JP2003342712A - Parts for film deposition apparatus and vacuum film deposition apparatus - Google Patents

Parts for film deposition apparatus and vacuum film deposition apparatus

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JP2003342712A
JP2003342712A JP2002145674A JP2002145674A JP2003342712A JP 2003342712 A JP2003342712 A JP 2003342712A JP 2002145674 A JP2002145674 A JP 2002145674A JP 2002145674 A JP2002145674 A JP 2002145674A JP 2003342712 A JP2003342712 A JP 2003342712A
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Japan
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film
forming apparatus
film forming
vacuum
sprayed
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JP2002145674A
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Japanese (ja)
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Hisafumi Iwadare
尚史 岩垂
Hideo Iwamoto
英雄 岩本
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Vacuum Metallurgical Co Ltd
Original Assignee
Vacuum Metallurgical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide parts for a film deposition apparatus for suppressing separation of a deposited film as much as possible during the film deposition on substrates in a vacuum chamber, and a vacuum film deposition apparatus having the parts. <P>SOLUTION: A Ti thermal-sprayed film S of the thickness of 200 μm, Vickers hardness (Hv) of ≤200 and the surface roughness (Ra) of ≥10 μm is formed over an entire surface by performing the arc thermal spraying of Ti under a vacuum (for example, degree of vacuum of 10<SP>-3</SP>to 10<SP>-1</SP>Pa) on a SUS shutter sheet 7 with the surface roughness (Ra) of 4 μm through glass bead blasting. The thickness to start separation of the deposited film of the shutter A with the Ti thermal-sprayed film S is 1.5 to 2 times that of shutters B, C and D with a Ti thermal-sprayed film without the above hardness and surface roughness. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は成膜装置用部品およ
び真空成膜装置に関するものであり、更に詳しくは、基
板類への成膜中に同時に成膜されて付着する付着膜が剥
離、脱落しないように表面に金属溶射膜が形成された成
膜装置用部品、およびそのような成膜装置用部品を具備
する真空成膜装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film-forming apparatus component and a vacuum film-forming apparatus. More specifically, the adhered film that is simultaneously formed and adhered during film formation on substrates is peeled or dropped. The present invention relates to a film forming apparatus component having a metal sprayed film formed on the surface thereof, and a vacuum film forming apparatus including such a film forming apparatus component.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI(大規模集積回路)、太陽電池、
LCD(液晶ディスプレイ)、プラズマ・ディスプレイ
などの半導体製品は周知のように真空成膜装置内でスパ
ッタリング、CVD、蒸着等の方法によって各種の基板
上へSiO2 、Si34 、Al、W、その他各種の薄
膜を形成させて製造されている。この時、目的とする基
板類のほかに真空成膜装置内の成膜装置用部品にも成膜
され付着膜となるが、基板を交換して成膜操作を繰り返
すにつれて成膜装置用部品上の付着膜は厚く成長し単純
に計算すれば膜厚が2倍になれば剥離応力は2倍になる
ことから、成長した付着膜は遂には剥離、脱落し、それ
によって生ずる微粒子、塵埃等のパーティクルと称され
るものが真空成膜装置内を汚染して半導体製品の歩留り
を大きく低下させるという事態を招く。
2. Description of the Related Art LSIs (Large Scale Integrated Circuits), solar cells,
As is well known, semiconductor products such as LCD (liquid crystal display) and plasma display are formed on a variety of substrates by a method such as sputtering, CVD, vapor deposition in a vacuum film forming apparatus, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al, W, It is manufactured by forming various other thin films. At this time, in addition to the target substrates, the film is also formed on the film forming device parts in the vacuum film forming device and becomes an adhered film. However, as the substrate is replaced and the film forming operation is repeated, the film forming device parts are The adhered film of No. 2 grows thick, and if it is simply calculated, the peeling stress doubles if the film thickness is doubled. Therefore, the grown adhered film eventually peels and falls off, and the resulting fine particles, dust, etc. What is called a particle contaminates the inside of the vacuum film forming apparatus, resulting in a large decrease in the yield of semiconductor products.

【0003】これに対して、成膜装置用部品の表面に各
種の溶射膜を形成したものが使用されるようになってい
る。すなわち、溶射膜には次のような効果が期待できる
からである。 1)溶射膜は一般的に表面が粗いので付着膜はアンカー
(投錨)効果を得易く、また溶射膜と付着膜との接触面
積が大になることから剥離し難くなる。 2)溶射膜はその形成方法によってある程度の空孔率を
有しており、その空孔の存在によってやや変形し易く、
その度合に応じて付着膜の剥離応力が緩和される。 3)剥離応力は付着膜が固化した固化温度からの温度差
によって発生するが、付着膜と熱膨張係数が近い溶射膜
を採用することにより付着膜の剥離応力を小さくするこ
とができ、使用するプロセスの温度変化による応力変化
も小さくなる。
On the other hand, various thermal spray coatings have been used on the surface of film forming apparatus parts. That is, the sprayed coating can be expected to have the following effects. 1) Since the surface of the sprayed film is generally rough, the adhesion film is likely to obtain an anchor (anchor) effect, and the contact area between the sprayed film and the adhesion film is large, so that it is difficult to peel it off. 2) The sprayed film has a certain porosity depending on its forming method, and is slightly deformable due to the existence of the pores,
Depending on the degree, the peeling stress of the attached film is relaxed. 3) Peeling stress occurs due to the temperature difference from the solidification temperature at which the adhesive film solidifies, but by using a thermal spray film having a thermal expansion coefficient close to that of the adhesive film, the peeling stress of the adhesive film can be reduced and used. The stress change due to the temperature change of the process is also small.

【0004】従来、上記の溶射膜について、例えば、S
US(ステンレス鋼)の成膜装置用部品の表面に、例え
ばAl23 (アルミナ)の粉末を溶射したもの、Al
(アルミニウム)の溶射膜を形成した後に、その表面を
陽極酸化してAl23 化させたもの等が提案され実施
されているが、必ずしも満足し得るものではないことか
ら、成膜装置用部品の表面に凹凸を付したものや、熱膨
張係数の小さい付着膜と熱膨張係数が近似し、かつ耐腐
食性に優れたTi(チタン)の溶射膜を形成させたもの
が採用されている。
Conventionally, for the above-mentioned spray coating, for example, S
The surface of a US (stainless steel) film-forming apparatus component is sprayed with, for example, Al 2 O 3 (alumina) powder, Al
A film in which a sprayed film of (aluminum) is formed and then its surface is anodized to be converted into Al 2 O 3 has been proposed and implemented. Parts with irregularities on the surface or those with a Ti (titanium) sprayed film that has a similar coefficient of thermal expansion to the adhesion film with a small coefficient of thermal expansion and that has excellent corrosion resistance are used. .

【0005】上記のTi溶射膜は溶射方法によって硬さ
と表面粗さが共に大であるもの、または硬さと表面粗さ
が共に小であるものが形成される。すなわち、溶射方法
にはプラズマ溶射法、アーク溶射法、フレーム(火炎)
溶射法があり、このうちの何れかが使用される。プラズ
マ溶射法によるTiの溶射は通常は減圧下に行われ、結
果的にTiの酸化が抑制されることから、ヴィッカース
硬さ(Hv)200以下のTi本来の軟らかい溶射膜が
形成され、かつTiは高いプラズマ温度で溶融されるこ
とによる低粘度の溶融体から形成されるTi溶射膜は表
面の中心線平均粗さ(Ra)が10μm以下となる。こ
れに対し、大気圧下に行われるアーク溶射法、フレーム
溶射法によるTi溶射膜はTiがやや酸化を受けること
によってHvは200以上と硬さが大になり、かつアー
ク温度またはフレーム温度で溶融される溶融体からのT
i溶射膜の表面粗さ(Ra)は10μm以上となる。
According to the thermal spraying method, the Ti sprayed film described above is formed to have both high hardness and surface roughness, or low hardness and surface roughness. That is, plasma spraying method, arc spraying method, flame (flame)
There are thermal spraying methods, and any one of them is used. The thermal spraying of Ti by the plasma spraying method is usually performed under reduced pressure, and as a result, the oxidation of Ti is suppressed, so that a soft thermal sprayed film of Ti originally having a Vickers hardness (Hv) of 200 or less is formed, and Has a center line average roughness (Ra) of 10 μm or less on the surface of a Ti sprayed film formed from a melt having a low viscosity by being melted at a high plasma temperature. On the other hand, the Ti sprayed film produced by the arc spraying method or flame spraying method under atmospheric pressure has a high Hv of 200 or more due to a slight oxidation of Ti and melts at the arc temperature or flame temperature. T from melted
The surface roughness (Ra) of the i sprayed film is 10 μm or more.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】溶射膜は硬さが小さい
と、剥離応力(例えば付着膜と溶射膜との熱膨張係数の
差から生ずる付着膜の剥離応力)によって変形し、変形
することによって剥離応力は緩和されるので付着膜は剥
離し難くなる。他方、溶射膜の表面粗さが小さいと、付
着膜はアンカー効果を得難いことから剥離を生じ易くな
る。すなわちTi溶射膜に付いて言えば硬さが小さく、
表面粗さが大きいものであることが好ましいが、そのよ
うなTi溶射膜は得られていない。
If the hardness of the sprayed film is small, the sprayed film is deformed by the peeling stress (for example, the peeling stress of the adhered film caused by the difference in thermal expansion coefficient between the adhered film and the sprayed film), and the deformation is caused. Since the peeling stress is relieved, the attached film becomes difficult to peel off. On the other hand, when the surface roughness of the sprayed film is small, it is difficult for the attached film to obtain the anchor effect, and therefore the peeling is likely to occur. That is, the hardness of the Ti sprayed film is small,
It is preferable that the surface roughness is large, but such a Ti sprayed film has not been obtained.

