakuum-Beschichtungskammer (2) verbindet die Vakuum-Beschichtungskammer (2) mit der Vakuum- Schleusenkammer (3) , wobei zur getrennten, separaten Evakuuierung der beiden Kammern (2, 3) eine Vakuumklappe in der ersten Öffnung (5) angeordnet ist. In der Vakuum- Schleusenkammer (3) befindet sich ein Handler (7) zum Transport und Wechsel der Substrate. Der Substrathalter
(10) ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt und ist für 6 Waferscheiben (12) ausgelegt. Die Vakuum-Schleusenkammer (3) ist über eine weitere Vakuumklappe (6) zum Reinraum hin offenbar. Die zweite Öffnung (4) der Vakuum- Beschichtungsanlage (2) ist eine zum Grauraum (8) hin öffnende Kammertür. Der Reinraum (9) und der Grauraum (8) sind getrennte Raumbereiche.
Vorgang des Substratwechsels bei evakuierter Vakuum- Beschichtungskammer (2) :
Vom Reinraum (9) aus erfolgt bei geschlossener Vakuumklappe der ersten Öffnung (5) und geöffneter Vakuumklappe (6) die Bestückung des Handlers (7) mit den Waferscheiben (12) aus dem Reinraum (9) . Die Vakuumklappe (β) wird geschlossen und die Vakuum-Schleusenkammer (3) evakuiert. Nach dem Öffnen der Vakuumklappe der ersten Öffnung (5) kann der Handler (7) die Waferscheiben (12) in die Vakuum- Beschichtungskammer (2) einbringen und auf dem Substrathalter (10) anordnen. Der in Fig.2 detaillierter dargestellte Substrathalter (10) weist zur Aufnahme der
Waferscheiben (12) kreisförmige Aussparungen (13) mit einer ringförmigen Auflagefläche (14), auf welche die Waferscheiben (12) aufgelegt werden, auf. Sind alle Waferscheiben (12) auf dem Substrathalter (10) angeordnet, fährt der Handler (7) in die Vakuum-Schleusenkammer (3) zurück und es erfolgt die entsprechende Beschichtung der Waferscheiben (12), wie vor beschrieben. Anschließend entnimmt der Handler (7) die Waferscheiben (12) vom Substrathalter (10) und transportiert diese zurück in die Vakuum-Schleusenkammer (3) . Die Vakuumklappe der ersten Öffnung (5) wird verschlossen und die Vakuum- Schleusenkammer (3) belüftet. Nach dem Öffnen der Vakuumklappe (6) können die fertig beschichteten Waferscheiben (12) entnommen werden und der Handler (7) neu bestückt werden. Die Vakuum-Beschichtungskammer (2) bleibt während des Substratwechsels evakuiert und auf Betriebstemperatur.
Dieser Vorgang ist so oft wiederholbar, bis das Targetmaterial verbraucht ist und/oder die Vakuum- Beschichtungskammer (2) und darin enthaltene Anlagenteile gewartet werden müssen. Die Anzahl der Chips, welche beispielsweise bis zum Verbrauch eines Targets und somit ohne Belüftung und erneute Evakuierung der Vakuum- Beschichtungskammer (2) mindestens beschichtet werden kann, hängt von der Anzahl und Größe der Waferscheiben (12) , die in einem Beschichtungsvorgang beschichtet werden, von der Chipgröße und der Schichtdicke ab. So könnten in der Beschichtungsanlage (1) beispielsweise auch 8 Waferscheiben mit einem Durchmesser von 100 mm auf dem Substrathalter (10) angeordnet sein. Bei Chipgrößen von 2mm*2mm und einer Schichtdicke von 10 μm können mit einem Target dann ca. 5.000 Chips beschichtet werden. Bei Waferscheiben mit größerem Durchmesser, beispielsweise 200 mm, können in derselben Beschichtungsanlage (1) 4 Waferscheiben auf dem Substrathalter (10) angeordnet werden. Bei gleicher Chipgröße und einer Schichtdicke von 1 μm können dann ca. 400.000 Chips pro Target beschichtet werden. Wartung der Beschichtungsanlage und/oder Targetwechsel: Die Vakuum-Beschichtungskammer (2) muss in regelmäßigen Abständen gereinigt werden und/oder es muss ein neues Target bereitgestellt werden. Das erfolgt bei geschlossener Vakuum-Schleusenkammer (3) vom Grauraum (8) aus, so dass jeglicher Kontakt zu den Substraten und zum Reinraum (9) unterbunden ist. Die Vakuum-Beschichtungskammer (2) wird dazu belüftet. Durch Öffnen der Kammertür kann eine Reinigung und/oder ein Targetwechsel über die zweite Öffnung (4) vom Grauraum (8) aus erfolgen. Anschließend wird die Vakuum-Beschichtungskammer (2) wieder geschlossen und evakuiert und eine erneute Beschichtung von Substraten kann erfolgen.
Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, den
Targetwechsel über die zweite Öffnung (4) vorzunehmen. Zusätzlich zum Substratwechsel kann auch ein Targetwechsel unter Aufrechterhaltung des Vakuums durchgeführt werden. In diesem Fall kann die Effizienz der Anlage noch weiter erhöht werden, da die Vakuum-Beschichtungskammer (2) nur noch zu Wartungszwecken zu öffnen ist. Das ist insbesondere dann möglich, wenn die Vakuum- Beschichtungskammer (2) noch zusätzlich eine Abschirmungseinrichtung aufweist. Dadurch können die Wartungsabstände für die Vakuum-Beschichtungskammer (2) noch weiter vergrößert und die Effizienz erheblich gesteigert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtungsanlage (1) mit zumindest einer Vakuum- Beschichtungskammer (2) , in welcher glasartige, glaskeramische und/oder keramische Schichten aus der Dampfphase auf Substrate abgeschieden werden, wobei die Vakuum-Beschichtungskammer (2) eine erste Öffnung (5) aufweist, die erste Öffnung (5) über eine separat evakuierbare Vakuum-Schleusenkammer (3) mit einem Reinraum (9) verbunden ist, die Vakuum-Schleusenkammer (3) Transportmittel (7) zum Zuführen von Substraten in die Vakuum-Beschichtungskammer (2) und zur Entnahme von Substraten aus der Vakuum-Beschichtungskammer (2) aufweist und die Vakuum-Beschichtungskammer (2) eine zweite Öffnung (4) aufweist, welche die Vakuum- Beschichtungskammer (2) mit einem vom Reinraum (9) getrennten Grauraumbereich (8) verbindet.
2. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein CVD-Anlage umfasst.
3. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein PVD-Anlage umfasst.
4. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zum Elektronenstrahlverdampfen, thermischen Verdampfen oder gepulsten Plasma Ionenstrahlverdampfen umfasst.
5. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zum Plasma-Ionen unterstützten Aufdampfen der Schicht umfasst.
6. Beschichtungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs-Vakuumkammer (2) eine
Abschirmungseinrichtung zum Schutz der Kammerinnenwände und/oder der in der Kammer befindlichen Anlagenteile vor unerwünschten Schichtablagerungen aufweist.
7. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungseinrichtung den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wie die auf das Substrat aufzubringende Schicht.
8. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass' die Abschirmungseinrichtung ein glasartiges, glaskeramisches und/oder keramisches Material umfasst.
9. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der
Abschirmungseinrichtung dem Material der aufgebrachten Schicht entspricht.
10. Beschichtungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungseinrichtung mehrteilig ist.
11. Beschichtungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Transportmittel zum Zuführen von Substraten in die Vakuum-Beschichtungskammer (2) und zur Entnahme von Substraten aus der Vakuum-Beschichtungskammer (2) einen Handler (7) zum gleichzeitigen Transport mehrerer Substrate umfassen.
12. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (5) der Vakuum- Beschichtungskammer (2) zur Trennung der Vakuum-
Beschichtungskammer (2) von der Vakuum-Schleusenkammer (3) eine Vakuuraklappe aufweist.
13. Beschichtungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuum-
Beschichtungskammer (2) einen Substrathalter (10) für mehrere zu beschichtende Substrate aufweist.
14. Beschichtungsanlage (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuum-Beschichtungskammer (2) einen Substrathalter (10) für mehrere zu beschichtende Waferscheiben (12) aufweist.
15. Beschichtungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vakuum-
Beschichtungskammern (2) jeweils eine erste Öffnung (5) aufweisen, jede der ersten Öffnungen (5) über jeweils eine separat evakuierbare Vakuum-Schleusenkammer (3) mit einem Reinraum (9) verbunden ist und jeweils eine zweite Öffnung (4) aufweisen, welche die Vakuum-
Beschichtungskammern (2) mit einem vom Reinraum (9) getrennten Grauraumbereich (8) verbindet.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2251452B1 (de) 2009-05-13 2018-07-18 SiO2 Medical Products, Inc. Pecvd-anlage zum beschichten von gefässen
US9545360B2 (en) 2009-05-13 2017-01-17 Sio2 Medical Products, Inc. Saccharide protective coating for pharmaceutical package
US9458536B2 (en) 2009-07-02 2016-10-04 Sio2 Medical Products, Inc. PECVD coating methods for capped syringes, cartridges and other articles
US11624115B2 (en) 2010-05-12 2023-04-11 Sio2 Medical Products, Inc. Syringe with PECVD lubrication
US9878101B2 (en) 2010-11-12 2018-01-30 Sio2 Medical Products, Inc. Cyclic olefin polymer vessels and vessel coating methods
JP5926742B2 (ja) 2010-12-30 2016-05-25 ビーコ・インストゥルメンツ・インコーポレイテッド 反応器及びウェハを処理する方法
JP5795172B2 (ja) * 2011-03-17 2015-10-14 株式会社アルバック 半導体製造装置
US9272095B2 (en) 2011-04-01 2016-03-01 Sio2 Medical Products, Inc. Vessels, contact surfaces, and coating and inspection apparatus and methods
US11116695B2 (en) 2011-11-11 2021-09-14 Sio2 Medical Products, Inc. Blood sample collection tube
EP2776603B1 (de) 2011-11-11 2019-03-06 SiO2 Medical Products, Inc. Passivierungs-, ph-schutz- oder schmierbeschichtung für arzneimittelverpackung, beschichtungsverfahren und vorrichtung
US9664626B2 (en) 2012-11-01 2017-05-30 Sio2 Medical Products, Inc. Coating inspection method
WO2014078666A1 (en) 2012-11-16 2014-05-22 Sio2 Medical Products, Inc. Method and apparatus for detecting rapid barrier coating integrity characteristics
KR102211950B1 (ko) 2012-11-30 2021-02-04 에스아이오2 메디컬 프로덕츠, 인크. 의료용 주사기 카트리지 등의 pecvd 증착 균일성 제어
US9764093B2 (en) 2012-11-30 2017-09-19 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of PECVD deposition
EP2961858B1 (de) 2013-03-01 2022-09-07 Si02 Medical Products, Inc. Beschichtete spritze.
CN105392916B (zh) 2013-03-11 2019-03-08 Sio2医药产品公司 涂布包装材料
US9937099B2 (en) 2013-03-11 2018-04-10 Sio2 Medical Products, Inc. Trilayer coated pharmaceutical packaging with low oxygen transmission rate
EP2971227B1 (de) 2013-03-15 2017-11-15 Si02 Medical Products, Inc. Beschichtungsverfahren.
WO2015148471A1 (en) 2014-03-28 2015-10-01 Sio2 Medical Products, Inc. Antistatic coatings for plastic vessels
CA3204930A1 (en) 2015-08-18 2017-02-23 Sio2 Medical Products, Inc. Pharmaceutical and other packaging with low oxygen transmission rate
CN115584475B (zh) * 2022-10-28 2024-06-07 富联科技(兰考)有限公司 镀膜设备的清洁方法与镀膜设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD223172A1 (de) * 1984-02-03 1985-06-05 Ardenne Manfred Einrichtung zum umlauf von substrattraegern in zerstaeubungsanlagen
EP0401035B1 (de) * 1989-06-02 1996-09-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Dünnschichten
DE3927726A1 (de) * 1989-08-23 1991-02-28 Standard Elektrik Lorenz Ag Anlage fuer epitaktische beschichtung von halbleiterwafern
JP2525284B2 (ja) * 1990-10-22 1996-08-14 ティーディーケイ株式会社 クリ―ン搬送方法及び装置
US5366585A (en) * 1993-01-28 1994-11-22 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for protection of conductive surfaces in a plasma processing reactor
JPH0936198A (ja) * 1995-07-19 1997-02-07 Hitachi Ltd 真空処理装置およびそれを用いた半導体製造ライン
GB9713390D0 (en) * 1997-06-26 1997-08-27 Trikon Equip Ltd Apparatus for processing workpieces
US20020170673A1 (en) * 2000-04-29 2002-11-21 Tanguay Michael J. System and method of processing composite substrates within a high throughput reactor
US20020090464A1 (en) * 2000-11-28 2002-07-11 Mingwei Jiang Sputter chamber shield
US20030188685A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-09 Applied Materials, Inc. Laser drilled surfaces for substrate processing chambers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006008061A1 *

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Publication number Publication date
US20070251458A1 (en) 2007-11-01
DE102004035336A1 (de) 2006-02-16
WO2006008061A1 (de) 2006-01-26
TW200609379A (en) 2006-03-16
JP2008506849A (ja) 2008-03-06

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