JP2009518537A - 反応性同時蒸着によって酸化物薄膜を成長させるための高スループット蒸着システム - Google Patents

Abstract

基板支持部材に収容される基板上に薄膜を成長させるためのヒータが、複数の発熱体を有する。基板を収容する基板支持部材は、複数の発熱体によって少なくとも部分的に囲まれている。複数の発熱体のうちの少なくとも２が、基板支持部材に外部からのアクセスを与えるように、互いに移動可能である。発熱体のうちの１つ又は別の酸素ポケット部材に酸素ポケットが形成されており、この酸素ポケットを基板上でフィルムを酸化させるために使用する。
【選択図】図１

Description

本発明の技術分野は、全体として、基板上に薄膜を生成するのに使用するための装置及び方法に関する。特に、本発明の技術分野は、インサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で高温超伝導（ＨＴＳ）薄膜を形成するのに使用するための装置及び方法に関する。

１９８０年代中期におけるペロブスカイト族のＨＴＳ材料の発見以来、高質のＨＴＳ薄膜を蒸着する能力の大きな前進がなされている。ＨＴＳ材料で形成される薄膜は、例えば、検出器、デジタル回路、及び受動型マイクロ波装置（例えば、ＨＴＳベースのフィルタ）を含む様々な超伝導の電子機器の適用において大いに望ましい。

長年にわたって、ＨＴＳ酸化物材料の薄膜の蒸着のためのいくつかの技術が開発されている。これらの技術は、スパッタリング、パルスレーザ蒸着（ＰＬＤ）、及び有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を含む。実例となるＨＴＳ酸化物材料は、イットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）、ビスマス・ストロンチウム・カルシウム・銅酸化物（ＢＳＣＣＯ）、タンタル・バリウム・カルシウム銅酸化物（ＴＢＣＣＯ）、及び水銀・バリウム・カルシウム・銅酸化物（ＨＢＣＣＯ）を含む。これらの材料のうち、ＹＢＣＯの相対的に小さい伝導異方性、磁場中における高い超伝導臨界電流、及び良好な化学安定性により、現状ではＹＢＣＯが多くの適用に対して好適な化合物である。さらに、他のＨＴＳ化合物と比較すると、高質の単相のＹＢＣＯ薄膜が比較的成長し易いことは、おそらくその大きな特性である。

それにもかかわらず、これらの材料の薄膜成長は依然として困難である。高質の薄膜を得るために、指向性の（面内及び面外の）エピタキシャル成長を必要とし、これは高温、一般に７００℃よりも高い温度でのみ薄膜を成長させることができることを意味する。このため、成長は、化学的安定性、格子定数の整合、及び熱膨張の整合といった厳密な要求を満足するわずかな単結晶基板上にのみ可能である。さらに、基板の特性が所要の適用に適していなければならない。例えば、ＭｇＯは、成長のニーズに適合する基板であり、さらにはマイクロ波の適用に対して十分に低損失である。

これらの化合物が一般に少なくとも３の酸化物型の金属種を具えるという事実によって、ＨＴＳ材料の成長はさらに複雑である。このため、使用する成長法は、化学量論的且つ均一である適切な薄膜を実現するために厳密に制御されなければならない。さらに、これらの材料のインサイチューの（ｉｎ−ｓｉｔｕ）成長が、成長する際に酸化することを要し、一般に物理的気相成長法といった多くの従来の方法と互換性がない。さらに、ある適用では、単一の基板の両面でのＨＴＳ薄膜の成長を要する。

スパッタリング、パルスレーザ蒸着、及び有機金属化学気相成長法といった、従来のインサイチューの成長法全てが、ＨＴＳの薄膜の成長にうまく使用されている。しかしながら、これらの方法に対して、低成長率（スパッタリング）、組成の制御の困難さ、再現性の低さ、薄膜の均一性の低さ（スパッタシング、ＭＯＣＶＤ）、広い領域での蒸着の実現の困難さ（ＰＬＤ）、及び拡張性の難しさ（上記の全ての方法）といった、深刻な限界がある。

最近では、回転する酸素ポケットヒータを用いた、上記の多くの限界に取り組む反応性同時蒸着法が使用されている。このような方法では、基板が回転する基板支持部材又はターンテーブル上に重力保持される。基板を収容する基板支持部材は、上部、下部、及び側部が、反応に必要な均一な高い温度に基板を放射加熱する円筒形のヒータ（すなわち、ヒータ本体）によって囲まれている。基板支持部材は、ヒータ本体の中で回転可能であり、回転の際に一時的に、ヒータ本体の下面部に設置された窓を介して真空チャンバにさらされる。真空チャンバはヒータ本体を囲んでおり、反応のための蒸着源を収容する。

また、ある実施例では、ヒータ本体が、ヒータ本体の下部に設置された酸素ポケット領域を有する。酸素が酸素ポケット領域の中に供給されることで、回転の際に一時的に基板が酸素にさらされる。酸素ポケット領域と取り囲む真空チャンバとの間に大きな圧力差を形成する。回転する基板支持部材と酸素ポケット領域との間に形成される狭い隙間によってこの圧力差が維持されるため、酸素ポケットからの酸素の漏れが低くなる。

回転の際一時的に基板が真空チャンバにさらされる場合に、蒸発といった典型的なＰＶＤ法を使用して薄膜構成（一般的に金属種）が基板の下面上に蒸着される。基板支持部材上で基板が回転して酸素ポケットの中に入るときに酸化反応が起きる。

回転する酸素ポケットヒータを用いた反応性同時蒸着は、例えば、ＨＴＳ薄膜の成長に必要な高い酸素圧の状態下で生じる複雑さ無しに真空中での金属種の蒸発性能を含む、いくつかの利点を有している。さらに、回転する酸素ポケットヒータ法により、比較的大きい表面積を有する基板上への蒸着が可能となる。さらに、このような方法は、一度に複数の基板上にＨＴＳ材料を蒸着する能力を有する。ヒータが黒体放射器に近似するため、様々な吸収率を有する基板材料であっても、このような様々な基板材料を同時に組み込むことも可能である。結局、回転する酸素ポケットヒータを用いた反応性同時蒸着により、基板のいずれの面もヒータ本体に直接的に接触しないため、連続的に基板の両面にＨＴＳ材料を蒸着し得る。

反応性同時蒸着法はＨＴＳ薄膜の形成に良く適合する一方で、反応性同時蒸着法を商業的に実現可能な製造プロセスで実施し得るように、このような方法の生産能力及び安定性を増大させる必要性が依然としてある。このため、反応性同時蒸着システム及び方法のスループット及び信頼性を増大させる必要性がある。

本発明の第１の態様によれば、反応性同時蒸着を実施するための装置が、ポケットヒータを収容する加熱チャンバと、バルブを介して加熱チャンバに結合され原料ホルダを収容する原料チャンバと、バルブを介して加熱チャンバに結合され伸長可能な移送アームを収容する移送チャンバと、を有しており、伸長可能な移送アームがバルブを介して加熱チャンバに出入りするよう移動可能であり、加熱チャンバ、原料チャンバ、及び移送チャンバが、真空源に結合されている。本装置を使用して、例えば（ＲＥ）ＢＣＯといった希土類（ＲＥ）酸化物を含む酸化物の薄膜を形成する。

本発明の別の態様によれば、前面及び背面を有する少なくとも１の基板上への反応性同時蒸着を実施するための装置が、ポケットヒータを収容する加熱チャンバと、バルブを介して加熱チャンバに結合され原料ホルダを収容する原料チャンバと、少なくとも１の基板の前面及び背面のうちの一方又は双方が接触することによって、少なくとも１の基板を受容するための基板支持部材と、基板支持部材を保持するための伸長可能な移送アームであって、少なくとも１の基板の前面又は背面のいずれか又は双方が原料チャンバに向けて露出するように伸長可能な移送アームと、を有する。

本発明のさらに別の態様では、ポケットヒータが、円筒形の側壁を周囲に有する円形の上部プレートを具えるヒータキャップ又は上部加熱ゾーンであって、円形の上部プレート及び側壁がその中に設けられた発熱体（例えば、ヒータ線）を有するヒータキャップ又は上部加熱ゾーンと、上面及び下面を有する下部加熱プレートとを有しており、下部加熱ヒータの一部が、上面から下面にわたってそれに設けられた窓と、下部加熱プレートの上面の一部に形成された凹んだポケットとを有しており、加熱キャップが下部加熱プレートの面に対して垂直な方向に移動可能である。

本発明の別の態様では、反応性同時蒸着を実施するための装置が、加熱チャンバの中に設けられたポケットヒータと、バルブによってポケットヒータを収容する加熱チャンバに結合され、伸長可能な移送アームを収容する装填移送チャンバと、バルブによってポケットヒータを収容する加熱チャンバに結合され、伸長可能な移送アームを収容する取り出し移送チャンバとを有する。

本発明のさらに別の実施例によれば、反応性同時蒸着を実施するための方法が、加熱チャンバの中に収容されるポケットヒータであって、ポケットヒータの一部を貫通するスピンドルを鉛直に移動させることが可能なポケットヒータを用意するステップと、バルブによってポケットヒータを収容する加熱チャンバに結合され、伸長可能な移送アームを収容する装填移送チャンバを用意するステップと、原料を収容する原料チャンバを用意するステップと、を有する。

少なくとも１の基板を収容する基板支持部材が、装填移送チャンバの中の伸長可能な移送アームの上に装填される。装填移送チャンバに結合された真空ポンプを用いて装填移送チャンバの中が真空状態になる。そして、ポケットヒータを収容する加熱チャンバと装填移送チャンバとの間のバルブが開放され、少なくとも１の基板を収容する基板支持部材が伸長可能な移送アームを用いてポケットヒータの中に延ばされる。少なくとも１の基板を収容する基板支持部材を伸長可能な移送アームから持ち上げるようにスピンドルが上昇する。伸長可能な移送アームが装填移送チャンバの中に格納され、的確な基板の温度、ポケットの圧力、及び基板支持部材の回転速度に達した後に、原料が蒸発する。