【0007】本発明は上記の問題に鑑みてなされ、真空
成膜装置内での基板類への成膜中に同時に成膜装置用部
品に成膜され付着する付着膜が剥離、脱落しないように
表面に溶射膜を形成させた成膜装置用部品において、従
来よりも付着膜の剥離、脱落を格段に抑制し得る溶射膜
が形成された成膜装置用部品、およびそのような成膜装
置用部品を備えた真空成膜装置を提供することを課題と
する。
The present invention has been made in view of the above problems, and prevents the adhered films that are simultaneously formed and adhered to the parts for the film forming apparatus during the film forming on the substrates in the vacuum film forming apparatus from peeling or dropping. A film-forming apparatus component having a sprayed film formed on its surface, and a film-forming apparatus component having a sprayed film capable of remarkably suppressing peeling and dropping of an adhered film, and a part for such a film-forming apparatus. An object of the present invention is to provide a vacuum film forming apparatus provided with parts.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項1ま
たは請求項7の構成によって解決されるが、その解決手
段を説明すれば次の如くである。
The above-mentioned problems can be solved by the constitutions of claims 1 and 7, and the solution means will be described as follows.

【0009】請求項1の成膜装置用部品は、基板類への
成膜中に同時に成膜されて付着する付着膜が剥離しない
ように表面に金属溶射膜が形成された成膜装置用部品に
おいて、溶射膜が非酸化性雰囲気下にアーク溶射法また
はフレーム溶射法によって形成されたものである。この
ような成膜装置用部品は、非酸化性雰囲気下の溶射によ
って金属の酸化が抑制されるために、硬さが小さい、す
なわち軟らかい金属溶射膜が形成され、またアーク溶射
法またはフレーム溶射法に依るために表面粗さの大きい
金属溶射膜が形成されることから、真空成膜装置内で基
板類への成膜中に成膜装置用部品に成膜され付着する付
着膜が剥離し難く、付着膜が剥離、脱落して生ずるパー
ティクルによって真空チャンバー内が汚染されるに至る
までの時間を長くして真空成膜装置の稼動率を高める。
The film forming apparatus component according to claim 1 is a film forming apparatus component having a metal sprayed film formed on the surface thereof so that the adhered film that is simultaneously formed and adhered during film formation on substrates is not separated. In the above, the sprayed film is formed by an arc spraying method or a flame spraying method in a non-oxidizing atmosphere. In such a film-forming apparatus component, since metal oxidation is suppressed by thermal spraying in a non-oxidizing atmosphere, a soft metal sprayed film having a small hardness, that is, a soft metal sprayed film is formed. As a result, a metal sprayed film with a large surface roughness is formed, so it is difficult to peel off the adhered film that is formed and adheres to the parts for the film formation device during film formation on substrates in the vacuum film formation device. By increasing the time until the inside of the vacuum chamber is contaminated by particles generated by peeling and dropping of the adhered film, the operation rate of the vacuum film forming apparatus is increased.

【0010】請求項1に従属する請求項2の成膜装置用
部品は、非酸化性雰囲気下における金属溶射膜の形成が
大気圧より低い減圧下においてなされたものである。こ
のような成膜装置用部品は、非酸化性雰囲気が比較的簡
易に得られので、付着膜の剥離、脱落の抑制に有効な金
属溶射膜が比較的低コスト化で形成されたものとなる。
The film forming apparatus component according to claim 2 subordinate to claim 1 is one in which the metal sprayed film is formed under a reduced pressure lower than atmospheric pressure in a non-oxidizing atmosphere. In such a film-forming apparatus component, a non-oxidizing atmosphere can be obtained relatively easily, so that a metal sprayed film effective for suppressing the peeling and dropping of the adhered film is formed at a relatively low cost. .

【0011】請求項1に従属する請求項3の成膜装置用
部品は、金属溶射膜のヴィッカース硬さ(Hv)が20
0以下であり、かつ金属溶射膜の表面の中心線平均粗さ
(Ra)が10μm以上のものであるこのような成膜装
置用部品は、金属溶射膜が軟らかいので変形して付着膜
の剥離応力を緩和し、かつ表面粗さが大きいために付着
膜がアンカー効果を得易く、付着膜が厚くなっても剥離
することを抑制する。
According to the film forming apparatus component of claim 3 which depends on claim 1, the metal sprayed film has a Vickers hardness (Hv) of 20.
Such a film-forming apparatus component having a surface roughness of the metal sprayed film of 0 or less and a center line average roughness (Ra) of 10 μm or more deforms due to the softness of the metal sprayed film and peels off the deposited film. Since the stress is relieved and the surface roughness is large, the adhesion film easily obtains an anchor effect, and peeling is suppressed even if the adhesion film becomes thick.

【0012】請求項1に従属する請求項4の成膜装置用
部品は、成膜装置用部品が表面をあらかじめ粗面化され
たものであるこのような成膜装置用部品は、成膜装置用
部品の粗面と溶射膜自体が有する粗面とによって、付着
膜と溶射膜が一体として成膜装置用部品から剥離するこ
とを防ぐ。
According to a fourth aspect of the present invention, which is a film forming apparatus component, the surface of the film forming apparatus component is roughened in advance. The rough surface of the parts for spraying and the rough surface of the sprayed film itself prevent the attached film and the sprayed film from being integrally separated from the parts for the film forming apparatus.

【0013】請求項1に従属する請求項5の成膜装置用
部品は、金属溶射膜がTi溶射膜であるものである。こ
のような成膜装置用部品は、Ti溶射膜が軟らかいこと
から変形されて付着膜の剥離応力を緩和し易く、また成
膜装置用部品の材質がSUS(ステンレス鋼)である場
合に熱膨張係数が近いことから、Ti溶射膜は成膜装置
用部品から剥離し難い。
According to a fifth aspect of the present invention, which is dependent on the first aspect, the metal spray coating is a Ti spray coating. Such a film-forming apparatus component is easily deformed due to the softness of the Ti sprayed film, so that the peeling stress of the adhered film can be eased, and when the material of the film-forming apparatus component is SUS (stainless steel), thermal expansion occurs. Since the coefficients are close to each other, the Ti sprayed film is difficult to be peeled off from the film forming apparatus component.

【0014】請求項1に従属する請求項6の成膜装置用
部品は、当該部品がシャワープレート、シャッター、防
着板、チムニー、マスク、カバーリング、アースシール
ド、および基板ホールダの内の少なくとも何れか一つ以
上のものである。このような成膜装置用部品は、何れも
真空成膜装置内で付着膜が形成され易い場所に配置され
るものであるから、付着膜の剥離を抑制することによ
り、クリーニングのインタバルを長くする 。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided at least one of a shower plate, a shutter, a deposition plate, a chimney, a mask, a cover ring, a ground shield, and a substrate holder. Or more than one. Since all of the parts for such a film forming apparatus are arranged in the vacuum film forming apparatus at a place where the adhered film is easily formed, by suppressing the peeling of the adhered film, the cleaning interval is lengthened. .

