JP2001234326A - 真空加工装置 - Google Patents

真空加工装置

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JP2001234326A
JP2001234326A JP2000048742A JP2000048742A JP2001234326A JP 2001234326 A JP2001234326 A JP 2001234326A JP 2000048742 A JP2000048742 A JP 2000048742A JP 2000048742 A JP2000048742 A JP 2000048742A JP 2001234326 A JP2001234326 A JP 2001234326A
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JP
Japan
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getter material
vacuum
processing apparatus
vacuum chamber
vacuum processing
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JP2000048742A
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English (en)
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Koichi Igarashi
浩一 五十嵐
Yoshiyuki Tada
圭志 多田
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空チャンバ内のスペース的な制約を受ける
ことなくゲッタ材を用いた残留ガスの吸着、除去を行
う。 【解決手段】 従来のゲッタ材を用いたゲッタポンプ装
置の代わりに、スパッタリング装置の真空チャンバ30
内に必ず設置するシールド板20の裏面にゲッタ材によ
る吸着膜10を設け、個別の配置スペースを必要とせず
にゲッタ材による残留ガスの吸着、除去を行う。また、
スパッタリング装置に用いるシールド板20は、プラズ
マ成膜用の強制加熱等の輻射により、成膜中に大きなエ
ネルギを受けて加熱される。そこで、このシールド板2
0の加熱を用いて、吸着膜10のゲッタ材を加熱するこ
とにより、ゲッタリング効果を常温での使用より高める
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空チャンバ内で
被加工部材に対して成膜作業等の処理を行う真空加工装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体製造工程や電子部品製
造工程等で用いられるスパッタ・蒸着・CVD装置等の
真空成膜装置において、成膜作業を行う真空チャンバ内
の残留ガスをゲッタ材を用いて吸着するゲッタポンプ装
置が提供されている。このゲッタポンプ装置は、例えば
ジルコニウム合金材等の非蒸発型ゲッタ材とその加熱手
段とを組み合わせたものであり、このゲッタポンプ装置
を真空チャンバ内に配置してゲッタ材を所定温度に加熱
することにより、ゲッタ材表面の活性な特性を用いて、
真空中に残るH2O、O2、H2、N2、CO等の残留ガス
を吸着、除去するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、残留ガスを吸着、除去するためのゲッタポ
ンプ装置を真空チャンバ内の他の部材とは別に配置する
必要があり、ゲッタポンプ装置の取り付けスペースの制
約が大きいという問題があった。また、上述のようなゲ
ッタ材では、吸着ガスが増加することによってゲッタリ
ング効果が損なわれてくるため、経時変化が生じ、べー
クアウトによる再生が必要であり、また、吸着効果を最
大化するために、常時ある程度の温度(例えば300°
C程度)に保持することが必要であるといった理由か
ら、ゲッタ材自体を加熱するヒータを別途設ける場合が
ある。したがって、この場合には、ゲッタポンプ装置自
体に加えて、ヒータを真空チャンバ内に取り付けること
が必要となり、この点からも配置スペースの制約が大き
いという問題があった。
【0004】以上のような実情により、従来のゲッタポ
ンプ装置を導入する場合に、真空チャンバ内の空きスペ
ースの状況から、導入を断念するケースも多かった。こ
れにより、例えばアルミ等の半導体用配線材料として用
いられる材料のスパッタ成膜時において、残留ガスによ
る膜質(=品質)劣化が生じたり、残留ガスをスパッタ
前に十分に排気する時間が必要になり、設備のスループ
ット低下等の問題が顕在化していた。
【0005】そこで本発明の目的は、真空チャンバ内の
スペース的な制約を受けることなくゲッタ材を用いた残
留ガスの吸着、除去を行うことができる真空加工装置を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、真空チャンバ内に設けた加工処理部に被加工
部材を配置し、前記被加工部材に対して所定の加工処理
を行う真空加工装置において、前記加工処理部を包囲す
る状態で配置され、前記被加工部材の加工処理に伴って