本発明のさらに別の態様によれば、装置が、円筒形の側壁を周りに有する円形の上部を具える加熱キャップ又は上部加熱ゾーンであって、円形の上部及び側壁がその中に設けられた発熱体を有する加熱キャップ又は上部加熱ゾーンと、上面及び下面を有する下部加熱プレートであって、下部加熱プレートの一部が、下部加熱プレートの上面から下面にわたって下部加熱プレートに設けられた窓と、下部加熱プレートの上面の一部に形成された凹んだポケットと、ｚ調整アッセンブリとを有している。

本発明の一態様によれば、ｚ調整アッセンブリが、下部加熱プレートの中央穴を通って突出する回転可能なスピンドルと、スピンドルに機械的に結合されたモータと、ローラとを有する。傾斜カムがローラと係合しており、水平方向への傾斜カムの移動により、回転可能なスピンドル、モータ、及びローラをｚ方向に移動させる。

本発明のさらに別の態様によれば、反応性同時蒸着を実施するための装置が、ポケットヒータを収容する加熱チャンバと、バルブを介して前記加熱チャンバに結合され、原料ホルダを収容する原料チャンバと、バルブを介してポケットヒータを収容する加熱チャンバに結合され、少なくとも１の蒸着モニタを収容するモニタチャンバとを有する。

本発明のさらに別の態様によれば、反応性同時蒸着を実施するための装置が、ポケットヒータを収容する加熱チャンバと、バルブを介して加熱チャンバに結合され、同時蒸着の原料を収容する原料チャンバとを有する。

本発明の別の実施例によれば、ポケットヒータに対して基板支持部材を装填及び取り出しするための方法が、（１）円形の上部及びその周囲に円筒形の側壁を有する加熱キャップ（例えば、上部加熱ゾーン）を有するポケットヒータを用意するステップと、（２）上面及び下面を有する下部加熱プレートであって、下部加熱プレートの一部が下部加熱プレートの上面から下面にわたって下部加熱プレートに設けられた窓と、下部加熱プレートの上面の一部に形成された凹んだポケットとを有する下部加熱プレート（例えば、下部加熱ゾーン）を用意するステップと、（３）複数の基板を保持するための第１の回転可能な基板支持部材であって、下部加熱プレートと加熱キャップとの間に挟まれる第１の回転可能な基板支持部材を用意するステップと、（３）下部加熱プレートの上面に対して垂直な方向に第１の回転可能な基板支持部材から離れて設けられた取り出し位置に加熱キャップを移動させるステップと、（４）ポケットヒータから第１の回転可能な基板支持部材を取り出すステップと、（５）加熱キャップと下部加熱プレートとの間に挟まれるようにポケットヒータの中に第２の回転可能な基板支持部材を挿入するステップと、（６）第２の回転可能な基板支持部材の近くに設けられた装填位置に加熱キャップを移動させるステップと、を有する。

本発明の目的は、反応性同時蒸着を用いて基板上に蒸着／基板上で成長する多成分ＨＴＳ膜のスループットを増加させる装置及び方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、蒸着プロセスの様々な態様（例えば、原料の蒸発、装填、取り出し、モニタ、蒸着）を、連結されているが別個のチャンバに分けることである。この点で、本発明の目的は、これらのチャンバを、互いに別のチャンバとは別々に真空引きできる真空源に結合することで、別々のチャンバのうちの１つにおいて真空状態が破れた場合に、装置の真空引き時間全体を制限することである。

本発明のこれら及びさらなる目的を以下に詳細に説明する。

図１は、反応性同時蒸着による高いスループットの酸化薄膜の蒸着に使用する装置２の一実施例を示す。また、装置２を使用して、例えば、二酸化マグネシウム（ＭｇＢ_２）といった非酸化物材料を蒸着してもよい。「Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｉｎ−Ｓｉｔｕ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ Ｂｙ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ」と題される米国特許出願番号第１０／７２６，２３２号が、ポケットヒータ装置を用いたＭｇＢ_２の形成方法を開示しており、参照することにより全体として本書に盛り込まれている。本装置２を用いて様々な材料を蒸着してよいことに留意されたい。これらは、例として、酸化錯体、ルテニウム酸塩、マンガン酸塩、チタン酸塩、−磁性材料、圧電体、誘電体、強誘電体、半導体、窒化物、等を含むが、これらに限定されない。装置２は、好適には、フレーム４又は他の支持構造体に設置されたいくつかのサブシステムを有しており、それらが一体となって装置２全体を形成する。装置２は、別々の複数のチャンバ、すなわち、加熱チャンバ１０、ソースチャンバ３０、２つの移送チャンバ４０，５０、及びモニタチャンバ６０を有している。

加熱チャンバ１０は、例えば、真空ポンプといった真空源１２に結合されている。真空源１２は、例えば、仕切り弁といったバルブ１４によって加熱チャンバ１０とは別々になっている。ＨＴＳ（高温超電導）薄膜の蒸着に先だって、真空源１２を用いて加熱チャンバ１０を排気する。

また、装置２は、蒸着プロセスで使用するフラックス材料（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）の原料を収容するソースチャンバ３０を有する。ソースチャンバ３０は、例えば、真空ポンプといった真空源３２に同様にして結合されている。ソースチャンバ３０は、例えば、仕切弁３４といった弁によって真空源３２とは別々になっている。

また、弁３６が加熱チャンバ１０とソースチャンバ３０との間に設置されている。好適には、弁３６は仕切り弁である。仕切り配置により２つのチャンバ（すなわち、加熱チャンバ３０及びソースチャンバ３０）を別々に有利に真空引きすることができる。これは、例えば、加熱チャンバ１０を乱さずに又は加熱チャンバ１０を大気状態にさらすことなしに、ソースチャンバ３０の中に配置されたフラックス源を取り換えることができるため、重要である。同様に、ソースチャンバ３０の中の真空状態を乱さずに、加熱チャンバ１０に収容された部品のメンテナンス等を行うことができる。このような構成により、装置２の様々なサブシステムを離すことによって真空引きすべき空間の容積が減るため、必要な「真空引き」時間の総量を減らす。これは、装置２のスループット全体を増やすのに役立つ。

図１をさらに参照すると、装置２が、加熱チャンバ１０の外壁に取り付けられた２つの移送チャンバ４０，５０を有している。好適には、一方の移送チャンバ４０が装填チャンバで、他方のチャンバ５０が取り出しチャンバである。双方の移送チャンバ４０，５０は、例えば、真空ポンプといった真空源４２，５２に結合されている。移送チャンバ４０，５０を、別々の真空源４２，５２、又は代替的に同じ真空源に結合してもよい。２つの移送チャンバ４０，５０は、バルブ４１によって加熱チャンバ１０から隔離されている。また、取り出しチャンバ５０をｏｘｙｇｅｎ ｓｏａｋとして使用してもよい。

本発明のある態様では、装置２が、制御バルブを介して互いに結合されている５つの別々の真空チャンバ（すなわち、加熱チャンバ１０、ソースチャンバ３０、２つの移送チャンバ４０，５０、及びモニタチャンバ６０）から成る。当然ながら、代替的な実施例では、装置２が５つのチャンバ５０よりも少ないチャンバを有してもよく、又は代替的に５つのチャンバ５０よりも多いチャンバを有してもよい。必要に応じて、これらのチャンバのそれぞれを他のチャンバとは無関係に真空圧に引いてもよい。この点について、１又は複数のチャンバを大気に通気する一方で、残りのチャンバを真空のままにしてもよい。これにより、例えば、装置２のパーツを清掃して、ソースチャンバ３０の中にフラックス源を再装填し、モニタチャンバ６０又は加熱チャンバ１０に対して蒸着モニタ６４を交換及び／又は調整し、加熱チャンバ１０に対して基板支持部材１１０（例えば、運搬装置）の装填／取り出し、又は１又はそれ以上のチャンバの中の部品をメンテナンス等するために、それを開ける度に装置２全体を真空に引く必要性を無くす。

本発明の一態様である図２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ，５Ａ及び５Ｂを参照すると、基板支持部材１１０が中央穴１１３を通る鉛直に向いたスピンドル１１２に保持されている。鉛直に向いたスピンドル１１２は、基板支持部材１１０を上方又は下方のいずれから保持してよい。図２Ａ及び図２Ｂは、基板支持部材１１０が中央穴１１３を貫通するスピンドル１１２によって下方から保持された実施例を示す。このような実施例では、基板支持部材１１０が、スピンドル１１２によって重力で保持されている。別の実施例では、図３Ａ及び３Ｂに示すように、鉛直に向いたスピンドル１１２が基板支持部材１１０を上方から保持する。例えば、スピンドル１１２は、中央穴１１３を貫通して基板支持部材１１０を固定する取り付け部材１１５を終端としてもよい。さらに別の実施例では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、基板支持部材１１０が基板支持部材ホルダ１１７を介して円周方向に支持されている。

スピンドル１１２の回転運動によって、基板支持部材１１０を回転させてもよい。基板支持部材１１０とスピンドル１１２との間の摩擦嵌合が、基板支持部材１１０に対するスピンドル１１２の回転運動を与える。（以下に記載のモータ１２２といった）モータを介してスピンドル１１２（すなわち基板支持部材１１０）を駆動させてもよい。モータ１２２を、基板支持部材１１０を収容する蒸着チャンバ（例えば、チャンバ１０）の中、又は図５Ａ及び図５Ｂに示すように蒸着チャンバ１０の外部のいずれかに設置してもよい。モータを基板支持部材１１０を保持する蒸着チャンバ１０の外に設置するケースでは、スピンドル１１２を、基板支持部材１１０及び真空チャンバの上方又は下方のいずれかに設置された回転真空フィードスルーに結合してもよい。図５Ａ及び図６Ａに示すように、モータをスピンドル１１２に直接的に機械的に結合してもよい。代替的に、例えば、図５Ｂ，６Ｂ及び６Ｃに示すように、モータをギヤ１１１、ベルト１２６、チェーン等を介してスピンドル１１２に機械的に結合してもよい。