【0015】請求項7の真空成膜装置は、基板への成膜
中に同時に成膜されて付着する付着膜が剥離しないよう
に表面に金属溶射膜が形成された成膜装置用部品を具備
する真空成膜装置において、金属溶射膜が非酸化性雰囲
気下にアーク溶射法またはフレーム溶射法によって形成
されたものである。このような真空成膜装置は、成膜装
置用部品の金属溶射膜が酸化を抑制して形成されること
により硬さが小さく、またアーク溶射法またはフレーム
溶射法に依るために表面粗さが大きいことから、真空成
膜装置内で基板類への成膜中に成膜装置用部品に成膜さ
れ付着する付着膜が剥離し難く、付着膜が剥離、脱落し
て生ずるパーティクルによって真空チャンバー内が汚染
されるに至るまでの時間が長く、真空成膜装置の稼動率
を高める。
A vacuum film forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention comprises a film forming apparatus component having a metal sprayed film formed on a surface thereof so that an adhered film which is simultaneously formed and adhered during film formation on a substrate is not separated. In the vacuum film forming apparatus described above, the metal sprayed film is formed by an arc spraying method or a flame spraying method in a non-oxidizing atmosphere. Such a vacuum film forming apparatus has a low hardness because the metal sprayed film of the parts for the film forming apparatus is formed by suppressing the oxidation, and also has a surface roughness due to the arc spraying method or the flame spraying method. Since it is large, it is difficult to peel off the adhered film that is formed and adhered to the parts for the film forming device during film formation on the substrate in the vacuum film forming device, and the particles generated by peeling or falling off of the adhered film cause the inside of the vacuum chamber. It takes a long time to get polluted, which increases the operation rate of the vacuum film forming apparatus.

【0016】請求項7に従属する請求項8の真空成膜装
置は、非酸化性雰囲気下における金属溶射膜の形成が大
気圧より低い減圧下においてなされたものである。この
ような真空成膜装置は、成膜装置用部品の金属溶射膜が
金属の酸化を抑制され金属溶射膜が軟らかくなることか
ら、表面に成膜し付着する付着膜の剥離応力を緩和して
剥離することを防ぐ。
A vacuum film forming apparatus according to claim 8 that depends on claim 7 is one in which the metal sprayed film is formed under a reduced pressure lower than atmospheric pressure in a non-oxidizing atmosphere. In such a vacuum film forming apparatus, since the metal sprayed film of the film forming apparatus part suppresses the oxidation of metal and the metal sprayed film becomes soft, the peeling stress of the adhered film formed on the surface is relaxed. Prevents peeling.

【0017】請求項7に従属する請求項9の真空成膜装
置は、成膜装置用部品の金属溶射膜のヴィッカース硬さ
(Hv)が200以下であり、かつ金属溶射膜の表面の
中心線平均粗さ(Ra)が10μm以上である装置であ
る。このような真空成膜装置は、成膜装置用部品の金属
溶射膜が軟らかく変形し易いことから付着膜の剥離応力
を緩和し、表面粗さが大で付着膜にアンカー効果を与え
ることから付着膜が剥離され難く、付着膜が厚くなって
も剥離することを抑制する。
In a vacuum film forming apparatus according to claim 9 which depends on claim 7, the Vickers hardness (Hv) of the metal sprayed film of the film forming apparatus component is 200 or less, and the center line of the surface of the metal sprayed film. The average roughness (Ra) is 10 μm or more. In such a vacuum film forming apparatus, since the metal sprayed film of the film forming apparatus component is soft and easily deformed, the peeling stress of the adhered film is relaxed, the surface roughness is large, and the anchor effect is given to the adhered film. The film is hard to be peeled off, and even if the attached film is thick, it is prevented from peeling off.

【0018】請求項7に従属する請求項10の真空成膜
装置は、成膜装置用部品が表面をあらかじめ粗面化され
た装置である。このような真空成膜装置は、成膜装置用
部品の粗面と溶射膜自体が有する粗面とによって、付着
膜と溶射膜が一体として成膜装置用部品から剥離するこ
とを防ぐ。
A vacuum film forming apparatus according to a tenth aspect, which depends on the seventh aspect, is an apparatus in which the surface of the film forming apparatus component is roughened in advance. In such a vacuum film forming apparatus, the rough surface of the film forming apparatus component and the rough surface of the sprayed film itself prevent the adhered film and the sprayed film from being integrally separated from the film forming apparatus component.

【0019】請求項7に従属する請求項11の真空成膜
装置は、成膜装置用部品の金属溶射膜がTi溶射膜であ
る装置である。このような真空成膜装置は、成膜装置用
部品のTi溶射膜が軟らかく変形し易いために付着膜の
剥離応力を緩和し、また成膜装置用部品の材質がSUS
である場合に熱膨張係数が近く、Ti溶着膜は成膜装置
用部品から剥離し難い。
A vacuum film forming apparatus according to claim 11 subordinate to claim 7 is an apparatus in which the metal sprayed film of the film forming apparatus component is a Ti sprayed film. In such a vacuum film forming apparatus, since the Ti sprayed film of the film forming apparatus component is soft and easily deformed, the peeling stress of the adhered film is relaxed, and the material of the film forming apparatus component is SUS.
In this case, the coefficient of thermal expansion is close, and the Ti deposited film is difficult to peel off from the film forming apparatus component.

【0020】請求項7に従属する請求項12の真空成膜
装置は、成膜装置用部品がシャワープレート、シャッタ
ー、防着板、チムニー、マスク、カバーリング、アース
シールド、および基板ホールダの内の少なくとも何れか
一つを具備する装置である。このような真空成膜装置
は、上掲の何れの成膜装置用部品も付着膜が厚く形成さ
れ易い場所に配置されるものであるから、付着膜の剥離
を抑制することによって、クリーニングのインタバル期
間を長くする。
According to a twelfth aspect of the vacuum film forming apparatus, which is dependent on the seventh aspect, the parts for the film forming apparatus are a shower plate, a shutter, a deposition preventive plate, a chimney, a mask, a cover ring, an earth shield, and a substrate holder. It is an apparatus including at least one of them. In such a vacuum film forming apparatus, any of the above film forming apparatus parts is arranged in a place where the adhered film is easily formed thickly. Therefore, by suppressing the peeling of the adhered film, the cleaning interval is increased. Lengthen the period.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の成膜装置用部品は、上述
したように、基板類への成膜中に同時に成膜されて付着
する付着膜が剥離しないように表面に金属溶射膜が形成
された成膜装置用部品において、金属溶射膜が非酸化性
雰囲気下にアーク溶射法またはフレーム溶射法によって
形成されたものであり、本発明の真空成膜装置は上記の
ような成膜装置用部品を具備する装置である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, the film-forming apparatus component of the present invention has a metal sprayed film formed on the surface thereof so as to prevent the adhered film that is simultaneously formed and adhered during film formation on substrates from being separated. In the formed film forming apparatus component, the metal sprayed film is formed by an arc spraying method or a flame spraying method in a non-oxidizing atmosphere, and the vacuum film forming apparatus of the present invention is the above film forming apparatus. It is an apparatus equipped with parts for use.

【0022】本発明の成膜装置用部品へ金属溶射膜を形
成するためのアーク溶射法またはフレーム溶射法による
溶射を非酸化性雰囲気下において行われたものである。
ここに言う非酸化性雰囲気とは金属溶射膜の形成時に金
属が酸化されない雰囲気を指す。すなわち、金属溶射を
酸素の絶対量が少ない減圧下、例えば真空度10-3〜1
-1Pa程度の雰囲気下にアーク溶射またはフレーム溶
射を施すことにより目的を達成することができる。その
ほか、アルゴン(Ar)ガスのように、溶射時の高温度
の溶融状態にある金属と反応性を持たないガスの雰囲気
下に溶射を施してもよい。
Thermal spraying by an arc spraying method or a flame spraying method for forming a metal sprayed film on the parts for a film forming apparatus of the present invention is performed in a non-oxidizing atmosphere.
The non-oxidizing atmosphere mentioned here means an atmosphere in which the metal is not oxidized when the metal sprayed film is formed. That is, metal spraying is performed under reduced pressure with a small absolute amount of oxygen, for example, a vacuum degree of 10 −3 to 1
The object can be achieved by performing arc spraying or flame spraying in an atmosphere of about 0 −1 Pa. In addition, the thermal spraying may be performed in an atmosphere of a gas, such as argon (Ar) gas, which has no reactivity with the metal in a molten state at a high temperature during thermal spraying.