周囲に飛散する飛散物質を遮蔽し、真空チャンバへの付
着を防止するシールド板を有し、前記シールド板の加工
処理部と反対側の面に、ゲッタ材よりなる残留ガスの吸
着膜を設けたことを特徴とする。
【0007】本発明の真空加工装置において、シールド
板は、真空チャンバ内に設けた加工処理部を包囲する状
態で配置され、被加工部材の加工処理に伴って周囲に飛
散する飛散物質を遮蔽し、真空チャンバへの付着を防止
する。そして、このシールド板の加工処理部と反対側の
面には、ゲッタ材よりなる残留ガスの吸着膜が設けられ
ている。この吸着膜のゲッタ材の表面活性により、真空
チャンバ内の残留ガスを吸着し、真空チャンバ内の真空
度を向上する。この吸着膜は、シールド板の加工処理部
と反対側の面に設けられているため、加工処理部から周
囲に飛散した物質が付着することもなく、有効なゲッタ
リング効果を維持することが可能となる。
【0008】なお、ゲッタ材を加熱するヒータを設ける
場合には、従来のゲッタポンプ装置の場合と同様に別途
設けてもよいし、また、加工処理等によって真空チャン
バ内に生じる輻射熱を用いるようにしてもよい。すなわ
ち、一般にシールド板は真空チャンバ内で生じる輻射熱
を吸収し易い構造となっているため、加工処理の形態に
よってはゲッタ材を加熱するのに十分な熱を得ることが
できるものである。この結果、残留ガスの除去専用のゲ
ッタポンプ装置、またはゲッタポンプ装置とそのヒータ
を真空チャンバ内に配置する必要がなくなり、真空チャ
ンバ内のスペース的な制約を受けることなくゲッタ材を
用いた残留ガスの吸着、除去を行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明による真空加工装置
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施
の形態による真空加工装置の具体例を示す概略断面図で
あり、図2は、図1に示す真空加工装置に設けられるシ
ールド板の外観を示す斜視図である。本実施の形態によ
る真空加工装置は、例えばターゲット金属を用いて半導
体基板や電子部品等の表面に金属膜を成膜するスパッタ
リング装置に適用したものである。ただし、本発明の真
空加工装置は、このようなスパッタリング装置に限ら
ず、その他の真空加工装置(蒸着成膜装置・CVD装置
等)に広く適用し得るものである。
【0010】本実施の形態による真空加工装置は、従来
のゲッタ材を用いたゲッタポンプ装置の代わりに、スパ
ッタリング装置の真空チャンバ内に必ず設置するシール
ド板の裏面(すなわち、半導体基板等の被加工部材やタ
ーゲット金属等の電極の反対側)にゲッタ材による吸着
膜を設け、個別の配置スペースを必要とせずにゲッタ材
による残留ガスの吸着、除去を行うようにしたものであ
る。なお、吸着膜をシールド板の裏面に設けたのは、シ
ールド板の表面に吸着膜を設けたのではスパッタリング
による成膜材料が付着し、良好なゲッタリング効果が得
られなくなるためである。このような構成により、スペ
ース的な制約をなくし、どのような真空チャンバの内部
スペースにも適用できる装置を提供するものである。
【0011】また、スパッタリング装置等に用いるシー
ルド板は、プラズマ成膜用の強制加熱等の輻射により、
成膜中に大きなエネルギを受けて加熱される。そこで、
このシールド板の加熱を用いて、吸着膜のゲッタ材を加
熱することにより、ゲッタリング効果を常温での使用よ
り高めるようにしたものである。
【0012】以下、本例のスパッタリング装置の具体的
構成について図1、図2を参照して説明する。このスパ
ッタリング装置は、真空中でスパッタリング作業を行う
ための真空チャンバ30を有する。この真空チャンバ3
0は、図示しない真空ポンプにつながれており、真空ポ
ンプの作動によって吸引され、必要に応じて高真空まで
排気される。また、真空チャンバ30内には、天井部3
2の内側にターゲットを構成する上部電極70が配置さ
れている。なお、詳しくは天井部32に設けた開口部3
2Aに蓋部材34が設けられ、この蓋部材34の内側に
上部電極70を交換可能に装着した構造となっている。
また、真空チャンバ30内の中央にはテーブル状の基板
ホルダ80が配置され、この基板ホルダ80の上面に成
膜の対象となる例えば半導体基板(被加工部材)60が
載置されている。
【0013】また、真空チャンバ30内には、このよう
な上部電極70、基板ホルダ80及び半導体基板60を
包囲する状態で、シールド板20が設けられている。こ
のシールド板20は、円筒状の本体部22の上端部に外
向きのフランジ部24を設けるとともに、下端部に内向
きのフランジ部26を設けたものである。そして、シー
ルド板20は、上端部側のフランジ部24を真空チャン
バ30の天井部32に接合することにより真空チャンバ
30内に固定され、下端部側のフランジ部26によって
基板ホルダ80の外周部を囲む状態で配置されている。
このようなシールド板20で囲まれた閉空間の中で、ス
パッタリングによる成膜が行われる。
【0014】また、このようなシールド板20は、本体
部22の外周面にゲッタ材よりなる残留ガスの吸着膜1
0が設けられている。この吸着膜10は、例えばジルコ
ニウム合金等の非蒸発型活性金属を溶射等の表面処理技
術を使用して付着させたものである。ここで、ジルコニ
ウム合金とは、(1)84%のZrと16%のAlより
なる合金、(2)70%のZrと24.6%のVと5.