上記のように、基板支持部材１１０は、薄膜形成の際に使用する加熱チャンバ１０の中に少なくとも部分的に収容されている。本発明の一態様では、加熱チャンバ１０が、黒体に近い放射器であるポケットヒータ１００を収容する。このポケットヒータ１００は、１又はそれ以上の発熱体１０１（例えば、ゾーン）、及び発熱体１０１に含まれ移送機構（例えば、移送アーム）を介して基板支持部材１１０を挿入及び引き出す（図７Ａ及び７Ｂに示すような）スロット１０ｂを有してよい。そして、スピンドル１１２をヒータ１００の上方又は下方のいずれかから延ばして、支持部材１１０を支持及び回転させてもよい。図８Ａ及び８Ｂは、２つの典型的な実施例を示しており、スピンドル１１２が加熱チャンバ１０の中の発熱体を貫通する。

上記の構成により、例えば図７Ａに示すように、基板支持部材１１０を一方向にヒータの中に導入及びヒータから取り外すことができる。代替的に、図７Ｂの実施例に示すように、長いスロット１０（ｂ）を使用することによって、基板支持部材１１０を複数の方向に対して（例えば、横から）ヒータの中に導入及びヒータから取り外してもよい。

薄膜形成プロセスの際に、それよりも高くなると基板支持部材１１０を加熱チャンバ１０から取り外すことができない最小温度を有する可能性がある。これは、基板支持部材１１０が熱くなり過ぎるか又は蒸着した膜（例えば、（ＲＥ）ＢＣＯ）が構造相転移温度よりもはるかに温度が高過ぎて加熱チャンバ１０から取り外せないためである。このため、基板支持部材１１０が発熱体１０１に非常に接近したままである場合、基板１１６（例えば、ウェハー）の冷却時間が発熱体１０１の冷却時間に限定されるであろう。基板支持部材１１０を一様に加熱しなければならないため、発熱体１０１は全体として大きく長い冷却時間を要する。発熱体１０１及び基板支持部材１１０を冷却するための冷却コイル等を使用することによって、冷却時間全体を減らしてもよい。コイル等といった冷却装置を用いた場合でさえ、基板支持部材１１０及び関連する基板１１６の冷却時間がヒータ部品によって制限される。理想的には、発熱体１０１から基板支持部材１１０（及び基板１１６）を物理的に離すことによって、基板支持部材１１０及び基板１１６を急冷する。

ポケットヒータ１００を加熱チャンバ１０の中で使用する場合、酸素ポケットの近くに小さな隙間を維持することを要するため、基板支持部材１１０を酸素ポケット領域の近くに設置しなければならない。ある実施例では、酸素ポケット領域を下部加熱ゾーン又は発熱体と一体に形成してもよい。このようなケースでは、例えば図９に示すように（基板支持部材１１０からある程度離して設置した上部ゾーンを示す）、上部及び／又は側部加熱ゾーンを基板支持部材１１０からもっと離して設置してもよい。このような構成により、基板支持部材１１０のヒータ及び加熱チャンバ１０への出入りが可能となる。しかしながら、ヒータ１１０がもはや黒体放射器として機能しないため、加熱ゾーンは所望の基板１１６温度よりも高い。酸素ポケットを直接加熱しない場合、発熱体１０１は所望の基板１１６温度よりもはるかに高くなければならず、設計を複雑且つ実用的ではないものにしてしまう。

本発明の一態様では、薄膜の蒸着に続いて基板支持部材１１０から発熱体を１０１を物理的に隔てる解決法が提案されている。基板支持部材１１０から発熱体１０１を遠ざけることよって、又は代替的に、発熱耐１０から基板支持部材１１０を遠ざけることよって、これを実施してもよい。有利なことに、基板支持部材１１０が酸素の中で自由に又は積極的に冷却されるように、基板支持部材１１０を発熱体１０１から取り外してもよい。さらに、基板支持部材１１０を発熱体１０１に対して（又は発熱体１０１を基板支持部材１１０に対して）移動させることによって、蒸着チャンバ（例えば、加熱チャンバ１０）に基板支持部材１１０（及び関連する基板１１６）を出入りさせるよう移送するのに役立つ。

ポケットヒータ１００が黒体型の炉又はこれに近いと仮定すると、図１０Ａ−Ｅ，１１、及び１２が基板支持部材１１０に対する発熱体１０１のいくつかの典型的な移動方法を示す。一般に、図１０Ａ−Ｅ，１１、及び１２に示す実施例により、基板支持部材１１０が発熱体１０１の上方又は下方のいずれかから鉛直方向（すなわち、上昇）に移動でき、さらには加熱チャンバ１０から外に出るよう水平方向に移動し得る。例えば、図１０Ａは、それぞれの半体が矢印Ａ及びＢの方向に移動することによって、発熱体１０１（例えば、上部及び側部加熱ゾーン、又は上部、側部、及び下部加熱ゾーン）が２つの半体に分かれた実施例を示す。図１０Ｂは、２つの半体を開けることができる鉛直方向のヒンジ１０７を設けた実施例を示す。図１０Ｃは水平方向に設置されたヒンジ１０７により、上部及び側部発熱体１０１を開けることができる実施例を示す。図１０Ｄは、水平方向に設置されたヒンジ１０７により上部発熱体１０１又は発熱ゾーンが残りの発熱体１０１（例えば、側部発熱体）に対してひっくり返して開けることができる実施例を示す。さらに別の実施例では、図１０Ｅに示すように、鉛直のヒンジ１０７により、上部発熱体１０１が残りの発熱体１０１に対して回動又は揺動し得る。

図１１及び図１２は、発熱体１０１が、下部発熱体又は発熱ゾーン１０１ａ（例えば、下部加熱プレート）と２つの上部発熱体又は発熱ゾーン１０１ｂ，１０１ｃ（例えば、加熱キャップ）とを有するさらなる実施例を示す。ある態様では、図１１に示すように、２つの上部加熱ゾーン１０１ｂ，１０１ｃが下部加熱ゾーン１０１ａに対して鉛直に移動することで、それに収容されている基板支持部材１１０（図１１及び１２に図示せず）から発熱体１０１を離し得る。さらに別の実施例では、図１２に示すように、上部加熱ゾーン１０１ｂ，１０１ｃが固定されたままで、下部加熱ゾーン１０１ａが鉛直方向に移動可能である。図１３は、移動可能な基板支持部材１１０に対して移動可能な発熱体１０１ａを示す。この発熱体１０１ａは、酸素ポケットを組み込んでも組み込んでいなくてもよい。

本発明の一態様では、加熱チャンバ１０が、多成分ＨＴＳ酸化物薄膜の蒸着及び／又は成長に使用する回転駆動するポケットヒータ１００を収容する。図１４は、ポケットヒータ１００に使用する様々な部品を示す。ポケットヒータ１００は、円形の上部平面１０２（ａ）と下方に突出する円筒形の側壁１０２（ｂ）（図１１及び図１２に示すような加熱ゾーン１０１ｃ）とを有する加熱キャップ部１０２（例えば、図１１及び図１２に示すような上部加熱ゾーン１０１ｂ）を有しており、加熱キャップ部１０２が中にポケットヒータ１００の様々な部品を挿入する内側部１０２（ｃ）を形成する（以下で説明する）。上面１０２（ａ）及び円筒形の側壁１０２（ｂ）を形成するよう包む断熱加熱ワイヤ（発熱体）で加熱キャップ部１０２を作製してもよい。好適には、上面１０２（ａ）及び円筒形の側壁１０２（ｂ）が、上面１０２（ａ）及び円筒形の側壁１０２（ｂ）を温度の均一性のために互いに別々に加熱されるように、それぞれ断熱ワイヤの単一の部分で形成される。電流が断熱ワイヤを流れて熱を発生させる。

ポケットヒータ１００の加熱キャップ部１０２は、ｚ方向に有利に移動可能であり、薄膜の蒸着の前に基板支持部材１１０をポケットヒータ１００の中に装填して蒸着の後に取り出せることができるように（以下で説明する）、ポケットヒータ１００を開ける。加熱キャップ部１０２は、例えば、図１に示すように加熱チャンバの上壁を通って延びるアクチュエータ１０３に固定される。アクチュエータ１０３は、ポケットヒータ１００の加熱キャップ部１０２を鉛直方向に移動（すなわち、ｚ方向への運動）させる。

図１４及び図１５を参照すると、本装置の一態様では、ポケットヒータ１００が、下部加熱プレート１０４（例えば、図１１及び図１２に示すような下部加熱ゾーン１０１ａ）を有しており、これは３番目の独立した加熱ゾーンである。下部プレートヒータ１０４は固定式であり、加熱チャンバ１０の上部、下部、又は側壁に固定されている。下部加熱プレート１０４は、好適には、金属、好適にはＩＮＣＯＮＥＬの一体成形で形成されており、所望の形状に機械加工される。当然ながら、加熱プレート１０４を他の材料で形成してもよい。下部プレートヒータ１０４は、プレートを貫通し原料チャンバ３０及びこれに収容されているフラックス源を露出させる開口窓１０４（ａ）（図１５に良く示す）を形成するよう機械加工される。

さらに、下部プレートヒータ１０４は、下部プレートヒータ１０４の上面に機械加工されるポケット１０４（ｂ）（図１５に良く示す）を有している。装置２の稼働の際に、例えば、酸素（Ｏ_２）ガスを薄膜成長／蒸着の反応部分のためにポケット１０４（ｂ）の中に導入する。１又はそれ以上のポート１０５によって酸素ガスがポケット１０４（ｂ）の中に導入される。下部プレートヒータの下面１０４（ｃ）が、中に絶縁線がろう付けされるポケット（図示せず）を有している。電流がこの線を通過して下部プレートヒータ１０４を加熱する。参照することにより全体として本書に盛り込まれている米国特許番号第５，１２６，５３３号は、絶縁線をろう付けしてこのようなタイプのヒータを形成する方法を開示している。