【0023】上記のよう非酸化性雰囲気下に溶射された
金属溶射膜は金属が酸化されないために金属の有する本
来の硬さを示し、例えばTiの如く、金属の種類によっ
ては軟らかく応力によって変形し易い金属溶射膜とな
る。そして、本発明において、金属溶射膜が持つべき変
形のし易さ、すなわち軟らかさはヴィッカース硬さ(H
v)で示して200以下とすることを要する。勿論、溶
射膜の変形のし易さは金属溶射膜の弾性率で表示するこ
とも可能である。
The metal sprayed film sprayed in a non-oxidizing atmosphere as described above exhibits the original hardness of the metal because the metal is not oxidized. For example, Ti, which is soft depending on the type of metal and is deformed by stress. It becomes an easy metal sprayed film. In the present invention, the easiness of deformation that the metal sprayed film should have, that is, the softness is the Vickers hardness (H
It is required to be 200 or less as shown in v). Of course, the easiness of deformation of the thermal spray coating can also be indicated by the elastic modulus of the metallic spray coating.

【0024】また、金属溶射膜はその上に成膜され付着
する付着膜にアンカー効果を与え得るように、また金属
溶射膜と付着膜との密着面積を大にするためにも、金属
溶射膜の表面は粗面であらねばならないが、その表面粗
さは中心線平均粗さ(Ra)で表示して10μm以上と
することを要する。更には、金属溶射膜が成膜装置用部
品から剥離しないように、成膜装置用部品の表面はあら
かじめガラスビーズ・ブラスト、ショット・ブラスト等
によるブラスト処理を施しておくことが望まれる。
Further, the metal sprayed film is formed on the metal sprayed film so as to give an anchor effect to the adhered film and to increase the contact area between the metal sprayed film and the adhered film. Must have a rough surface, but the surface roughness is required to be 10 μm or more in terms of center line average roughness (Ra). Furthermore, in order to prevent the metal sprayed film from peeling off from the film-forming apparatus component, it is desired that the surface of the film-forming apparatus component be previously subjected to a blast treatment such as glass bead blasting or shot blasting.

【0025】金属溶射膜に使用する金属にはその軟らか
さ、耐食性などからTiが使用されるほか、モリブデン
(Mo)やタンタル(Ta)も同等に使用され得る。ま
た、真空成膜装置内で使用され付着膜が厚く形成されや
すい成膜装置用部品としてはシャワープレート、シャッ
ター、防着板、チムニー、マスク、カバーリング、アー
スシールド、基板ホールダ等が挙げられる。
As the metal used for the metal spray coating, Ti is used because of its softness and corrosion resistance, and molybdenum (Mo) and tantalum (Ta) can be used equally. In addition, examples of film forming device components that are used in a vacuum film forming device and in which an adhered film is easily formed include shower plates, shutters, deposition plates, chimneys, masks, coverings, earth shields, substrate holders, and the like.

【0026】[0026]

【実施例】次に本発明の成膜装置用部品および真空成膜
装置を実施例によって図面を参照し具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the components for a film forming apparatus and the vacuum film forming apparatus of the present invention will be concretely described with reference to the drawings.

【0027】(実施例1)図1はスパッタ法による真空
成膜装置10における真空チャンバー1を概略的に示す
縦断面図である。真空チャンバー1は全体としてSUS
304で作製されており、プロセスガス(例えばAr)
の導入管8と、これに対向する位置に真空排気管9が設
けられ、真空排気管9に接続される図示を省略した真空
ポンプによって真空排気される。真空チャンバー1内に
は高周波電源2に接続されたカソードとしてのTiN
(窒化チタン)からなるターゲットTと、アノードとし
ての基板ホールダ4とが平行に対向して設けられてお
り、基板ホールダ4には基板Wがセットされ、図示を省
略したバイアス電源が接続されている。基板ホールダ4
の背後には簡略に示すように基板Wを所定の温度に加熱
するためのヒーター5が配置されている。他方、ターゲ
ットTの背後には中央部に円柱状の磁石6、外周部に円
環状の磁石6’を極性が逆になるように取り付けて磁力
線の一部がターゲットTの面と平行になるようされてい
る。そして、基板W側には水平面内での回転角度位置に
よって基板Wへの成膜をオン・オフするSUS340製
のシャッター板7が取り付けられている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing a vacuum chamber 1 in a vacuum film forming apparatus 10 by a sputtering method. The vacuum chamber 1 as a whole is SUS
Process gas (eg Ar)
Introducing pipe 8 and a vacuum exhaust pipe 9 are provided at a position opposite to the introducing pipe 8 and are evacuated by a vacuum pump (not shown) connected to vacuum exhaust pipe 9. In the vacuum chamber 1, TiN as a cathode connected to the high frequency power source 2
A target T made of (titanium nitride) and a substrate holder 4 as an anode are provided so as to face each other in parallel. A substrate W is set in the substrate holder 4 and a bias power supply (not shown) is connected. . Board holder 4
A heater 5 for heating the substrate W to a predetermined temperature is arranged behind the substrate as shown in a simplified manner. On the other hand, behind the target T, a cylindrical magnet 6 is attached to the center and an annular magnet 6'is attached to the outer periphery so that the polarities are reversed so that part of the lines of magnetic force are parallel to the surface of the target T. Has been done. A shutter plate 7 made of SUS340 for turning on / off the film formation on the substrate W is attached to the substrate W side depending on the rotation angle position in the horizontal plane.

【0028】そして真空チャンバー1内を真空度10-3
〜10-1Pa程度のAr(アルゴン)雰囲気に保ち、高
周波電源2によって電極間に高周波電力を印加すること
により、ターゲットTの上方の電界と磁界が直交してい
る部分で効果的にグロー放電が生起し円環状にプラズマ
が発生する。このプラズマ中のAr+ イオンがカソード
のターゲットTの近傍で加速されてターゲットTの表面
に衝突し、ターゲット原子をスパッタするので、スパッ
タされた粒子はアノードである基板ホールダ4の基板W
上に析出してTiNの薄膜を形成させる。
The inside of the vacuum chamber 1 has a vacuum degree of 10 -3.
By maintaining an Ar (argon) atmosphere of about 10 -1 Pa and applying high-frequency power between the electrodes by the high-frequency power source 2, effective glow discharge in a portion where the electric field and the magnetic field above the target T are orthogonal to each other. Occurs and plasma is generated in an annular shape. Ar + ions in this plasma are accelerated in the vicinity of the target T of the cathode and collide with the surface of the target T to sputter target atoms, so that the sputtered particles are the substrate W of the substrate holder 4 which is the anode.
A thin film of TiN is formed by depositing on top.

【0029】シャッター板7は、スパッタリングの開始
時点では閉じられており、シャッター板7にはTiNが
成膜されて付着する。スパッタリングが定常状態に達す
るとシャッター板7の位置を回転させて開とすることに
より、基板Wの面にTiNの成膜が開始される。そし
て、基板Wの近傍にあるシャッター板7にもTiNが同
様に成膜され付着する。基板WはTiN膜が所定の膜厚
に形成されると、次の基板Wに交換してスパッタリング
は継続されるが、シャッター板7はそのまま継続して使
用されるために付着膜は成長して厚膜となり、遂には剥
離、脱落してパーティクルを生じ真空チャンバー1内を
汚染する。従って、厚くなった付着膜が次のメンテナン
ス時期までは剥離、脱落しないようにシャッター板7の
全面にTi溶射膜を形成させることが行われていること
は前述した通りである。
The shutter plate 7 is closed at the start of sputtering, and a TiN film is deposited on and adheres to the shutter plate 7. When the sputtering reaches a steady state, the position of the shutter plate 7 is rotated and opened to start the film formation of TiN on the surface of the substrate W. Then, TiN is similarly deposited and adhered to the shutter plate 7 near the substrate W. When the TiN film is formed on the substrate W to a predetermined thickness, the substrate W is replaced with the next substrate W and the sputtering is continued. However, since the shutter plate 7 is continuously used as it is, the attached film grows. It becomes a thick film, and finally peels off and falls off to generate particles and contaminate the inside of the vacuum chamber 1. Therefore, as described above, the Ti sprayed film is formed on the entire surface of the shutter plate 7 so that the thickened adhered film does not peel off or fall off until the next maintenance time.

