JP3815591B2

JP3815591B2 - Method for manufacturing film forming apparatus parts and film forming apparatus parts

Info

Publication number: JP3815591B2
Application number: JP22775199A
Authority: JP
Inventors: 尚史岩垂; 幸司大石
Original assignee: Ulvac Materials Inc
Current assignee: Ulvac Materials Inc
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JP2001049419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成膜装置内で使用される成膜装置用部品およびその製造方法に関するものであり、更に詳しくは、成膜原料の付着物が剥離し難い成膜装置用部品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩ、液晶ディスプレイ、光磁気ディスク、ハードディスク等は基板上へ目的に応じた成膜材料による薄膜を形成させて製造されるが、この成膜時にパーティクルと称される粒子径が数μｍ程度の微粒子が基板に付着して配線を短絡させるなどにより製品収率を大幅に低下させ、更には製品の信頼性を損なうという看過できない問題がある。
【０００３】
これに対しては従来から種々の対策が講じられており、例えばスパッタリングについて言えば、搬送系から持ち込まれるもの、ターゲット材から発生するもの等についてはほぼ解決され、現在では、成膜装置内に組み込まれる構成部品、例えばシャッター（成膜源と基板との間において成膜をオン・オフさせる部品）、
遮蔽板（成膜材料が基板以外の成膜装置へ付着することを防ぐために配置される部品、防着板とも称される）、その他に付着し、時間の経過と共に厚く成長した
付着物が成膜中に剥離、脱落して飛散することがパーティクルの発生を招く大きい要因とされている。しかし、付着物が剥離、脱落する前に成膜装置の運転を停止して頻繁にクリーニングし付着物を除去することは成膜装置の稼働時間を短くし、生産性を大幅に低下させる。
【０００４】
上記の問題に対して、特開平３−８７３５６号、特開平３−８７３５７号、特開平３−１６６３６１号、特開平３−１６６３６２号の各公報には、エンボス加工により多数の凹凸を形成させた金属箔や蛇腹状金属箔を成膜装置用部品の表面に取り付ける技術が開示されている。このなかで、エンボス加工によって多数の凹凸を形成させた電解銅箔は既に市販されており、成膜装置用部品の形状に応じて、その表面を覆うように重ね、スポット溶接やリベットによって固定して使用されている。そして、電解銅箔は部品と共に成膜装置内で使用されて成膜材料が付着、堆積しても、付着物の剥離応力は電解銅箔が変形することによって緩和されるので、付着物の剥離、脱落の防止に有効であるとされている。
【０００５】
電解銅箔以外の方法としては、成膜装置用部品の表面に対して、小径の鋼球やアルミナ粒子を噴射させて吹き付けるショットブラストや、小径のガラス球を噴射させて吹き付けるガラスビーズブラスト（ＧＢＢ）を行い、表面の清浄化を図ると共に凹凸を形成させて表面積を大にすることにより、付着物の付着強度を増大させようとする試みがある。また、成膜装置用部品の表面をショットブラストし、その上へ軟らかい金属溶射膜、例えばアルミニウム溶射膜を形成させる方法があり多用されている。この方法はアルミニウム溶射膜の上に付着物が堆積しても、軟らかいアルミニウム溶射膜が変形して剥離応力を緩和させるという点で合理的であり効果もある。
【０００６】
そのほか、特開平８−２７７４６０号公報には母材の表面に機械加工して凹凸を設け、更に硫酸に浸漬した成膜装置用部品が開示されており、特開平１１−１２４６６１号公報には母材の表面に先ず銅（Ｃｕ）膜を形成し、更にその上へステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）による多孔性金属膜を形成させた成膜装置用部品が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンボス加工された電解銅箔を使用する方法は、電解銅箔が使い捨てであり繰り返しての使用ができず、その取り付け取り外し作業が面倒であるほか、付着物の厚さが限度を越えると剥離応力によって電解銅箔が引き裂かれ、成膜装置用部品が露出するという問題を有している。