代替的に、分かれている酸素ポケット部材１０８全体が、下部加熱ゾーンから独立していてもよい。酸素ポケット部材１０８は、例えば、図１６Ａ及び１６Ｂに示すように、下部加熱ゾーンの一部でなくてもよい酸素ポケット１０８ａを有している。このように、酸素ポケット部材１０８は、発熱体を収容しても収容していなくてもよい。一般に、酸素ポケット１０８ａの目的は、薄膜の酸化のために基板の近くに局所的な酸素領域を与えることである。このような構成では、酸素ポケット部材１０８及び基板支持部材１１０の双方が、擬似黒体ヒータの中に収容されており、発熱体が複数又は全ての側で酸素ポケット部材１０８及び支持プレートを囲んでいる。酸素ポケット部材１０８は、好適には、金属、例えばＩＮＣＯＮＥＬの一体成形で形成されており、所望の形状に機械加工される。当然ながら、酸素ポケット部材１０８を他の材料で形成してもよい。酸素ポケット部材１０８は、部材１０８を貫通し原料チャンバ３０及びこれに収容されているフラックス源を露出させる開口窓１０８ｂを形成するよう機械加工される。このような実施例では、下部加熱ゾーン１０１ａを被覆された絶縁線ヒータ（発熱体）で作製してもよい。下部加熱ゾーン１０１ａ、及び加熱ゾーン１０１ｂ，１０１ｃを温度の一様のために互いに別々に加熱するように、下部加熱ゾーン１０１ａを絶縁線の単一部位で作製してもよい。

図１４及び図１６Ａに戻って参照すると、ポケットヒータ１００が、好適には、下部プレートヒータ１０１ａの下方に配置された遮熱材１０６を有している。図１４に示すように、遮熱材１０６は、下部プレートヒータ１０４の開口窓１０４（ａ）及びフラックスの原料を収容する原料チャンバ３０へのアクセスを与える窓１０６（ａ）を有している。

図１７Ａ，１７Ｂ，１８，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，２２，及び２３を参照すると、ｚ調整アッセンブリ１２１が回転する基板支持部材１１０と下部プレートヒータ１０４の中にあるか又は別の酸素ポケット部材１０８のパーツとして有る酸素ポケット１０４（ｂ）との間の隙間を調整するよう設けられている。隙間の幅は、酸素ポケット１０４，１０８ａと蒸着チャンバとの間の高い差圧を維持するために重要である。小さくて一様な隙間が、それがポケット１０４ｂ，１０８ａの中の酸素の圧力を最大限にする一方で、ポケット１０４ｂ，１０８ａからの酸素の漏れを最小限にするため、望ましい。さらに、小さくて一様な隙間が、蒸着チャンバにおけるバックグラウンド圧力を最小限にする。隙間の大きさは、下部プレートヒータ１０４又は酸素ポケット部材１０８及び基板支持部材１１０の温度にこれらの各熱履歴とともに依存する。これらの部品は温度の関数として伸長及び収縮し、それらはさらに温度プロファイル及びヒータの昇温サイクルに応じて様々な程度に変形する。

最適な隙間幅を維持するために加熱サイクル及び蒸着の間、常にその場で（ｉｎ ｓｉｔｕ）隙間を調整する必要性がある。これを実行するために、（基板１１６を含む）基板支持部材１１０又は下部プレートヒータ１０４又は酸素ポケット部材１０８のいずれかが、図１３に一般に示すように鉛直方向に調整し得る必要がある。

本発明の一態様では、カム、シザース、ジャッキねじ、送りねじ、サーボ、及び当業者に知られた他の機構の使用によって、下部プレートヒータ１０４又は酸素ポケット部材１０８を鉛直方向に調整する。別の実施例では、例えば、図１７Ａ，１７Ｂ，１８，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，２２，及び２３に示すように、スピンドル１１２の鉛直方向の移動によって基板支持部材１１０が鉛直方向に調整される。図１７Ａは、上方から基板支持部材１１０を保持して加熱チャンバ１０の上部を通して延びるｚ調整可能なスピンドル１１２を示す。スピンドル１１２をモータ（図示せず）に接続又は結合して、スピンドル１１２及び基板支持部材１１０を回転駆動させてもよい。リニアの真空フィードスルー又はリニアのスライド（又は他の適合するｚ調整機構）を使用することによって、スピンドル１１２を鉛直方向に（矢印Ａ）調整してもよい。図１７Ｂは、スピンドル１１２が下方から基板支持部材１１０を保持して加熱チャンバ１０の下部を通って延びる実施例を示す。スピンドル１１２を回転駆動及び矢印Ａの方向に上下動させてもよい。

本発明の一態様では、図１８に示すように、スピンドル１１２全体を、蒸着チャンバ（すなわち、加熱チャンバ１０）の中に設置するか又は以下に詳細に説明する真空モータ１２２といった真空モータアッセンブリを介して駆動させてもよい。

適切な結合機構を使用する場合、スピンドル１１２を真空モータ１２２とは別に移動させてもよい。好適には、以下に説明するように、モータ１２２及びスピンドル１１２をユニットとして一緒に移動させてもよい。図１９Ａ及び図１９Ｂは、モータ１２２のシャフトがカプラ１２３を介してスピンドル１１２に結合された実施例を示す。モータ１２２は鉛直方向に向いた支持プレート１１８に固定されるか又はそうでなければ取り付けられる。図１９Ｃは、真空モータ１２２がベルト１２６等を介してスピンドル１１２に固定された代替的な実施例を示す。

図２０Ａ及び２０Ｂは、回転シャフト１２５が鉛直方向に向いた支持プレート１１８を移動させる回転可能なカム１２７を駆動させる実施例を示す。図２１Ａ及び２１Ｂは、シザージャッキ装置１２９を駆動させる水平方向に向いた回転シャフト１２５を示す。図２２は、ジャッキねじ１３１を駆動させる鉛直方向に向いた回転シャフト１２５を示す。別の実施例では、例えば図２３に示すように、直線型のフィードスルー１３３が、鉛直方向に向いた支持プレート１１８に係合するカム１３２を駆動させる。本発明のさらに別の態様では、第２の真空モータ（図示せず）を使用してシャフト／フィードスルー（１２５，１３３）及びカム（１２７，１３３）を駆動させてもよく、真空チャンバの中のフィードスルーの数を最小限にする。

図２４及び図２５を参照すると、本発明の好適な一態様では、鉛直方向に向いた支持プレート１１８が、スピンドルシャフト及びモータアッセンブリ１２０（ｚ調整アッセンブリ）を収容している。支持プレート１１８は、例えば図２４の矢印Ａで示すようにｚ方向に移動可能である。スピンドルシャフト及びモータアッセンブリ１２０は、支持プレート１１８に固定されたモータ１２２（好適には真空モータ１２２）を有している。真空モータ１２２は、ベルト１２６又は他のリンクアッセンブリを介してスピンドルシャフト１１２（ａ）に機械的に結合されたドライブシャフト１２４を有している。真空モータ１２２は、基板支持部材１１０に可変速度の回転を与える。さらに、支持プレート１１８は、ｚ方向にスピンドルシャフト及びモータアッセンブリ１２０を移動させるために使用するローラ１２８を有している（以下に詳細に説明する）。代替的な構成では、モータアッセンブリ１２０をインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）ではなくエクスサイチュ（ｅｘ−ｓｉｔｕ）で設けてもよい。

図２４及び図２５を参照すると、本発明の一態様では、基板支持部材１１０がポケットヒータ１００の上部加熱ゾーン１０１ｂ，１０１ｃ及び下部加熱ゾーン１０１ａ間で保持されている。スピンドル１１２は、熱遮蔽材１０６及び下部プレートヒータ１０４に設けられた中央穴を貫通する。スピンドル１１２はモータに回転可能に結合されており（以下に詳細に説明する）、図２４の矢印Ａで示すようにｚ方向に移動可能である。

図２５は、回転可能なスピンドル１１２に保持された基板支持部材１１０を示す。基板支持部材１１０は、スピンドル１１２の上端部で好適には重力保持されている。基板支持部材１１０は、基板支持部材１１０に切り込まれＨＴＳ材料が蒸着される基板１１６を受容及び保持する複数の穴１１４を有する。基板１１６は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）で形成された基板を有している。当然ながら、本書に記載された本発明にしたがって他の材料を使用してもよい。基板１１６は、好適には、穴１１４が設けられている基板支持部材１１０の下縁に沿って設けられる小さなフィンガ又は突起部によって、所定の位置で重力保持されている。このため、基板支持部材１１０が、加熱及び蒸着プロセスの際に基本的に非接触で基板１１６を懸架し得る。

さらに、このような構成により、基板１１６の一方の側、すなわち図２５に示すように基板の下面１１６（ａ）へのＨＴＳ薄膜の成長及び／又は蒸着が可能となる。基板の上面（又は背面）１１６（ｂ）をそのままにして基板１１６を裏返すことによって後の蒸着プロセスで蒸着してもよい。

少数の大きな直径の基板１１６又は多数の小さな直径の基板１１６に適合するよう基板支持部材１１０を構成してもよい。さらに、様々な形状を有する基板１１６に適合するよう基板支持部材の穴１１４を構成してもよい。

ポケットヒータ１００を開けると、すなわち、加熱キャップ部１０２を下部加熱プレート１０４から上げると、装置２により基板支持部材１１０を加熱チャンバ１０の中にインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で有利に導入し得る。そして、稼働中に加熱キャップ部１０２を基板支持部材１１０の上の周囲に下げ、稼働が終わるか又はポケットヒータ１００が十分に冷えた時点で上げることができる。このように、ポケットヒータ１００を開けて基板支持部材１００を装填／取り出しできることで、ポケットヒータ１００が冷たいときに基板支持部材１１０をポケットヒータ１１０に取り付けなくてもよいため、蒸着プロセスのサイクル時間を改善する。むしろ、ポケットヒータ１００の加熱冷却サイクルの途中で、基板支持部材１１０を装填／取り出しできる。