【0030】上記のTi溶射膜に付いて、溶射条件を調
整して、軟らかさおよび表面粗さの異なる溶射膜を作製
し、付着膜の剥離に対する抵抗性を検討した。すなわ
ち、シャッター板7の全面をガラスビーズ・ブラスト処
理し、表面の中心線平均粗さ(Ra)を4μmの粗面と
した後、図2の断面図に示すように、その表面に溶射条
件を調整してTiのアーク溶射を施し、厚さ200μm
で、表面粗さ(Ra)が22.7μm、ヴィッカース硬
さ(Hv)が164のTi溶射膜Sを形成させて「シャ
ッターA」とした。図3は図2において○で囲った部分
の拡大断面図である。なお、図3にはTi溶射膜S上に
付着する付着膜Qを一点鎖線で示した。
With respect to the above Ti sprayed film, the spraying conditions were adjusted to prepare sprayed films having different softness and surface roughness, and the resistance to peeling of the deposited film was examined. That is, after subjecting the entire surface of the shutter plate 7 to glass bead blasting to make the center line average roughness (Ra) of the surface 4 μm rough, as shown in the cross-sectional view of FIG. Adjusted and arc-sprayed with Ti, thickness 200 μm
Then, a Ti sprayed film S having a surface roughness (Ra) of 22.7 μm and a Vickers hardness (Hv) of 164 was formed to be “shutter A”. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a circle in FIG. Note that, in FIG. 3, the adhesion film Q attached on the Ti sprayed film S is shown by a one-dot chain line.

【0031】そして、この「シャッターA」を上記の真
空成膜装置10に組み込み、真空度4×10-1Pa、ス
パッタ出力600V/12A(7.2kW)の成膜条件
で、基板Wに対しTiNの成膜を施した。この時、シャ
ッター板7にもTiNが成膜され付着膜が形成される。
その付着膜の成長の様子を目視で観察して、膜厚が約5
0μm増大する毎に剥離の有無をチェックしたが、付着
膜厚が約1.5mmになったところで剥離を生じた。
Then, this "shutter A" was incorporated into the vacuum film forming apparatus 10 described above, and the substrate W was formed under the film forming conditions of a vacuum degree of 4 × 10 -1 Pa and a sputter output of 600 V / 12 A (7.2 kW). A TiN film was formed. At this time, TiN is also deposited on the shutter plate 7 to form an adhesion film.
By visually observing the growth of the adhered film, the film thickness is about 5
The presence or absence of peeling was checked every time the thickness increased by 0 μm, and peeling occurred when the deposited film thickness became approximately 1.5 mm.

【0032】比較のために、同様なシャッター板7に対
し、同じくガラスビーズ・ブラスト処理して表面の中心
線平均粗さ(Ra)が4μmの粗面としたものに、膜厚
は同じ200μmであるが、表面粗さ(Ra)とヴィッ
カース硬さ(Hv)がそれぞれ異なるTi溶射膜を形成
させた「シャッターB」、「シャッターC」、「シャッ
ターD」を作製して、同様に真空成膜装置10に組み込
み、それらの表面に形成される付着膜が剥離した時の付
着膜の膜厚を記録した。それらの結果は表1に示す如く
であった。
For comparison, the same shutter plate 7 was similarly treated with glass beads and blasted to form a rough surface having a center line average roughness (Ra) of 4 μm, and the same film thickness of 200 μm. However, “Shutter B”, “Shutter C”, and “Shutter D” having Ti sprayed films with different surface roughness (Ra) and Vickers hardness (Hv) are formed, and vacuum film formation is performed in the same manner. It was incorporated in the apparatus 10 and the film thickness of the adhesive film when the adhesive film formed on the surface thereof was peeled off was recorded. The results are shown in Table 1.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】表1から明らかなように、実施例1のシャ
ッター板AはTi溶射膜のヴィッカース硬さ(Hv)を
200以下とし、かつ表面の中心線平均粗さ(Ra)を
10μm以上(具体的には7.2μm以上の22.7μ
m)とすることにより、比較例1〜比較例3と比較して
剥離を発生する付着膜厚は1.5倍ないし2倍となっ
た。このことは、真空チャンバー1内をクリーニングす
るインタバルを1.5ないし2倍にすることができるこ
とを意味し、真空成膜装置10の稼動率を高め、スパッ
タ膜のコストを大幅に低下させる。
As is clear from Table 1, in the shutter plate A of Example 1, the Ti sprayed film had a Vickers hardness (Hv) of 200 or less and a surface center line average roughness (Ra) of 10 μm or more (specifically, 27.2μ, which is more than 7.2μm
By setting m), the adhesion film thickness causing peeling was 1.5 to 2 times as compared with Comparative Examples 1 to 3. This means that the interval for cleaning the inside of the vacuum chamber 1 can be increased by 1.5 to 2 times, which increases the operating rate of the vacuum film forming apparatus 10 and significantly reduces the cost of the sputtered film.

【0035】(実施例2)図4は熱CVD法による真空
成膜装置20の真空チャンバー21を概略的に示す縦断
面図である。真空チャンバー21はSUSで作製されて
おり、排気口29が図示しない真空排気系と接続されて
いる。真空チャンバー21内においては、図示しない治
具に固定された基板ホールダ31に基板Wが取り付けら
れている。また、基板ホールダ31の背後には、基板W
を加熱するためのヒーター32が配置されており、図示
を省略した電源に接続されているケーブルを内包する導
入管33が真空チャンバー21の上方から導入されてい
る。更に、真空チャンバー21の下方からは、原料ガス
の導入管34が導入され、これに続くガス分散器35に
はガスを整流し基板Wへ均等に流すためのシャワープレ
ート36が取り付けられている。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a vertical sectional view schematically showing a vacuum chamber 21 of a vacuum film forming apparatus 20 by a thermal CVD method. The vacuum chamber 21 is made of SUS, and the exhaust port 29 is connected to a vacuum exhaust system (not shown). In the vacuum chamber 21, the substrate W is attached to the substrate holder 31 fixed to a jig (not shown). In addition, the substrate W is provided behind the substrate holder 31.
A heater 32 for heating the above is disposed, and an introducing pipe 33 including a cable connected to a power source (not shown) is introduced from above the vacuum chamber 21. Further, a raw material gas introduction pipe 34 is introduced from below the vacuum chamber 21, and a shower plate 36 for rectifying the gas and evenly flowing the gas to the substrate W is attached to the gas disperser 35 subsequent thereto.

【0036】また、基板W以外の部分である真空チャン
バー21の内壁面に成膜されないように、円筒形状のチ
ムニ−37がガス導入管34およびガス分散器35を囲
うように設けられている。そして、ガス導入管34には
プラズマ放電のためのRF電源38が接続されており、
シャワープレート36はカソードとして働く。また、ガ
ス分散器35を囲んでア−スシールド39が設けられて
おり、図示せずとも、アノードとなる基板ホールダ31
は、真空チャンバー21と共に接地される。
A cylindrical chimney 37 is provided so as to surround the gas introduction pipe 34 and the gas disperser 35 so that a film is not formed on the inner wall surface of the vacuum chamber 21 other than the substrate W. An RF power source 38 for plasma discharge is connected to the gas introduction pipe 34,
The shower plate 36 acts as a cathode. Further, an earth shield 39 is provided so as to surround the gas disperser 35, and although not shown, the substrate holder 31 serving as an anode is provided.
Is grounded together with the vacuum chamber 21.

