CN100460558C - 真空成膜装置用部件及使用该部件的真空成膜装置及其觇板装置 - Google Patents

真空成膜装置用部件及使用该部件的真空成膜装置及其觇板装置 Download PDF

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Abstract

一种真空成膜装置用部件，具有部件本体和形成于所述部件本体表面的喷镀膜。喷镀膜具有局部峰顶平均间隔S为50～150μm范围、最大谷深Rv和最大峰高Rp分别为20～70μm范围的表面粗糙度。喷镀膜具有从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中选择的低硬度覆膜。采用这种真空成膜装置用部件，能在成膜工序中稳定而有效地抑制粘附在部件上的成膜材料的剥离，并能大幅度削减装置清洗及部件交换等的次数。觇板具有同样的喷镀膜。真空成膜装置将上述真空成膜装置用部件适用于被成膜试料保持部、成膜源保持部、防粘附部件等。

Description

真空成膜装置用部件及使用该部件的真空成膜装置及其觇板装置
本申请是申请号为00804326.4(PCT/JP00/09379)、申请日为2000年12月28日、题为“真空成膜装置用部件及使用该部件的真空成膜装置及其觇板装置”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及溅射装置和CVD装置等真空成膜装置用的真空成膜装置用部件及使用该部件的真空成膜装置及其真空成膜装置等用的觇板装置。
背景技术
在半导体元件和液晶元件等中是采用溅射法和CVD法等的成膜方法形成各种配线和电极等。具体地说，在半导体基板和玻璃基板等的被成膜基板上适用溅射法和CVD法等形成Al、Ti、Mo、W、Mo-W合金等的导电性金属薄膜或者具有MoSi2、WSi2、TiSi2等导电性的金属化合物薄膜、TiN和TaN等的金属化合物薄膜。将这些薄膜用作配线层、电极层、壁垒层、衬底层(垫材)等。
然而，在形成上述薄膜时使用的溅射装置和CVD装置等真空成膜装置中，成膜工序中配置在成膜装置内的各种部件不可避免地粘附和堆积着成膜材料。粘附和堆积在这些部件上的成膜材料(粘附膜)由于在成膜工序中从部件上剥落而成为造成粉尘的原因。这些粉尘一旦混入成膜基板上的膜中，则会在配线形成后引起短路和断开等配线不良，导致成品质量下降的后果。
为此，在传统的真空成膜装置中，有一种实施方法是将防粘附板和觇板的固定部件等的装置构件采用觇板材料或与其热膨胀率相近的材料形成，或者在装置构件的表面形成觇板材料或与其热膨胀率相近材料的覆膜(如日本专利特开昭60—26659号公报、特开昭63—161163号公报、特开昭63—243269号公报等)。采用这种结构，防止因装置构件与成膜材料之间的热膨胀率差异引起的粘附膜剥落。
但是，在真空成膜装置的装置构件本身使用觇板材料等形成的场合，有时会引起元件强度下降。并且，因粘附在元件上的成膜材料(粘附膜)本身应力的作用，往往会引起粘附膜剥落。另外，在元件表面形成有觇板材料覆膜的场合，会产生因采用该形成方法容易使覆膜本身剥落的问题。
并且，在日本专利特开昭61—56277号公报中记载有在元件表面形成Al和Mo喷镀膜的同时将喷镀膜的表面粗糙度规定在200μm以上。通过该喷镀膜表面粗糙度防止粘附在元件上的成膜材料剥落。利用喷镀膜的成膜装置用部件在如日本专利特开平9—272965号公报中也有记载。其中，将装置构件表面形成的喷镀膜气体残存量规定在10Torr·cc/g以下。
传统的使用喷镀膜的成膜装置部件主要是通过喷镀膜表面的较大的表面粗糙度来防止粘附在部件表面的成膜材料(粘附膜)剥落。这种防止粘附膜剥落的方法虽然能取得某种程度的效果，但会使粘附膜表面因喷镀膜的表面粗糙而产生较大的凹凸，这些粘附膜表面较大的凹凸反过来又成为产生微细粉尘(粒子)的原因。另外，因粘附在部件表面的成膜材料内部应力引起的粘附膜剥落也是产生粉尘的原因。
特别是在最近的半导体元件中，为达到64M、256M、1G那样的高集成度，将配线宽度控制在0.3μm、0.18μm甚至0.1μm以下，以求实现超小型化。在这种小型化的配线及具有该配线的元件中，即使混入如直径0.2μm左右的极微小粒子，也会引起配线不良和元件不良等现象。
针对这种极其苛刻的条件，上述传统的防止粉尘方法(防止粒子的方法)难以提高高集成化的半导体元件等的成品质量。因此，为了提高具有高密度配线的半导体元件等成品质量，强烈希望能抑制因装置构件产生的细微粉尘(粒子)。粉尘的问题不仅在成膜装置的部件中，并且在溅射觇板或者冷却保持溅射觇板的后板上也会产生同样的问题。
另外，若是单纯在装置构件等的表面形成喷镀膜，则因残留在喷镀膜内部的应力，存在着容易使喷镀膜本身剥落的问题。一旦产生了喷镀膜及粘附在其上面的成膜材料(粘附膜)剥落，就会急剧增加粉尘的产生量，为此，通常是必须进行装置清洗或调换部件。清洗和调换部件会降低装置的有效工件时间比例，结果是导致成膜成本上升。对此，强烈希望能通过抑制喷镀膜剥落来延长装置构件的使用寿命。
本发明的目的在于提供一种在大幅度抑制在成模工序中从粘附的成膜材料产生粉尘的同时、可稳定而有效地防止粘附的膜本身剥落的真空成膜装置用部件及其觇板装置。本发明另一目的在于提供一种能稳定而有效地防止成膜工序中粘附的膜和喷镀膜剥落，并在抑制因装置清洗和件调换等造成成膜成本增加的同时抑制粉尘产生的真空成膜装置用部件及其觇板装置。还有一个目的是，提供一种可防止粉尘的混入、并在适应高集成化半导体元件等发展趋势的同时因提高有效工件时间比例而降低成膜成本的真空成膜装置。
发明内容
本发明第1技术方案的真空成膜装置用部件是一种真空成膜装置的构件(第1装置构件)，其特征在于，具有部件本体和在所述部件本体表面上形成的喷镀膜，所述喷镀膜的表面粗糙度具有：由JIS(日本工业标准)B0601—1994规定的局部峰顶平均间隔S为50—150μm范围、最大谷深Rv和最大峰高Rp分别为20—70μm范围。
本发明第2技术方案的真空成膜装置用部件是一种真空成膜装置的构件(第2装置构件)，其特征在于，具有部件本体和在所述部件本体表面上形成的喷镀膜，所述喷镀膜具有可从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜、维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中至少选择一种的低硬度覆膜。
