DE4092221C2

DE4092221C2 - Vakuumverarbeitungsapparatur und Vakuumverarbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE4092221C2
Application number: DE4092221A
Authority: DE
Inventors: Akira Okamoto; Shigeru Kobayashi; Hideaki Shimamura; Susumu Tsuzuku; Eisuke Nishitani; Satosi Kisimoto; Yuji Yoneoka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2010-12-11
Also published as: DE4092221T1; WO1991009148A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumverarbeitungsapparatur zum Durchführen verschiedener Prozesse an einem Substrat in einem Vakuum, und eine Aufdampfapparatur und ein Aufdampfverfahren, welche beide die Vakuumverarbeitungsapparatur verwenden, und insbesondere auf eine Vakuumverarbeitungsapparatur, die sich eignet zur Verwendung im Herstellungsvorgang von Halbleiterbauteilen, und eine Aufdampfapparatur und ein Aufdampfverfahren unter Verwendung der Vakuumverarbeitungsapparatur.

In einer für die Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendeten Prozeßausstattung ist eine genaue Steuerung der Prozeßtemperatur wichtig, um gut gesteuerte Reaktionen und/oder Filmwachstum zu erreichen. Stellvertretend für eine Art der Prozeßausstattung, bei welcher die Temperatur die wichtigste Einstellbedingung ist, sind die sogenannten Ofenkörper des Oxidationsofens oder dergleichen. Die Ofenkörper dieser Art sind mit einer oxidierenden Atmosphäre anstelle der atmosphärischen Luft gefüllt. Die Substitutionsatmosphäre in diesem Fall ist auf Atmosphärendruck oder höher. In dem Ofen wird z. B. eine Siliziumscheibe bzw. ein Silizium- Wafer durch Strahlung einer Heizvorrichtung erwärmt, die um eine Quarzröhre herum installiert ist, und auch durch Wärmeübertragung durch die Atmosphäre bei Umgebungsdruck in der Quarzröhre. Um spezifischer zu sein, kann, da ein Wärmeübertragungsmedium vorhanden ist, die Temperatur relativ genau mit einem Meßelement, wie einem Thermoelement, gemessen werden, welches sich in der Wärmeübertragungsatmosphäre befindet.

Ein Beispiel, bei welchem kein Wärmeübertragungsmedium verwendet wird, wobei die Temperatur dennoch gut gesteuert ist, ist die Ofentrocknungsapparatur für Photoresist, welche in dem Prozeßschritt des Auftragens eines Photoresists als die Maske in dem Ätzprozeß verwendet wird. In dieser Ofentrocknungsapparatur wird Photoresist in der Atmosphäre bei Atmosphärendruck getrocknet. Die Siliziumscheibe bzw. der Silizium-Wafer wird auf einen Wärmeblock mit einer größeren Wärmekapazität als der des Silizium-Wafers gelegt, welcher auf eine festgelegte Trocknungstemperatur erwärmt wird. Dann wird der Silizium-Wafer durch den Atmosphärendruck unter Verwendung eines Vakuumfutters mit seiner gesamten Oberfläche gegen die Seite des Wärmeblocks gepreßt. Die Temperatur des Wafers kommt ins Gleichgewicht mit der Temperatur des Wärmeblocks, so daß die Wafertemperatur durch ein Temperaturmeßelement, wie einem Thermoelement, das an dem Wärmeblock befestigt ist, genau gesteuert werden kann.

Die meisten der Halbleiterbauteil-Herstellungsprozesse verwenden gut gesteuerte Reaktionen in einer staubfreien Umgebung, und benötigen daher oft ein Verarbeiten in einem Vakuum. Bisher war es grundsätzlich schwierig, eine präzise Temperatursteuerung des Wafers in einem Vakuum bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen zu implementieren. Die Gründe sind wie folgt:

Erwärmt man den Wafer mit einer Lampenheizvorrichtung, wird der Wafer aufgrund der Abwesenheit eines Wärmeübertragungsmediums nur durch Strahlung erwärmt. Daher wird, wie es wohl bekannt ist, eine sehr kleine Wärmemenge durch die spiegelähnliche Oberfläche eines Metalls absorbiert aufgrund seines hohen Reflexionsvermögens, während eine große Wärmemenge durch einen schwarzen Körper absorbiert wird. Dementsprechend unterscheidet sich der Grad an Wärmeabsorption stark mit der Oberflächenbeschaffenheit des zu erwärmenden Wafers.

Durch Verwendung eines an einem Wafer befestigten Thermoelements wurde ein Versuch unternommen, die Temperatur des Wafers während der Verarbeitung genau zu messen. In diesem Fall wird jedoch die Wafer-Temperatur mit einem Thermoelement im Punktkontakt mit dem Wafer gemessen, und es ist schwierig, diese Kontaktbedingung des Thermoelements stabil aufrechtzuerhalten. Das Ergebnis ist eine schwache Reproduzierbarkeit der gemessenen Temperatur.

Wird ein Silizium-Wafer durch Infrarotstrahlung erwärmt, wandert aufgrund der Tatsache, daß ein Silizium-Wafer im wesentlichen durchsichtig ist, in einem weiten Bereich des Infrarotgebiets Wärme an das Thermoelement nicht nur durch Wärmeübertragung von dem Wafer, sondern das Thermoelement wird direkt durch die Lampenheizvorrichtung erwärmt. Dies macht es schwierig, die Wafer-Temperatur genau zu messen.

Es gibt auch ein Verfahren, wobei ein Wärmeübertragungsmedium mit Gewalt in ein Vakuum gebracht wird. Wie z. B. in JP-A-56-48 132 oder JP-A-58-213 434 offengelegt ist, wird ein Silizium-Wafer an einen Wärmeblock geklemmt, der sich in einem Vakuum befindet, ein Gas wird zwischen die Hinterseite des Silizium- Wafers und den Wärmeblock mit einem Druck von ungefähr 133 Pa gefüllt, wobei die Wafer-Temperatur mit der Wärmeblocktemperatur ins Gleichgewicht gebracht wird. Ebenfalls wird in diesem Fall die Wafer-Gleichgewichtstemperatur zu dem Wärmeblock durch ein Temperaturmeßelement, wie z. B. ein Thermoelement, das an dem Wärmeblock befestigt ist, gemessen.

In diesem Beispiel kann es jedoch sein, daß die Gleichförmigkeit und ihre Reproduzierbarkeit der Temperatur nicht genügend ist, weil der Wafer mit geringer Kraft an den Wärmeblock geklemmt ist, verglichen mit einem Fall, wo ein Vakuumfutter unter Atmosphärendruck verwendet ist. Der größte Nachteil dieses Erwärmungsverfahrens besteht darin, daß es aufgrund der geringen Dichte des Wärmeübertragungsmediums eine Zeit dauert, bis die Wärme von dem Wärmeblock an den Wafer geleitet wird. Selbst wenn der Wärmeblock und der Wafer schließlich thermisches Gleichgewicht erreichen, wie unter Bezugnahme auf das obige Beispiel beschrieben wurde, dauert es einige Male zehn Sekunden, und verschiedene Faktoren werden in Betracht gezogen, die die Reproduzierbarkeit der Wärmeübertragungszeit beeinträchtigen. Wenn die Klammer den Wafer nicht richtig festklemmt, erreicht die Wafer-Temperatur nicht das Gleichgewicht, und daher erhält man nie Kenntnis über die genaue Temperatur.

Wie beschrieben wurde und welche Heizeinrichtung auch immer verwendet wird, ist es notwendig, die Wafer-Temperatur ohne Kontakt mit dem Wafer im Vakuum zu messen. Als ein Verfahren dieser Art wurde ein Verfahren vorgeschlagen, welches die Strahlungsintensität von dem Wafer unter Verwendung eines Infrarotthermometers in dem Infrarotgebiet mißt.

Genauer gesagt, soll dieses Verfahren einen Wafer auf der Wärmeplattform in einer Zerstäubungsapparatur befestigen und während des Erwärmens die Wafer-Temperatur mit einem Infrarotthermometer durch ein Loch in einem gegen den Wafer gestelltes Target zu messen. Konkreter gesprochen, wird das Infrarotemissionsvermögen des Wafers bei bestimmten Temperaturen unter Verwendung eines Kalibrierungsprobenstücks im voraus gemessen und entsprechend den gemessenen Werten wird die Wafer-Temperatur während dem Zerstäuben gesteuert.

Ein Beispiel, das sich auf diese Technik bezieht, ist in JP-A-1-129 966 offenbart.

In diesem Verfahren ist jedoch das Emissionsvermögen des Wafers nicht notwendigerweise konstant, wie unten beschrieben, so daß es schwierig ist, eine genaue Temperaturmessung zu implementieren, und es gibt einige Probleme.

Um genauer zu sein, wird als ein Probenstück zur Kalibrierung ein Silizium-Wafer verwendet, auf den z. B. einige Hundert nm Aluminium aufgedampft wurden. Das mit einem Infrarotthermometer beobachtete Infrarotemissionsvermögen von der Wafer-Oberfläche unterscheidet sich je nach Anwesenheit oder Abwesenheit eines Metalls auf der Vorderseite des Wafers, wodurch es unmöglich wird, die Temperatur zu steuern, ohne das Emissionsvermögen vor und nach der Aufdampfung zu kennen.

Nachdem ein Aufdampfen des Films begonnen ist, kann keine genaue Temperaturmessung durchgeführt werden, bis ein Film bis zu einem gewissen Dickegrad aufgedampft worden ist (z. B. 50-100 nm Aluminium).

Wenn ein Metallfilm aufgedampft wird, wird eine spiegelähnliche Oberfläche gebildet, welche das Emissionsvermögen auf einen sehr kleinen Wert reduziert, wodurch die Messung sehr schwierig wird.

Es gibt ein Problem, welches es erschwert, eine genaue Wafer-Temperaturmessung in einem Vakuum und eine dazugehörende Temperatursteuerung durchzuführen. Das Problem besteht darin, daß das Infrarotemissionsvermögen sich mit unterschiedlichen Schüben von Wafern unterscheidet. Wird das Verfahren verwendet, in welchem ein anderer Wafer zur Kalibrierung vorbereitet wird als bei dem obigen Beispiel, kann eine genaue Temperatursteuerung der Wafer nicht implementiert werden, weil der Wafer zur Kalibierung sich von Wafern, auf welchen ein Film tatsächlich aufgedampft ist, unterscheidet, und eine genaue Wafertemperatursteuerung kann nicht durchgeführt werden.

In den Vakuumverarbeitungsapparaturen, welche bislang verwendet wurden, wurden verschiedene Temperatursteuerungseinrichtungen verwendet, aber es gibt keine Apparatur, die in der Lage ist, die Wafer-Temperaturen zu steuern, indem sie die Temperatur während des Prozesses genau kennt.

Ein ideales Verfahren zur Wafer-Temperatursteuerung unter Verwendung eines Infrarotthermometers besteht darin, das Infrarotthermometer unter Verwendung eines Wafers zu kalibrieren, auf dem ein Film tatsächlich aufgedampft ist und es dadurch zu ermöglichen, die Wafer-Temperatur zu messen, gleichgültig, ob ein aufgedampfter Film vorhanden oder abwesend ist und den Unterschied in dem Infrarotemissionsvermögen, welches sich aus dem Filmzustand ergibt. Es wurde jedoch kein praktisch anwendbares Verfahren vorgeschlagen.

Die DE 40 39 007 A1 zeigt die Eichung eines Infrarottemperaturgerätes und darauffolgendes kontinuierliches Messen des Meßobjekts in einer Vielzahl von Segmenten.

Die DE 37 07 672 A1 zeigt eine Epitaxieanlage, bei der eine Überwachung der Wafer-Temperatur mit Hilfe eines Pyrometers erfolgt.

Die DE 36 11 634 A1 zeigt ein pyrometrisches Meßverfahren zur Materialbestimmung.

Die GB-PS 1 372 753 zeigt eine genaue Temperaturregelung eines Werkstückes in einer Laser-Verarbeitungseinrichtung.

