JP6707559B2 - 被覆された基板の製造方法 - Google Patents
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Description
基板を、プラズマ装置に対して移動装置によって曲線に沿って移動させるステップ、
被覆材料を、基板表面上の被覆領域において、基板表面上にある軌道に沿ってプラズマ装置によって堆積させるステップ、
を含む本発明による方法において、
a)前記軌道の少なくとも一部における堆積された被覆材料の層厚の実測値を、基板の移動方向で計測するステップ、
b)前記実測値を、前記軌道の少なくとも一部における層厚の目標値と比較するステップ、
c)単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を、基板の位置に依存して、堆積された被覆材料の層厚の実測値と目標値との偏差が予め決められた差よりも小さくなるように変更するためのプラズマ装置のパラメータを導き出すステップ、そして
d)項目c)による単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置のパラメータを調整するステップ、
e)被覆材料を、プラズマ装置によって項目d)において調整されたパラメータを用いて堆積させるステップ
を含む前記方法。
制御モジュールの記憶モジュールによって少なくとも1つの選択可能なプロセスプロファイルを準備するステップ、
準備されたプロセスプロファイルを制御モジュールの入力ユニットによって選択して、選択されたプロセスプロファイルを、制御モジュールに作動設定として割り当てるステップ、
移動手段を制御し、制御された移動手段によって、作動設定として割り当てられて保存されたプロセスプロファイルに基づいて表面の輪郭に沿って、プラズマ源または基板を基板表面に対して移動させるステップ、
基板表面上の輪郭の少なくとも1つの測定点で装置の測定センサによって測定パラメータを検知するステップ、
センサによって計測された材料特徴パラメータを、制御モジュールによって、予め定義された表面分類に基づいて定量化するステップであって、ここで、それぞれ1つの表面分類には、予め定義された材料特徴パラメータ範囲が割り当てられており、相応の表面分類の相応の定量化は、前記材料特徴パラメータに基づいて材料特徴パラメータ範囲をトリガすることによって行われるステップ、
制御モジュールの計算モジュールによって、前記表面分類と、該表面分類およびプラズマ源制御信号の間の相関を特徴付けるプロセスプロファイルのプラズマ源パラメータプロファイルとに基づいて、プラズマ源制御信号を生成させるステップ、
前記表面分類およびプロセスプロファイルのプラズマ源パラメータプロファイルに相応するプラズマ源制御信号によってプラズマ源を制御して、被覆材料を、基板表面上の被覆領域において、基板表面上にある軌道に沿ってプラズマ装置によって堆積させるステップ
が想定される。
a1)前記軌道の少なくとも一部における堆積された被覆材料の層厚の実測値を、基板の移動方向で層厚測定装置によって計測するステップ、
b1)前記実測値と、既定装置によって提供される前記軌道の少なくとも一部における層厚の目標値とを、比較装置によって比較するステップ、
c1)制御モジュールの計算モジュールによって、単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を、基板の位置に依存して、堆積された被覆材料の層厚の実測値と目標値との偏差が予め決められた差よりも小さくなるように変更するためのプラズマ装置のパラメータを導き出すステップ、ならびに
d1)制御モジュールの調整モジュールによって、項目c1)による単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置のパラメータを調整するステップ、
e1)被覆材料を、プラズマ装置によって項目d)において調整されたパラメータを用いて堆積させるステップ、
のために設計および調整されている制御モジュールを特徴としている。
Claims (23)
- 交流で作動されるプラズマ装置(31,150)を備える真空チャンバ(170)中で、元素のケイ素、アルミニウム、マグネシウム、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、チタン、スカンジウムの少なくとも1つおよび/またはそれらの酸化物もしくは窒化物を含む群から選択される誘電性被覆材料から作製されたプラズマ被覆表面(11,101)を有する基板を製造する方法であって、
移動装置(20,160)により、プラズマ装置(31,150)に対して曲線に沿って基板を移動させるステップ、
基板(10,100)表面(11,101)上の被覆領域において、基板(10,100)表面(11,101)上にある軌道(105)に沿ってプラズマ装置(31,150)により被覆材料を堆積させるステップ、
を含み、以下のステップ
a)前記軌道(105)の少なくとも一部で堆積された被覆材料の層厚の実測値を、基板(10,100)の移動方向で計測するステップ、
b)前記実測値を、前記軌道(105)の少なくとも一部における層厚の目標値と比較するステップ、
c)基板(10,100)の位置に依存して、堆積された被覆材料の層厚の実測値と目標値との偏差が予め決められた差よりも小さくなるように、単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置(31,150)のパラメータを導き出すステップ、