代替的な実施例では、蒸着の間に基板支持部材１１０全体が反転するように、基板支持部材１１０を基板の下面１１６（ａ）及び上面１１６（ｂ）の双方から同時に掴むことができる。好適には、装置２の真空を
しないで、基板１１６の他方の面（例えば、上面１１６（ｂ））にＨＴＳ材料を蒸着できるように、基板支持部材１１０を加熱チャンバ１０又は移送チャンバ４０，５０の中でその場で反転させることができ、これにより、装置２及びプロセスのスループットを大幅に増加させる。このような実施例では、移送アーム４４がその長手軸の周りに回転可能であり、一方の面から他方の面へと基板支持部材１１０を反転させる。

図２６は、本発明の好適な態様に従って使用する真空モータ１２２を示す。真空モータ１２２は、密閉した圧力容器１２２（ｂ）の中に収容されたモータ１２２を有している。圧力容器１２２（ｂ）は、加熱チャンバ１０の中の真空状態からモータ１２２（ａ）を効果的に隔離する。ドライブシャフト１２４が、圧力容器１２２（ｂ）の中から真空フィードスルー（図示せず）を介して圧力容器１２２（ｂ）の外に延びている。圧力管路１２２（ｃ）が圧力容器１２２（ｂ）に固定されており、モータ１２２（ａ）を囲む圧力容器１２２（ｂ）の中の空間に与圧した乾燥空気を送出する。与圧した乾燥空気がモータ１２２（ａ）から熱を取り除く。電力を供給するための別の管路１２２（ｄ）及びモータ１２２（ａ）を作動させるのに必要とする他の制御線が圧力容器１２２（ｂ）に結合されている。

代替的な実施例では、モータ１２２が、空気又はガスの圧縮源又はそうでなければ加圧源によって作動する空気又はガス駆動するモータを有している。機械的、電気的、さらには光学的フィードバックをモータ１２２のスピード制御のために使用してもよい。

図２７は、スピンドルシャフト及びモータアッセンブリ１２０のｚ方向（図２７の矢印Ａ）への移動を与えるのに使用する典型的なカム装置１３０を示す。カム装置１３０が、支持プレート１１８に固定されたローラ１２８に係合するための複数の傾斜面１３２（ａ）及び１３２（ｂ）を有するカム１３２を有している。好適には、カム１３２はステンレス鋼のプレートの固体片を機械加工したものである。第１の傾斜面１３２（ａ）は角度αで傾斜しており、第２の傾斜面１３２（ｂ）が角度βで傾斜している。好適には、角度βは角度αよりも大きい。角度差により、スピンドルシャフト及びモータアッセンブリ１２０のｚ方向の粗い進路調整及び細かい進路調整が可能である。代替的な構成では、カム１３２が連続的又は半連続的な円弧の形態（図示せず）を有してよい。

カム１３２はフィートスルー１３３を介してカム１３２に結合されたアクチュエータ１３４によって水平方向（図２７の矢印Ｂ）に可動である。好適には、アクチュエータ１３４が加熱チャンバ１０の外側に設置されており、加熱チャンバ１０の側壁を貫通するフィートスルー１３３を有している。アクチュエータ１３４の移動は、好適には、蒸着プロセスの際にリアルタイムでのスピンドル１１２（基板支持部材１００）の動的な移動を可能にするコンピュータ２００（図３４参照）又はマイクロプロセッサによって制御される。その際、基板１１６を保持する基板支持部材１１０と下部加熱プレート１０４との間の隙間を最適化し得る。

装置２の稼働中に、装填及び取り出しの目的のため及び加熱アッセンブリから支持部材を離すために、基板支持部材１１０を下部加熱プレート１０４から上下させる必要がある場合に、急な勾配を具える面である第２の傾斜面１３２（ｂ）を使用する。これに対して、第１の傾斜面１３２（ａ）、すなわち緩やかな傾斜を具えた面を使用して、基板支持部材１１０のｚ軸の微調整を行うことが可能で、基板支持部材１１０をできる限り下部加熱プレート１０４の近くに置くことで、基板支持部材１１０と下部加熱プレート１０４との間の隙間を調整する。

ＨＴＳ薄膜を形成するのに使用する金属種の蒸発速度を注意深く監視及び制御して、所望の膜組成を形成する必要がある。このような蒸着プロセスを監視するためにＱＣＭ及び関連する電子機器を使用することは既知である一方で、特に水晶によって発生する信号が大量の蒸着材料及び酸化物からの雑音を含む傾向にあるため、蒸着の後ごとにこれらの水晶を全体的に交換しなければならない。しかしながら、大容量の加熱チャンバ１０を清掃して再び真空引きしなければならないため、これらの水晶を交換する目的で加熱チャンバ１０を開けることは望ましくない。これは、装置のスループットに悪影響を及ぼす。しかしながら、別個のモニタチャンバ６０を具えた本装置２により、加熱チャンバ１０（又は他のチャンバ）を乱さずに蒸着モニタ６４（例えば、ＱＣＭ）の交換が可能である。

図２８Ａ，２８Ｂ，２９，３０，３１Ａ，３１Ｂ及び３１Ｃは、別個にポンプで引かれるロードロックチャンバ７０又はハウジングの中にＱＣＭ（又は他の速度、フラックス、又は膜圧モニタ）を格納可能なモニタチャンバ６０の態様を示す。ロードロックチャンバは、真空源６８に結合され別個のポンピング態様を与える。本実施例の利点は、稼働中又は稼働の間のいずれかにおいて真空を破って蒸着チャンバを開けずに、本実施例がＱＣＭ（又は他のセンサ）を交換し得ることである。さらに、真空引きされたロードロックチャンバ７０は、ＱＣＭが酸素にさらされてその速度監視性能が低下するのを最小限にする。

図２８Ａは、メイン蒸着チャンバ（例えば、加熱チャンバ１０）に結合されたロードロックチャンバ７０を示す。ロードロックチャンバ７０は、仕切り弁といったバルブ７２を有し、蒸着チャンバの内部をロードロックチャンバ７０と隔離する。図２８Ａに示すように、真空ベローズ駆動機構７３を使用して、蒸着チャンバに横方向に出入りするようＱＣＭ（センサ６４）を移動させる。図２８Ｂは、本発明の代替的な態様を示しており、磁気移送７４ｂアームを駆動させるのに使用する可動の外部磁石７４ａを有する磁気的に結合した移送アーム機構７４を用いて、ＱＣＭ６４を蒸着チャンバに出入りするよう移動させる。図２９は、バルブ７２を介して１つのロードロックチャンバ７０の中に格納可能な３つのＱＣＭを示す。代替的に、それぞれのＱＣＭに別々のロードロックチャンバ７０を使用してもよい。

図３０、及び図３１Ａ−Ｃは、ロードロックチャンバ７０が蒸着チャンバ１０の中に延びており真空源６８を用いて連続的にポンプで引きＱＣＭヘッドの近くの残留酸素量を減らす実施例を示す。図３０は、例えば、蒸発した試料がチャンバ７０の中に入ってＱＣＭ６４に蒸着できるように、チャンバ７０の下面に設けられたスリット又は穴７５を有するロードロックチャンバ７０を示す。バルブ７２は、蒸着チャンバ１０の内部をロードロックチャンバ７０の内部と隔離する。複数のＱＣＭを１つのロードロックチャンバ７０（例えば、３つのＱＣＭ）の中に組み込んでもよい。

代替的な実施例では、図３１Ａに示すように、バルブ７２が蒸着チャンバ１０の中又は内側にあるように、バルブ７２をロードロックチャンバ７０に設置してもよい。代替的に、図３１Ｂ及び３１Ｃに示すように、バルブ７２がスリットそのもの（例えば、スリットバルブ）を形成してもよい。そして、スリットバルブ７２を開けることによって、蒸発した試料がＱＣＭに触れる。

図３１Ｂ及び図３１Ｃの要素は、装置２とともに使用するモニタチャンバ６０の１つの好適な実施例に組み込まれる。このような好適な実施例を図３２に示す。モニタチャンバ６０は、モニタチャンバ６０の中を摺動可能な前面プレート６２を有している。摺動可能な前面プレート６２により、レール６５に設置された１又はそれ以上の蒸着チャンバ６４に容易にアクセス可能である。蒸着モニタ６４は原料チャンバ３０に向けて下方に向けられ、好適には原料チャンバ３０の中の特定のフラックス源に各モニタ６４を向ける仕切り等（図示せず）を有している。本発明の好適な態様では、蒸着モニタ６４が結晶石英モニタ（ＱＣＭ）である。

前面プレート６２をモニタチャンバ６０に対して閉じたときに蒸着モニタ６４がモニタチャンバ６０の下面に設けられたスリットバルブ６６の上方に配置されるように、蒸着モニタ６４がレール６５に設置されている。スリットバルブ６６は、フラックス源を収容する原料チャンバ３０にアクセスするよう開閉する。このような方法では、モニタチャンバ３０がスリットバルブ６６を介して原料チャンバ３０からロードロックされる。

スリットバルブ６６が開放されると、原料チャンバ３０から加熱チャンバ１０の中に上昇する蒸発フラックスに蒸着モニタ６４がさらされることで、フラックス試料の蒸着速度を監視する。スリットバルブ６６が閉止すると、モニタチャンバ６０を他のチャンバとは別々に大気に通気してもよく、蒸着モニタ６４が摺動前面プレート６２を用いてモニタチャンバ６０から取り外される。このような方法では、残りの真空系を乱さずに蒸着モニタ６４を点検及び交換する。

さらに、図３２を参照すると、例えば、真空ポンプといった真空源６８をモニタチャンバ３０に結合して、装置２の稼働の際にモニタチャンバ３０を真空引きするのに使用する。真空源６８は、好適には、例えばターボ分子ポンプといった高真空ポンプである。