Die GB-PS 813 252 zeigt eine Vakuumverarbeitungsapparatur mit einer Hitzeregulierungsvorrichtung, wobei eine Temperaturmessung mittels Pyrometer erfolgt.

Die JP-A-61-8919 zeigt ein Temperaturerkennungsverfahren für Halbleiterwafer, wobei eine Korrektur des Emissionsvermögens auf herkömmliche Weise (s. o.) erfolgt. Ein reflektierender Verschluß wird zum Ändern des Lichtpfades benutzt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vakuumverarbeitungsapparatur und ein zugehöriges Aufdampfverfahren zu schaffen, die Temperatur eines Substrats in einem Vakuum genau messen und steuern kann. Weiterhin soll die Vakuumverarbeitungsapparatur Apparaturen für Schichtaufdampfung, Aufstäubung oder CVD ( Chemical Vapor Deposition) umfassen. Insbesondere soll ein Meßverfahren für die Temperatur eines Substrats verbessert werden.

Die Aufgabe wird durch eine Vakuum-Verarbeitungsapparatur gemäß Patentanspruch 1 und ein Vakuumverarbeitungsverfahren gemäß Patentanspruch 25 gelöst.

Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Funktionen der Vakuumverarbeitungsapparatur werden nunmehr beschrieben.

Bevor ein bestimmter Prozeß auf dem Substrat in der Vakuumverarbeitungskammer durchgeführt wird, wird das Substrat auf der Temperaturkalibrierungsplattform erwärmt oder gekühlt auf eine bekannte Temperatur, und die Substrattemperatur wird gemessen mit einem ersten Infrarotstrahlungsthermometer zusammen mit einem Thermoelement. Entsprechend einem Meßergebnis wird ein Korrekturwert, d. h. ein Emissionsvermögen des Infrarotstrahlungsthermometers erhalten durch arithmetische Operationen. Entsprechend einem Ergebnis dieser arithmetischen Operation wird die Substrattemperatur in der nachfolgenden Vakuumverarbeitungskammer genau gemessen mit dem zweiten und dritten Thermometer. Basierend auf einem Ergebnis dieser Messung wird das Temperatursteuerungssystem derart betrieben, daß die Substrattemperatur in der Vakuumverarbeitungskammer auf einen bestimmten Wert eingestellt wird, so daß Vakuumverarbeitung, wie Aufdampfen, unter präziser Temperatursteuerung durchgeführt wird.

Wenn eine Temperaturmessung zum Kalibrieren mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer und dem Thermoelement bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt wird, wird eine Temperatursteuerung während des Prozesses in einem weiten Temperaturbereich ermöglicht in der darauffolgenden Steuerung der Substrattemperatur in der Vakuumverarbeitungskammer.

Falls weiterhin eine Vielzahl von Erwärmungs- oder Kühleinrichtungen zur Temperaturmessung zum Kalibrieren mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer und dem Thermoelement bereitgestellt werden, kann eine Kalibrierung bei verschiedenen Temperaturen innerhalb kurzer Zeit durchgeführt werden.

Wird eine Lampe mit Meßwellenlängen anstatt des ersten obenerwähnten Infrarotstrahlungsthermometers verwendet, kann man von seinem Reflexions- und Transmissionsvermögen das Absorptionsvermögen erhalten und daraufhin das Emissionsvermögen.

Solange die Produkte vom selben Typ sind, kann es sein, daß nur ein Kalibrierungswert für jede Partie gefunden werden muß.

Um die Substrattemperatur mit einem Infrarotstrahlungsthermometer zu messen, während das Substrat erwärmt oder gekühlt wird, ist es nötig, ein Durchgangsloch (Öffnung) in der Erwärmungs- oder Kühlplattform einzurichten. Die Gegenwart dieses Durchgangsloches verursacht manchmal eine Nichtgleichförmigkeit in der Temperaturverteilung des Substrats. Eine mögliche Lösung besteht darin, sowohl die Oberseite als auch die Rückseite des Substrats zu erwärmen. Es ist auch möglich, die Plattform zu halbieren, und eine der beiden halbierten Substraterwärmungs- oder Kühlplattformen als eine Plattform zu verwenden, die der Temperatursteuerung gewidmet ist, ohne daß man diese Plattform mit einer Öffnung versieht, aber die andere Plattform mit einer Öffnung zur Temperaturmessung versieht, und wenn das Substrat gemessen wird, man das Substrat zur Temperaturmessung von einer Plattform zu der anderen Plattform bringt.

Falls in dieser Erfindung ein Verschluß nahe an dem Substrat zum Messen der Substrattemperatur installiert ist, spielt er eine wichtige Rolle bei einer genauen Temperaturmessung des Substrats.

Eine erste Rolle ist die einer Apparatur zum Aufdampfen eines Metallfilms durch Zerstäubung oder CVD, etc., wobei mit dem wie beschrieben installierten Verschluß dasselbe Infrarotemissionsvermögen erreicht werden kann, welches durch einen aufgedampften Metallfilm gegeben wird, ob nun ein Metallfilm wirklich existiert oder nicht. Eine zweite Rolle besteht darin, daß der Verschluß Streulicht blockiert, welches durch das Substrat hindurchgeht und auf das Infrarotstrahlungsthermometer einfällt, wodurch Meßfehler aufgrund von Streulicht verhindert werden.

Diese Verschlußvorrichtung wird unveränderlich benötigt insbesondere zum Messen von Substrattemperatur bevor ein Film aufgedampft wird. Wird ein Absorber verwendet zusammen mit einem Verschluß, kann in der Messung unter Verwendung eines Absorbers das Niveau der Streulichtkomponente genau gefunden werden, wodurch es möglich ist, sich fortlaufend der Meßgrenzen aufgrund von Streulicht gewahr zu sein.

Die anderen Funktionen, welche nicht erwähnt worden sind, werden im Detail beschrieben, wenn auf die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung Bezug genomen wird.

Fig. 1 ist ein Blockaufbaudiagramm, teilweise im Querschnitt, zum schematischen Erklären der Vakuumverarbeitungsapparatur als ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnittaufbaudiagramm, welches ein Beispiel einer Zerstäubungsplattform zeigt;

Fig. 3 ist ein Blockaufbaudiagramm, teilweise im Querschnitt, zum schematischen Erklären der Vakuumverarbeitungsapparatur als ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 4 ist ein Blockaufbaudiagramm, teilweise im Querschnitt, zum schematischen Erklären der Vakuumverarbeitungsapparatur als noch ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 5 und 6 sind schematische Querschnittsaufbaudiagramme, welche Beispiele einer Zerstäubungsplattform bzw. einer Substrattemperatureinstellplattform zeigen, wobei beide eine Verschlußvorrichtung haben;

Fig. 7 zeigt charakteristische Kurven, die Temperaturmeßergebnisse mit oder ohne einem Verschluß zeigen;

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, welches eine bevorzugte Kombination von Materialien der Fensterplatte verwendet,

Fig. 9 zeigt das Infrarotlichttransmissionsvermögen von BaF₂ (Bariumfluorid);

Fig. 10 zeigt das Infrarotlichttransmissionsvermögen von CaF₂ (Calciumfluorid);

Fig. 11 zeigt ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht der Plattform als anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, wobei die Plattform in einer Kammer halbiert ist;

Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht der Plattform mit einer Temperatursteuerungseinrichtung, die auf beiden Seiten des Substrats bereitgestellt ist; und

Fig. 14 ist ein erklärendes Diagramm, welches ein Temperaturprofil während des Aufdampfens zeigt.

Zur Lösung der Aufgabe haben die Erfinder Studien durchgeführt, welche unten beschrieben werden, und haben verschiedene Befunde erzielt.

Insbesondere wird bei dieser Erfindung, um es als Haupteinrichtung zur Temperaturmessung zu verwenden, das Infrarotstrahlungsthermometer für jedes Substrat (z. B. ein Silizium-Wafer) kalibriert. Genauer gesagt wird, bevor Substrate durch die entsprechende Vakuumverarbeitungsapparatur verarbeitet werden, jedes Substrat auf eine bekannte Temperatur erwärmt oder gekühlt, und die Substrattemperatur wird durch das erste Infrarotstrahlungsthermometer bei einer oder mehr Temperaturen gemessen. Entsprechend den angegebenen Werten des Infrarotstrahlungsthermometers, werden Korrekturwerte auf das Infrarotstrahlungsthermometer in der Vakuumverarbeitungskammer angewandt, ein im Temperaturkalibrierungsstadium nachfolgender Prozeß; es ist unnötig zu sagen, daß es möglich ist, das Emissionsvermögen auf andere Art und Weise zu erhalten. Auch kann der obige Kalibrierungsschritt an jeder Partie für einige Produkte durchgeführt werden, wodurch Arbeit gespart wird. Genauer gesagt, kann man durch vorheriges Bestimmen des Korrekturwertes z. B. eine grobe Korrektur machen. Oder, falls der Targettemperaturbereich eng ist, werden unter bloßer Verwendung eines Koeffizienten die Infrarotstrahlungsthermometer in den auf das Temperaturkalibrierungsstadium folgenden Prozeßschritten kalibriert. Ein anderes mögliches Verfahren besteht darin, daß, wenn eine Vielzahl von Temperaturkalibrierungspunkten vorhanden ist, Temperaturkalibrierungsdaten an den betreffenden Punkten in den Computer eingegeben werden, um arithmetische Operationen zur Korrektur durchzuführen.

Die oben erwähnte Temperaturkalibrierungsplattform braucht nicht hin einem Vakuum zu sein, sondern kann in die Umgebung unter Atmosphärendruck gestellt werden. Unter Atmosphärendruck sind die Apparaturen gewöhnlich in einfacher Form aufgebaut, und überdies kann die Temperatur der zu verarbeitenden Wafer leicht an die Temperatur des Wärmeblocks (Plattform) angenähert werden, welche auf eine bekannte Temperatur erwärmt oder gekühlt wird.

Konkreter gesprochen, wenn die Temperaturkalibrierungsplattform unter Atmosphärendruck gesetzt wird unter Verwendung eines Vakuumfutters für die Plattform, kann das Substrat an den Wärmeblock mit einer größeren Wärmekapazität als das Substrat fest angebracht werden. Indem man das tut, kann die Substrattemperatur nahe an die Wärmeblocktemperatur herangebracht werden.

Wenn es notwendig ist, hohe Temperaturen an den Temperaturkalibrierungspunkten auszuwählen, entstehen Probleme, wie z. B. die Oxidation der zu verarbeitenden Substratoberfläche durch die atmosphärische Luft. Daher ist es für die Atmosphäre in der Kammer, wo sich die Temperaturkalibrierungskammer befindet, wünschenswert, die Kammer mit der in sie gebrachten Temperaturkalibrierungsplattform mit einer Substitutionsatmosphäre wie Stickstoff oder Argon zu füllen, um die Atmosphärenluft zu verdrängen.

Wenn die Temperaturkalibrierungsplattform unter Vakuum gesetzt wird, wird, um die Wärmeleitung zwischen dem Wärmeblock und dem Substrat zu erleichtern, ein Erwärmungs- oder Kühlgas zum Existieren gebracht, unter einem Druck von 5 Pa oder mehr zwischen dem Wärmeblock und dem Substrat, so daß die Substrattemperatur der Wärmeblocktemperatur in einer verhältnismäßig kurzen Zeit angenähert werden kann.

In einer Apparatur zum Aufdampfen eines dünnen Films auf ein Substrat durch das Zerstäubungsverfahren ist es z. B. so, daß man ein Substrat, welches in der Atmosphärenluft war, in die Vakuumverarbeitungskammer bringt, weil es manchmal notwendig ist, das Substrat auf 150°C oder höher zu erwärmen, um in der Oberfläche des Substrats absorbierten Wasserdampf ausreichend los zu werden oder umgekehrt ist es manchmal notwendig, das erwärmte Substrat auf eine Aufdampfstarttemperatur von z. B. ungefähr 100°C in der Vakuumkammer zu erwärmen.