【0037】この真空成膜装置20による基板Wへの成
膜は次のようにして行われる。真空チャンバー21を真
空排気して所定の真空度に維持し、ヒーター32によっ
て基板Wを所定の温度に保持する。次いで、原料ガスで
あるSiH4 (モノシラン)とNH3 をガス導入管34
から導入し、真空チャンバー21の圧力が安定してか
ら、RF電源38によって高周波電力を印加し、カソー
ドとしてのシャワープレート36とアノードとしての基
板ホールダ31との間にプラズマ放電を生起させる。そ
して、このプラズマ放電により原料ガスは分解されて反
応し、基板Wの表面にはSi34 (窒化シリコン)の
絶縁膜が形成される。
Film formation on the substrate W by the vacuum film forming apparatus 20 is performed as follows. The vacuum chamber 21 is evacuated to maintain a predetermined vacuum degree, and the heater 32 holds the substrate W at a predetermined temperature. Then, SiH 4 (monosilane) and NH 3 which are source gases are added to the gas introduction pipe 34.
After the pressure in the vacuum chamber 21 is stabilized, high-frequency power is applied by the RF power source 38 to generate plasma discharge between the shower plate 36 as the cathode and the substrate holder 31 as the anode. Then, the source gas is decomposed and reacted by this plasma discharge, and an insulating film of Si 3 N 4 (silicon nitride) is formed on the surface of the substrate W.

【0038】この時、Si34 膜は基板W以外の基板
ホールダ31、シャワープレート36や防着板37の成
膜装置用部品の面にも形成されて付着膜となる。そして
所定の膜厚にSi34 膜が形成された基板Wは新しい
基板Wと交換して熱CVDが繰り返されるが、成膜装置
用部品は交換されないので付着膜は成長して厚膜化し、
遂には剥離、脱落して真空チャンバー21内をパ−ティ
クルで汚染するようになる。従って、上記成膜装置部品
類の表面に、実施例1の場合と全く同様の条件で、ガラ
スビーズ・ブラストを施して表面を粗面化した後に、T
i溶射膜を形成させた。そのことにより、付着膜の剥
離、脱落が抑制されて真空チャンバー21内のクリーニ
ングのインタバルが延長され、真空成膜装置20のラン
ニングコストは大幅に低減された。
At this time, the Si 3 N 4 film is also formed on the surfaces of the substrate holder 31, the shower plate 36, and the deposition-inhibiting plate 37 other than the substrate W for the film-forming apparatus components and becomes an adhesion film. Then, the substrate W on which the Si 3 N 4 film is formed with a predetermined thickness is exchanged with a new substrate W and thermal CVD is repeated, but since the components for the film forming apparatus are not exchanged, the attached film grows and becomes thicker. ,
Finally, it peels off and falls off, and the inside of the vacuum chamber 21 is contaminated with particles. Therefore, after subjecting the surfaces of the film-forming apparatus components to glass beads blasting to roughen the surfaces under exactly the same conditions as in Example 1, T
An i sprayed film was formed. As a result, the peeling and dropping of the adhered film was suppressed, the cleaning interval in the vacuum chamber 21 was extended, and the running cost of the vacuum film forming apparatus 20 was significantly reduced.

【0039】(実施例3)図5は熱CVD法による真空
成膜装置40の真空チャンバー41を概略的に示す縦断
面図である。真空チャンバー41の底面に固定されたホ
ットプレート42上に基板Wが載置され、ホットプレー
ト42の中心部を貫通して基板Wの昇降ピン47が受皿
47d付きで設けられている。またホットプレート42
の外周に近接して円環形状の水冷ブロック43が設けら
れており、水冷ブロック43とホットプレート42の外
周部との上にカバーリング44が載置されている。カバ
ーリング44の下面には断面がU字形状の溝44aがカ
バーリング44と同心円状に形成されている。そして、
水冷ブロック43を等角度に3分割する位置に3本の昇
降ピン48が設けられておりカバーリング44を昇降さ
せる。そのほか、真空チャンバー41の天井面には、原
料ガスを導入し基板Wの方へ均等に流すためのシャワー
プレート46が設けられ、真空チャンバー41の底面に
は真空排気管49が取り付けられている。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a vertical sectional view schematically showing a vacuum chamber 41 of a vacuum film forming apparatus 40 by a thermal CVD method. A substrate W is placed on a hot plate 42 fixed to the bottom surface of the vacuum chamber 41, and an elevating pin 47 for the substrate W is provided with a saucer 47d penetrating the center of the hot plate 42. Also hot plate 42
An annular water-cooling block 43 is provided in the vicinity of the outer circumference of, and a cover ring 44 is placed on the water-cooling block 43 and the outer circumference of the hot plate 42. On the lower surface of the cover ring 44, a groove 44a having a U-shaped cross section is formed concentrically with the cover ring 44. And
Three lifting pins 48 are provided at positions where the water cooling block 43 is divided into three at equal angles, and the cover ring 44 is moved up and down. In addition, a shower plate 46 for introducing the raw material gas and evenly flowing it toward the substrate W is provided on the ceiling surface of the vacuum chamber 41, and a vacuum exhaust pipe 49 is attached to the bottom surface of the vacuum chamber 41.

【0040】このような構成の真空成膜装置40におい
て、基板Wへの成膜時には、基板W以外ではカバーリン
グ44に最も付着膜が形成される。そして、そして所定
の膜厚に成膜された基板Wは、昇降ピン48によってカ
バーリング44を上昇させ、次いで昇降ピン47によっ
て基板Wを上昇させ、図示しないロボットのハンドで取
り出される。そして交換される新しい基板Wは逆の手順
でセットし、カバーリング44を下降させて熱CVDが
繰り返される。そのことによってカバーリング44への
付着膜は成長して厚膜化し、遂には剥離、脱落して真空
チャンバー41内をパ−ティクルで汚染するようになる
ので、付着膜が剥離する直前の厚さになると、基板Wの
交換時にカバーリング44も同時に交換される。この場
合においても、実施例1の場合と全く同様にして、カバ
ーリング44の全面をブラスト処理し、その上へTi溶
射膜を形成することにより、カバーリング44の交換頻
度を低下させることができ、予備のカバーリング44の
個数を削減することができる。
In the vacuum film forming apparatus 40 having such a structure, when forming a film on the substrate W, the most attached film is formed on the cover ring 44 except the substrate W. Then, the substrate W having a predetermined film thickness is lifted up by the raising and lowering pins 48 to raise the cover ring 44, and then raised and lowered by the raising and lowering pins 47, and taken out by a hand of a robot (not shown). Then, a new substrate W to be replaced is set in the reverse procedure, the cover ring 44 is lowered, and thermal CVD is repeated. As a result, the film adhered to the cover ring 44 grows and becomes thicker, and finally peels off and falls off to contaminate the inside of the vacuum chamber 41 with particles. Therefore, the thickness immediately before the film peels off. Then, when the substrate W is replaced, the cover ring 44 is also replaced at the same time. Even in this case, the frequency of replacement of the cover ring 44 can be reduced by blasting the entire surface of the cover ring 44 and forming a Ti sprayed film on the entire surface, just as in the case of the first embodiment. The number of spare cover rings 44 can be reduced.

【0041】以上、本発明の成膜装置用部品および真空
成膜装置を実施例によって説明したが、勿論、本発明は
これらに限られることなく、本発明の技術的思想に基づ
いて種々の変形が可能である。
Although the parts for the film forming apparatus and the vacuum film forming apparatus of the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. Is possible.

【0042】例えば図6は基板Wを上方に配置するスッ
パタ法の真空チャンバー51の概略的な縦断面図であ
り、真空チャンバー51内における基板W、ターゲット
T、アースシールド53、真空チャンバー51の内壁面
に成膜されることを防ぐための防着板54の位置関係を
示す。この場合、下方のターゲットTからスパッタされ
る粒子はアースシールド53と防着板54に付着し易い
が、これらの成膜装置用部品に本発明の溶射膜を形成さ
せたものも、付着膜の剥離を効果的に抑制する。また図
7は基板Wを下方に配置するスッパタ法の真空チャンバ
ー61の概略的な縦断面図であり、真空チャンバー61
内におけるターゲットT、基板W、基板Wに部分的に成
膜させるためのマスク63、カバーリング64の配置を
示す。この場合、上方のターゲットTからのスパッタ粒
子は、マスク63とカバーリング64に付着し易いがこ
れらの成膜装置用部品に本発明の溶射膜を形成させたも
のも、付着膜の剥離を効果的に抑制する。
For example, FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional view of a vacuum chamber 51 of the sputtering method in which the substrate W is arranged above. The substrate W, the target T, the earth shield 53, and the vacuum chamber 51 in the vacuum chamber 51 are shown in FIG. The positional relationship of the deposition preventive plate 54 for preventing film formation on the wall surface is shown. In this case, particles sputtered from the target T below are likely to adhere to the earth shield 53 and the adhesion-preventing plate 54. Effectively suppress peeling. FIG. 7 is a schematic vertical sectional view of a vacuum chamber 61 of the sputter method in which the substrate W is arranged below.
The arrangement of the target T, the substrate W, the mask 63 for partially forming a film on the substrate W, and the cover ring 64 are shown. In this case, the sputtered particles from the target T above tend to adhere to the mask 63 and the cover ring 64, but those in which the sprayed film of the present invention is formed on these film forming apparatus parts are also effective in removing the adhered film. To suppress.