さらに、上記のように、特に酸素及び酸化物が存在するとＱＣＭが信頼できなくなる可能性がある。稼働中にＱＣＭの不具合が起きると、蒸着プロセスを止めずに蒸着中に装置２がＱＣＭを交換し得る。このため、ＱＣＭの不具合の場合には、稼働効率及びスループットが大いに増大する。さらに、蒸着の後に加熱チャンバ１０を酸素で満たすのに先立ってスリットバルブ６６を閉じることができるため、ＱＣＭと酸素／酸化物との間の接触量をさらに最小限にする。

また、加熱チャンバ１０の中に複数の回転可能な石英結晶を使用する装置を用いてもよく、結晶を変えるのを必要とする回数を制限する（装置が次の結晶に回転するため稼働中に真空引きされるのを防ぐ）。また、原子吸収法を用いて、蒸着プロセスを監視してもよい。例えば、原子吸収測定で使用する放射ビームを、加熱チャンバ１０に設けられた入口及び出口ポート又は窓（図示せず）を通してヒータの中の蒸着プルーム（ｐｌｕｍｅ）に貫通させてもよい。

ここで図３３Ａ及び図３３Ｂを参照すると、装置２の一態様において、基板１１６を収容する基板支持部材１１０を装填及び取り出すための２つの移送チャンバ４０，５０が設けられている。図３３Ｂは、装填移送チャンバ４０の１つを表す。しかしながら、移送チャンバ４０，５０は基本的に同一であり同じ方法で動作する。図１に示すように、２つの移送チャンバ４０，５０を加熱チャンバ１０のそれぞれの側に互いに向かい合わせに設置する。当然ながら、移送チャンバ４０，５０を加熱チャンバ１０の別の側又は同じ側に設置してもよい。加熱チャンバ１０の壁のスリットにより、基板支持部材１１０が加熱チャンバ１０に出入りするよう通し得る。加熱チャンバ１０はバルブ４１によって２つの移送チャンバ４０，５０から隔離されている（図１参照）。

図３３Ｂに戻って参照すると、動作中に、室温及び圧力環境で基板支持部材１１０が移送チャンバ４０の上部に設置されたドア４４を用いて装填移送チャンバ４０の中に設置される。ドア４４が閉じられると、真空源４２（取り出し移送チャンバ５０のケースでは符号５２）を用いて移送チャンバ４０が真空引きされる。基板支持部材１１０が、基板支持部材１１０を保持するための複数のタイン（ｔｉｎｅ）４７を有する伸長可能な移送アーム４５上に設置する。伸長可能な移送アーム４５は、図３３Ｂに示すように矢印Ａ方向に移動可能である。

移送チャンバ４０の下面に設けられた回転駆動部により（図示せず）、磁気結合を用いて移送アーム４５の水平方向の変位がなされる。その際、電動の部品が移送チャンバ４０，５０の外側に収容される。外部の回転駆動部に磁気的に結合した移送アーム４５により、駆動機構を真空環境にさらす必要がない。

移送チャンバ４０が真空引きされると、移送チャンバ４０を加熱チャンバ１０に結合するバルブ４１（図１参照）が開放され、回転駆動部が作動することによって基板支持部材１１０が加熱チャンバ１０の中に延びる。

取り出し動作では、移送チャンバ５０の取り出し時に事象の逆の手順が生じる。特に、移送アーム４５が加熱チャンバ１０から基板支持部材１１０を取り出して移送チャンバ５０の中に格納する。そして、移送チャンバ５０を大気に通気できるか又はソーク（ｓｏａｋ）法を採用できる。そして、ドア４４を開けて基板支持部材１１０を取り出すことができる。

追加のヒータ（図示せず）を移送チャンバ４０の中に設けて、加熱チャンバ１０の中への導入に先立って基板を載せた基板支持部材１１０を予熱してもよい。好適には、基板支持部材１１０が放射加熱される。この予熱は、移送チャンバ４０に配置された加熱ランプ、コイル、又は他の発熱体によって行ってもよい。

図１に戻ってこれを参照すると、装置２の原料チャンバ３０が、例えば、蒸発源８０ａ，８０ｂ及び８０ｃといった１又はそれ以上の蒸発源を有している。蒸発源８０ａ，８０ｂ及び８０ｃは、原料を充填する、るつぼ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，ボート等を有してよい。一例として、イットリウム（Ｙ）をるつぼ８１ａにセットし、銅（Ｃｕ）をるつぼ８１ｂにセットする。原料をるつぼ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ又はこれに似た構造体の中にセットして蒸発温度に加熱する。例えば、電子銃アッセンブリ等を使用して原料を加熱してもよい。さらなる一例として、ＹＢＣＯ薄膜のケースでは原料がバリウム（Ｂａ）を有する。電子ビーム、クヌーセンセル（Ｋｎｕｄｓｅｎ ｃｅｌｌ）、抵抗ボート、スパッタリング、レーザー切断等を含むがこれらに限定されない方法を用いて、蒸発源８０（例えば、８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）を蒸発させてもよいことに留意されたい。

以下は、反応性同時蒸着を用いてＹＢＣＯ又は他の酸化物薄膜を蒸着するのに使用するプロセスの説明である。

初めに、まず加熱チャンバ１０を通気させ、加熱チャンバのドア１０（ａ）を開け、水晶振動子を交換し、加熱チャンバのドア１０（ａ）を閉め、そして真空状態に加熱チャンバ１０を真空引きすることによって、加熱チャンバ１０の中のフラックス全体を監視するために使用する水晶振動子を交換する。

次に、モニタチャンバ６０の中の蒸着モニタ６４（例えば、ＱＣＭ）を交換する。これは、モニタチャンバ６０を通気し、前面６２を開け、蒸着モニタ６４を交換し、前面６２を閉じ、真空状態に蒸着モニタ６４を真空引きすることによって行われる。

必要に応じて、原料をるつぼ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ（又は他の原料ホルダ）の中に装填する。このような手順において、原料チャンバ３０を大気に通気して開放する。追加及び／又は交換原料を１又はそれ以上のるつぼ８１ａ，８１ｂ，８１ｃの中に装填する。そして、原料チャンバ３０を閉じて真空に引く。

基板支持部材１１０の上に１又はそれ以上の基板１１６を初めに装填することによって基板１１６が装置２に装填される。移送チャンバ４０が大気に通気されドア４４が開けられる。そして、装填された基板支持部材１１０が移送アーム４５のタイン（ｔｉｎｅｓ）４７の上に設置される。そして、ドア４４が閉じられて移送チャンバ４０が真空引きされる。移送チャンバ４０と加熱チャンバ１０との間のバルブ４１を開けて、加熱チャンバ１０に近付けることができるようにする。さらに、ポケットヒータ１００の加熱キャップ部１０２をアクチュエータ１０３によって上昇させる。そして、基板支持部材１１０を収容する移送アーム４５を加熱チャンバ１０の中に延ばす。

基板支持部材１１０をポケットヒータ１００の加熱キャップ部１０２の下方に中央に設置すると、スピンドル１１２がｚ方向に上昇して基板支持部材１１０に係合する。基板支持部材１１０が上昇したスピンドル１１２によって移送アーム４５のタイン４７から持ち上げられる。そして、移送アーム４５が移送チャンバ４０の中に引き戻される。バルブ４１を閉じてスピンドル１１２が所望の高さに下降し基板支持部材１１０と下部加熱プレーと１０４との間に隙間を形成する。

次に、ポケットヒータ１００の上部加熱ゾーン１０１ｂ，１０１ｃがアクチュエータ１０３を用いて所定の位置に下降する。そして、基板支持部材１１０の回転が開始する。基板支持部材１１０が所望の隙間を形成するまで下部加熱プレート１０４に向けて下降する。反応ポケットへの酸素の流れが開始し、流量及び隙間（すなわち、基板支持部材１１０と下部加熱プレート１０４との間の距離）が調整されてポケットの中に所望の酸素圧を与える。所望の温度に加熱コイル１００を昇温するよう加熱コイルに通電する。そして原料が蒸発する。この時点で、加熱チャンバ１０と原料チャンバ３０との間の仕切り弁３６が開く。基板支持部材１１０と原料チャンバ３０との間にシャッタが挟み込まれ、基板１１６への蒸着を防ぐ。また、原料と仕切り弁３６との間に挟まれて原料チャンバの中に設けられた第２のシャッタが開けられる。モニタチャンバ６０のスリットバルブ６６が開けられて、蒸着モニタ６４によって行われる測定に基づいて原料の蒸発速度を調整する。

ポケットヒータ１００が所望の温度になると原料の所望の蒸発速度に達し、基板支持部材１１０と原料チャンバ３０との間に挟まれたシャッタが開いて回転基板１１６に蒸着できる。

所望の膜厚に達すると、上記の第１及び第２のシャッタが閉じる。２つのシャッタが閉じた後に、加熱チャンバ１０と原料チャンバ３０との間の仕切り弁３６が閉じる。そして、加熱チャンバ１０に酸素ガスを充填する。そして、ポケットヒータ１００の温度を下げる。そして、るつぼ８１ａ，８１ｂ，８１ｃを冷却する。加熱チャンバ１０（又はポケットヒータ１００）の温度が十分低くなると、ポケットヒータ１００の加熱キャップ部１０２がアクチュエータ１０３によって鉛直方向に上昇する。可動スピンドル１１２を用いて基板支持部材１１０が下部加熱プレート１０４から上昇する。

下部加熱プレート１０４から上昇する基板支持部材１１０とともに、移送チャンバ（装填せず）５０の圧力が均等化回路を用いて加熱チャンバ１０の圧力と等しくなる。バルブ４１を開けて移送アーム４５を加熱チャンバ１０の中に延ばす。そして、基板支持部材１１０がカム装置１３０を用いて移送アーム４５のタイン４７に下降する。そして、移送アーム３５（及び基板支持部材１１０）を移送チャンバ５０の中に引き戻してバルブ４１を閉じる。基板支持部材１１０が冷えると、移送チャンバ５０を大気に通気する。ドア４４を開けて、ＨＴＳ薄膜を積層した基板１１６を収容する基板支持部材１１０を取り外すことができる。