Beim Erhöhen oder Senken der Temperatur ist eine genaue Temperaturmessung für die Temperatursteuerung nötig. Die Infrarotstrahlungsthermometer für diese Messung müssen für jedes Stück des Substrats oder für verschiedene Typen von Substraten kalibriert werden. Ein Prozeß kann organisiert werden, der sich eignet, zum Herstellen elektronischer Teile, wenn der Prozeß mit einer Funktion versehen ist zum Kalibrieren eines oder mehrerer zweiter Infrarotstrahlungsthermometer, die für nachfolgende Vakuumprozesse verwendet werden entsprechend Meßergebnissen durch das Infrarotstrahlungsthermometer des Substrats, welches auf eine bekannte Temperatur erwärmt oder gekühlt wird vor einem spezifischen Vakuumprozeß, und eine Aufdampfapparatur ist gebildet, welche genaue Kontrolle der Substrattemperatur verlangt, wie z. B. eine Zerstäubungsapparatur oder eine CVD- Apparatur.

Bei Messungen durch das erste und zweite oben erwähnte Infrarotstrahlungsthermometer sichert die Verwendung von Wellenlängen desselben Infrarotgebietes eine genaue Kalibrierung.

Wenn die Kalibrierung des ersten Infrarotstrahlungsthermometers bei einer bekannten Temperatur mit dem erwärmten Substrat durchgeführt ist, kann dieser Kalibrierungsschritt auch dazu gebracht werden, als sogenannter Trocknungsprozeß zu dienen, um sich des in dem Substrat absorbierten Wasserdampfes zu entledigen, falls das Erwärmen auf die bekannte Temperatur in einem Vakuum durchgeführt wird. Daher kann die Apparatur in ihrer Größe verringert werden, welches ein wünschenswerter Fall ist.

Wenn z. B. das Substrat in der Vakuumverarbeitungskammer einer Zerstäubungsapparatur erwärmt wird, und falls das Infrarotstrahlungsthermometer im voraus kalibriert worden ist, kann Lampenstrahlungswärmung durchgeführt werden anstelle der Verwendung des Wärmeblocks, was es ermöglicht, eine weniger teuere Zerstäubungsapparatur zu bilden.

Wenn Lampenerwärmung in der Vakuumverarbeitungskammer verwendet wird, kann Lampenlicht manchmal in das Infrarotstrahlungsthermometer als Streulicht gelangen. Daher ist es im wesentlichen wünschenswert, daß die Meßwellenlängen des Infrarotstrahlungsthermometers in einem Wellenlängenbereich sind, welcher sich von den Strahlungswellenlängen der Lampe unterscheidet.

Um das einfallende Infrarotlicht von dem Substrat auf das Infrarotstrahlungsthermometer zu erhöhen und um Streulicht zu verringern, wird eine spiegelähnliche Fläche auf die Seite des Substrats gebracht, welche gegenüber der Seite ist, die dem Infrarotthermometer gegenüber steht. Falls dies getan wird, ist es möglich, die Temperatur in der Mitte bzw. während des Lampenerwärmens zu messen und, entsprechend Meßergebnissen, eine zusätzliche Erwärmungsbedingung zu bestimmen.

Wenn ein Silizium-Wafer z. B. als Substrat verwendet wird, kann, da der Silizium- Wafer im Infrarotbereich im wesentlichen durchsichtig ist, effizientes Erwärmen nicht durchgeführt werden mit einer quarzglasenthaltenden Infrarotlampe in weiter Verwendung. Licht dieser Art von Infrarotlampen neigt dazu, Streulicht für das Infrarotstrahlungsthermometer zu werden. Es ist wünschenswert, eine Lampe kurzer Wellenlängen zu verwenden, welche durch einen Silizium-Wafer bei hohem Absorptionsvermögen absorbiert werden.

Falls die Starttemperatur des Aufdampfens in der Vakuumverarbeitungskammer niedriger ist als die Trocknungstemperatur in einem Vakuum, um dem Substrat den absorbierten Wasserdampf zu entziehen, nachdem das Trocknen vorüber ist, muß das Substrat auf eine bestimmte Temperatur in der Vakuumkammer gekühlt werden, um das Substrat auf eine bestimmte Aufdampfstarttemperatur zu bringen. Um diesen Aufdampfprozeß mit hoher Genauigkeit zu erzielen, ist es notwendig, eine Zerstäubungsapparatur bereitzustellen mit einer Plattform mit einem ersten Infrarotstrahlungsthermometer zur Temperaturkalibrierung in der Temperaturkalibrierungskammer, einer Plattform zum Trocknen des Substrats in einem Vakuum, einer Plattform zum Kühlen des Substrats auf eine bestimmte Starttemperatur der Aufdampfung vor der Aufdampfung, und einem zweiten Infrarotstrahlungsthermometer, welches in der Lage ist, die Substrattemperatur auf der Kühlplattform genau zu messen, indem es einen Korrekturwert berechnet und benützt, der mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer erhalten wurde. Der Teil der Temperaturkalibrierung muß jedoch nicht notwendigerweise nahe an oder in dem befestigt werden, was als Zerstäubungsapparaturhauptkörper bezeichnet ist.

Um das Substrat mit dem Infrarotstrahlungsthermometer zu beobachten, ist es notwendig, die Kühlplattform mit einem Durchgangsloch (Öffnung) zur Beobachtung zu versehen. Dies führt manchmal zu Nichtgleichförmigkeit in der Temperaturverteilung. In diesem Fall wird die Plattform in derselben Kammer in zwei Teile aufgeteilt, die so eingestellt sind, daß sie auf der gleichen Temperatur sind. Genauer gesprochen, ist eine Erwärmungs- oder Kühlplattform nicht mit einer Öffnung zur Substrattemperaturbeobachtung versehen, während die andere Temperaturmeßplattform mit einer Öffnung versehen ist. Indem man das Substrat, welches auf einer Plattform erwärmt oder gekühlt worden ist, auf die andere Plattform bringt zum Messen der Substrattemperatur, kann die oben erwähnte Nichtgleichförmigkeit in der Temperaturverteilung verringert werden.

Durch Bereitstellen einer Vielzahl von Temperaturkalibrierungspunkten kann die Temperatur während des Prozesses genau gesteuert werden. Wird eine Vielzahl von Erwärmungs- oder Kühleinrichtungen in der Substrattemperaturkalibrierungskammer bereitgestellt, kann die Thermometerkalibrierung bei einer Anzahl von Temperaturen in einer kurzen Zeit durchgeführt werden.

Für eine Apparatur zum Aufdampfen eines Metallfilms durch Zerstäuben muß ein Verschluß zum Reflektieren von strahlendem Infrarotlicht bereitgestellt werden, und zwar über der Oberfläche des Substrats, welches sich gegenüber der Oberfläche befindet, wo ein aufgedampfter Metallfilm beobachtet wird. Der Verschluß wird später beschrieben. Aber für den Verschluß, abhängig von Anwesenheit oder Abwesenheit des aufgedampften Films, variiert die auf das Infrarotstrahlungsthermometer einfallende Infrarotstrahlung stark, und daher variiert das scheinbare Infrarotemissionsvermögen. Wenn der Verschluß vorhanden ist, wird fast das ganze Infrarotlicht reflektiert, welches sonst auf die Oberfläche des Substrats strahlen würde, welche gegenüber der Oberfläche ist, die durch das Infrarotstrahlungsthermometer beoachtet wird.

Daher kann der Unterschied in dem scheinbaren Infrarotemissionsvermögen vor und nach Aufdampfen bedeutsam verringert werden.

In dem Erwärmungs- oder Kühlungsstadium für das Substrat ist eine Verschlußvorrichtung mit einer Hauptoberfläche, die durch ein Element gebildet wird, dessen Fläche ausreichend spiegelähnlich ist hinsichtlich der Meßwellenlänge des Infrarotstrahlungsthermometers, nahe an der oberen Oberfläche des Substrats angeordnet, welche gegenüber der Oberfläche ist, welche durch das Infrarotstrahlungsthermometer durch die Öffnung der Plattform beobachtet wird.

Aufbauend auf den vorhergehenden Befunden wurde diese Erfindung gemacht. Unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel zeigt, in welchem die Vakuumverarbeitungsapparatur der Erfindung angewendet wird, auf eine Zerstäubungsapparatur. Hinsichtlich dieses Ausführungsbeispiels, um ein typisches Beispiel zu zeigen, wird ein Fall beschrieben, in dem das Substrat, auf dem ein Film aufgedampft ist, ein Silizium-Wafer ist, und ein dünner Film aus Aluminium ist auf den Silizium-Wafer durch Zerstäubung aufgedampft.

Die Vakuumverarbeitungsapparatur 1 entsprechend dieser Erfindung weist auf: eine Substrattemperaturkalibrierungskammer 2 mit einer Substrattemperaturkalibrierungsplattform 5, eine Substrattemperatureinstellkammer 3 mit einer Substrattemperatureinstellplattform 6 zum Erwärmen und Kühlen eines Substrats, und einer Zerstäubungskammer 4 mit einer Zerstäubungsplattform 7, einem Al- Taget 8 und einer Zerstäubungsdiode 9. Diese Kammern sind voneinander unabhängig, aber durch Schieber GV1 und GV2 verbunden. Die Substrattemperaturkalibrierungskammer 2 und die Zerstäubungskammer 4 sind mit einem Vakuumpumpensystem verbunden. Auf der einen Seite können die Kammern unter Vakuum gehalten werden, und auf der anderen Seite können bestimmte Gase in die Kammern durch Gaseinlaßöffnungen eingeführt werden. Für die Substrattemperaturkalibrierungskammer 2 können Luft oder Stickstoffgas eingeführt werden, um den Innendruck auf Atmosphärendruck einzustellen. Für die Zerstäubungskammer 4 wird ein Zerstäubungsgas eingeführt, und die Innenumgebung kann so eingestellt werden, daß ein Plasma durch eine bestimmte elektrische Entladung gebildet wird. Wie später beschrieben wird, ist jede Plattform mit einer Erwärmung für die Kühleinrichtung ausgestattet, und einer Öffnung 19, die durch ein Durchgangsloch zum Beobachten von Infrarotstrahlung von dem Substrat 10 gebildet wird. Diese Plattformen sind mit einem ersten, zweiten und dritten Infrarotstrahlungsthermometer jeweils verbunden, wodurch optische Kopplung durch die Öffnung 19 bereitgestellt wird. Die Substrattemperaturkalibrierungsplattform 5 ist mit einem Thermoelement 12 ausgerüstet, um die Temperatur der Substrattemperaturkalibrierungsplattform 5 genau zu messen. Und die Vakuumverarbeitungsapparatur hat eine Substrattemperatursteuerung 14 zur Temperatursteuerung der sogenannten gesamten Vakuumverarbeitungsapparatur, d. h. zum Einstellen oder Steuern der Plattformtemperaturen auf bestimmte Werte durch Erhalten einer Ausgabe von den Infrarotstrahlungsthermometern und einer Ausgabe von dem Thermoelement 12, wobei eine arithmetische Operation von dem Emissionsvermögen des ersten Infrarotstrahlungsthermometers 11 durchgeführt wird, wobei Korrekturen für das zweite und dritte Infrarotstrahlungsthermometer 14 und 15 entsprechend den Ergebnissen der arithmetischen Operation gemacht werden, wodurch korrekte Temperaturen der Substrate 10 auf den Plattformen gemessen werden, und wobei schließlich den Erwärmungs- und Kühleinrichtungen der Plattformen Befehle rückgekoppelt werden, um benötigte Plattformtemperaturen entsprechend der genauen Daten einzustellen.

Was die Funktionen der Kammern angeht, mißt die Substrattemperaturkalibrierungskammer 2 gewöhnlicherweise Infrarotstrahlung von dem Substrat 10, welches auf eine bekannte Temperatur eingestellt ist, welche höher ist, als die Aufdampfstarttemperatur mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer 11, welches das Emissionsvermögen berechnet, wodurch dieses Infrarotstrahlungsthermometer kalibriert wird. Die Substrattemperatureinstellkammer 3 hat eine Funktion zum Einstellen der Substrattemperatur, bevor das Substrat zu der nachfolgenden Zerstäubungskammer 4 überführt wird. Die Zerstäubungskammer 4 hat eine Funktion zum Aufdampfen eines Films auf dem Substrat durch Zerstäubung.