在本发明的真空成膜装置用部件中，喷镀膜最好是具有由与成膜材料的热膨胀率差异为15×10-6/k以下的金属材料构成的覆膜或与部件本体的热膨胀率差异为20×10-6/k以下的金属材料构成的覆膜。在技术方案1中，这些喷镀膜(覆膜)的表面粗糙度应在上述范围内。在第2技术方案中，由低硬度覆膜构成上述喷镀膜(覆膜)。
又，本发明的喷镀膜也可具有由不同材料构成的2层以上覆膜。这些喷镀膜具体的结构例如可具有在部件本体上形成的由软金属材料构成的应力缓和层以及在应力缓和层上形成的与成膜材料热膨胀率差异为15×10-6/k以下的由金属材料构成的热膨胀缓和层。在第2技术方案中，应力缓和层和热膨胀缓和层的至少一方由上述的低硬度覆膜构成。此时，最好是应力缓和层和热膨胀缓和层都由低硬度覆膜构成。
本发明的真空成膜装置的特征在于，具有：真空容器、配置在所述真空容器内的被成膜试料保持部、在所述真空容器内与所述被成膜试料保持部对向配置的成膜源、保持所述成膜源的成膜源保持部以及配置在所述被成膜试料保持部或成膜源保持部周围的防粘附部件。在这种真空成膜装置中，从被成膜试料保持部、成膜源保持部和防粘附部件中选择的至少一种由上述本发明的真空成膜装置用部件(第1装置构件或第2装置构件)构成。
本发明的第1觇板装置具有：觇板本体和在所述觇板本体的非腐蚀区域形成的喷镀膜。第2觇板装置具有觇板和后板，所述后板包括：保持所述觇板的后板本体和在所述后板本板表面上形成的喷镀膜。
在这些觇板装置中，第1技术方案的特征在于，具有喷镀膜，所述喷镀膜具有由JIS(日本工业标准)B 0601—1994规定的局部峰顶平均间隔S为50—150μm范围、最大谷深Rv和最大峰高Rp分别为20—70μm范围的表面粗糙度。第2技术方案的特征在于，具有喷镀膜，所述喷镀膜具有从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中选择至少一种的低硬度覆膜。
在第1技术方案中，在真空成膜装置用部件的部件本体上或觇板装置的觇板和后板上形成的喷镀膜表面粗糙度设定为：由JIS B0601—1994规定的局部峰顶的平均间隔S在50—150μm范围，最大谷深R和最大峰高Rp分别在20—70μm范围。
为防止粘附后的成膜材料(粘附膜)剥落，传统的真空成膜装置用部件的表面上使用的喷镀膜方法是加大该表面的粗糙度。这是为了通过喷镀膜表面较大的粗糙度来提高成膜材料的密合力。然而，一旦粘附膜堆积在表面粗糙度较大的喷镀膜上，则会在粘附膜表面形成凹凸较大的形态。即，会促使容易引起粘附膜剥落的粒子堆积。因此，采用传统的喷镀膜的装置构件常常会发生从堆积在表面的粘附膜上脱落粒子形成粉尘(粒子)或者引起粘附膜本身剥落。
对此，在第1技术方案中，为使堆积在喷镀膜上的粘附物稳定粘附，将在部件本体表面形成的喷镀膜表面粗糙度用局部峰顶的平均间隔S、最大谷深Rv和最大峰高Rp作出规定。通过使堆积在喷镀膜上的粘附膜稳定粘附，就可大幅度抑制从粘附膜的粒子脱落和粘附膜的剥离。
如上所述，通过防止粒子的脱落和粘附膜的剥落，可减少粒子的产生量，从而大幅度提高由真空成膜装置形成的各种膜以及使用这种膜的元件和部件成品的质量。并且，粘附膜的稳定化(抑制粘附膜的剥落)还可减少装置清洗次数。由此可提高装置有效工件时间比例和降低成膜成本。
在第2技术方案中，真空成膜装置用部件的部件本体表面或觇板装置的觇板和后板上形成的喷镀膜至少一部分使用了具有如上所述的从维氏硬度的Al系喷镀膜、Cu系喷镀膜，Ni系喷镀膜、Ti系喷镀膜、Mo系喷镀膜和W系喷镀膜中选择至少一种的低硬度覆膜。
在传统的喷镀膜中残留着喷镀形成时产生的内部应力，由此，在有外来的应力负荷时容易使喷镀膜内部破损。这是喷镀膜本身剥落的原因。对此，在本发明中使用了比通常喷镀膜软化的喷镀膜。软化后的喷镀膜因可缓和内部应力(残留应力)，故在成膜工序中存在外部应力负荷时，可有效地抑制来自喷镀膜内部的破损。这样，就可防止喷镀膜本身的剥落。并且，由于使喷镀膜低硬度化，因此，还可缓和附在其上的成膜材料(粘附膜)内部应力。
这样，不仅可抑制因喷镀膜及堆积在其上面的粘附膜剥落引起的粉尘(粒子)产生，而且可大幅度减少装置清洗和部件调换的次数。减少粉尘(粒子)的产生量可极大地提高由真空成膜装置形成的各种膜及其使用该膜的元件和部件等的成品质量。减少装置清洗和部件调换的次数可提高装置有效工件时间比例，并可大幅度降低成膜成本。
附图说明
图1为本发明一实施形态的真空成膜装置用部件要部结构的剖视图。
图2为说明本发明适用的表面粗糙度中的局部峰顶平均间隔S的图。
图3为说明本发明适用的表面粗糙度中的最大谷深Rv和最大峰高Rp用的图。
图4为模式表示图1的真空成膜装置用部件的喷镀膜第1具体例结构的剖视图。
图5为模式表示图1的真空成膜装置用部件的喷镀膜第2具体例结构的剖视图。
图6为适用本发明的觇板装置的溅射觇板一实施形态概略结构的剖视图。
图7为适用本发明的真空成膜装置的溅射装置一实施形态要部结构图。
图8为本发明实施例1的使用溅射装置时与比较例1的溅射装置所作的粒子数变化比较图。
具体实施方式
下面，说明本发明的实施形态。
图1为本发明的真空成膜装置用部件一实施例形态要部结构的剖视图。图中所示的真空膜装置用部件1具有设在部件本体(基材)2表面上的喷镀膜3。对部件本体2的构成材料无特别的限定，但作为装置部件的构成材料来讲，例如可采用普通的不锈钢材料等。为获得稳定的效果，最好是预先经喷射处理等使部件本体2的喷镀膜形成面2a变粗糙。
为减少粒子的产生，上述喷镀膜3最好是将喷镀膜3的表面形成适用喷镀法的可控制的形态。具体地讲，根据部件本体2的构成材料和形状、使用的环境条件、喷镀材料，选择使用合适的等离子体喷镀法、超高速火焰喷镀法等。提高喷镀膜3对部件本体2的密合力。并且，在通过成膜工序中的升温以防止从部件本体2与喷镀膜3的界面剥落等基础上，喷镀膜3应由与部件本体2的热膨胀率之差异为20×10-6/k以下的金属材料形成，尤以热膨胀率之差异为15×10-6/k以下为佳，最好是10×10-6/k以下。
喷镀膜3在防止与附在其上面的成膜材料(粘附膜)的热膨胀差异引起剥落的基础上，应由与成膜材料的热膨胀率差异为15×10-6/k以下为佳，最好是5×10-6/k以下。若只考虑与成膜材料的关系，则喷镀膜3最好是由与成膜材料相同的材料形成。在成膜用的膜采用合金膜和化合物膜等场合，喷镀膜3最好是由包含有构成成膜材料(成膜源)的至少一种金属元素材料形成。符合了这些条件，就可抑制因粘附在喷镀膜3上的成膜材料热膨胀差异引起的剥落。