また、成膜装置用部品の表面をショットブラストする方法は付着物の剥離、脱落の防止効果が十分でなく、その故にショットブラストを何回も繰り返すことになり、成膜装置用部品にショットブラスト時の衝撃熱による歪みが蓄積されて破損に至る場合がある。更には、表面にアルミニウム溶射膜等を形成させた成膜装置用部品は、成膜材料が剥離応力の大きいものである場合には、付着物の厚さが０．５ｍｍ程度になると、アルミニウム溶射膜と母材との間で剥離を生じるという問題があり、現在のところ、解決の方法は見出だされていない。また、特開平８−２７７４６０号公報および特開平１１−１２４６６１号公報による成膜装置用部品は何れも硫酸等の酸を使用するので、作業性に簡便さを欠く。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落を生じ難い成膜装置用部品の製造方法および成膜装置用部品を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１、請求項５、または請求項９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、請求項１の成膜装置用部品の製造方法は、成膜装置内で使用され、表面に溶射膜が形成されている成膜装置用部品の製造方法において、成膜装置用部品の母材の表面に対し所定の間隔をあけて配置した格子状マスクまたは連子格子状マスクを介して溶射を施すことにより、格子状マスクの開口部に対応する台形状の凸部、または連子格子状マスクの開口部に対応する台形状の波形凸部を備え、溶射膜自体の表面粗さ（Ｒａ）より大きい多数の凹凸を有する溶射膜を形成させる方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、凹凸を有する溶射膜が形成された成膜装置用部品を容易に製造することを可能ならしめる。
【０００９】
請求項１に従属する請求項２の成膜装置用部品の製造方法は、格子状マスクとして、格子の目が正方形、正三角形、正六角形、または円形を単位としてパターン状に形成されたものを使用する方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、上記の格子の目の形状を選択し、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を製造することを可能にする。
【００１０】
請求項１に従属する請求項３の成膜装置用部品の製造方法は、溶射の途中において、母材と、格子状マスクまたは連子格子状マスクとの空間的な相対位置を変化させる方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜が形成された成膜装置用部品を製造することを可能にする。
【００１１】
請求項１に従属する請求項４の成膜装置用部品の製造方法は、溶射膜の材料としてアルミニウムまたはチタンを使用する方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、溶射膜のアルミニウムまたはチタンが比較的小さい弾性率の故に変形され易く、付着物の剥離応力を緩和し、剥離、脱落を抑制し易い成膜装置用部品の製造を可能にする。
【００１２】
請求項５の成膜装置用部品の製造方法は、成膜装置内で使用され、表面に溶射膜が形成されている成膜装置用部品の製造方法において、母材の表面に平坦な面を有する溶射膜を形成させた後に、所定の間隔をあけて配置した格子状マスクまたは連子格子状マスクを介してブラスト処理を施すことにより、格子状マスクの非開口部に対応する台形状の凸部、または連子格子状マスクの非開口部に対応する台形状の波形凸部を備え、溶射膜自体の表面粗さ（Ｒａ）より大きい多数の凹凸を有する溶射膜を形成させる方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、凹凸を有する溶射膜が形成された成膜装置用部品を容易に製造することを可能ならしめる。
【００１３】
請求項５に従属する請求項６の成膜装置用部品の製造方法は、格子状マスクとして、格子の目が正方形、正三角形、正六角形、または円形を単位としてパターン状に形成されたものを使用する方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、上記の格子の目の形状を選択し、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を製造することを可能にする。
【００１４】