Nun wird eine Beschreibung von einem konkreten Beispiel gemacht, in welchem die Temperatur jeder Plattform gesteuert wird, um das Substrat 10 auf einer festgelegten Temperatur zu halten, und ein dünner Film aus Aluminium wird auf einem Silizium-Wafersubstrat 10 durch Zerstäuben aufgedampft, was Atome von dem Al-Target 8 entfernt und sie auf dem Silizium-Wafer 10 aufdampft.

Zuerst wird in der auf Atmosphärendruck gehaltenen Substrattemperaturkalibrierungskammer 2 der Wafer Schritt für Schritt erwärmt auf drei Temperaturpunkte von 200°C, 300°C und 400°C. Die Erwärmungs- und Kühlverfahren an den Plattformen 5, 6 und 7 werden gemeinsam später beschrieben. Die Hinterseite des auf der Kalibrierungsplattform 5 erwärmten Substrats 10 wird beobachtet und durch das erste Infrarotstrahlungsthermometer 11 und das Thermoelement 12 gemessen, und die angezeigten Werte des entsprechenden Temperaturschrittes werden erhalten durch die Verarbeitungseinheit der Substrattemperatursteuerungseinrichtung 13. Insbesondere wird die Temperatur der Kalibrierungsplattform, welche im Gleichgewicht ist mit der Substrattemperatur, mit dem Thermoelement 12 gemessen. Unter Verwendung der gemessenen Temperatur als die Substrattemperatur, wird das Emissionsvermögen zu dieser Zeit mit dem Infrarotstrahlungsthermometer 11 beobachtet, und ein angezeigter Temperaturwert basierend auf diesem Emissionsvermögen wird dadurch durch die Verarbeitungseinheit der Substrattemperatursteuerungseinrichtung 13 erhalten.

Da der Wafer 10 erwärmt und auf eine bekannte Temperatur eingestellt worden ist, kann das mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer 11 erhaltene Emissionsvermögen durch inverse arithmetische Operation berechnet werden. Die Verarbeitungstemperatur in der darauffolgenden Substrattemperatureinstellkammer 3 und der Zerstäubungskammer 4 unter Vakuum werden gelesen unter Verwendung des oben erwähnten Emissionsvermögens und Korrigieren des Emissionsvermögens durch Daten von dem zweiten und dritten Infrarotstrahlungsthermometer 14 und 15.

Wenn das Emissionsvermögen durch das erste Infrarotstrahlungsthermometer 11 kalibriert worden ist, wird die Substrattemperaturkalibrierungskammer 2 in einen Vakuumzustand evakuiert, und dann, wenn der Schieber GV1 geöffnet wird, wird der Wafer 10 von der Kalibrierungskammer 2 zu der Substrattemperatureinstellkammer 3 überführt, welche in einem Vakuumzustand ist, und die Substrattemperatur wird gemessen mit dem zweiten Infrarotstrahlungsthermometer 14. Meßergebnissen entsprechend wird die Temperatur der Plattform 6 eingestellt durch die Substrattemperatursteuerungseinrichtung 13, so daß der Wafer 10 auf eine wahlfreie (Licht-) Temperatur eingestellt wird. In diesem Beispiel wurde der Wafer 10 auf 100°C eingestellt. Dann, wenn der Schieber GV2 geöffnet wird, wird der Wafer 10 zu der Plattform 7 der evakuierten Zerstäubungskammer 4 überführt, und die Temperatur des Wafers 10 wird gemessen mit dem dritten Infrarotstrahlungsthermometer 15. Meßergebnissen entsprechend wird die Plattform 7 eingestellt auf eine wahlfreie Temperatur, und mit der Temperatur des Substrats 10 somit auf eine wahlfreie Temperatur gesteuert, wird Zerstäubung durchgeführt. In diesem Beispiel war der Wafer 10 auf 150°C eingestellt, und Zerstäubung von Al wurde durchgeführt. Nachdem die Zerstäubung beendet wurde, wurde der Wafer 10 wieder zu der Kalibrierungskammer 2 überführt, wo das Emissionsvermögen wieder kalibriert worden ist, und das kalibrierte Emissionsvermögen wurde verwendet zur Korrektur bei Temperaturmessungen in darauffolgenden Zerstäubungsoperationen.

Als eine vereinfachte Einrichtung zum Transportieren zwischen den Kammern wird eine Transfervorrichtung, ein Roboter oder dergleichen unter Verwendung eines wärmebeständigen Riemens aus z. B. Silikongummi verwendet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird der Aufbau der Plattform zum Halten eines Substrats, die Erwärmungs- und Kühlverfahren, und die Waferemissionsvermögenmeßverfahren skizzenhaft beschrieben unter Verwendung der Zerstäubungsplattform 7 als ein Beispiel.

(1) Der Aufbauu, und Erwärmungs- und Kühlverfahren der Substratplattform

Die Zerstäubungsplattform 7 hat in ihr eingebaut eine elektrische Erwärmungseinrichtung 18 zum Erwärmen der Plattform. Die Zerstäubungsplattform 7 ist so aufgebaut, daß durch sie hindurch ein Wärmeübertragungsgas geleitet wird, wie z. B. Luft- oder Stickstoffgas, um Wärme zu dem Wafer in einem Vakuum zu übertragen. Eine Klemme 17 ist befestigt, die das Wärmeübertragungsgas veranlaßt, mit dem Wafer in gleichförmigem Kontakt zu sein. Eine Öffnung 19 ist eingerichtet, welche ein Infrarotstrahlungsbeobachtungsloch bildet, um die Wafertemperatur mit dem Infrarotstrahlungsthermometer 15 zu messen. Um den Wafer zu kühlen, wird ein Kühlmedium wie Freon zirkuliert, um die Plattform zu kühlen, anstatt die Erwärmungseinrichtung 18 zu verwenden, und der Wafer wird durch ein Wärmeübertragungsgas auf dieselbe Art und Weise wie oben erwähnt gekühlt.

An der Kalibrierungsplattform 5 wird, da das Innere der Kammer auf Atmosphärendruck ist, ein Wärmeübertragungsgas nicht verwendet, die Kammer wird evakuiert, und, während die Nähe zu der Plattform sichergestellt wird durch Verwendung eines Vakuumfutters, wird der Wafel durch Wärmeleitung erwärmt.

(2) Messung des Emissionsvermögens

Als nächstes wird eine Beschreibung gemacht des Verfahrens der Temperaturmessung eines Wafersubstrats mit einem Infrarotstrahlungsthermometer. In diesem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung befinden sich die Infrarotstrahlungsthermometer 11, 14 und 15 an den unteren Enden der Plattformen, und werden verwendet, um die Temperaturen der Rückseiten der Wafer zu messen. Damit Streulicht vom Innern der Kammern nicht auf die Infrarotstrahlungsthermometer fällt, werden streulichtabschirmende Zylinder 16 zwischen den Plattformen um den Infrarotstrahlungsthermometern eingerichtet.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitung in einem Vakuum das Aufdampfen von Al auf das Substrat durch Zerstäubung. Wenn metallisches Al auf ein Substrat aufgedampft wird, steigt das Emissionsvermögen stark an durch die Menge des Infrarotlichts, welches durch den Al-Film reflektiert wird. Daher kann das durch Messung in der Substrattemperaturkammer vor dem Aufdampfen des Films erhaltene Emissionsvermögen in darauffolgenden Aufdampfprozessen nicht verwendet werden.

In dieser Erfindung wird der Wafer, auf welchem ein Film aufgedampft worden ist, wieder erwärmt auf eine bekannte voreingestellte Temperatur in der Kalibrierungskammer, das Emissionsvermögen wird auf der neu gebildeten Oberfläche gemessen und kalibriert. Daher kann durch Messung der Wafertemperatur mit dem Infrarotstrahlungsthermometer nach Beendigen des Aufdampfens und Berechnen eines korrekten Emissionsvermögens durch Emissionsvermögensmessung nach dem Aufdampfen (zweite Emissionsvermögensmessung), eine korrekte Wafertemperatur genau nach dem Aufdampfen bekannt sein. Falls z. B. die Wafertemperatur nach dem Aufdampfen zu hoch ist, wird die einstellende Erwärmungsbedingung derart geändert, daß die an den Wafer gegebene Wärmemenge während dem Aufdampfen oder vor dem Aufdampfen kleiner ist.

Wenn es erwünscht wird, nur die Temperatur genau nach dem Aufdampfen zu verringern, ohne daß man die Einstelltemperatur zu Beginn des Aufdampfens verändert, kann die eingestellte Kühlbedingung des zu verdampfenden Substrats geändert werden durch Kühlen der Substratplattform durch Gas, und Einstellen des Gasdruckes auf der Hinterseite des Substrats.

In dem obigen Ausführungsbeispiel wurde ein Fall beschrieben, in welchem ein Silizium-Wafer als das Substrat verwendet wird, und ein dünner Film aus Al wird auf dem Wafer durch Zerstäubung aufgedampft. Da Temperatursteuerung des Substrats durch Verwendung der Plattform mit hoher Genauigkeit implementiert werden kann, könnte tatsächlich ein Film aufgedampft werden, der hohe Qualität und Kristallinität mit guter Reproduzierbarkeit aufweist.

Ausführungsbeispiel 2

Wenn ein Metallfilm auf die Seite des Substrats 10 aufgedampft wird, welche gegenüber der Seite ist, die mit einem Infrarotstrahlungsthermometer beobachtet wird, schwankt das scheinbare Infrarotemissionsvermögen manchmal sehr stark mit der Anwesenheit oder Abwesenheit des Films. Fig. 3 zeigt ein Beispiel, in welchem in einer Zerstäubungsapparatur für denselben Zweck wie oben eine zweite Temperaturkalibrierungskammer 32 an die Zerstäubungskammer 4 von Fig. 1 hinzugefügt ist, um das Infrarotemissionsvermögen des Substrats nach dem Aufdampfen zu kalibrieren.

Während des Aufdampfens durch Zerstäubung wird die Substrattemperatur mit dem Infrarotstrahlungsthermometer 15 gemessen. In diesem Fall wurde jedoch schon ein Metallfilm auf die Oberfläche des Substrats 10 aufgedampft, und daher kann der bei der Substrattemperaturkalibrierungsplattform 2 erhaltene Korrekturwert des Infrarotemissionsvermögens nicht verwendet werden. Aus diesem Grund wird nach dem Beendigen der Zerstäubung das Substrat 10 von der Zerstäubungskammer 4 zu der zweiten Temperaturkalibierungskammer 32 überführt, wo wie in der Temperaturkalibrierungskammer 2 das Substrat 10 erwärmt oder gekühlt wird, mit der Erwärmungs-oder Kühlplattform 33 auf eine bestimmte Temperatur. Die Substrattemperatur wird mit dem Infrarotstrahlungsthermometer 34 und dem Thermoelement 35 gemessen, und von beiden angezeigten Werten wird das Infrarotemissionsvermögen des bedampften Substrats 10 bei einer bestimmten Temperatur berechnet. Wenn dieser Wert des Emissionsvermögens verwendet wird zum Korrigieren von während dem Aufdampfen erhaltenen Temperaturdaten, kann die Temperatur des gerade bedampften Substrats genau bekannt sein. Falls die Temperatur des Substrats 10, aus welchem ein Film gerade aufgedampft wird, zu hoch ist, werden Korrekturwerte, wenn man es als angemessen empfindet, wieder an die Erwärmung zurück zur Kühleinrichtung der Substrattemperatureinstellkammer 3 eingegeben, um die Substrattemperatur auf ein angemessenes Niveau einzustellen. Durch diese Datenrückkopplungssteuerung kann der Aufdampfprozeß die nachfolgenden Wafer auf angemessene Art durchgeführt werden.