d)項目c)による単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置(31,150)のパラメータを調整するステップ、
e)被覆材料を、プラズマ装置(31,150)によって項目d)において調整されたパラメータを用いて堆積させるステップ
を有する前記方法において、
項目d)により調整されるパラメータにはプラズマ装置(31,150)の電力が含まれ、ここで、一定の電力で予想される層厚分布からの偏差を補償するために、電力は、予め決められたスパッタリング電力のプロファイルに相応して調節されることを特徴とする方法。 - 多数の同種の基板(10,100)が同等の位置で移動装置(20,160)によって移動され、かつ基板(10,100)表面(11,101)上の被覆領域における被覆材料の堆積が、基板(10,100)表面(11,101)上にある軌道(105)に沿ってプラズマ装置(31,150)によって行われ、ここで、第一の基板(10,100)について導き出されたパラメータは、その他の多数の基板(10,100)上での被覆材料の堆積のためにも、プラズマ装置(31,150)の調整されたパラメータで行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 電力は、電力の三角形プロファイル、矩形プロファイル、正弦プロファイル、Sin2プロファイル、またはパルス型プロファイルに相応して調節されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- プラズマ装置(31,150)のガス供給のパラメータおよび/またはプラズマ装置(31,150)のプラズマ放射のパラメータがさらに調整されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 基板(10,100)を、項目a)による真空チャンバ(170)から取り出すことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- 実測値を、項目a)による真空チャンバ(170)におけるその場での測定によって計測することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 実測値を、項目a)による真空チャンバの外側で、取り出して測定することによって計測することを特徴とする、請求項5または6に記載の方法。
- 電流、電圧、および/またはプラズマインピーダンスのパラメータがさらに調整されることを特徴とする、請求項4から7までのいずれか1項に記載の方法。
- プラズマ装置(31,150)中、またはプラズマ装置(31,150)と基板(10,100)との間の空間中への作業ガス流および/または反応性ガス流のパラメータがさらに調整されることを特徴とする、請求項4から8までのいずれか1項に記載の方法。
- プラズマ装置(31,150)は、1つ以上のスパッタターゲットを有するスパッタ源(31)として構成されているか、またはそのようなスパッタ源(31)を備え、かつ堆積はスパッタリングとして行われることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
- 堆積は、ターゲットを有していないプラズマ源(32)として構成されているか、またはそのようなプラズマ源(32)を備えるプラズマ装置(31,150)によって行われることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法。
- 基板(10,100)を線形曲線に沿って移動させ、かつ/または基板(10,100)を非線形曲線に沿って移動させることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
- 曲線は、円形または円弧として形成されていることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- プラズマ装置(31,150)に対して等距離で延びる曲線に沿って移動させることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項に記載の方法。
- プラズマ装置(31,150)に対して不等距離で延びる曲線に沿って移動させ、請求項1のb)の後に、実測値と目標値との偏差が予め決められた差よりも小さくなるまで、単位時間当たりに堆積された被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置(31,150)のパラメータを導き出すことを特徴とする、請求項1から14までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記パラメータは、弦効果を除いて導き出されることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 層厚測定装置(110)によって実測値を計測し、ここで、層厚測定装置(110)は、分光光度計またはエリプソメーター、特に有利には分光エリプソメーターとして構成されていることを特徴とする、請求項1から16までのいずれか1項に記載の方法。
- ディスク形状の平坦な、または湾曲した基板(10,100)を使用することを特徴とする、請求項1から17までのいずれか1項に記載の方法。