請求項５に従属する請求項７の成膜装置用部品の製造方法は、前記ブラスト処理の途中において、母材と、格子状マスクまたは連子格子状マスクとの空間的な相対位置を変化させる方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜が形成された成膜装置用部品を製造することを可能にする。
【００１５】
請求項５に従属する請求項８の成膜装置用部品の製造方法は、溶射膜の材料としてアルミニウムまたはチタンを使用する方法である。
このような成膜装置用部品の製造方法は、溶射膜のアルミニウムまたはチタンが比較的小さい弾性率の故に変形され易く、付着物の剥離応力を緩和し、剥離、脱落を抑制し易い成膜装置用部品の製造を可能にする。
【００１６】
請求項９の表面に溶射膜が形成され成膜装置内で使用される成膜装置用部品は、請求項１または請求項５の何れかに記載の方法によって製造されたものである。
このような成膜装置用部品は、その溶射膜の凹凸が成膜材料の付着物の投錨箇所として作用して付着強度を高めるほか、溶射膜が剥離応力を緩和させるので、付着物の厚さが比較的大になっても剥離、脱落することはない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の成膜装置用部品およびその製造方法は、上述したように、表面に溶射膜が形成された成膜装置用部品において、溶射膜にそれ自体の表面粗さ（Ｒａ）より大きい凹凸が多数に形成されている成膜装置用部品の製造方法であるが、以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１８】
図１は成膜装置用部品を製造する方法の一例を示す図である。すなわち、図１のＡは溶射時に使用される格子状マスク１２の部分平面図であり、行方向と列方向に整列した正方形の格子の目１１が形成されている。そして、図１のＢは格子状マスク１２を使用する成膜装置用部品の製造方法を示す断面図である。なお、格子状マスク１２の格子材の断面は長方形としたが、長方形以外の形状としてもよい。図１のＢを参照して、成膜装置用部品の母材１の表面から一定の高さ位置に格子状マスク１２を保持し、上方から図示せずとも溶射ガン等によって格子の目１１を通して例えば金属の溶射を行い、溶射粒子の回り込みを利用して、母材１の表面に格子の目１１、すなわち開口部に対応する台形状の凸部を備えた多数の凹凸を持つ溶射膜１３を形成させる。
【００１９】
上記の溶射において、溶射ガンからの溶射粒子は格子の目１１を通過し母材１の表面における格子の目１１の直下部分に主として析出するが、格子状マスク１２と母材１との間に一定の距離があるので、溶射粒子は開口部である格子の目１１の直下よりも外側、すなわち非開口部の下方へ拡がり、いわゆる回り込みを生じ、格子の目１１の直下より外側部分、すなわち非開口部の下方の母材面にも析出する。析出量は格子の目１１から離れるに応じて少なくなるが、当該格子の目１１と隣り合う格子の目１１からの回り込みもあり、これらが一体化することから、格子の目１１に対応する台形状の凸部を備えた多数の凹凸からなる溶射膜１３が連続膜として形成されるのである。この溶射粒子の回り込みは、図１のＢを参照して、溶射膜１３における凸部の頂面の水平方向の長さが格子の目１１の開口幅にほぼ等しく、凸部の膜１３の頂面から両側へ厚さが減少していることにも示されている。すなわち、この方法は溶射粒子の回り込みによって格子の目１１に対応する台形状の凸部を備えた多数の凹凸からなる溶射膜１３形成させているのである。
【００２０】
そして、図２は図１のＢに示す方法によって製造された成膜装置用部品１０の部分斜視図であり、母材１の表面に形成された格子の目１１に対応する角錐台形状の凸部を備えた多数の凹凸を有する溶射膜１３を示す。なお、図１のＢ、図２は、溶射膜１３の凹凸を概念的に示すものであり、凹凸のピッチ、凹凸の各部の厚さは比例関係には示されていない。
【００２１】
また、図３は一般的な溶射膜３の表面粗さと、本発明の成膜装置用部品１０における溶射膜１３の凹凸との関係を概念的に説明する図である。すなわち、図３のＡは通常的に形成される溶射膜３の断面図であり、図３のＢは本発明の成膜装置用部品１０の断面図である。図３のＡに示す溶射膜３は本来的には中心線平均粗さＲａで示して１０〜２０μｍの表面粗さを有している。これに対して図１のＢの方法によって製造される成膜装置用部品１０の溶射膜１３は本来の表面粗さＲａと共に、図３のＢに示すように、凹部の底面Ｂから凸部の頂上Ｔまでの高さＨが５０μｍ程度の凹凸の場合から、高さＨが２ｍｍ程度の凹凸の場合もあるが、何れにしてもその高さＨは溶射膜３が有する本来の表面粗さ（Ｒａ）よりも遥かに大きい。