Übrigens muß die Temperaturkalibrierungskammer zum Kalibrieren des Infrarotemissionsvermögens des Substrats nach dem Aufdampfen nicht notwendigerweise von der Temperaturkalibrierungskammer zum Kalibrieren des Infrarotemissionsvermögens des Substrats vor dem Aufdampfen, wie in diesem Beispiel, getrennt sein. Anders gesagt, nachdem das Aufdampfen an der Zerstäubungskammer 4 beendet ist, kann man das Substrat zurück zu der Temperaturkalibrierungskammer 2 überführen über die Substrattemperatureinstellkammer 3, und in der Temperaturkalibrierungskammer 2 die Infrarottemperaturkalibrierung auf die gleiche Art durchführen wie in der zweiten Temperaturkalibrierungskammer 32.

Ausführungsbeispiel 3

Da das Emissionsvermögen des Substrats sich ändert, nachdem ein Film auf ihm aufgedampft wurde, ist es in den vorgehenden Ausführungsbeispielen 1 und 2 notwendig, das Emissionsvermögen noch einmal zu kalibrieren. In diesem Ausführungsbeispiel 3 wurde eine Verbesserung gemacht, und es ist möglich, das Emissionsvermögen anderer Infrarotstrahlungsthermometer in darauffolgenden Aufdampfprozessen zu korrigieren entsprechend dem Emissionsvermögen eines vorhergehenden Infrarotstrahlungsthermometers, welches einmal kalibriert worden ist.

Wie in Ausführungsbeispiel 1 wird dieses Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei als ein Beispiel eine Apparatur dient, die Aluminium auf ein Silizium-Wafersubstrat durch Zerstäuben aufdampft.

Fig. 4 ist ein schematisches Aufbaudiagramm der Zerstäubungsapparatur. Dieser Aufbau ist grundsätzlich der gleiche wie in Fig. 1 mit dem einzigen Unterschied, daß Verschlüsse 20, 21 und 22 nahe an den Substraten 10 auf jeder Plattform angeordnet sind, wie im Detail später beschrieben.

Ein Substrat 10 wird zuerst erwärmt oder gekühlt auf eine bestimmte Temperatur durch die Erwärmungs- oder Kühlplattform 5 in der Temperaturkalibrierungskammer 2, die Substrattemperatur wird gemessen mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer 11 und dem Thermoelement 12, und von den angezeigten Werten der zwei Meßelemente wird das Infrarotemissionsvermögen des Substrats 10 bei einer bestimmten Temperatur berechnet. Wenn ein Metallfilm durch Zerstäuben an der Seite des Substrats aufgedampft wird, welche gegenüber der mit dem Infrarotstrahlungsthermometer beobachteten Seite ist, schwankt das scheinbare Infrarotemissionsvermögen manchmal stark mit der Anwesenheit oder Abwesenheit eines aufgedampften Films. Diese Bereitstellung eines Verschlusses kann den Unterschied in dem scheinbaren Infrarotemissionsvermögen verringern, welches der Anwesenheit oder Abwesenheit des aufgedampften Films zuzuschreiben ist.

Während der Messung durch das Infrarotstrahlungsthermometer 11 ist der Verschluß 20 geschlossen.

Dann wird das Substrat 11 von der Temperaturkalibrierungskammer 2 zu der Substrattemperatureinstellkammer 3 überführt, und, während das Substrat auf der Erwärmungs- und Kühlplattform 6 erwärmt oder gekühlt wird, wird die Temperatur des Substrats 10 mit dem zweiten Infrarotstrahlungsthermometer 14 gemessen. Die Meßdaten werden korrigiert durch das Emissionsvermögen des Substrats 10 bei einer bestimmten Temperatur, welche an der Kalibrierungskammer 2 erhalten wird, und dementsprechend stellt die Substrattemperatursteuerungseinrichtung 13 die Temperatur der Erwärmungs- oder Kühlplattform 6 auf eine bestimmte Temperatur ein, um die Temperatur des Substrats 10 auf eine bestimmte Temperatur zu steuern. Wie in der Temperaturkalibrierungskammer 2 wird die Temperaturmessung an dieser Temperatursubstrateinstellkammer 2 mit dem geschlossenen Verschluß 21 durchgeführt.

Dann wird das Substrat 10 zu der Zerstäubungskammer 4 überführt, wo es auf der Zerstäubungsplattform 7 erwärmt oder gekühlt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Verschluß 22 über dem Substrat geschlossen, und die Substrattemperatur wird mit dem dritten Infrarotstrahlungsthermometer 15 gemessen. Meßdaten werden korrigiert durch den Wert des Emissionsvermögens des Substrats 10 in der Kalibrierungskammer 2, um eine korrekte Temperatur des Substrats 10 zu erhalten. Zusätzlich wird, da die korrekte Temperatur des Substrates bekannt ist, die Temperatur der Erwärmungs- oder Kühlplattform 7 eingestellt durch die Arbeit der Substrattemperatursteuerungseinrichtung 13 zum Steuern des Substrats 10 auf eine bestimmte Temperatur, wodurch es ermöglicht wird, die Zerstäubung zu beginnen. Nachdem ein Film aufgedampft worden ist, wird das Substrat 10 zurück in die Substrattemperatureinstellkammer 3 gebracht, und, während das Substrat auf Plattform 6 erwärmt oder gekühlt wird, wird die Substrattemperatur mit dem zweiten Infrarotstrahlungsthermometer 14 gemessen. Durch Korrigieren der gemessenen Daten durch den Wert des Substratemissionsvermögens bei einer bestimmten Temperatur, die in der Kalibrierungskammer 2 erhalten worden ist, wird die Temperatur der Plattform 6 auf eine bestimmte Temperatur eingestellt durch die Substrattemperatursteuerungseinrichtung 13, wodurch die Substrattemperatur auf eine bestimmte Temperatur eingestellt wird. Dann wird das Substrat aus der Temperaturkalibrierungskammer 2 herausgenommen und von der Vakuumverarbeitungsapparatur 1 zu dem nächsten Prozeß gesendet.

Eine genauere Steuerung der Prozeßtemperatur wird erreicht, wenn die Temperaturmessung des Substrats 10 durch das erste Infrarotstrahlungsthermometer 11 und das Thermoelement 12 einer Substrattemperaturkalibrierungsplattform 2 durchgeführt wird bei einer Vielzahl von Temperaturen, und das zweite und dritte Infrarotstrahlungsthermometer 14 und 15 werden verwendet. Wenn eine Vielzahl von Substraterwärmungs- und -kühleinrichtungen bereitgestellt sind zum Messen der Substrattemperatur mit dem ersten Infrarotstrahlungsthermometer 11, ist es möglich, die Substrattemperatur bei der gleichen Anzahl von Temperaturen in einer kurzen Zeit zu kalibrieren.

Ein Fall wurde beschrieben, in welchem der Temperaturkalibrierungsabschnitt in die Zerstäubungsapparatur eingebaut ist, aber er kann, wie oben erwähnt, getrennt bereitgestellt werden. Auch kann eine Einrichtung zum Messen der Reflexion und Transmission verwendet werden anstelle des ersten Infrarotstrahlungsthermometers.

Als ein stellvertretendes Beispiel der Plattform zeigt Fig. 5 ein schematisches Aufbaudiagramm der Zerstäubungsplattform 7 der Fig. 4. Der Plattformaufbau ist grundsätzlich der gleiche wie in dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel, mit dem einzigen Unterschied, daß ein Verschluß 22 über und in der Nähe des Substrats 10 bereitgestellt ist.

Wenn ein Metallfilm durch Zerstäubung aufgedampft wird auf der Seite des Substrats, welche gegenüber der Seite liegt, die durch das Infrarotstrahlungsthermometer beobachtet wird, schwankt das scheinbare Infrarotemissionsvermögen manchmal stark mit der Anwesenheit oder Abwesenheit eines aufgedampften Films. Die Bereitstellung dieses Verschlusses macht es möglich, den Unterschied in dem scheinbaren Infrarotemissionsvermögen aufgrund der Anwesenheit oder Abwesenheit eines aufgedampften Films zu verringern. Daher ist es nur notwendig eine Messung durch das Infrarotstrahlungsthermometer zur Temperaturkalibrierung zu machen anstelle von zweien, d. h. vor und nach dem Aufdampfen durch zusätzliches Installieren einer zweiten Temperaturkalibrierungskammer 32.

Dieser Verschluß kann frei geöffnet werden, d. h. er verschließt die obere Oberfläche des Substrats, wenn die Substrattemperatur gemessen wird, und er öffnet sich während des Aufdampfens. Zum Beispiel wird eine rostfreie Scheibe von einer rotierbaren Antriebswelle gestützt, und diese Antriebswelle wird rotiert, um den Scheibenverschluß zu öffnen oder zu schließen.

Da das Silizium-Wafersubstrat 10 im wesentlichen für Infrarotlicht durchsichtig ist kommt es manchmal vor, daß Streulicht durch das Substrat hindurchgeht und auf das Infrarotstrahlungsthermometer einfällt, wodurch die Meßgenauigkeit der Substrattemperatur verschlechtert wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Gegenmaßnahme ein Verschluß 22 mit einer Hauptoberfläche, die durch ein Element gebildet ist, das im wesentlichen spiegelartig für die Meßwellenlänge des Infrarotstrahlungsthermometers ist, bereitgestellt nahe der Seite des Substrats, welche gegenüber der Seite ist, die durch das Infrarotthermometer beobachtet wird. Der Verschluß ist angeordnet, damit er das einfallende Streulicht während dem Messen der Substrattemperatur durch das Infrarotstrahlungsthermometer 15 blockiert.

Wie beschrieben, besteht die erste Rolle der Verschlußvorrichtung darin, die Zunahme des scheinbaren Emissionsvermögens zu korrigieren aufgrund des Strahlungslichtes von dem Wafer, welches durch einen Metallfilm reflektiert wird, wenn ein Metallfilm auf dem Wafersubstrat aufgedampft ist. Die zweite Rolle besteht darin, die Meßgenauigkeit zu verbessern, durch die sich ergebende Verbesserung der Intensität des Infrarotstrahlungslichtes. Die dritte Rolle besteht darin, Streulicht abzufangen.

Fig. 6 ist ein schematisches Aufbaudiagramm der Plattform 6 von Fig. 4. Der Aufbau ist grundsätzlich der gleiche wie in der Plattform 7 von Fig. 5. Die Plattform 6 ist mit einer Erwärmungseinrichtung versehen und ist so aufgebaut, daß sie ein Wärmeübertragungsgas durch einen Raum zwischen der Plattform 6 und dem Substrat 10 in einer Vakuumumgebung hindurchführt. Die Plattform 6 ist auch mit einer Klemme 17 versehen, damit das Wärmeübertragungsgas mit dem Substrat in gleichförmigen Kontakt gerät. Die Plattform 6 ist mit einem Öffnungselement 19 verbunden zum Messen der Substrattemperatur durch das Infrarotstrahlungsthermometer 14 und mit einem Zylinder 16 zum Abfangen des Streulichtes. Fensterplatten 23 und 24 aus einem Material, das Infrarotlicht transmittiert, sind an gegenüberliegenden Enden des Zylinders 16 befestigt. Der Zylinder 16 ist wassergekühlt, damit dem Zylinder selbst nicht gestattet wird, sich zu erwärmen und eine Streulichtquelle zu werden. Um die Auswirkung von Steulicht weiter zu verringern, ist der Zylinder 16 wassergekühlt und die Innenwände des Zylinders 16 sind so verarbeitet, daß sie ein schwarzer Körper sind. Auch in diesem Beispiel ist ein Verschluß 21 eingerichtet in der Nähe des Substrats 10 wie in der Plattform der Fig. 5.

Dieser Verschluß kann irgendeinen Aufbau haben, solange der Verschluß (1) ein Infrarotreflexionsvermögen wie die spiegelartige Fläche hat oder (2) eine Funktion zum Blockieren von Streulicht hat. Zum Beispiel ist es möglich, einen Aufbau zu übernehmen, daß der Verschluß angetrieben wird, um sich frei zu öffnen oder zu schließen synchron mit der Zeitabstimmung und Substrattemperaturmessung oder ein Aufbau, nach dem ein feststehender Verschluß bereitgestellt ist in einem gewissen Gebiet der Kammer, und das Substrat wird unter den Verschluß gebracht, wenn eine Messung gemacht wird. Wenn die Wafertemperatur abfällt, wenn der Verschluß über den Wafer gebracht wird, ist es nur nötig, die Verschlußtemperatur ungefähr in die Nähe der Wafertemperatur vorzuerwärmen.