- 最も大きい線形寸法または最も大きい直径がプラズマ装置(31,150)の被覆ウィンドウよりも小さいディスク形状の基板(10,100)を使用することを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 交流で作動されるプラズマ装置(31,150)を備える被覆装置によって真空チャンバ(170)中で、誘電性被覆材料から作製されたプラズマ被覆表面(11,101)を有する基板(10,100)を製造する方法であって、
a)制御モジュール(140)の記憶モジュールによって少なくとも1つの選択可能なプロセスプロファイルを準備するステップ、
b)準備されたプロセスプロファイルを制御モジュール(140)の入力ユニットによって選択し、選択されたプロセスプロファイルを、制御モジュール(140)に作動設定として割り当てるステップ、
c)移動手段を制御し、制御された移動手段によって、作動設定として割り当てられて保存されたプロセスプロファイルに基づいて表面(11,101)の輪郭に沿って基板(10,100)表面(11,101)に対してプラズマ源(32)または基板(10,100)を移動させるステップ、
d)基板(10,100)表面(11,101)上の輪郭の少なくとも1つの測定点で装置の測定センサによって測定パラメータを検知するステップ、
e)センサ(200)によって計測された材料特徴パラメータを、制御モジュール(140)によって、予め定義された表面分類に基づいて定量化するステップであって、ここで、それぞれ1つの表面分類には、予め定義された材料特徴パラメータ範囲が割り当てられており、相応の表面分類の相応の定量化は、前記材料特徴パラメータに基づいて材料特徴パラメータ範囲をトリガすることによって行われるステップ、
f)制御モジュール(140)の計算モジュール(141)によって、前記表面分類と、該表面分類およびプラズマ源制御信号の間の相関を特徴付けるプロセスプロファイルのプラズマ源パラメータプロファイルとに基づいて、プラズマ源制御信号を生成させるステップ、
g)前記表面分類およびプロセスプロファイルのプラズマ源パラメータプロファイルに相応するプラズマ源制御信号によってプラズマ源(32)を制御し、基板(10,100)表面(11,101)上の被覆領域において、基板(10,100)表面(11,101)上にある軌道(105)に沿ってプラズマ装置(31,150)によって被覆材料を堆積させるステップ、
を含む前記方法において、
プラズマ源プロファイルにはプラズマ装置(31,150)の電力が含まれ、ここで、一定の電力で予想される層厚分布からの偏差を補償するために、電力は、予め決められたスパッタリング電力のプロファイルに相応して調節されることを特徴とする方法。 - 電力の三角形プロファイル、矩形プロファイル、正弦プロファイル、Sin2プロファイル、またはパルス型プロファイルに相応して調節されることを特徴とする、請求項20に記載の方法。
- 交流で作動されるプラズマ装置(31,32,150,180)を備える真空チャンバ(170)中で、元素のケイ素、アルミニウム、マグネシウム、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、チタン、スカンジウムの少なくとも1つおよび/またはそれらの酸化物もしくは窒化物を含む群から選択される誘電性被覆材料から作製されたプラズマ被覆表面(11,101)を有する基板(10,100)を製造するための装置であって、プラズマ装置(31,32,150,180)に対して曲線に沿って基板(10,100)を移動させるための移動装置(160)を備え、前記プラズマ装置(31,32,150,180)によって、基板(10,100)表面(11,101)上の被覆領域における基板(10,100)表面(11,101)上にある軌道(105)に沿った被覆材料の堆積が行われ、以下のステップ、
a1)基板(10,100)の移動方向で層厚測定装置(110)によって、前記軌道(105)の少なくとも一部で堆積された被覆材料の層厚の実測値を計測するステップ、
b1)前記実測値と、既定装置(120)によって提供される前記軌道(105)の少なくとも一部における層厚の目標値とを、比較装置(130)によって比較するステップ、
c1)制御モジュール(140)の計算モジュール(141)によって、基板(10,100)の位置に依存して、堆積された被覆材料の層厚の実測値と目標値との偏差が予め決められた差よりも小さくなるように、単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置(31,32,150,180)のパラメータを導き出すステップ、ならびに
d1)制御モジュール(140)の調整モジュール(142)によって、項目c1)による単位時間当たりに堆積される被覆材料の量を変更するためのプラズマ装置(31,32,150,180)のパラメータを調整するステップ、
e1)プラズマ装置(31,32,150,180)によって項目d1)において調整されたパラメータを用いて被覆材料を堆積させるステップ
のために設計および調整されている制御モジュール(140)
を備える前記装置において、
項目d1)により調整されるパラメータにはプラズマ装置(31,150)の電力が含まれており、ここで、一定の電力で予想される層厚分布からの偏差を補償するために、電力は、予め決められたスパッタリング電力のプロファイルに相応して調節されていることを特徴とする装置。 - 電力は、三角形プロファイル、矩形プロファイル、正弦プロファイル、Sin2プロファイル、またはパルス型プロファイルに相応して調節されていることを特徴とする、請求項22に記載の装置。
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