喷镀膜3不限定由单一材料的覆膜构成，例如也可由不同材料的2层以上覆膜构成。作为具有2层以上覆膜的喷镀膜3来讲，例如可采用在部件本体2上形成的应力缓和层(第1覆膜)和在其应力缓和层上形成的热膨胀缓和层(第2覆膜)的结构。
应力缓和层可使用如Al、Cu、Ni或其合金等的软金属材料。热膨胀缓和层可使用与粘附膜热膨胀差异小的金属材料。与各层的部件本体2和成膜材料的具体性的热膨胀率差异按照上述的规定。另外，可采用在表面侧具有耐腐蚀性优良的喷镀膜结构，为了缓和部件本体2与成膜材料的热膨胀差异，也可采用按顺序形成热膨胀率不同的2层以上喷镀膜的结构等。
喷镀膜3具有防止在成膜工序中粘附、堆积的成膜材料(粘附膜)剥离的功能。若真空成膜装置用部件1的表面存在着某种程度的凹凸状态，就可将粘附膜的剥落抑制在某种程度的厚度范围内，但若粘附膜厚度较厚时，就有容易剥落的倾向。这是由于随着粘附膜厚度增大使内部应力增大从而产生粘附膜剥落的缘故。
喷镀膜3由于采用了含有大量气孔的内部结构等，因此具有吸收粘附膜内部应力的作用，能有效地防止粘附膜的剥落。然而，在单纯进行喷镀时会加大喷镀膜的表面粗糙度。因而，容易产生从粘附膜上的粒子脱落和粘附膜本身的剥落。并且，在单纯进行喷镀时，喷镀膜的内部残留有应力，由于这种内部应力，容易产生喷镀膜本身的剥落。
在本发明中，首先，第1是为了抑制因喷镀膜的表面粗糙引起的粒子脱落和粘附膜本身的剥落，将喷镀膜3的表面粗糙度设定为：由JIS B 0601—1994规定的局部峰顶的平均间隔S在50—150μm范围、最大谷深Rv和最大峰高Rp分别在20—70μm范围。这是针对本发明的第1装置构件而言的。若采用具有这种适度的表面粗糙度的喷镀膜3，就可稳定地抑制从堆积在其上面的粘附膜上产生的粒子脱落和粘附膜本身的剥落。
如图2所示，从使用表面粗糙度测定器求出的粗糙度曲线中，沿其平均线方向抽取基准长度L，求出与相邻的局部峰顶间对应的平均线的长度(S1、S2……Sn)，表示这些测定值的平均值(mm)就是表面粗糙度的1个参数即局部峰顶的平均间隔S。如图3所示，将使用表面粗糙度测定器求出的粗糙度曲线划分为基准长度l，在各个基准长度上求出从平均线至最深的谷底间的深度Rvi和从平均值至最高峰顶间的高度Rpi，最大谷深Rv和最大峰高Rp就是表示这些谷深Rvi和峰高Rpi的最大值(Rv和Rp)。
适用于传统的装置构件表面的喷镀膜在表面粗糙度较大时，堆积在其上面的粘附膜也会形成凹凸状态，堆积的粘附粒子很容易脱落。并且，一旦粘附膜变厚，则内部应力增大，在因凹凸造成的粘附膜上的台阶部分容易引起开裂，会促使粘附膜的剥落。为防止因这种喷镀膜较大的表面粗糙引起的粒子脱落和粘附膜剥落，在本发明中，使用的是具有如上所述的由局部峰顶平均间隔S、最大谷深Rv和最大峰高Rp规定的表面粗糙度的喷镀膜3。
采用表面的局部峰顶平均间隔S在50—150μm范围的喷镀膜，有助于堆积在其上面的粘附膜稳定的柱状结构，可防止粒子的脱落和粘附膜的剥落。若局部峰顶的平均间隔S不是50μm，则会促使堆积在其上面的粘附膜不稳定的粒子结构，容易使粘附膜产生剥落和粒子脱落。反之，若局部峰顶的平均间隔S超过150μm，则会极大地降低粘附膜的密合力，反过来又容易使粘附膜剥落。在有效防止粘附膜剥落的基础上，应以喷镀膜3表面的局部峰顶平均间隔S设定在70—100μm范围为佳，最好是75—90μm范围。
又，采用表面的最大谷深Rv和最大Rp分别为20—70μm范围的喷镀膜，可使粘附粒子更加均匀地堆积在喷镀膜面上，故可防止粒子的脱落(粒子的产生)。
即，若最大谷深Rv和最大峰高Rp分别超过70μm，会使粘附粒子堆积不均匀。具体地讲，在谷部产生局部性的空洞，或因峰部的斜影作用使粘附粒子堆积不均匀。由于这种粘附粒子的堆积状态非常不稳定，会从粘附膜上产生粒子脱落。并且，粘附膜的堆积形状出现高度差异，会降低堆积在高的部位上的粒子粘附力，引起粒子的脱落。
反之，若最大谷深Rv和最大峰高Rp分别不足20μm，则会降低粘附膜的密合力，容易引起粘附膜的剥落。为了更有效地防止粒子的脱落(粒子的产生)，并提高粘队膜的耐久性，应以喷镀膜3的最大谷深Rv和最大峰高Rp分别在30—60μm范围为佳，最好是分别在30—40μm范围。
从喷镀膜3在其形成过程中具有复杂的表面形态的观点出发，可使粘附膜具有良好的密合性。但若表面粗糙度过于太大，会引起如上所述的粒子脱落和粘附膜剥落现象。为此，在由JIS B 0601—1994规定的算术平均粗糙度R表示喷镀膜3的表面粗糙度场合，算术平均粗糙度Ra最好在5—15μm范围。
若喷镀膜3表面的算术平均粗糙度Ra超过15μm，则喷镀膜3表面的凹凸过大，容易使粘附膜产生粒子。并且，由于粘附膜不是整体地粘附在喷镀膜3上，残留有空洞，因此，有可能会以空洞为起点引起粘附膜的剥落。反之，若喷镀膜3表示的算术平均粗糙度Ra不足5μm，则会降低粘附膜的保持力，有可能使粘附膜容易剥落。喷镀膜3表面的算术平均粗糙度R应以8—12μm范围为佳，最好是10—12μm范围。
具有上述表面粗糙度的喷镀膜3适用于例如使用粉末原料的粉末式火焰喷镀和等离子体喷镀，并且，通过控制粉末原料的粒径即可获得。在粉末式火焰喷镀时，尤其适合采用超高速火焰喷镀。超高速火焰喷镀和等离子体喷镀实施时的具体条件应根据原料粉末的材质等来适当设定。例如，通过使用粒径一致的原料粉末，实施超高速火焰喷镀和等离子体喷镀，就可获得具有上述合适的表面粗糙度的喷镀膜3。并且，也可在喷镀后进行表面清洗等处理来调整喷镀膜3的表面粗糙度。为控制喷镀膜3的表面粗糙度，再一个具体条件是适当变更电流、电压、气流量、喷镀距离、原料粉末的供给量等喷镀条件。
为获得防止喷镀膜3的粘附膜剥落的效果，最好是可适量调整喷镀膜3的膜厚。从这一观点出发，喷镀膜3的膜厚应以50—500μm范围为佳。如前所述，喷镀膜3具有降低粘附膜内部应力的效果，但这种降低应力的效果因厚度不同会有差异。若喷镀膜3的厚度不足50μm，则会减小应力降低的效果，容易使粘附膜剥落。反之，若超过500μm，则会使喷镀膜3本身产生较大的内部应力，从而使喷镀膜3本身容易引起剥落。为获得比上述更好的效果，喷镀膜3的膜厚应处在100—300μm范围，最好是在200—250μm范围。
采用上述第1装置构件的喷镀膜3由于将其表面粗糙度规定在局部峰顶平均间隔S在50—150μm范围、最大谷深R和最大峰高Rp分别在20—70μm范围，因此，可有效地抑制从粘附膜的粒子脱落即粒子的产生。并可利用喷镀膜3的表面粗糙防止粘附膜剥落。
这样，通过大幅度抑制因从粘附膜的粒子脱落和粘附膜剥落所产生的粒子，可大幅度提高由真空成膜装置形成的各种膜及其使用该膜的元件和部件的成品质量。并且，通过抑制粘附膜的剥落，可减少装置的清洗次数，从而提高成膜装置的有效工件时间比例，大大减少成膜成本。