本発明に係る好適な態様では、上記の装置２及びプロセスが、コンピュータ２００にロードされるソフトウェアを有する図３４に示すようなコンピュータ２００（すなわち、マイクロプロセッサ）によって実施され、コンピュータ２００が蒸着プロセスを制御及び監視できる。コンピュータ２００は、ポンプ、ヒータ、バルブ、移送アーム、アクチュエータ、モータ、カム装置、フラックス源等を有利に制御する。さらに、コンピュータ２００は装置２から例えば、装置の様々なチャンバの中の温度及び圧力といったデータを取得できる。また、コンピュータ２００は蒸着モニタ６４からデータを取得して、特定の稼働の際に蒸着プロセスを監視できる。好適には、ソフトウェアを使い易くするグラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）を用いてソフトウェアを実行する。

本発明は、様々な改良や代替的な形式を行い易いが、特定の実施例を図面に示し、本書で詳細に説明している。しかしながら、本発明は開示された特定の形式又は方法に限定されるものではなく、それとは反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に収まる全ての改良されたもの、相当するもの、代替的なものに及ぶことに留意されたい。

図１は、本発明の好適な態様に係る反応性同時蒸着によって高スループットの酸化物薄膜の蒸着に使用する装置の斜視図を示す。 図２Ａは、スピンドル上で重力によって保持される基板支持部材を示す。 図２Ｂは、図２Ａに示す基板支持部材の下面を示す。 図３Ａは、スピンドル上で重力によって保持される基板支持部材を示す。 図３Ｂは、図３Ａに示す基板支持部材の下面を示す。 図４Ａは、基板支持部材ホルダを介して円周方向に保持される基板支持部材を示す。 図４Ｂは、基板支持部材ホルダ及びスピンドルを示す。 図５Ａは、モータ駆動するスピンドルが蒸着チャンバの外部（上部）に設置された蒸着チャンバを示す。 図５Ｂは、モータ駆動するスピンドルが蒸着チャンバの外部（下部）に設置された蒸着チャンバを示す。 図６Ａは、カプラを介してスピンドルに結合されたモータを示す。 図６Ｂは、ギヤを介してスピンドルに結合されたモータを示す。 図６Ｃは、ベルトを介してスピンドルに結合されたモータを示す。 図７Ａは、基板支持部材を受容するためのスロットを有する発熱体の平面図を示す。スロットの幅を角度αで表す。 図７Ｂは、基板支持部材を受容するためのスロットを有する発熱体の平面図を示す。スロットの幅を角度βで表す。 図８Ａは、スピンドルが通る発熱体を示す。 図８Ｂは、スピンドルが部分的に通る発熱体を示す。 図９は、下部加熱プレート（例えば、ゾーン）と上部加熱プレート（例えば、ゾーン）との間に挟まれた基板支持部材を示す。 図１０Ａは、分離可能な発熱体の一実施例を示す。 図１０Ｂは、分離可能な発熱体の別の実施例を示す。 図１０Ｃは、分離可能な発熱体の別の実施例を示す。 図１０Ｄは、分離可能な発熱体の別の実施例を示す。 図１０Ｅは、分離可能な発熱体の別の実施例を示す。 図１１は、下部加熱プレートに対して移動可能な発熱体の実施例を示す。 図１２は、固定された発熱体に対して移動可能な下部加熱プレートの実施例を示す。 図１３は、互いに移動可能な基板支持部材及び下部加熱プレートを示す。 図１４は、図１に示す装置の加熱チャンバの中で使用するポケットヒータの部分分解図を示す。 図１５は、ポケットヒータの下部プレートヒータ部の平面図を示す。酸素ポケット及び原料チャンバを通る窓を示す。 図１６Ａは、図１に示す装置の加熱チャンバの中で使用するポケットヒータの代替的な実施例の側面図を示す。 図１６Ｂは、図１６Ａに示すポケットヒータの下部斜視図を示す。 図１７Ａは、基板支持部材を保持する鉛直に向いたスピンドルを示しており、スピンドルが蒸着チャンバの上部を貫通する。 図１７Ｂは、基板支持部材を保持する鉛直に向いたスピンドルを示しており、スピンドルが蒸着チャンバの下部を貫通する。 図１８は、ｚ調整アッセンブリの実施例を示しており、モータ及びスピンドルが単一のユニットとして移動可能である。 図１９Ａは、ｚ調整装置の正面図を示しており、モータのシャフトがスピンドルにカプラを介して結合されている。 図１９Ｂは、図１９Ａのｚ調整装置の側面図を示す。 図１９Ｃは、ｚ調整装置の正面図を示しており、モータのシャフトがベルトを介してスピンドルに結合されている。 図２０Ａは、水平方向のフィードスルー及び楕円形のカムを使用するｚ調整装置の正面図を示す。 図２０Ｂは、図２０Ａのｚ調整装置の側面図を示す。 図２１Ａは、シザージャッキ装置を駆動させて鉛直に向いた支持プレートを上下させる水平方向に向いた回転フィードスルーを使用するｚ調整装置の正面図を示す。 図２１Ｂは、図２１Ａのｚ調整装置の側面図を示す。 図２２は、ジャッキねじを駆動させる鉛直に向いた回転フィードスルーを使用するｚ調整装置を示す。 図２３は、水平方向のフィードスルー及びカムを使用して鉛直に向いた支持プレートを上下させる使用するｚ調整装置を示す。 図２４は、鉛直な支持プレート上に設置されたスピンドルシャフト及びモータアッセンブリを示す。 図２５は、下部プレートヒータの上部に装填された基板を収容する支持プレート部材を示す。 図２６は、鉛直な支持プレートに設置されたスピンドルシャフト及びモータアッセンブリを示す。 図２７は、図２６に示すスピンドルシャフト及びモータアセンブリを上下させるのに使用するカム装置を示す。 図２８Ａは、１又はそれ以上のＱＣＭｓを貯蔵するのに使用する装填ロックチャンバの一態様を示す。 図２８Ｂは、１又はそれ以上のＱＣＭｓを貯蔵するのに使用する装填ロックチャンバの別の態様を示す。 図２９は、中に設置された３つのＱＣＭｓを有する装填ロックチャンバを示す。 図３０は、チャンバの下面が蒸着チャンバへのアクセスを与えるための穴を有する装填ロックチャンバの別の態様を示す。 図３１Ａは、装填ロックチャンバの別の態様を示す。装填ロックチャンバへのバルブが蒸着チャンバの中に設置されている。 図３１Ｂは、装填ロックチャンバの別の態様を示す。バルブが装填ロックチャンバの下面に設置されており、開いたときに蒸着チャンバへのアクセスを与える。 図３１Ｃは、図３１Ｂに示す装填ロックチャンバの平面図を示す。 図３２は、原料チャンバに収容される原料の蒸発を監視するのに使用する蒸着モニタを示す開放形態におけるモニタチャンバの斜視図である。 図３３Ａは、本発明の好適な態様に係る基板支持部材及び基板を示す。 図３３Ｂは、図１に示す装置の加熱チャンバの中への基板支持部材の装填に使用する移送チャンバを示す。 図３４は、図１に示す装置からデータを取得するとともにこれを制御するために使用するコンピュータを示す。

Claims (43)

