JP2002105618A - 真空処理室用表面構造 - Google Patents

真空処理室用表面構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガス放出速度の小さい溶射膜からなる真空処理
室用の表面構造を提供すること。 【解決手段】真空処理室の真空中へ露出されるガラス、
セラミックス、金属等の部材の表面に、該ガラス、セラ
ミックス、金属等の部材を不活性ガス雰囲気中に位置さ
せて吹き付けガスに不活性ガスを用いた金属のアーク溶
射膜を設けた。不活性ガスをアルゴンガスとし、ガラ
ス、セラミックス、金属等の部材には真空容器などの真
空装置用部品が適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングや
ＣＶＤ等の真空処理を行う真空処理装置内に置かれる真
空用部品の表面や真空容器の表面の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スパッタリング装置等の半導
体成膜装置や記録用磁性膜作製装置では、成膜中に発生
するパーティクルをできるだけ減らすことの要望があ
る。こうしたパーティクルは、成膜室内で成膜すべき基
板以外の真空部品の表面や真空容器の内壁に厚く堆積し
た膜が、その膜内部の応力により一部がはじけたり、膜
自身が剥がれ落ちることが原因で発生する。このパーテ
ィクルの発生を防止するため、真空部品の表面や真空容
器の内壁面に凹凸を設けたり、堆積した膜が剥がれ難く
なるような下地膜や中間膜を形成することが試みられて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のパーティク
ル低減のために真空部品や真空容器に形成される下地膜
には、溶射法により形成された、アルミニウム、チタ
ン、モリブデン、ニッケル、ステンレススチールや銅な
どの純金属や合金の被膜が用いられている。また、この
溶射法には純金属や合金のワイヤ状又はロッド状の蒸発
材を使用できる、フレーム溶射法またはアーク溶射法が
使用され、いずれの溶射法でも大気中で溶射を行って下
地膜を形成している。このような環境では、ワイヤ等か
ら蒸発した金属自体の熱のために周囲に存在する酸素と
容易に結合し、目的の表面に下地膜として形成されると
きには酸化または窒化され、一般的に硬度の高い酸化膜
や窒化膜が形成されてしまう。
【０００４】こうした硬度の高い溶射膜は、その内部応
力のために微小なクラックが生じ、このクラックには大
気中の水分が大量に浸入するので、この溶射膜を持つ真
空部品や真空容器を設けた環境を真空排気するときにク
ラックに浸入した大量の水分を脱離させるために排気時
間が長引いてしまう欠点があった。
【０００５】本発明は、こうしたクラックを生じない溶
射膜からなる真空処理室用の表面構造を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、真空処理室
の真空中へ露出されるガラス、セラミックス、金属等の
部材の表面に、該ガラス、セラミックス、金属等の部材
を不活性ガス雰囲気中に位置させて吹き付けガスに不活
性ガスを用いた金属のアーク溶射膜を設けることによ
り、上記の目的を達成するようにした。該不活性ガスを
アルゴンガスとすることが、取り扱いやコストの点から
好ましく、該ガラス、セラミックス、金属等の部材には
真空容器などの真空装置用部品が適用される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面に基づき本発明の実施の形態
を説明すると、図１は本発明の真空処理室用表面構造を
得る装置の説明図を示し、同図において、符号１は排気
ポンプ２により真空に排気され不活性ガス導入管３から
アルゴンなどの不活性ガスが導入されるステンレス製の
溶射容器を示す。該溶射容器１の内部には、真空部品や
真空容器などのガラスやセラミックス或いは金属等から
なる部材４と溶射用のアークガン５が用意され、該部材
４の表面に該アークガン５から吹き付けによりアーク溶
射膜が形成される。
【０００８】該溶射容器１の側面には該アークガン５を
人手により操作するためのゴム手袋６が取り付けられ、
該ゴム手袋６の大気側にバルブ７を介して真空ポンプに
接続された真空配管８を開口した。該アークガン５には
真空シール９を介してワイヤ状の純金属或いは合金の蒸
発材１０、１０を外部から引き込み、アーク電源１１か
らアーク電力を供給し、不活性ガス源に連なるガス管１
２から吹き付けガスが供給される。１３は該部材４を載
せて旋回する作業台である。
【０００９】該溶射容器１は、例えば内径１．５ｍ、奥
行き１．５ｍの大きさを有し、その内部を例えば１０Ｐ
ａに排気したのち、不活性ガス導入管３からアルゴンを