在本发明中，第2是为了抑制因喷镀膜3内部应力引起的喷镀膜本身的剥落，喷镀膜3使用了如下一种覆膜即、从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中的至少一种低硬度覆膜。这是针对本发明的第2装置构件而言的。
这些喷镀膜的较佳硬度是Al系喷镀膜、Hv25以下、Cu系喷镀膜Hv80以下、Ni系喷镀膜Hv150以下、Ti系喷镀膜Hv250以下、Mo系喷镀膜Hv250以下、W系喷镀膜H从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中的至少一种低硬度覆膜Hv400以下。最佳硬度分别是Al系喷镀膜Hv20以下、Cu系喷镀膜Hv70以下、Ni系喷镀膜Hv100以下、Ti系喷镀膜Hv200以下、Mo系喷镀膜Hv200以下、W系喷镀膜Hv350以下。
本发明规定的喷镀膜的维氏硬度是如下所示的测定值。即，先将喷镀膜3的表面研磨后使其平坦化。其次，用金刚石压头以负荷200g在平坦化的面上推压30秒钟。对由此产生的压痕的长度进行X和Y方向测定，从其平均长度换算成维氏硬度值。进行5次这样的测定，将其平均值作为本发明的维氏硬度。
喷镀膜3既可只由上述低硬度金属喷镀膜中的1个低硬度覆膜构成，也可由各金属喷镀膜中的2个以上低硬度覆膜的层叠膜构成。并且，在由2层以上的覆膜构成喷镀膜3时，其中至少一层应是低硬度覆膜。
通过例如在喷镀后实施清洗处理并软化，即可获得具有如上所述的喷镀膜(低硬度覆膜)3。由于使喷镀膜3低硬度化来充分缓和内部应力，因此，在成膜工序中受到外部应力(如热应力)负荷时，可有效地抑制来自喷镀膜3内部的破损。由此，可防止喷镀膜3本身的剥落。所谓上述各金属喷镀膜的硬度分别超过上述的值意味着不能充分缓和内部应力。在这种喷镀膜3上是不能抑制内部损坏以及因损坏引起的剥落的。
上述各自的金属喷镀膜未必一定是单体金属膜，也包括以各金属为主体的合金膜。从喷镀膜3的低硬度化等观点出发，最好是各自的单体金属膜，即、Al喷镀膜、Cu喷镀膜、Ni喷镀膜、Ti喷镀膜、Mo喷镀膜、Wo喷镀膜。这些各金属喷镀膜最佳的维氏硬度分别为：Al喷镀膜Hv25以下、Cu喷镀膜Hv75以下、Ni喷镀膜Hv150以下、Ti喷镀膜Hv250以下、Mo喷镀膜Hv250以下、W喷镀膜Hv450以下。
合金膜可采用Al—Cu合金膜、Al-Ti合金膜、Cu-Al合金膜、Cu-Zn合金膜、Ni-Al合金膜、Ni-Cr合金膜、Ti-Al合金膜、Mo-Ta合金膜、Mo-W合金膜等。
为使喷镀膜3低硬度化的清洗处理也可根据形成喷镀膜3的材料来实施，但在例如真空环境、非活性环境、回原性环境等多种环境中，最好是在如下的温度条件下实施。即，Al单层时200—450℃、Cu单层时300—900℃、Ni单层时300—900℃、Ti单层时300—900℃、Mo和W单层时300—1200℃。
处理温度太低时，不能充分缓和喷镀膜3的内部应力，往往不能达到上述的低硬度。反之，若处理温度太高，有可能会使部件本体2热变形或引起喷镀膜3剥落。金属喷镀膜最佳的清洗温度分别是：Al单层时250—350℃、Cu单层时600—800℃、Ni单层时450—750℃、Ti单层时350—650℃、Mo单层和W单层时600—900℃范围。
在由2层以上覆膜的层叠膜构成喷镀膜3时，最好是以熔点低的材料温度为基准实施清洗处理。层叠构造的喷镀膜3最佳的清洗温度应根据不同的使用材料而改变。表1表示层叠构造的喷镀膜3最佳的清洗温度代表例。
                      表1
Figure C200510052974D00141
采用上述第2装置构件的喷镀膜3由于使用了缓和内部应力的低硬度覆膜(低硬度的金属喷镀膜)，因此可有效地抑制喷镀膜3本身的剥落。通过使喷镀膜3低硬度化，还可缓和粘附在其上面的成膜材料(粘附膜)的内部应力，并可抑制喷镀膜3上的粘附膜本身的剥落。
由此，可大幅度减少因喷镀膜3及堆积在其上面的粘附膜剥落所需的装置清洗和部件调换的次数。换言之，可大幅度延长装置构件1的寿命。故通过延长装置构件1的使用寿命，可提高成膜装置的有效工作时间比例，并可降低成膜成本。又因可抑制因喷镀膜3及在其上面的粘附膜剥落产生的粉尘，可提高由真空成膜装置形成的各种膜及其使用该膜的元件和部件等成品的质量。
本发明的真空成膜装置用部件1最好同时具有上述第1装置构件和第2装置构件的结构。即，最好是在控制表面粗糙度的同时，在真空成膜装置用部件1上使用上述具有低硬度覆膜的喷镀膜3。采用这种真空成膜用部件1，可大幅度提高各种膜及使用该膜的元件等的质量，并可大幅度地减少装置清洗和部件调换的次数。
在本发明的第1和第2装置构件中，作为喷镀膜3的具体结构来讲，例如可采用图4和图5的构造。图4表示只使用热膨胀缓和层4结构的喷镀膜3，该热膨胀缓和层4由与成膜材料的热膨胀率差异在15×10-6/k以下的金属材料构成。图5表示由层叠膜构成的喷镀膜3，该层叠膜由软金属材料构成的应力缓和层5和由与成膜材料的热膨胀率差异在15×10-6/k以下的金属材料构成的热膨胀缓和层4所组成。在图5所示的层叠式喷镀膜3上，应力缓和层5作为热膨胀缓和层4的衬底层设置在部件本体2与热膨胀缓和层4之间。
在喷镀膜3由应力缓和层5和热膨胀缓和层4的层叠膜构成的场合，热膨胀缓和层4的厚度最好在50—150μm范围，应力缓和层5的厚度最好在100—300μm范围。喷镀膜3的整体厚度如前所述。若热膨胀缓和层4的厚度不足50μm，则往往不能充分获得其功能。若应力缓和层5的厚度不足100μm，也不能充分获得其功能。但是，若热膨胀缓和层4和应力缓和层5的一方太厚，则另一方的厚度又太薄，故热膨胀缓和层4的厚度最好在150μm以下，应力缓和层5的厚度最好在300μm以下。
构成喷镀膜3的金属材料的种类应根据其用途适当选择。例如，在图4和图5所示的膨胀缓和层4使用低硬度覆膜的场合，根据成膜材料(粘附膜)的不同种类，可从Al系喷镀膜、Cu系喷镀膜、Ti系喷镀膜、Ni喷镀膜、Mo系喷镀膜、W系喷镀膜中进行适当选择。这样，热膨胀缓和层4虽然由上述的低硬度覆膜构成，但也可使用除此之外的材料和硬度。
采用由低硬度覆膜构成的热膨胀缓和层4，不仅可缓和其本身内部应力，获得抑制剥落的效果，并且还可获得缓和粘附在其上面的成膜材料(粘附膜)内部应力的效果。即，当成膜材料粘附并堆积在喷镀膜3上时，其内部会产生应力。因喷镀膜3低硬度化，故可缓和该成膜材料粘附和堆积时产生的内部应力，并可抑制喷镀膜3上的粘附膜本身的剥落。