Fig. 7 ist eine charakteristische Kurve, die einen Unterschied in dem Infrarotemissionsvermögen des Silizium-Wafersubstrats zeigt, welcher auf die Anwesenheit oder Abwesenheit des Verschlusses zurückzuführen ist. Fig. 7a zeigt ein vergleichbares Beispiel, in dem ein Verschluß nicht bereitgestellt ist. Fig. 7b zeigt Meßergebnisse in diesem Ausführungsbeispiel, in welchem ein Verschluß bereitgestellt ist. Offensichtlich ist das scheinbare Infrarotemissionsvermögen des Wafers vor dem Aufdampfen des Al-Filmes (Al-Film abwesend) kleiner als das des Wafers, auf dem ein Al-Film aufgedampft worden ist (Al-Film anwesend), und es gibt einen beträchtlichen Unterschied zwischen den beiden Fällen. Es wurde klargestellt, daß durch Bereitstellen eines Verschlusses für den Wafer vor dem Aufdampfen des Al-Filmes das scheinbare Infrarotemissionsvermögen im wesentlichen gleichgemacht werden kann zu dem des Wafers nach der Al-Aufdampfung. Somit wurde klargemacht, daß die Wafertemperatur mit einem festen Emissionsvermögen gemessen werden kann durch Verwendung eines Verschlusses während der Messung.

Ausführungsbeispiel 4

Die Fensterplatte zur Temperaturbeobachtung, die aus einem Material gemacht ist, welches im wesentlichen durchsichtig ist für Meßwellenlängen des Infrarotstrahlungsthermometers emittiert Strahlungslicht, wenn ihre eigene Temperatur steigt, was die Untergrenze der Meßtemperatur bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel 4 wird unter Bezugnahme auf die Zerstäubungsplattform 7 von Fig. 8 ein Fall beschrieben, in dem die Untergrenze der Meßtemperatur gesenkt werden kann durch Verwenden unterschiedlicher Materialien für die erste und zweite Fensterplatte. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet keinen Verschluß über dem Substrat. Dennoch bedarf es keiner besonderen Erwähnung, daß das gleiche Ziel auch ereicht werden kann unter Verwendung eines Verschlusses.

Die Zerstäubungsplattform 7-1 hat eine in sie eingebaute elektrische Erwärmungseinrichtung 18. Wenn ein Kältemittel wie z. B. flüssiger Stickstoff in das Innere der Zerstäubungsplattform 7 eingeführt wird anstelle der Erwärmungseinrichtung 7, kann die Plattform 7 dazu verwendet werden, das Substrat zu kühlen.

Eine Öffnung 30 ist in der Zerstäubungsplattform 7-1 eingerichtet, und die erste Fensterplatte 25 ist darin eingepaßt. Ihr Material wird später beschrieben. Auf jeden Fall wird ein Material verwendet, das Infrarotlicht effizient transmittiert, wie z. B. Bariumfluorid oder Kalziumfluorid. Daher wird die Luftdichtheit in dem Raum zwischen dem Substrat 10 und der Zerstäubungsplattform 7 aufrechterhalten, und der Raum wird auf einem angemessenen Druck von einigen mbar gehalten. Diese Öffnung 30 ist eingerichtet, um den Lichtpfad durchzuschicken, um mit dem Infrarot(strahlungs)thermometer 14 die Strahlung des Infrarotlichts von der Rückseite des Substrats (ein Silizium-Wafer in diesem Beispiel), welches auf der Zerstäubungsplattform 7-1 gehalten wird, zu beobachten.

Das Infrarotthermometer 14 ist in der Luft installiert. Daher muß der Lichtpfad 36 durch eine Grenze gehen zwischen atmosphärischer Luft und Vakuum. Ein Beobachtungsfenster 31 dient als eine Trennwand zwischen atmosphärischer Luft und Vakuum. Das Material einer zweiten Fensterplatte 32 wird später beschrieben, aber ein Material, welches Infrarotlicht effizient transmittiert, wie Bariumfluorid oder Kalziumfluorid, wird verwendet. Da sie den Atmosphärendruck aushalten muß, wird der zweiten Fensterplatte 23 gewöhnlicherweise eine Dicke von ca. 5 mm gegeben, damit die Stärke sichergestellt wird.

Ein Rohr 32 wird verwendet, um Argongas in einen Raum einzubringen, der durch das Substrat 10 und die Zerstäubungsplattform definiert ist. Die Zerstäubungsplattform 7-1 wird im voraus auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Das Substrat 10 wird befestigt, und dann zu der Zerstäubungsplattform 7-1 durch eine Klemme 17 geschoben. Wenn Argongas eingeführt wird, beginnt Wärmeübertragung von der Zerstäubungsplattform 7-1 zu dem Substrat, und die Substrattemperatur beginnt schnell anzusteigen.

Wenn man feststellt, daß das Substrat auf einer gewünschten Temperatur ist, kann man einen Prozeß beginnen, wie Aufdampfen z. B. durch Zerstäuben eines Zerstäubungstargets 8, welches gegen das Substrat 10 gestellt ist. Wenn die Substrattemperatur zu niedrig ist, muß man nur weiterhin das Substrat erwärmen bis eine bestimmte Temperatur erreicht ist durch Einstellen der Temperatur der Zerstäubungsplattform.

Die erste Fensterplatte 24, welche sich genau unterhalb des Substrats 10 befindet und in direktem Kontakt mit einem Gas ist, das als Wärmeübertragungsmittel dient, welches in einen Raum gefüllt werden soll, der durch das Substrat 10 und die Zerstäubungsplattform 7-1 definiert ist, wird durch ein Wärmeübertragungsgas erwärmt auf die gleiche Art wie das Substrat 10 erwärmt wird.

Das Infrarotstrahlungsthermometer 15 "schaut" auf das Substrat durch die erste und zweite Fensterplatte 24 und 23. Zuerst wird die erste Fensterplatte 24 beschrieben, und die zweite Fensterplatte 23 wird später beschrieben. Wenn die erste Fensterplatte 24 dick ist, wird die Intensität der Infrarotstrahlung auf natürliche Weise verringert. Ebenso, wenn die erste Fensterplatte 24 dick ist und einen großen Verlust durch Absorption hat, bedeutet dies, daß, wenn die Temperatur der ersten Fensterplatte 24 ansteigt, diese Trennplatte selbst Wärme abstrahlt.

Daher ist es wünschenswert, daß die erste Fensterplatte 24 so dünn wie möglich ist. Wenn die erste Fensterplatte 24 verwendet wird, um direkt zu unterteilen zwischen der Atmosphärenluft und dem Raum, der durch das Substrat und die Zerstäubungsplattform gebildet wird, muß die erste Fensterplatte etwa 5 mm dick sein wie oben erwähnt, um die Stärke zu haben, den Atmosphärendruck auszuhalten. Wenn jedoch Bariumfluorid mit einer Dicke von bis zu 5 mm auf 400°C erwärmt wird, tritt sehr starke Strahlung auf, wodurch es unmöglich wird, Infrarotlicht zu beobachten, welches von dem Substrat 10 strahlt. Da ein Erwärmungsverfahren, das ein Gas verwendet, übernommen wird für die erste Fensterplatte 24 und das Substrat 10, neigen beide dazu, zu derselben Temperatur zu konvergieren. Auch in dieser Hinsicht ist es erforderlich, daß die erste Fensterplatte 24 dünn ist. Materialien, die Infrarotlicht effizient transmittieren, sind schwer zu bekommen. Glas in weiter Verwendung bzw. gewöhnliches Glas, Quarzglas und dergleichen sind nicht im geringsten geeignet als ein Material für diese Fenster, um Infrarotlicht zu transmittieren. Daher müssen die erste und zweite Fensterplatte 24 und 23 beide aus einem Material gebildet werden wie z. B. Bariumfluorid.

Für die erste Fensterplatte 24 ist der normale Druck von Ar-Gas beim Zerstäuben einige mbar. Der Druck in dem durch das Substrat 10 und die Zerstäubungsplattform gebildeten Raum ist einige mbar. Daher ist der an die erste Trennplatte 24 angelegte Druck sehr klein, und die Trennplatte benötigt keine ihr zu verleihende Stärke. Dies ist so, weil die zweite Fensterplatte 23 als eine Grenzfläche zu dem Atmosphärendruck dient.

Daher ist die erste Fensterplatte 24 stark genug, wenn sie eine Dicke von einem Millimeter hat. In der Beschreibung der vorgehenden Ausführungsbeispiele wurde eine ausreichende Erklärung geliefert über die Möglichkeit, daß die Auswirkung des Strahlungslichtes von der ersten Fensterplatte 24 verringert werden kann durch Verwenden einer dünneren Platte für die erste Fensterplatte 24 auf der Substratseite als für die zweite Fensterplatte 23 zwischen der ersten Fensterplatte 24 und dem Infrarotthermometer.

Fig. 9 zeigt das Infrarottransmissionsvermögen von Bariumfluorid. Das Transmissionsvermögen bei normaler Temperatur und 1000°C ist gezeigt. Daten wurden von den Seiten 491 bis 492 (Bariumfluorid) und Seiten 468 bis 469 (Kalziumfluorid) zitiert von "Kiso Bussei Zuhyo" (Fundamental Physical Properties Charts) (Kyoritsu Shuppan: Erstdruck 15. Mai 1972).

Beim Aufdampfen von Al durch Zerstäuben wird das Substrat (gewöhnlich ein Silizium-Wafer oder dergleichen) gelegentlich auf höchstens ungefähr 500°C erwärmt. In Fig. 9 wird Infrarotlicht transmittiert durch das Substrat bei Wellenlängen von bis zu 14 µm bei normaler Temperatur, aber nicht mehr als 10 µm bei 1000°C. Zwischen 10 µm und 14 µm tritt Absorption des Infrarotlichtes auf, und hieraus folgt, daß auch die Abstrahlung von Infrarotlicht auftritt.

Falls die zweite Fensterplatte 23 aus Bariumfluorid gebildet ist wie die erste Fensterplatte, und wenn die Temperatur der ersten Fensterplatte 24 auf 500°C ansteigt, dringt das abgestrahlte Infrarotlicht in die zweite Fensterplatte 23 ein, da sich die zweite Fensterplatte 23 auf Normaltemperatur befindet. Dieses strahlende Infrarotlicht wird beobachtet, als ob es von dem Substrat 10 käme.

Fig. 10 zeigt das Infrarottransmissionsvermögen von Kalziumfluorid bei Normaltemperatur. Aus Fig. 10 ist ersichtlich, daß das Emissionsvermögen auf der Seite der langen Wellenlängen sich weniger weit erstreckt als das von Bariumfluorid bei gewöhnlichen Temperaturen, wie in Fig. 9 gezeigt. Wenn dieses Kalziumfluorid verwendet wird für die zweite Fensterplatte 23 und selbst wenn die erste Fensterplatte 24 erwärmt wird und von sich aus beginnt, Infrarotlicht abzustrahlen, fällt dieses unnötige Infrarotlicht nicht auf das Infrarothermometer 14 hinter der zweiten Trennplatte 23. Daher ist eine stabile Messung der Substrattemperatur möglich unabhängig von der Temperatur der ersten Fensterplatte 24.

Ausführungsbeispiel 5

In diesem Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 ein Beispiel beschrieben, in welchem Erwärmen und Kühlen ohne Problem durchgeführt werden kann, selbst wenn keine Fensterplatte in dem Beobachtungsfenster zum Messen der Substrattemperatur vorhanden ist.

In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verschluß über dem Substrat nicht verwendet. Es versteht sich jedoch von selbst, daß das gleiche Ziel erreicht werden kann unter Verwendung eines Verschlusses. Eine Apertur bzw. Öffnung 30 ist in der Zerstäubungsplattform 7 bereitgestellt.