6%のFeよりなる合金、(3)純Ti等が考えられ
る。また、溶射技術としては、(1)アーク溶射、
(2)プラズマ溶射、(3)フレーム溶射等が考えられ
る。
【0015】なお、図2に示す例では、シールド板20
の本体部22の外周面に、ゲッタ材よりなる吸着膜10
を直接溶射によって設けたが、例えば図3に示すよう
に、予め用意したシート90の外表面に、ゲッタ材によ
る吸着膜を溶射等によって皮着し、このシート90をシ
ールド板20の本体部22の外周面に接着材等で貼り付
けるようにしてもよい。
【0016】ところで、上述のような真空チャンバ30
には、通常、チャンバや内部治具を高温にしてアウトガ
スべークを行うためのべークヒータ(図示せず)が取り
付けられており、真空チャンバ30を大気開放した後
に、真空に引きながらアウトガスベークを行うことがで
きる。しかし、スパッタ等の成膜プロセス中には、シー
ルド板等の内部治具がプラズマ等の輻射熱により2次的
に加熱され、H2O、O2、N2、H2、CO等のアウトガ
ス40が発生し、これが形成される膜の品質低下をもた
らすことは、一般的に知られている事実である。
【0017】そこで、本例のスパッタリング装置では、
成膜プロセス中に発生するアウトガス40を上述したシ
ールド板20の吸着膜10によって吸着、除去するもの
である。このようなゲッタリング効果をプロセス中に得
ることによって、残留ガスによる膜質の劣化を抑え、か
つ劣化を抑えるために一般的に行われる不必要な成膜前
後の付加的な排気を削除できるようになる。また、スパ
ッタ等の成膜中には、上述のようにプラズマ等の輻射熱
によってシールド板20は高温になり、表面からはアウ
トガス40が放出されるが、吸着膜10自体は高温にな
るほどゲッタリング効果が増大し、プロセス中も低レベ
ルのアウトガス性能が得られるようになる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の真空加工装
置では、真空チャンバ内に配置されるシールド板の加工
処理部と反対側の面に、ゲッタ材よりなる残留ガスの吸
着膜を設けたことから以下のような効果を得ることがで
きる。 (1)真空チャンバ内における処理プロセス中の残留ガ
スをゲッタリング効果により低減し、成膜する膜質の向
上が可能になる。 (2)ゲッタリング効果により排気スピードが向上し、
設備のスループットを向上できる。 (3)ゲッタポンプ装置の設置に伴うスペース的な考慮
が必要なく、どのような装置にも採用が可能である。 (4)ゲッタリング効果を発揮させるためのゲッタ材の
昇温を、プロセスによる輻射熱を使用することにより、
ヒータが不用となり、省スペース及び省エネルギ化を達
成できる。 (5)プロセス中の最大のアウトガスが生じるシールド
高温時に、ゲッタリング効果を最大化できる。 したがって、このような本発明を適用することにより、
真空加工装置で製造する半導体や電子デバイス等の品
質、性能を向上させることが可能になり、また設備生産
性の向上及び省エネルギにも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による真空加工装置の具体
例を示す概略断面図である。
【図2】図1に示す真空加工装置のシールド板の具体例
を示す斜視図である。
【図3】図1に示す真空加工装置のシールド板に設けら
れる吸着膜の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
10……吸着膜、20……シールド板、30……真空チ
ャンバ、40……アウトガス、60……半導体基板、7
0……上部電極、80……基板ホルダ、90……シー
ト。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバ内に設けた加工処理部に被
    加工部材を配置し、前記被加工部材に対して所定の加工
    処理を行う真空加工装置において、 前記加工処理部を包囲する状態で配置され、前記被加工
    部材の加工処理に伴って周囲に飛散する飛散物質を遮蔽
    し、真空チャンバへの付着を防止するシールド板を有
    し、 前記シールド板の加工処理部と反対側の面に、ゲッタ材
    よりなる残留ガスの吸着膜を設けた、 ことを特徴とする真空加工装置。
  2. 【請求項2】 前記ゲッタ材に非蒸発型ゲッタ材を用い
    たことを特徴とする請求項1記載の真空加工装置。
  3. 【請求項3】 前記ゲッタ材にジルコニウム合金を用い
    たことを特徴とする請求項2記載の真空加工装置。
  4. 【請求項4】 前記ゲッタ材よりなる吸着膜は、前記ゲ
    ッタ材を前記シールド板の板面に溶射することにより形
    成したことを特徴とする請求項1記載の真空加工装置。
  5. 【請求項5】 前記ゲッタ材よりなる吸着膜は、前記ゲ
    ッタ材を溶射したシートを前記シールド板に貼り付ける
    ことにより形成したことを特徴とする請求項1記載の真
    空加工装置。
  6. 【請求項6】 前記真空チャンバ内で生じる輻射熱を用
    いることにより前記ゲッタ材によるゲッタリング効果を
    得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の真空加
    工装置。
  7. 【請求項7】 前記真空チャンバ内で被加工部材に対す
    る成膜処理を行う成膜装置であることを特徴とする請求
    項1記載の真空加工装置。
  8. 【請求項8】 前記真空チャンバ内でスパッタリングを
    行うスパッタリング装置であることを特徴とする請求項
    7記載の真空加工装置。
  9. 【請求項9】 前記真空チャンバ内で蒸着処理を行う真
    空蒸着装置であることを特徴とする請求項7記載の真空
    加工装置。
  10. 【請求項10】 前記真空チャンバ内でCVD処理を行
    うCVD装置であることを特徴とする請求項7記載の真
    空加工装置。
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