由软金属材料构成的应力缓和层5最好也使用本发明的低硬度覆膜。作为适用于应力缓和层5的低硬度覆膜例如可采用维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜。由于应力缓和层5使用了这些低硬度覆膜，因此，可进一步提高软金属材料的缓和应力的效果。
构成喷镀膜3的金属膜不限定于上述的低硬度覆膜，例如也可使用Ta系喷镀膜和Fe基合金(如不锈钢)系的喷镀膜等。在热膨胀缓和层4和应力缓和层5以外的功能层中使用喷镀膜的场合，可根据它的用途选择适当的金属材料使用。
上述本发明的装置构件1是用于溅射装置和CVD装置等的真空成膜装置构件的。装置构件1若是成膜工序中粘附成膜材料的部件，则可适用于各种部件。并且，装置构件1的构成喷镀膜3的金属材料应根据适用的成膜装置和成膜工序等适当选择来使用。
例如，在半导体元件的制造工序中，在对Ti系壁垒层进行溅射成膜时，可使用Al系喷镀膜5/Ti系喷镀膜4的层叠膜、Ti系喷镀膜4的单层膜等。在对Ta系衬底膜进行溅射成膜时，可使用Cu系喷镀膜4的单层膜等。在对WSix电极进行溅射成膜时，可使用Al系喷镀膜5/W系喷镀膜4的层叠膜等。在对Al配线进行溅射成膜时，可使用Al系喷镀膜5的单层膜等。同样，在液晶显示元件的制造工序中，对各种电极膜和配线膜等进行溅射成膜时，可使用Al系喷镀膜5的单层膜等。
本发明可适用真空成膜装置构件的成膜工序不限定于半导体元件和液晶显示元件的制造工序，也可适用于各种记录媒体和记录再生用磁头的制造工序、薄膜电容和电阻等的电子元件制造工序、玻璃元件的制造工序等。
本发明的装置构件1也可适用于CVD装置。作为在CVD装置上使用本发明的装置构件1的具体例子，可列举出在表面形成喷镀膜的CVD用电极等。例如，在非晶形Si膜的成膜用CVD电极是在其表面形成Al系喷镀膜的。本发明的结构适用于这种Al系喷镀膜。
在上述的实施形态中，对本发明的真空成膜装置构件适用例作了说明，但本发明的喷镀膜也对觇板装置适用。即，在觇板本体的非腐蚀区域形成喷镀膜的场合，或者在为保持觇板的后板本体的表面形成喷镀膜的场合，也可适用具有上述结构的喷镀膜。
图6表示本发明一实施形态的觇板装置概略结构。图中所示的觇板装置具有觇板本体11和保持该觇板本体11的后板12。觇板本体11的中心和外周部分实际上不进行溅射，是非腐蚀区域A。区域B表示腐蚀区域。
在上述觇板本体11的非腐蚀区域A中再附有被溅射的粒子。在这种非腐蚀区域A的粘附物剥落时，也与其它部件上剥落粘附物一样，成为配线膜等不良的原因。因此，在觇板本体11的非腐蚀区域A中，形成具有在上述真空成膜装置构件的实施形态中说明过的结构、材质、硬度、表面粗糙度、膜厚等的喷镀膜。这样，在觇板本体11的非腐蚀区域A中，通过预先形成上述本发明的喷镀膜3，就可防止因粘附物剥落引起的配线不良和元件不良等。
在后板12的露出表面也再附有被溅射的粒子。对于这种后板12的露出表面，也可通过预先形成上述本发明的喷镀膜3，以防止因粘附物剥落引起的配线不良和元件不良等。该后板由后板本体12和在其露出表面上形成的喷镀膜3构成。
下面说明本发明的真空成膜装置的实施形态。图7表示本发明的真空成膜装置适用于溅射装置的一实施形态的要部结构。在图中，11是固定在后板12上的溅射觇板。在作为该成膜源的溅射觇板11的外周部下方设有接地屏蔽板13。在接地屏蔽板13的下方还配设有上部防护板14和下部防护板15。
被成膜试料即基板16与溅射觇板11对向配置，由被成膜试料保持部即压环17保持。这些部件都被配置在未图示的真空容器内。在真空容器内连接有导入溅射气体用的气体供给系统(未图示)与对真空容器内进行排气直至所定的真空状态的排气系统(未图示)。
在本实施形态的溅射装置中，由上述本发明的真空成膜装置用部件1构成接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17。真空成膜装置用部件1的具体结构如前所述。在本实施形态中，在溅射觇板11的非腐蚀区域设有同样的喷镀膜。在后板12的露出表面也设有同样的喷镀膜3。在从溅射觇板11溅射的粒子的粘附面上均形成有喷镀膜3。
上述的溅射装置在成膜工序中，虽然在接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15、压环17、溅射觇板11、后板12等的表面粘附着溅射的成膜材料(觇板11的构成材料)，但通过表面的喷镀膜3，可稳定而有效地防止这种粘附物剥落。并且，喷镀膜3本身也很稳定，使用寿命长。
由此，可大幅度抑制粉尘和粒子的产生量，以及向基板16上形成的膜中的混入量。因而，可大幅度提高64M、256M、1G高集成度的半导体元件和液晶显示元件等的成品质量。即，即使是配线宽度在0.2μm以下狭小的形成了高宽度配线网的配线膜，也可大幅度抑制微小粒子(如直径0.2μm以上)的混入，由此可大幅度减少配线不良现象，并提高成品质量。
又由于可稳定而有效地抑制粘附物和喷镀膜3本身的剥落，因此，可大幅度减少装置清洗和部件调换的次数。通过减少该装置清洗和部件调换的次数，就可提高溅射装置的有效工作时间比例。即，可降低溅射装置的运转成本，进而减小各种薄膜的成膜成本。
上述实施形态是以采用本发明的部件构成接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15。压环17、溅射觇板11、后板12为例作了说明，但除此之外，也适用于采用本发明的真空成膜装置用部件构成觇板外周压板(未图示)、档板(未图示)等。并且，对于除此之外的部件，只要是在成膜工序中不可避免产生成膜材料粘附的部件，均适用于本发明的真空成膜装置用部件。
这样，本发明的真空成膜装置通过采用本发明的真空成膜装置用部件构成从被成膜试料保持部、成膜源保持部、防护部件等中至少选择的一种，具有如上所述的优良效果。另外，本发明也同样适用于觇板和后板。
上述实施形态是以本发明的真空成膜装置适用于溅射装置为例作了说明，但除此之外，本发明的真空成膜装置也可适用于真空蒸镀装置(包括离子喷镀和激光烧蚀等)、CVD装置等，可获得与上述溅射装置一样的效果。
下面详细说明本发明的具体实施例。
(实施例1、比较例1)
首先，采用等离子体喷镀法，在SUS 304制基材的表面上按顺序形成厚度250μm的Al喷镀膜和厚度100μm的Ti喷镀膜，制成图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17。使用这些部件构成磁控管溅射装置。