【0043】また本実施例1においては、Ti溶射膜の
形成にアーク溶射法を採用したが、フレーム溶射法を採
用しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
また本実施例1においては、スパッタ法によって基板W
に形成させる薄膜、すなわち、シャッター板7に付着し
厚膜化する付着膜としてTiNを例示したが、これ以外
には、TiW(タングステン化チタン)、TaN(窒化
タリウム)、W(タングステン)等の金属膜のほか、A
23 、ITO(インジウム錫オキサイド)等の無機
酸化物膜が付着して厚膜化する場合にも、本発明の金属
溶射膜を形成させた成膜装置用部品は付着膜の剥離を同
様に抑制する。また本実施例においては、スパッタ法と
CVD法による真空成膜装置に付いて説明したが、蒸着
法による真空成膜装置においても本発明は同様に適用さ
れる。
In the first embodiment, the arc spraying method is used for forming the Ti sprayed film, but it goes without saying that the same effect can be obtained by using the flame spraying method.
In the first embodiment, the substrate W is formed by the sputtering method.
Although TiN has been illustrated as the thin film to be formed on the substrate, that is, the adhesion film that adheres to the shutter plate 7 and becomes thicker, other than this, TiW (titanium tungsten), TaN (thallium nitride), W (tungsten), etc. In addition to metal film, A
Even when an inorganic oxide film such as l 2 O 3 or ITO (indium tin oxide) adheres to form a thick film, the film-forming apparatus component on which the metal sprayed film of the present invention is formed does not peel off the adhered film. Similarly suppress. Further, in this embodiment, the vacuum film forming apparatus by the sputtering method and the CVD method has been described, but the present invention is similarly applied to the vacuum film forming apparatus by the vapor deposition method.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の成膜装置用部品および真空成膜
装置は以上に説明したような形態で実施され、次に述べ
るような効果を奏する。
The parts for a film forming apparatus and the vacuum film forming apparatus of the present invention are carried out in the form as described above, and have the following effects.

【0045】請求項1の成膜装置用部品によれば、その
表面の金属溶射膜が非酸化性雰囲気下にアーク溶射法ま
たはフレーム溶射法によって形成されたものであるの
で、金属溶射膜は軟らかく、かつ表面粗さが大である。
従って、その金属溶射膜の上の付着膜の剥離応力は金属
溶射膜が変形して緩和し、粗い表面は付着膜にアンカー
効果を与えることから、付着膜が厚く成長しても剥離、
脱落することを抑制し、真空チャンバーのクリーニング
のインタバルを長期化して真空成膜装置の稼動率を高め
る。
According to the film-forming apparatus component of claim 1, since the metal sprayed film on the surface is formed by the arc spraying method or the flame spraying method in a non-oxidizing atmosphere, the metal sprayed film is soft. And the surface roughness is large.
Therefore, the peeling stress of the adhered film on the metal sprayed film is relaxed by deformation of the metal sprayed film, and the rough surface gives an anchor effect to the adhered film, resulting in peeling even if the adhered film grows thick,
It suppresses the falling off, prolongs the cleaning interval of the vacuum chamber, and improves the operation rate of the vacuum film forming apparatus.

【0046】請求項2の成膜装置用部品によれば、比較
的簡易に得られる減圧空間を非酸化性雰囲気として金属
溶射されたものであるので、付着膜の剥離、脱落の抑制
に有効な金属溶射膜が低コストで形成されたものとな
る。請求項3の成膜装置用部品によれば、金属溶射膜が
ヴィッカース硬さ(Hv)を200以下と軟らかく、か
つ表面の中心線平均粗さ(Ra)を10μm以上と粗く
形成されているので、付着膜の剥離応力を変形して緩和
し、かつ付着膜にアンカー効果を与え、付着膜が厚くな
っても成膜装置用部品から剥離、脱落することを抑制す
る。請求項4の成膜装置用部品によれば、成膜装置用部
品の表面があらかじめ粗面化されているので、付着膜と
溶射膜が一体として成膜装置用部品から剥離することを
防ぐ。
According to the film-forming apparatus component of the second aspect, since the pressure-reduced space obtained relatively easily is metal-sprayed in a non-oxidizing atmosphere, it is effective in suppressing the peeling and dropping of the adhered film. The metal sprayed film is formed at low cost. According to the film-forming apparatus component of claim 3, since the metal sprayed film has a soft Vickers hardness (Hv) of 200 or less and a centerline average roughness (Ra) of the surface of 10 μm or more. , The peeling stress of the adhesion film is deformed and relaxed, and the anchoring effect is given to the adhesion film, so that even if the adhesion film becomes thicker, it is prevented from being peeled off from the film forming apparatus component. According to the film-forming apparatus component of claim 4, since the surface of the film-forming apparatus component is roughened in advance, the adhesion film and the sprayed film are prevented from being separated from the film-forming apparatus component as a unit.

【0047】請求項5の成膜装置用部品によれば、金属
溶射膜がTi溶射膜であるので、耐食性があり、かつ非
酸化性雰囲気下に形成される溶射膜は軟らく、付着膜の
剥離応力を緩和させ易い。請求項6の成膜装置用部品に
よれば、当該部品がシャワープレート、シャッター、防
着板、チムニー、マスク、カバーリング、アースシール
ド、および基板ホールダの内の少なくとも何れか一つ以
上であり、何れも付着膜が形成され易い場所に配置され
るものであるから、付着膜の剥離の抑制作用が最も効果
的に発揮される。
According to the film forming apparatus component of claim 5, since the metal sprayed film is a Ti sprayed film, the sprayed film which is corrosion resistant and is formed in a non-oxidizing atmosphere is soft, and the deposited film Easy to relieve peeling stress. According to the film-forming apparatus component of claim 6, the component is at least one of a shower plate, a shutter, a deposition-inhibitory plate, a chimney, a mask, a cover ring, an earth shield, and a substrate holder, Since each of them is arranged at a place where the adhered film is easily formed, the effect of suppressing the peeling of the adhered film is most effectively exhibited.

【0048】請求項7の真空成膜装置によれば、具備す
る成膜装置用部品の金属溶射膜が非酸化性雰囲気下にア
ーク溶射法またはフレーム溶射法によって形成されたも
のであるので金属溶射膜は軟らかく、かつ表面粗さが大
である。従って、その金属溶射膜の上の付着膜の剥離応
力は金属溶射膜が変形して緩和し、粗い表面は付着膜に
アンカー効果を与え、付着膜が厚く成長しても剥離、脱
落することを抑制することから、真空チャンバーのクリ
ーニングのインタバルを長期化して真空成膜装置の稼動
率を高める。
According to the vacuum film-forming apparatus of claim 7, the metal-sprayed film of the parts for the film-forming apparatus provided is formed by arc spraying or flame spraying in a non-oxidizing atmosphere. The film is soft and has a large surface roughness. Therefore, the peeling stress of the adhered film on the metal sprayed film is relaxed by the deformation of the metal sprayed film, the rough surface gives an anchor effect to the adhered film, and even if the adhered film grows thick, it peels off and falls off. Since the suppression is performed, the cleaning interval of the vacuum chamber is prolonged and the operation rate of the vacuum film forming apparatus is increased.