大気圧よりやや高めの１．１×１０5Ｐａの圧力にまで
充満させ、その排気の際、ゴム手袋６の大気側も同時に
真空配管８により排気して大気圧によりゴム手袋６の破
損を防止し、次いで溶射容器１内にアルゴンが充満した
のちに該真空配管８を閉じると、ゴム手袋６は外側へ膨
らんで人手でアークガン５が掴みやすくなる。そしてア
ークガン５を操作し、アルゴンガス雰囲気中で該部材４
にアーク溶射を施す。通常のアーク溶射では吹き付け用
のガスとして圧縮空気を用いているが、本発明の場合は
０．５〜７．０ｋｇ／ｍｍ2のアルゴンガスを吹き付け
ガスとして使用し、雰囲気も吹き付けも不活性ガスを使
用する。このアーク溶射により該部材４の表面に金属の
溶射膜が形成されるが、この金属溶射膜は不活性ガス中
で不活性ガスの吹き付けガスで形成されたものであるた
め、酸素や窒素の含有率が低く、金属光沢をもった純金
属に近い被膜であり、表面にはクラックもなく、大気中
の水分が浸透しないので真空容器や真空部品の表面構造
として適している。
【００１０】半導体スパッタ装置のグランドシールドや
真空容器の内壁となるガラス、セラミックス、金属等の
部材４にチタンのアーク溶射膜を設け、磁性膜スパッタ
装置のカバーリングや磁性膜スパッタ用インライン装置
におけるハードディスクホルダーとなるガラス、セラミ
ックス、金属等の部材４に、アルミニウムのアーク溶射
膜を設けることもできる。
【００１１】純チタン製の真空部品からなる金属部材
に、従来の大気中で圧縮空気によるアルミニウム溶射に
より形成した溶射膜の表面構造（試料Ａ）と、本発明の
不活性ガス中で不活性ガスを吹き付けガスとしてアルミ
ニウムをアーク溶射して形成した溶射膜の表面構造（試
料Ｂ）とを作製し、両表面構造を有する金属部材を同じ
真空容器に入れて加熱排気したときの、圧力の変化と、
そこから放出されるガス放出速度の変化と、を比較した
ところ、図２の如くになった。これの全ガス放出量は、
ガス放出速度を時間で積分したものであり、これは従来
の表面構造では５．０Ｐａ・ｍ3／ｍ2であるのに対し、
本発明の表面構造では２．１Ｐａ・ｍ3／ｍ2と半分以下
の値となった。従って、排気時間を半分以下とすること
ができる。図３に排気曲線を示した。本発明の表面構造
では排気時間が短くなっている。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、真空
処理室の真空中へ露出されるガラス、セラミックス、金
属等の部材の表面を不活性ガス雰囲気中に置き、不活性
ガスの吹き付けガスを用いて金属のアーク溶射膜を設け
たので、クラックのない溶射膜が得られて放出ガスが少
なく排気時間の短い真空処理室に適した表面構造が得ら
れ、その製作も容易で安価に得られる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す説明図
【図２】本発明の表面構造と従来のものとのガス放出速
度の変化を示す線図
【図３】本発明の表面構造と従来のものとの圧力の変化
を示す線図
【符号の説明】
１ 溶射容器、４ 金属等の部材、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 BD01 BD11 CA05 DA01 JA01 4K030 GA02 KA08 KA47 4K031 AA01 AA08 AB11 CA02 CB39 CB41 CB52 DA03 EA10 5F045 BB15 EB03 EC05 5F103 AA08 BB46 RR10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空処理室の真空中へ露出されるガラス、
    セラミックス、金属等の部材の表面に、該ガラス、セラ
    ミックス、金属等の部材を不活性ガス雰囲気中に位置さ
    せて吹き付けガスに不活性ガスを用いた金属のアーク溶
    射膜を設けたことを特徴とする真空処理室用表面構造。
  2. 【請求項２】上記不活性ガスがアルゴンガスであること
    を特徴とする請求項１に記載の真空処理室用表面構造。
  3. 【請求項３】上記ガラス、セラミックス、金属等の部材
    は真空容器や基板ホルダーなどの真空装置用部品である
    ことを特徴とする請求項１及び２に記載の真空処理室用
    表面構造。
  4. 【請求項４】真空処理室の真空中へ露出されるガラス、
    セラミックス、金属等の部材を不活性ガス雰囲気中に位
    置させ、吹き付けガスに不活性ガスを用いて金属のアー
    ク溶射膜を該ガラス、セラミックス、金属等の部材の表
    面に形成することを特徴とする真空処理室用表面処理方
    法。
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