Al喷镀是使用粉末平均粒径为52μm的Al喷镀原料，在电流500A、电压80V条件下实施。Ti喷镀上使用粉末平均粒径为65μm的Ti喷镀原料，在电流500A、电压65V条件下实施。喷镀时的周围环境分别是Ar和H2的混合环境，在以73L/min供给Ar的同时，以81/min供给H2。在对各部件作了Ti喷镀面清洗处理后，再经退火处理和脱气处理，在真空中的350℃×3hr条件下实施热处理。
Ti喷镀膜的表面粗糙度分别是局部峰顶的平均间隔S为83μm、最大谷深Rv为36μm、最大峰高Rp为42μm。这些表面粗糙度是采用テ—ラ—ホブリン公司制的表面粗糙度测定仪S4C测定的值。并且，在退火处理后，各喷镀膜的硬度分别是Al喷镀膜为Hv20、Ti喷镀膜为Hv230。
在这种磁控管溅射装置中装上高纯度Ti觇板11，进行磁控管溅射，先在8寸薄片上形成Ti薄膜。接着，一边在其上面导入N2气体一边进行磁控管溅射，形成TiN薄膜。用电子显微镜放大观察制成的Ti/TiN薄膜的表面形态时具有良好的形态。然后，测量Ti/TiN薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续进行这一操作，并调查粒子数的变化，其结果详见图8。
另一方面，作为与本发明的比较例1，按以下方法制作与上述实施例1相同的各部件。先采用电弧喷镀法，在SUS304制基材的表面上形成厚度100μm的Al喷镀膜，接着，采用等离子体喷射法形成厚度250μm的Ti喷镀膜。使用这些部件构成磁控管溅射装置。各部件在经Ti喷镀面清洗处理后装入磁控管溅射装置内。Ti喷镀膜的表面粗糙度分别是局部峰顶的平均间隔S为126μm、最大谷深R为75μm、最大峰高Rp为85μm。各喷镀膜的硬度分别是Al喷镀膜Hv35、Ti喷镀膜Hv380。
使用上述比较例1的磁控管溅射装置，与实施例1一样，在8英寸薄片上形成Ti/TiN薄膜，调查粒子数的变化。其结果也在图8中表示。用电子显微镜放大观察比较例1的Ti/TiN膜的表面形态，性能不如实施例1。
从图8中可以看出，实施例1的磁控管溅射装置的粒子产生量在150组以内稳定而又少，反之，比较例1的磁控管溅射装置不仅突发性产生粒子，而且总体的粒子产生量也多。由此可以确认，使用实施例1的喷镀膜可有效而稳定地防止粒子的产生。
(实施例2、比较例2)
与上述实施例1一样，采用表2所示的形式Al喷镀膜和Ti喷镀膜的层叠膜的各部件，分别构成磁控管溅射装置。喷镀膜的最表面的表面粗糙度和各喷镀膜的硬度详见表2。喷镀膜的表面粗糙度根据粉末粒径作了调整。喷镀膜的硬度根据退火条件了调整。
使用这些磁控管溅射装置，与实施例1一样，在8英寸薄片上形成Ti/TiN薄膜，测定该Ti/TiN薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子前的批量数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。另外，对150批量的粒子数的平均值作了调查，其结果详见表2。
                         表2
(实施例3、比较例3)
首先，准备多种粉末粒径40—150μm范围内的粒径分布不同的Ti喷镀原料。使用这些Ti喷镀原料，在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防反14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS304制基板)上，采用等离子体喷镀法分别形成厚度200μm的Ti喷镀膜。接着，经Ti喷镀面清洗处理后，在真空中的300—500℃×3hr条件下实施热处理。各Ti喷镀膜的表面粗糙度详见表3。
其次，与实施例1一样，将这些部件装入磁控管溅射装置，在8英寸薄片上分别形成Ti/TiN薄膜，并测定该Ti/TiN薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，并调查150批量中的粒子数平均值。其结果详见表3。表3中的比较例3除了采用电弧喷镀法形成Ti喷镀膜之外，均是使用了同样部件时的结果。
                       表3
Figure C200510052974D00211
从表3中可以看出，实施例3的磁控管溅射装置的粒子产生量比比较例3少得多。因此，可大幅度提高膜(Ti/TiN薄膜)的成品质量。
(实施例4、比较例4)
首先，准备多种粉末粒径40—120μm范围内的粒径分布不同的Al喷镀原料。使用这些Al喷镀原料，在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS304制基板)上，采用等离子体喷镀法分别形成厚度200μm的Al喷镀膜。接着，经Al喷镀表面清洗处理后，在真空中的300—500℃×3hr条件下实施热处理。各Al喷镀膜的表面粗糙度详见表4。
其次，将这些部件装入具有钨硅化合物(WSi2.8)觇板的磁控管溅射装置，在8英寸薄片上分别形成WSix薄膜，测定该WSix薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，调查200批量中的粒子数平均值。其结果详见表4。表4中的比较例4除了采用电弧喷镀法形成Al喷镀膜以外，均是使用了同样部件时的结果。
                     表4
Figure C200510052974D00221
从表4中可以看出，实施例4的磁控管溅射装置的粒子产生量比比较例4少得多。因此，可大幅度提高膜(WSix薄膜)的成品质量。
(实施例5、比较例5)
首先，准备多种粉末粒径40—150μm范围内的粒径分布不同的Ti喷镀原料。使用这些Ti喷镀原料，在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS304制基材)上，采用等离子体喷镀法分别形成厚度200μm的Al喷镀膜。接着，经Ti喷镀面清洗处理后，在真空中的300—500℃×3hr条件下实施退火处理。这些喷镀膜的硬度详见表5。
其次，将这些部件装入磁控管溅射装置，与实施例1一样分别在8英寸薄片上形成Ti/TiN薄膜。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子数之前的批量数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。其结果详见表5。表5中的比较例5除了不实施退火处理以外，均是使用了同样喷镀膜的部件时的结果。