【0049】請求項8の真空成膜装置によれば、成膜装
置用部品の金属溶射膜が比較的簡易に得られる減圧下を
非酸化性雰囲気として溶射されたものであるので、付着
膜の剥離、脱落の抑制に有効な金属溶射膜が低コストで
形成されたものとなる。請求項9の真空成膜装置によれ
ば、成膜装置用部品の金属溶射膜のヴィッカース硬さ
(Hv)が200以下で、表面の中心線平均粗さ(R
a)が10μm以上とされているので、金属溶射膜が軟
らかく変形して付着膜の剥離応力を緩和し、表面粗さが
付着膜にアンカー効果を与えることから、付着膜が厚く
なっても剥離することを抑制する。請求項10の真空成
膜装置によれば、成膜装置用部品の表面があらかじめ粗
面化されているので、付着膜と溶射膜が一体として成膜
装置用部品から剥離することを防ぐ。
According to the vacuum film forming apparatus of the eighth aspect, since the metal sprayed film of the film forming apparatus component is sprayed in a non-oxidizing atmosphere under a reduced pressure which is relatively easy to obtain, the deposition film is The metal sprayed film effective for suppressing peeling and dropping is formed at low cost. According to the vacuum film-forming apparatus of claim 9, the metal sprayed film of the film-forming apparatus component has a Vickers hardness (Hv) of 200 or less and a center line average roughness (R) of the surface.
Since a) is set to 10 μm or more, the metal sprayed film is softly deformed to relieve the peeling stress of the adhered film and the surface roughness gives an anchor effect to the adhered film. Suppress doing. According to the vacuum film forming apparatus of the tenth aspect, since the surface of the film forming apparatus component is roughened in advance, it is possible to prevent the adhesion film and the sprayed film from being integrally separated from the film forming apparatus component.

【0050】請求項11の真空成膜装置によれば、成膜
装置用部品の金属溶射膜がTi溶射膜であるので、耐食
性があり、かつ非酸化性雰囲気下に形成される溶射膜は
軟らく、付着膜の剥離応力を緩和させ易い。請求項12
の真空成膜装置によれば、成膜装置用部品がシャワープ
レート、シャッター、防着板、チムニー、マスク、カバ
ーリング、および基板ホールダの内の少なくとも何れか
一つを具備しており、これらは付着膜が形成され易いも
のであるから、付着膜の剥離の抑制作用が最も効果的に
発揮される。
According to the vacuum film forming apparatus of the eleventh aspect, since the metal sprayed film of the film forming apparatus component is a Ti sprayed film, the sprayed film that is corrosion resistant and is formed in a non-oxidizing atmosphere is soft. It is easy to relieve the peeling stress of the attached film. Claim 12
According to the vacuum film forming apparatus, the film forming apparatus component includes at least one of a shower plate, a shutter, a deposition preventive plate, a chimney, a mask, a cover ring, and a substrate holder. Since the adhesive film is easily formed, the effect of suppressing peeling of the adhesive film is most effectively exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の真空チャンバーの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a vacuum chamber according to a first embodiment.

【図2】実施例1の真空チャンバーにおけるシャッター
の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a shutter in the vacuum chamber of the first embodiment.

【図3】図2における○で囲った部分の拡大断面図であ
る。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part circled in FIG.

【図4】実施例2の真空チャンバーの縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a vacuum chamber according to a second embodiment.

【図5】実施例3の真空チャンバーの縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view of a vacuum chamber according to a third embodiment.

【図6】他の真空チャンバーの縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of another vacuum chamber.

【図7】更に他の真空チャンバーの縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of still another vacuum chamber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21、41、51、61 真空チャンバー 4 基板ホールダ 7 シャッター 31 基板ホールダ 36 シャワープレート 39 アースシールド 44 カバーリング 54 防着板 63 マスク S Ti溶射膜 T ターゲット W 基板 1, 21, 41, 51, 61 Vacuum chamber 4 board holder 7 shutter 31 board holder 36 shower plate 39 Earth Shield 44 cover ring 54 Anti-corrosion plate 63 mask S Ti sprayed film T target W board

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Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板類への成膜中に同時に成膜されて付
着する付着膜が剥離しないように表面に金属溶射膜が形
成された成膜装置用部品において、前記金属溶射膜が非
酸化性雰囲気下にアーク溶射法またはフレーム溶射法に
よって形成されたものであることを特徴とする成膜装置
用部品。
1. A component for a film forming apparatus having a metal sprayed film formed on a surface thereof so that an adhered film which is simultaneously formed and adhered during film formation on substrates is not separated, and the metal sprayed film is non-oxidized. A film forming apparatus component, which is formed by an arc spraying method or a flame spraying method in a strong atmosphere.
【請求項2】 前記非酸化性雰囲気下における前記金属
溶射膜の形成が大気圧より低い減圧下になされたもので
あることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置用部
品。
2. The film forming apparatus component according to claim 1, wherein the metal sprayed film is formed under reduced pressure lower than atmospheric pressure in the non-oxidizing atmosphere.
【請求項3】 前記金属溶射膜のヴィッカース硬さ(H
v)が200以下であり、かつ前記金属溶射膜の表面の
中心線平均粗さ(Ra)が10μm以上であることを特
徴とする請求項1に記載の成膜装置用部品。
3. The Vickers hardness (H
v) is 200 or less, and the center line average roughness (Ra) of the surface of the metal sprayed film is 10 μm or more, and the film forming apparatus component according to claim 1.
【請求項4】 前記成膜装置用部品が表面をあらかじめ
粗面化されたものであることを特徴とする請求項1に記
載の成膜装置用部品。
4. The film-forming apparatus part according to claim 1, wherein the surface of the film-forming apparatus part is roughened in advance.
【請求項5】 前記金属溶射膜がTi溶射膜であること
を特徴とする請求項1に記載の成膜装置用部品。
5. The film-forming apparatus component according to claim 1, wherein the metal sprayed film is a Ti sprayed film.
【請求項6】 前記成膜装置用部品がシャワープレー
ト、シャッター、防着板、チムニー、マスク、カバーリ
ング、アースシールド、および基板ホールダの内の少な
くとも何れか一つ以上であることを特徴とする請求項1
に記載の成膜装置用部品。
6. The film forming apparatus component is at least any one of a shower plate, a shutter, a deposition preventive plate, a chimney, a mask, a cover ring, an earth shield, and a substrate holder. Claim 1
The film forming apparatus component as described in.
【請求項7】 基板への成膜中に同時に成膜されて付着
する付着膜が剥離しないように表面に金属溶射膜が形成
された成膜装置用部品を具備する真空成膜装置におい
て、 成膜装置用部品の溶射膜が非酸化性雰囲気下にアーク溶
射法またはフレーム溶射法によって形成されたものであ
ることを特徴とする真空成膜装置。
7. A vacuum film forming apparatus comprising a film forming apparatus component having a metal sprayed film formed on a surface thereof so that an adhered film which is simultaneously formed and adhered during film formation on a substrate is not peeled off. A vacuum film forming apparatus, wherein the sprayed film of the film device component is formed by an arc spraying method or a flame spraying method in a non-oxidizing atmosphere.
【請求項8】 前記非酸化性雰囲気下における前記金属
溶射膜の形成が大気圧より低い減圧下においてなされた
ものであることを特徴とする請求項7に記載の真空成膜
装置。
8. The vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the metal sprayed film is formed under reduced pressure lower than atmospheric pressure in the non-oxidizing atmosphere.
【請求項9】 前記金属溶射膜のヴィッカース硬さ(H
v)が200以下であり、かつ前記金属溶射膜の表面の
中心線平均粗さ(Ra)が10μm以上であることを特
徴とする請求項7に記載の真空成膜装置。
9. The Vickers hardness (H
The vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein v) is 200 or less, and the center line average roughness (Ra) of the surface of the metal sprayed film is 10 μm or more.
【請求項10】 前記成膜装置用部品が表面をあらかじ
め粗面化されたものであることを特徴とする請求項7に
記載の真空成膜装置。
10. The vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the surface of the film forming apparatus component is roughened in advance.
【請求項11】 前記金属溶射膜がTi溶射膜であるこ
とを特徴とする請求項7に記載の真空成膜装置。
11. The vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the metal sprayed film is a Ti sprayed film.
【請求項12】 前記成膜装置用部品がシャワープレー
ト、シャッター、防着板、チムニー、マスク、カバーリ
ング、アースシールド、および基板ホールダの内の少な
くとも何れか一つであることを特徴とする請求項7に記
載の真空成膜装置。
12. The film forming apparatus component is at least one of a shower plate, a shutter, a deposition preventive plate, a chimney, a mask, a cover ring, a ground shield, and a substrate holder. Item 7. The vacuum film forming apparatus according to Item 7.
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