Eine Öffnung 30 ist in der Zerstäubungsplattform 7 bereitgestellt. Diese Öffnung ist eingerichtet, um den Lichtpfad 36 durch sie hindurchzulassen, um mit dem Infrarot-(Strahlungs)-Thermometer die Strahlung von Infrarotlicht von der Rückseite des Substrats (ein Silizium-Waver in diesem Beispiel) zu beobachten, welches auf der Zerstäubungsplattform 7-1 gehalten wird.

Das Infrarotthermometer 14 ist in der Luft installiert. Daher muß der Lichtpfad 36 durch die Grenze zwischen der atmosphärischen Luft und dem Vakuum gehen. Ein Fenster 23 ist zu diesem Zwecke eingerichtet. Für dieses Fenster wird ein Material verwendet, welches Infrarotlicht effizient transmittiert, wie Bariumfluorid oder Kalziumfluorid.

Ein Rohr 32 führt Argongas in einen Raum, der durch das Substrat und die Zerstäubungsplattform gebildet ist. Das Substrat 10 wird zu der Zerstäubungsplattform durch die Klammer 17 geschoben.

Die Öffnung 30 der Zerstäubungsplattform 7-1 ist durch einen Deckel 35 dicht verschlossen. Der Deckel 35 wird gestützt durch eine kurbelartige Antriebswelle 34, und die Antriebswelle 34 kann sich nach oben und unten bewegen und rotiert werden. Fig. 11 zeigt den auf eine Zwischenstellung gesenkten Deckel, aber der Deckel kann in eine viel tiefere Stellung gebracht werden. Wenn der Deckel in eine ausreichend tiefe Stellung unterhalb der Zerstäubungsplattform 7-1 gesenkt wird, wird er gedreht in eine Stellung außerhalb des Weges des Lichtpfades für die Beobachtung durch das Infrarotthermometer.

Die Antriebswelle 34 kann sich auch aus der Stellung in Fig. 11 erheben, und wenn sie im oberen Totpunkt ist, kann die Öffnung 30 in der Zerstäubungsplattform 7-1 vollständig geschlossen werden, und zwar von unten mit dem Deckel 35.

Daher kann die Luftdichtheit des Raumes zwischen dem Substrat 10 und der Zerstäubungsplattform 7-1 erreicht werden, und der Raum wird auf einen angemessenen Druck von ca. einigen mbar gehalten.

Das Substrat 10 ist an die Zerstäubungsplattform 7-1 mit der Klemme 17 gesichert, das periphere Gebiet des Substrats wird fest mit der peripheren Kante der Zerstäubungsplattform verbunden, und Argon-Gas z. B. wird in den Raum zwischen der Oberfläche des Substrats 10 und der Zerstäubungsplattform 7-1 eingeführt durch Einstellen eines Ventils 33.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Antriebswelle 34 zu dem oberen Totpunkt aufgestiegen, und die Öffnung 30 der Zerstäubungsplattform 7-1 wird geschlossen mit dem Deckel 35. Dann beginnt Wärmeleitung von der Zerstäubungsplattform 7-1 zu dem Substrat 10, und die Substrattemperatur steigt schnell an. Nach dem Vergehen einiger Zeit wird die Antriebswelle 30 gesenkt und rotiert, um den Deckel aus dem Lichtpfad 36 herauszubringen. Nun kann die Rückseite des Substrates 10 durch das Infrarotthermometer 14 beobachtet werden. Da sich der Deckel gesenkt hat, kann der Gasdruck von einigen mbar zwischen der Substrathinterseite und der Zerstäubungsplattform 7-1 nicht mehr aufrechterhalten werden, so daß der Temperaturanstieg des Substrats im wesentlichen gestoppt wird.

Findet man das Substrat bei einer erwünschten Temperatur, ist es möglich, einen Prozeß wie z. B. Aufdampfen zu beginnen, z. B. durch Zerstäuben eines Zerstäubungstargets 8, welches gegen das Substrat 10 positioniert ist. Falls die Substrattemperatur zu niedrig ist, ist es nur notwendig, das Substrat weiterhin zu erwärmen, unter Verwendung des Deckels 35 und Auffüllen des Raumes mit einem Gas.

Ausführungsbeispiel 6

Wenn die Substrattemperaturverteilung nicht gleichförmig ist aufgrund einer Öffnung 19 zur Substratinfrarottemperaturmessung, welche in der Erwärmungs- oder Kühlplattform eingerichtet ist, kann die Substrattemperatur in einer gleichförmigeren Temperaturverteilung gemessen werden durch die folgende Anordnung. Eine zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats gedachte Plattform 25 ist getrennt von dem Durchgangsloch (Apertur) 19 eingerichtet, wie in Fig. 12 gezeigt. Das Substrat 10 wird durch die Plattform 25 erwärmt oder gekühlt und zu der Plattform mit der Apertur 19 überführt, und die Substrattemperatur in einer gleichförmigeren Temperaturverteilung kann gemessen werden durch das Infrarotstrahlungsthermometer 27.

Ausführungsbeispiel 7

Wenn das Substrat erwärmt oder gekühlt wird entweder nur von der Oberseite oder seiner Rückseite, tritt ein Temperaturunterschied zwischen der Oberseite und der Rückseite des Substrats auf. Wenn jedoch eine Erwärmungs- oder Kühleinrichtung 28 und 29 sowohl auf der Oberseite als auch Rückseite des Substrats eingerichtet sind, wie in Fig. 13 gezeigt, um die Substrattemperatur von beiden Seiten aus zu steuern, kann der Temperaturunterschied zwischen den beiden Seiten verringert werden. Durch diese Anordnung kann die Ungleichförmigkeit in der Substrattemperaturverteilung aufgrund der Anwesenheit der Öffnung 19 auch verringert werden.

Ausführungsbeispiel 8

Ein anderes Ausführungsbeispiel wird beschrieben, in welchem unter Verwendung der Zerstäubungsapparatur 1 von Fig. 4 ein Aluminiumfilm durch Zerstäuben aufgedampft wird auf einem Silizium-Wafersubstrat 10.

Das Silizium-Wafersubstrat 10 wird erwärmt in der Temperaturkalibrierungskammer 2 bis 500°C, um den absorbierten Wasserdampf oder dergleichen zu entfernen, und die Substrattemperatur wird mit dem Thermoelement 12 gemessen. Auf Daten dieser Messung basierend wird das Emissionsvermögen des Infrarotstrahlungsthermometers 11 kalibriert. Dann wird der Wafer zu der Substrattemperatureinstellkammer 3 überführt.

Die Emissionsvermögenkalibrierung kann nicht durch dieses Verfahren durchgeführt werden, sondern durch Erhalten des Transmissionsvermögens und des Reflexionsvermögens durch Bestrahlen des Wafers mit Licht der Meßwellenlängen. Das zu der Substrattemperatureinstellkammer 3 überführte Wafer-Substrat 10 wird einer Temperaturmessung ausgesetzt mit dem Infrarotstrahlungsthermometer 14, auf eine bestimmte Temperatur von 200°C durch Temperatursteuerung der Plattform 6 gekühlt, und zu der Zerstäubungskammer 4 überführt. In der Zerstäubungskammer 4 wird das Substrat einem Aufdampfprozeß durch Zerstäuben in einem in Fig. 14 gezeigten Temperaturprofil ausgesetzt. Das in Wirklichkeit verwendete Target 8 ist Aluminium mit einem Gehalt von 1% Si und 3% Cu. Zunächst wird die Temperatur des Substrats auf 230°C gesteuert und der Aluminiumfilm wird auf eine Dicke von ungefähr einigen hundert nm aufgedampft durch die erste Zerstäubungsaufdampfung. Dann wird das Zerstäuben einmal gestoppt, und das Substrat wird zu der Substrattemperatureinstellkammer 3 überführt. In der Substrattemperatureinstellkammer 3 wird die Substrattemperatur erhöht und auf 300°C gesteuert, um die Korngröße der Kristallkörner des durch die erste Zerstäubung aufgedampften Al-Films zu erhöhen. Dann wird das Substrat wieder zu der Zerstäubungskammer 4 überführt, wo die Substrattemperatur auf ungefähr 400°C eingestellt ist. Dann wird der zweite Zerstäubungsprozeß begonnen, um die Filmdicke von ungefähr einem µm zu erhöhen. Dadurch kann der Al-zerstäubte Film mit großer Korngröße und guter Orientierung erhalten werden. Nachdem der Zerstäubungsprozeß beendet ist, wird das Substrat sofort zu der Substrattemperatureinstellkammer 3 geschickt, wo das Substrat auf ungefähr -50°C abgeschreckt wird. Auf diese Art konnte der Niederschlag von Si und Cu in dem Al-zerstäubten Film unterdrückt werden.

In dem oben genannten Ausführungsbeispiel wurde ein Fall gezeigt, in dem ein Silizium-Wafer verwendet wird, und ein dünner Film wird auf die Silizium-Waferoberfläche aufgedampft. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Substrattemperatur mit hoher Präzision durch die Verwendung der Plattform gesteuert wird, konnte eine gute Kristallinität und eine Feinstruktur eines dünnen Filmes mit exzellenter Reproduzierbarkeit in dem Wafer erhalten werden. Z. B. verbessert sich die Kristallinität beim Erwärmen eines dünnen Films von einigen hundert nm nicht, wenn die Erwärmungstemperatur höher war als 350°C. Daher ist es ohne diese Erfindung, die einen in die Lage versetzt, die genaue Temperatur zu kennen, unmöglich, ein derartiges Aufdampfverfahren als einen industriellen Prozeß zu verwirklichen. Es versteht sich von selbst, daß die Vakuumverarbeitungsapparatur entsprechend dieser Erfindung auf eine CVD-(Chemical Vapor Deposition)-Aufdampfapparatur oder dergleichen zusätzlich zu einer oben erwähnten Aufdampfapparatur angewendet werden kann.

Z. B. ist diese Erfindung wirksam beim Aufdampfen eines Wolfram-Filmes auf ein Silizium-Wafersubstrat durch ein bekanntes CVD-Verfahren.

Bei allen Aufdampfapparaturen dieser Art ist die Qualität eines aufgedampften Films durch die Genauigkeit der Substrattemperatursteuerung bestimmt. Daher wird die Aufdampfapparatur entsprechend dieser Erfindung dieser Anforderung in ausreichender Weise gerecht.

Wie in den oben erwähnten Ausführungsbeispielen beschrieben, kann eine Aufdampfapparatur verwirklicht werden unter Verwendung der Vakuumverarbeitungskammer als der Aufdampfprozeßkammer. Neben der Aufdampfkammer kann diese Vakuumverarbeitungskammer als eine Trockenätzprozeßkammer verwendet werden. Diese Erfindung kann zur Temperatursteuerung des ätzenden Substrats auf die gleicher Art und Weise angewendet werden wie in den oben genannten Ausführungsbeispielen.

Wie beschrieben wurde, kann man entsprechend dieser Erfindung, die genaue Temperatursteuerung des Substrats in einem Vakuum ermöglichen, und eine Vakuumverarbeitungsapparatur verwirklichen, die zu genauer Temperatursteuerung des Substrats in der Lage ist. Wenn diese Vakuumverarbeitungsapparatur auf eine Aufdampfapparatur angewendet wird, kann eine Temperatursteuerung leicht in den Stadien vor, nach und während des Aufdampfprozesses durchgeführt werden, so daß eine hochqualitative Aufdampfung erzielt werden kann.

Claims

1. Vakuumverarbeitungsapparatur, welche aufweist:
eine Temperaturkalibrierungsplattform (5) mit einer Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen eines auf der Plattform gehaltenen und für eine Vakuumverarbeitung vorgesehenen Substrats (10) auf eine bekannte Einstelltemperatur;
ein erstes Infrarotstrahlungsthermometer (11) zum Messen der Wärmestrahlung des Substrats;
eine Einrichtung (13) zum Erhalten eines Emissionsvermögens aus einer Ausgabe des ersten Infrarotstrahlungsthermometers, die der bekannten Temperatur des Substrats entspricht, und zum Berechnen eines Infrarotempfindlichkeitskorrekturwertes, um die Temperatur des Substrats durch das erste Infrarotstrahlungsthermometer korrekt anzuzeigen;
eine Vakuumverarbeitungskammer (4) mit der Plattform (5) zum Halten des Substrats oder einer davon unterschiedlichen Plattform (7),
einer Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf eine bestimmte Einstelltemperatur, und einer Einrichtung (8) zur Vakuumverarbeitung des Substrats;
ein zweites Infrarotstrahlungsthermometer (15) zum Messen der Strahlungswärme des Substrats; und
eine Einrichtung (15) zum Berechnen einer wahren Temperatur des in die Vakuumkammer gebrachten Substrats aus einer Ausgabe des zweiten Infrarotstrahlungsthermometers entsprechend dem Infrarotempfindlichkeitskorrekturwert.

2. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Substrattemperatureinstellkammer (3), die zwischen der Temperaturkalibrierungsplattform und der Vakuumverarbeitungskammer installiert ist, und die eine Substrattemperatureinstellplattform (6) und ein drittes Infrarotstrahlungsthermometer (14) aufweist.

3. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine über und in der Nähe des Substrats in jeder der Kammern angeordneten Verschlußvorrichtung (20, 21, 22), deren eine Hauptfläche durch einen hochreflektiven Körper gebildet ist, dessen Oberfläche ausreichend spiegelartig ist hinsichtlich der Meßwellenlängen des Infrarotthermometers.

4. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumverarbeitungskammer eine Vielzahl von Vakuumverarbeitungsapparatur zum Verarbeiten einer Vielzahl von Substraten aufweist, und daß eine Temperaturmessung eines n-ten Substrats, das in einer m-ten Vakuumverarbeitungseinheit zu verarbeiten ist, durch Umwandeln einer elektrischen Ausgabe von einem in der m-ten Vakuumverarbeitungseinheit installierten Thermometer in eine Temperatur gemäß einem Emissionsvermögen als Funktion der Temperatur derart bewirkt wird, daß das Emissionsvermögen zuvor für das n-te Substrat definiert wird, und zwar durch Messung und durch Berechnung basierend auf der Emissionsvermögensmessung bei der vorbestimmten Temperatur.

5. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch Mittel in der Temperaturkalibrierstufe zum abermaligen Erhalten eines Emissionsvermögens nach der Vakuumverarbeitung.

6. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch Mittel zum abermaligen Berechnen einer Temperatur des vakuumverarbeiteten Substrats, basierend auf dem erhaltenen Emissionsvermögen und zum Kompensieren einer Temperatursteuerung für ein nächstes Substrat.

7. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet durch Mittel zum Vergleichen der berechneten Temperatur während der Vakuumverarbeitung und der in der Kalibrierstufe abermalig berechneten Temperatur und zum Untersuchen, ob die Relation zwischen den beiden Temperaturen innerhalb eines vernünftigen Bereichs ist, um zu überwachen, daß ein Erwärmungsprozeß genau und wie beabsichtigt durchgeführt wird.

8. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der oben erwähnten Plattformen mit einer Substrattemperatursteuerungseinrichtung versehen ist einschließlich eines Beobachtungsloches (30) zum Beobachten der Substrattemperatur mit dem Infrarotstrahlungsthermometer, einem Lichtpfad zum Einführen eines Infrarotlichtes von dem Substrat zu dem Infrarotstrahlungsthermometer, einer Gaseinführungseinrichtung, welche in der Oberfläche der Plattform in Kontakt mit dem Substrat eingerichtet ist, zum Auffüllen des Raumes zwischen dem Substrat und der Plattform mit einem bestimmten Gas unter einem bestimmten Gasdruck, und einem beweglichen Lichtpfadverschließenden Verschluß, der in der Lage ist, das Beobachtungsloch zu verschließen.

9. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste Fensterplatte (24), welche aus einem Material gefertigt ist, welches im wesentlichen hinsichtlich der Meßwellenlänge des Infrarotstrahlungsthermometers durchsichtig ist, zum Teilen der Vakuumatmosphäre in die Substratseite und die Infrarotstrahlungsthermometerseite des Beobachtungsloches.

10. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 9, wobei die Substrattemperatursteuerungseinrichtung versehen ist mit einer zweiten Fensterplatte (23), die dicker ist als das erste Fenster, zwischen der zweiten Fensterplatte und dem Substrat.

11. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 10, wobei die erste Fensterplatte bis zu Infrarotstrahlungslicht transmittiert mit Wellenlängen, die länger sind als bei der zweiten Fensterplatte.

12. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste und das zweite Infrarotstrahlungsthermometer Temperatur bei Wellenlängen desselben Infrarotgebiets messen.

13. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf der Temperaturkalibrierungsplattform auf eine bekannte bestimmte Temperatur außerhalb der Vakuumverarbeitungskammer installiert ist.

14. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf der Temperaturkalibrierungsplattform auf eine bekannte bestimmte Temperatur so angeordnet ist, daß sie in der Atmosphäre ist, die die atmosphärische Luft ersetzt hat.

15. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf der Temperaturkalibrierungsplattform auf eine bekannte bestimmte Temperatur gebildet ist durch eine Einrichtung, welche dazu dient, das Substrat in thermischen Kontakt zu bringen mit einem Element mit einer größeren Wärmekapazität als das Substrat.

16. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung, die dazu dient, das Substrat in thermischen Kontakt zu bringen, mit einem Element mit einer Wärmekapazität, die größer ist als die des Substrats, gebildet ist durch eine Einrichtung zum Evakuieren des Raumes, wo das Substrat und das Element miteinander in Kontakt sind.

17. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf der Temperaturkalibrierungsplattform auf eine bekannte bestimmte Temperatur in der Vakuumverarbeitungskammer ist, und wobei Einrichtungen installiert sind, wovon die eine dazu dient, das Substrat in thermischen Kontakt zu bringen mit einem Element mit einer Wärmekapazität, die größer ist als die des Substrats, und wobei die andere zum Auffüllen des Raumes dient, wobei das Substrat und das Element miteinander in Kontakt sind, mit einem Gas bei Druck von fünf Pa oder höher.

18. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 17, weiterhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Messen der Substrattemperatur, wobei zumindest die Plattform, auf der das Substrat in der Vakuumverarbeitungskammer gehalten ist, aufgeteilt ist in zwei Plattformen: eine erste Plattform, wo die Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf eine bestimmte Temperatur installiert ist, und eine zweite Plattform zur Temperaturmessung, und wobei die Substrattemperatur an der ersten Plattform eingestellt wird und dann das Substrat zu der zweiten Plattform zur Temperaturmessung gebracht wird.

19. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei zumindest eine der Einrichtungen zum Erwärmen des Substrats in der Vakuumverarbeitungskammer eine Lampenerwärmungseinrichtung ist.

20. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Temperaturkalibrierungsplattform eine Einrichtung zum Erwärmen oder Kühlen des Substrats auf der Plattform aufweist, und/oder eine zweite Erwärmungs- oder Kühleinrichtung bereitgestellt ist,und zwar nahe an der oberen Oberfläche des Substrats, wobei die Substrattemperatur von dessen beiden Seiten gesteuert wird.

21. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei jede der Plattformen in der Vakuumverarbeitungskammer Temperatursteuerungseinrichtungen aufweist zum Einstellen des Betrags der Abweichung der Substrattemperatur von der bestimmten Einstelltemperatur in der Vakuumverarbeitungskammer, wobei die Substrattemperatur erhalten wird von der Ausgabe des zweiten Infrarotstrahlungsthermometers.

22. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Aufdampfapparatur, insbesondere eine Zerstäubungsaufdampfapparatur, oder eine CVD-Aufdampfapparatur ist.

23. Vakuumverarbeitungsapparatur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumverarbeitungskammer der Zerstäubungsaufdampfapparatur bzw. der CVD-Aufdampfapparatur in der Lage ist, einen dünnen Film durch ein Zerstäubungsverfahren bzw. ein CVD-Verfahren unter bestimmten Bedingungen aufzudampfen.

24. Vakuumverarbeitungsapparatur nach einem der Ansprüche 2 bis 23, wobei eine Einstelltemperatur der Substrattemperatureinstellkammer auf niedrigerer oder höherer Temperatur gehalten wird als die Substrattemperaturkalibrierungskammer und die Vakuumverarbeitungskammer für das Substrat.

25. Vakuumverarbeitungsverfahren zur Verwendung bei einer Apparatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Substrattemperatursteuerungsverfahren, welches die Schritte aufweist:
Verwenden eines Substrats, das einem Erwärmungs- und Kühlprozeß unterworfen wird, eines Infrarotstrahlungsthermometers zum Messen einer Temperatur des Substrats, und einer spiegelähnlichen Fläche mit einem ausreichend hohen Reflexionsvermögen bei den Meßwellenlängen und auf die Seite des Substrats gebracht, welche gegenüber der Seite ist, die dem Infrarotstrahlungsthermometer gegenübersteht, und einer Erwärmungs- oder Kühleinrichtung für die oben erwähnten Prozesse.

26. Vakuumverarbeitungsverfahren nach Anspruch 25, wobei die spiegelähnliche Oberfläche des hochreflektiven Körpers zu der optischen Achse des Infrarotstrahlungsthermometers gebracht werden kann auf die Seite gegenüber der des Substrats, falls es nötig ist.

27. Vakuumverarbeitungsverfahren nach Anspruch 25 oder 26, gekennzeichnet durch Einstellen einer zweiten Erwärmungsbedingung für das Substrat, so daß die Erwärmungseinrichtung zumindest ein erstes und ein zweites Erwärmen durchführt, und nach dem ersten Erwärmen wird die Substrattemperatur gemessen unter Verwendung der spiegelähnlichen Fläche und des Infrarotstrahlungsthermometers, von dessen Ergebnis eine Targeterwärmungstemperatur durch das zweite Erwärmen erhalten wird.

28. Vakuumverarbeitungsverfahren nach Anspruch 25, 26 oder 27, wobei ein Objekt mit einem ausreichend niedrigen Reflexionsvermögen bei den Meßwellenlängen, das gegenüber der spiegelartigen Fläche ist, an einer Stelle eingeführt werden kann, wo sich der Spiegel befindet.

29. Vakuumverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, welches die Schritte aufweist:
Halten eines bestimmten zu bedampfenden Substrats auf der Substrattemperaturkalibrierungsplattform und Erwärmen des Substrats auf eine bestimmte Temperatur;
Beginnen des Aufdampfens durch Kühlen des Substrats auf eine bestimmte Temperatur unter Vakuum, und derartiges Steuern der Substrattemperatur, daß diese eine bestimmte erste Einstelltemperatur des Aufdampfens ist;
Aufdampfen eines Films bis zu einer bestimmten Dicke mit derartigem Steuern der Substrattemperatur, daß sie eine zweite Einstelltemperatur ist, die höher ist als die erste Einstelltemperatur des Aufdampfens; und
nachdem das Aufdampfen beendet ist, Abschrecken des Substrats auf eine Temperatur, die niedriger ist als die zweite Einstelltemperatur des Aufdampfens.

30. Vakuumverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, welches die Schritte aufweist:
Halten eines bestimmten Substrats auf der Substrattemperaturkalibrierungsplattform zur Aufdampfverarbeitung, und Erwärmen des Substrats auf eine bestimmte Temperatur;
danach Kühlen des Substrats auf eine bestimmte Temperatur;
dann Beginnen des ersten Aufdampfens bei der ersten Aufdampftemperatur;
Erhöhen der Korngröße der Kristallkörner des aufgedampften Films durch starkes einmaliges Verringern der Aufdampfrate, Überführen des Substrats zu der Plattform in der Substrattemperatureinstellkammer oder einer anderen Temperatureinstellkammer, und Halten des Substrats auf einer zweiten Einstelltemperatur, die höher ist als die erste Aufdampftemperatur;
Durchführen einer zweiten Aufdampfung bis auf eine bestimmte Filmdicke mit derartigem Steuern des Substrattemperatur, daß sie eine dritte Aufdampftemperatur ist, die höher ist als die zweite Einstelltemperatur in der Substrattemperatureinstellkammer; und
Abschrecken des Substrats durch die andere Substrattemperatureinstellplattform.