                   表5
Figure C200510052974D00231
从表5中可以看出，实施例5的磁控管溅射装置可延长直到急剧增加粒子产生量之前的批量数即剥落寿命，可长时期稳定使用。这就意味着可提高溅射装置的有效工作时间比例，由此可降低装置的运转成本，进而大幅度降低成膜成本。
(实施例6、比较例6)
首先，准备多种粉末粒径40—120μm范围内的粒径分布不同的Al喷镀原料。使用这些Al喷镀原料，在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS 304制基材)上，采用等离子体喷镀法分别形成厚度200μm的Al喷镀膜，再在其上面采用等离子体喷镀法形成宽度100μm的W喷镀膜。接着，经W喷镀面清洗处理后，在真空中的300—500℃×3hr条件下实施退火处理。这些喷镀膜硬度详见表6。
其次，将上述这些部件装入具有高纯度钨硅化合物(WSi 2.8)觇板的磁控管溅射装置分别在8英寸薄片上形成WSix薄膜。一边测定直径0.2μm以上的粒子数一边连续地形成这种WSix薄膜，在直到增加粒子数之前的组数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。其结果详见表6。表6中的比较例6除了不实施退火处理以外，均是使用了同样喷镀膜的部件时的结果。
                  表6
Figure C200510052974D00241
从表6中可以看出，实施例6的磁控管溅射装置可延长直到急剧增加粒子产生量之前的批量数即剥落寿命，可长时期稳定使用。这就意味着可提高溅射装置的有效工作时间比例，由此可降低装置的运转成本，进而大幅度降低成膜成本。
(实施例7)
在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS 304制基材)上，分别采用等离子体喷镀法形成表7所示的各喷镀膜。接着，经各喷镀面清洗处理后，在表7所示的条件下实施退火处理。这些喷镀膜的表面粗糙度及其硬度详见表7。
各喷镀膜的形成条件(等离子体喷镀)分别是：Al为粉末原料的粒径45—90μm、电流500A、电压75V、Ar流量73L/min、H2流量8L/min、Cu为粉末原料的粒径39—90μm、电流500A、电压65V、Ar流量73L/min、H2流量5L/min。W为粉末原料的粒径45μm以下、电流500A、电压65V、Ar流量39L/min、H2流量10L、.Mo为粉末原料的粒径45μm以下、电流500A、电压67V、Ar流量39L/min、H2流量12L/min。Ni为粉末原料的粒径45—75μm、电流500A、电压60V、Ar流量39L/min、H2流量6.5L/min、Ta为粉末原料的粒径30—80μm、电流550A、电压68V、Ar流量39L/min、H2流量12L/min。SUS 304为粉末原料的粒径40—90μm、电流500A、电压65V、Ar流量39L/min、H2流量10L/min。
其次，将这些部件装入磁控管溅射装置，在8英寸薄片上分别形成表7所示的薄膜，测定这些薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子之前的批量数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。并调查150批量中的粒子数的平均值，其结果详见表7。
                         表7
Figure C200510052974D00261
(实施例8)
在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件上，分别形成表8所示的双层层叠构造的各喷镀膜(下层为Al喷镀膜)。接着，经各喷镀面清洗处理后，在表8所示的条件下实施退火处理。这些喷镀膜的表面粗糙度及其硬度详见表8。
各部件的基材除了表8中的试料No5使用Al合金之外，其余均使用了SUS 304。各喷镀膜的形成条件基本上与实施例相同。但表8中的试料No3的Al喷镀膜是将直径1.6mm的Al线材用作喷镀原料，在电流200A、电压30V条件下通过电弧喷镀形成的。
其次，将这些部件装入磁控管溅射装置，在8英寸薄片上分别形成表8所示的薄膜，测定这些薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子之前的批量数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。并调查150批量中的粒子数的平均值。其结果详见表8。
                        表8
Figure C200510052974D00281
(实施例9)
在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件上，分别形成表9所示的双层层叠构造的各喷镀膜(下层为Cu喷镀膜)。接着，经各喷镀面清洗处理后，在表9所示的条件下实施退火处理。这些喷镀膜的表面粗糙度及硬度详见表9。
各部件的基材除了表9中的试料No3和试料No4使用Ti合金以外，其余均使用了SUS 304。各喷镀膜的形成条件基本上与实施例7相同，但表9中的试料No1—No6的各Cu喷镀膜是将直径1.6mm的Cu线材用作喷镀原料，在电流200A、电压30V条件下通过电弧喷镀形成的。
其次，将这些部件装入磁控管溅射装置，在8英寸薄片上分别形成表9所示的薄膜，测定这些薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子之前的批量数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。并调查150批量中的粒子数的平均值，其结果详见表9。
                       表9
Figure C200510052974D00301
(实施例10)
在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS 304制基材)上，采用等离子体法分别形成表10所示的双层层叠构造的各喷镀膜(下层为Ni喷镀膜)。接着，经各喷镀面清洗处理后，在表10所示的条件下实施退火处理。这些喷镀膜的表面粗糙度及硬度详见表10。各喷镀膜的形成条件与实施例7相同。