1. 基板支持部材に収容される基板上に薄膜を成長させるためのヒータであって、
   複数の発熱体を具え、
   前記基板を収容する前記基板支持部材が前記複数の発熱体によって少なくとも部分的に囲まれており、
   前記複数の発熱体のうちの少なくとも２が、前記基板支持部材に外部から近づくよう互いに移動可能であることを特徴とするヒータ。
2. 前記ヒータが、上部発熱体と、側部発熱体と、下部発熱体と、を具えることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
3. 前記複数の発熱体のうちの１が固定式の発熱体に対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
4. 前記下部発熱体がその一部に開口窓を有することを特徴とする請求項３に記載のヒータ。
5. 前記下部発熱体が固定式であり、前記上部発熱体及び前記側部発熱体が前記下部発熱体に対して移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のヒータ。
6. 前記上部発熱体及び前記側部発熱体が固定式であり、前記下部発熱体が前記上部及び側部発熱体に対して移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のヒータ。
7. 前記複数の発熱体のうちの少なくとも２がヒンジを介して結合されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
8. 前記基板支持部材を鉛直方向に向いたスピンドル上で支持可能であることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
9. 前記基板支持部材が前記スピンドル上で重力保持されることを特徴とする請求項８に記載のヒータ。
10. 前記スピンドルが回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
11. 前記基板支持部材が鉛直方向に移動可能であることを特徴とする請求項９に記載のヒータ。
12. 基板上に薄膜を成長させるためのヒータであって、
    側壁を周囲に有する上部プレートを具え、前記上部プレート及び前記側壁がそれぞれその中に設けられた発熱体を有する加熱キャップと、
    上面及び下面を有する下部加熱プレートと、を具えており、
    前記下部加熱プレートの一部が、前記下部加熱プレートの前記上面から前記下面にわたって前記下部加熱プレートに設けられた窓と、前記下部加熱プレートの前記上面の一部に形成された凹んだポケットと、を有しており、
    前記加熱キャップ及び下部加熱プレートが、前記下部加熱プレートの上面に対して垂直な方向に互いに移動可能であることを特徴とするヒータ。
13. 前記下部加熱プレートが固定式であり、前記加熱キャップが前記下部加熱プレートに対して移動可能であることを特徴とする請求項１２に記載のヒータ。
14. 前記加熱キャップが固定式であり、前記下部加熱プレートが前記加熱キャップに対して移動可能であることを特徴とする請求項１２に記載のヒータ。
15. さらに、前記下部加熱プレートに対して前記加熱キャップを移動させるためのアクチュエータを具えることを特徴とする請求項１２に記載のヒータ。
16. 基板上に薄膜を成長させるためのヒータであって、
    側壁を周囲に有する上部部材を具え、前記上部部材及び前記側壁がそれぞれそれに設けられた発熱体を有する上部加熱ゾーンと、
    発熱体が設けられた下部加熱ゾーンと、
    上面及び下面を有する酸素ポケット部材と、を具えており、
    前記酸素ポケット部材の一部が、前記上面から前記下面にわたって前記酸素ポケット部材に設けられた窓と、前記酸素ポケット部材の前記上面の一部に形成された凹んだポケットと、を有しており、
    前記酸素ポケット部材が、前記上部加熱ゾーン及び前記下部加熱ゾーンの少なくとも一方によって、少なくとも部分的に囲まれており、
    前記上部加熱ゾーンが前記酸素ポケット部材の上面に対して垂直な方向に移動可能であることを特徴とするヒータ。
17. ヒータに対して基板支持部材を取り出し及び装填するための方法であって、
    複数の発熱体を有するヒータであって、前記基板支持部材が前記複数の発熱体によって少なくとも部分的に囲まれており、前記複数の発熱体のうちの少なくとも２が前記基板支持部材に外部から近づくよう互いに移動可能であるヒータを用意するステップと、
    取り出し位置に前記複数の発熱体を移動させるステップと、
    前記ヒータから前記基板支持部材を取り出すステップと、
    前記ヒータの中に別の基板支持部材を挿入するステップと、
    装填位置に前記複数の発熱体を移動させるステップと、
    を具えることを特徴とする方法。
18. 前記ヒータが真空チャンバの中に設置されていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. さらに、前記基板支持部材に配置された基板上に薄膜を蒸着するステップを具えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記基板支持部材の取り出し及び挿入が真空状態下で行われることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
21. 前記複数の発熱体のうちの少なくとも２が鉛直方向に互いに移動可能であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
22. 基板上に薄膜を蒸着するための方法であって、
    複数の発熱体を中に収容する加熱チャンバを用意するステップと、
    伸長可能な装填移送アームを収容する装填移送チャンバであって、バルブによって前記加熱チャンバに結合された装填移送チャンバを用意するステップと、
    原料を収容する原料チャンバを用意するステップと、
    前記装填移送チャンバの中の前記伸長可能な移送アームの上に少なくとも１の基板を収容する基板支持部材を載置するステップと、
    前記装填移送チャンバに結合された真空ポンプを用いて前記装填移送チャンバの中を真空状態にするステップと、
    前記加熱チャンバと前記装填移送チャンバとの間のバルブを開放するステップと、
    前記基板支持部材が前記複数の発熱体によって少なくとも部分的に囲まれるように、前記少なくとも１の基板を収容する前記基板支持部材を前記加熱チャンバの中に延ばすステップと、
    前記伸長可能な移送アームから少なくとも１の基板を収容する前記基板支持部材を取り外すステップと、
    前記装填移送チャンバの中に前記伸長可能な移送アームを格納するステップと、
    前記少なくとも１の基板上に原料を蒸着するように前記原料を蒸発させるステップと、
    を具えることを特徴とする方法。
23. さらに、伸長可能な移送アームを収容する取り出し移送チャンバであって、バルブによって前記加熱チャンバに結合された取り出し移送チャンバを用意するステップと、
    前記ヒータの中の前記基板支持部材を移動させるステップと、
    前記伸長可能な移送アームを前記ヒータの中の前記基板支持部材の下方に延ばすステップと、
    前記伸長可能な移送アームの上に前記基板支持部材を移動させるステップと、
    前記取り出し移送チャンバの中に前記基板支持部材を格納するステップと、
    を具えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記薄膜が少なくとも１の希土類元素を具えることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. ポケットヒータに対して基板支持部材を装填及び取り出しするための方法であって、
    円形の上部及びその周囲に円筒形の側壁を有する加熱キャップを有するポケットヒータを用意するステップと、
    上面及び下面を有する下部加熱プレートであって、前記下部加熱プレートの一部が前記下部加熱プレートの前記上面から前記下面にわたって前記下部加熱プレートに設けられた窓と、前記下部加熱プレートの上面の一部に形成された凹んだポケットとを有する下部加熱プレートを用意するステップと、
    複数の基板を保持するための第１の回転可能な基板支持部材であって、前記下部加熱プレートと前記加熱キャップとの間に挟まれる第１の回転可能な基板支持部材を用意するステップと、
    前記下部加熱プレートの上面に対して垂直な方向に前記第１の回転可能な基板支持部材から離れて設けられた取り出し位置に前記加熱キャップを移動させるステップと、
    前記ポケットヒータから前記第１の回転可能な基板支持部材を取り出すステップと、
    前記加熱キャップと前記下部加熱プレートとの間に挟まれるように前記ポケットヒータの中に第２の回転可能な基板支持部材を挿入するステップと、
    前記第２の回転可能なプラテンの近くに設けられた装填位置に前記加熱キャップを移動させるステップと、
    を具えることを特徴とする方法。
26. 真空状態で基板支持部材を回転させるためのモータアッセンブリであって、
    ドライブシャフトを有するモータと、
    前記ドライブシャフトが密閉した圧力容器の内部空間から前記密閉した圧力容器の外部に延びるように、前記モータが前記密閉した圧力容器の内部空間の中に完全に配置された密閉した圧力容器と、
    前記密閉した圧力容器の内部空間と連通する圧力管路と、
    前記圧力管路に結合された与圧ガス源と、を具えており、
    前記密閉した圧力容器が真空環境に設置されていることを特徴とするモータアッセンブリ。
27. さらに、前記モータの前記ドライブシャフトと前記基板支持部材を支持するスピンドルシャフトとの間で結合されたベルトを具えることを特徴とする請求項２６に記載のモータアッセンブリ。
28. さらに、密閉された圧力容器に結合された管路を有することを特徴とする請求項２６に記載のモータアッセンブリ。
29. 反応性同時蒸着を実施するための装置であって、
    ヒータを収容する加熱チャンバと、
    バルブを介して前記加熱チャンバに結合され、原料ホルダを収容する原料チャンバと、
    バルブを介して前記加熱チャンバに結合され、伸長可能な移送アームを収容する移送チャンバと、を具えており、
    前記伸長可能な移送アームが前記バルブを介して前記加熱チャンバに出入りするよう移動可能であり、
    前記加熱チャンバ、前記原料チャンバ、及び前記移送チャンバが、真空源に結合されていることを特徴とする装置。
30. 前記原料が少なくとも１の希土類元素を具えることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
31. さらに、少なくとも１の蒸着モニタを収容するモニタチャンバを具えており、
    前記モニタチャンバが、バルブを介して前記加熱チャンバに結合された前記少なくとも１の蒸着モニタを収容していることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
32. 前記加熱チャンバ、前記原料チャンバ、前記移送チャンバが、それぞれ別々の真空源に結合されていることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
33. さらに、伸長可能な移送アームを収容する第２の移送チャンバを具えており、
    前記第２の移送チャンバが前記バルブを介して前記加熱チャンバに結合され、
    前記伸長可能な移送アームが前記バルブを介して前記加熱チャンバに出入りするよう移動可能であることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
34. 前記第１及び第２の移送チャンバの前記伸長可能な移送アームのうちの一方が、投入移送アームを具えており、前記第１及び第２の移送チャンバの前記伸長可能な移送アームのうちの他方が、取り出し移送アームを具えていることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
35. 前記少なくとも１の蒸着モニタが水晶振動子モニタを具えていることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
36. 基板支持部材に収容される基板上に薄膜を成長させるための装置であって、
    複数の発熱体を有するヒータであって、前記基板支持部材が前記複数の発熱体によって少なくとも部分的に囲まれるヒータと、
    前記発熱体のうちの１つの穴を通って突出する回転可能なスピンドルを具えるｚ調整アッセンブリと、を具えており、
    前記回転可能なスピンドルが、前記基板支持部材に選択的に係合するようｚ方向に移動可能であることを特徴とする装置。
37. 前記ｚ調整アッセンブリが、
    前記スピンドルに機械的に結合されたモータと、
    ローラと、
    前記ローラに係合する傾斜カムと、を具えており、
    前記傾斜カムの水平方向の移動により、前記回転可能なスピンドル、前記モータ、及び前記ローラを前記ｚ方向に移動させることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
38. 前記傾斜カムが少なくとも２の傾斜面を有することを特徴とする請求項３７に記載の装置。
39. 反応性同時蒸着を実施するための装置であって、
    ヒータを収容する加熱チャンバと、
    バルブを介して前記加熱チャンバに結合され、原料を収容する原料チャンバと、
    バルブを介して前記ヒータを収容する前記加熱チャンバに結合され、少なくとも１の蒸着モニタを収容するモニタチャンバと、
    を具えることを特徴とする装置。
40. 前記少なくとも１の蒸着モニタが水晶振動子モニタを具えることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
41. 前記少なくとも１の蒸着モニタを収容するモニタチャンバが、前記加熱チャンバに結合された真空源とは別の真空源に結合されていることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
42. 蒸着チャンバと、
    バルブを介して前記蒸着チャンバに結合され真空源に接続されたモニタチャンバと、
    前記蒸着チャンバと前記モニタチャンバとの間で移動可能な少なくとも１の蒸着モニタと、
    を具えることを特徴とする装置。
43. 蒸着チャンバと、
    バルブを介して前記蒸着チャンバに結合されたモニタチャンバであって、前記モニタチャンバが第１の真空源に接続され、前記蒸着チャンバが第２の真空源に接続されたモニタチャンバと、
    前記モニタチャンバに収容される少なくとも１の蒸着モニタと、
    前記蒸着チャンバと前記モニタチャンバの内部とを隔離するバルブと、
    を具えていることを特徴とする装置。

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