其次，将这些部件装入磁控管溅射装置，在8英寸薄片上分别形成表10所示的薄膜，测定这些薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子之前的批量数中调查使用寿命，直至产生剥落为止。并调查150批量中的粒子数的平均值，其结果详见表10。
                          表10
(实施例11)
在图7所示的溅射装置的接地屏蔽板13、上部防护板14、下部防护板15和压环17的各部件(SUS 304制基材)上，采用等离子体法分别形成厚度约200μm的Ti喷镀膜。另外，觇板11使用了高纯度Ti，后板12使用了Al。在觇板11外周部的非腐蚀区域和后板12的表面上也同样地采用等离本法形成了厚度约200μm的Ti喷镀膜。
接着，在形成这些Ti喷镀膜的各部件、觇板和后板的Ti喷镀面经清洗处理后在真空中以350℃×3hr的条件进行热处理。各Ti喷镀膜的表面粗糙度分别是局部峰顶的平均间隔S为72μm、最大谷深Rv为45μm、最大峰高Rp为42μm。Ti喷镀膜的硬度为Hv205。
将上述的各部件、觇板和后板装入溅射装置，与实施例1一样，在8英寸薄片上形成Ti/TiN薄膜，测定该Ti/TiN薄膜上的直径0.2μm以上的粒子数。连续地形成这种薄膜，在直到增加粒子之前的批量数中调查剥落寿命。再调查150批量中的粒子数的平均值。剥落寿命是144批量，粒子数的平均值是14个。
在本实施例11中，与在觇板和后板上不进行喷镀的场合相比，无突发性产生的粒子，总体的粒子数减少了一半。由此可以确认，可有效而稳定地防止粒子的产生。
从以上的实施形态中可以看出，采用本发明的真空成膜装置用部件及其觇板装置，不仅可稳定而有效地防止成膜工序中粘附的成膜材料剥落，而且可减少清洗和部件调换的次数。因此，本发明的真空成膜装置用部件及其觇板装置可有效地使用于各种成膜装置。另外，采用本发明的真空成膜装置，不仅可抑制因配线膜和元件不良引起的向膜中混入粒子的现象，而且可通过提高装置的有效工作时间比例来降低成膜的成本。

Claims (13)

1.一种真空成膜装置用部件，它是一种真空成膜装置的构件，
其特征在于，包括部件本体和喷镀膜，
所述喷镀膜形成于所述部件本体的表面上，具有从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中选择的至少一种低硬度覆膜，所述喷镀膜的维氏硬度如下获得：将所述喷镀的表面进行研磨以使之平坦化，在平坦化的面上以200g的负荷用金刚石压头推压30秒以测定维氏硬度，取5次测定的平均值，所述喷镀膜的厚度在50～500μm的范围内。
2.如权利要求1所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述喷镀膜具有由与成膜材料的热膨胀率差异为15×10-6/K以下的金属材料构成的热膨胀缓和层，所述热膨胀缓和层由所述低硬度覆膜构成。
3.如权利要求2所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述热膨胀缓和层由与所述部件本体的热膨胀率差异为20×10-6/K以下的所述金属材料构成。
4.如权利要求1所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述喷镀膜具有由不同材料构成的2层以上的覆膜，其中至少一层由所述低硬度覆膜构成。
5.如权利要求1所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述喷镀膜具有在所述部件本体表面上形成的、由软金属材料构成的应力缓和层以及在所述应力缓和层上形成的、由与成膜材料的热膨胀率差异为15×10-6/K以下的金属材料构成的热膨胀缓和层，所述应力缓和层和所述热膨胀缓和层至少一方由所述低硬度覆膜构成。
6.如权利要求5所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述应力缓和层和所述热膨胀缓和层都是由所述低硬度覆膜构成。
7.如权利要求5所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述应力缓和层具有100～300μm范围的厚度，所述热膨胀缓和层具有50～150μm范围的厚度。
8.如权利要求1所述的真空成膜装置用部件，其特征在于，所述喷镀膜外表面的表面粗糙度在由JIS B 0601—1994规定的算术平均粗糙度Ra5～15μm的范围。
9.一种真空成膜装置，包括：
真空容器；
配置在真空容器内的被成膜试料保持部；
配置在真空容器内的与所述被成膜试料保持部对向的成膜源；
保持所述成膜源的成膜源保持部；
配置在所述被成膜试料保持部或被成膜试料保持部周围的防粘附部件，
从所述被成膜试料保持部、所述成膜源保持部和所述防粘附部件中选择的至少一种由权利要求1所述真空成膜装置用部件构成。
10.如权利要求9所述的真空成膜装置，其特征在于，所述形成于所述真空成膜装置用部件表面的喷镀膜具有包含构成所述成膜源的至少一种金属材料的覆膜。
11.如权利要求9所述的真空成膜装置，其特征在于，所述成膜装置是溅射装置。
12.一种觇板装置，其特征在于，包括：
觇板本体；
形成于所述觇板本体的非腐蚀区域、具有从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中选择的至少一种的低硬度覆膜的喷镀膜，所述喷镀膜的维氏硬度如下获得：将所述喷镀的表面进行研磨以使之平坦化，在平坦化的面上以200g的负荷用金刚石压头推压30秒以测定维氏硬度，取5次测定的平均值，所述喷镀膜的厚度在50～500μm的范围内。
13.一种觇板装置，其特征在于，包括：
觇板；
设有保持所述觇板的后板本体以及形成于所述后板本体的表面上、具有从维氏硬度Hv30以下的Al系喷镀膜、维氏硬度Hv100以下的Cu系喷镀膜、维氏硬度Hv200以下的Ni系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Ti系喷镀膜、维氏硬度Hv300以下的Mo系喷镀膜和维氏硬度Hv500以下的W系喷镀膜中选择的至少一种低硬度覆膜的喷镀膜的后板，所述喷镀膜的维氏硬度如下获得：将所述喷镀的表面进行研磨以使之平坦化，在平坦化的面上以200g的负荷用金刚石压头推压30秒以测定维氏硬度，取5次测定的平均值，所述喷镀膜的厚度在50～500μm的范围内。
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