【００２２】
図２の角錐台形状の凸部を備えた多数の凹凸を持つ溶射膜１３が形成されている成膜装置用部品１０は、図４の断面図に示す別な方法によっても製造することができる。図４のＡを参照して、成膜装置用部品１０の母材１の表面に、先ず、
形成させようとする凹凸を有する溶射膜の最大厚さと同等の厚さで平坦な面を有する溶射膜１３’を形成させる。次いで、図４のＢを参照して、一点鎖線で示す均等な厚さの溶射膜１３’の表面から一定の距離をあけた高さ位置に格子状マスク１２を保持して、上方から図示せずともショットブラストガン等によって格子の目１１を通して例えばアルミナ粒子またはガラスビーズ等を吹き付けてブラスト処理を施すことにより、溶射膜１３’の格子の目１ 1 、すなわち開口部に対応する部分の表面が削られ、非開口部に対応する台形状の凸部を備えた多数の凹凸を有する溶射膜１３となり、目的とする成膜装置用部品１０が製造される。図４のＢにおいても、図１のＢと同様、凹凸のピッチ、凹凸の各部の厚さは比例関係には示されていない。
【００２３】
上記のブラスト処理において、ブラストガンからのガラスビーズの如きブラスト粒子は格子の目１１を通過し母材1上の溶射膜１３’格子の目１１の直下部分を主として研削するが、格子状マスク１２と溶射膜１３’との間に一定の距離があるので、ブラスト粒子は格子の目１１の直下より外側へ拡がり、いわゆる回り込みを生じ、格子の目１１の直下よりも外側部分の溶射膜１３’も研削する。研削深さは格子の目１１から離れるに応じて浅くなる。このブラスト粒子の回り込みは、図４のＢを参照し、ブラスト粒子の研削によって形成された凹部における底面の水平方向の長さが格子の目１１の開口幅にほぼ等しく、底面から両側へ研削深さが浅くなっていることにも示されている。このブラスト処理による溶射膜１３は予め形成した連続的な溶射膜１３’を研削することによるものであるから、過度の研削によって母材１を露出させないような配慮を要するが、図１に示した溶射の場合の連続膜を形成させるような配慮は必要でない。すなわち，この方法はブラスト粒子の回り込みを利用して、格子１２の非開口部に対応する台形状の凸部を備えた多数の凹凸からなる溶射膜１３を形成させているのである。
【００２４】
上記の図１のＢに示した製造方法は縦方向と横方向との格子状マスク１２を使用する方法であるが、成膜材料の付着物の剥離応力が若干小さい場合には、図５に示すように、縦（または横）方向だけの連子格子状マスク２２を使用して、台形の波状の凹凸を有する溶射膜２３の形成された成膜装置用部品２０を製造することも可能である。図５を参照して、図５のＡは溶射時に使用される連子格子状マスク２２の部分平面図であり、行方向（または列方向）の格子の目２１が形成されている。そして、図５のＢは連子格子状マスク２２を使用する成膜装置用部品の製造方法を示す断面図である。図５のＢを参照して、成膜装置用部品２０の母材１の表面から一定の高さ位置に連子格子状マスク２２を保持し、上方から図示せずとも溶射ガン等によって格子の目２１を通して例えば金属の溶射を行い、母材１の表面に格子の目２１に対応する台形状の凹凸を持つ溶射膜２３を形成させる。
【００２５】
この場合における台形状の凹凸が格子の目２１を通過する溶射粒子の回り込みによって形成されるものであることは図１のＢと同様である。そして、図６は図５のＢに示す方法によって製造された成膜装置用部品２０の部分斜視図であり、母材１の表面に形成された台形の波状の凹凸を有する溶射膜２３を示す。図５のＢにおいても、図１のＢと同様、凹凸のピッチ、凹凸の各部の厚さは比例関係に示されていない。
【００２６】
なお、図４においては成膜装置用部品１０の母材１の表面に厚さが大で均等な溶射膜１３’を形成させてから、格子状マスク１２を介してショットブラスト処理を施す製造方法を説明したが、上記の方法で格子状マスク１２に換えて連子格子状マスク２２を使用することによっても、図６に示した台形の波状の凹凸を有する溶射膜２３の形成された成膜装置用部品２０を製造することができる。この場合における台形状の凹凸が格子の目２１を通過するブラスト粒子の回り込みによって形成されるものであることは図４のＢと同様である。
【００２７】
更には、上述した製造方法においては、成膜装置用部品１０の母材１と格子状マスク１２（または連子格子状マスク２２）との相対的位置を固定した状態で溶射、または溶射後にショットブラスト処理する方法を説明したが、溶射、または溶射後のショットブラスト処理の途中に、少なくとも何れか一方を上下方向、水平方向、またはその他の方向へ、連続的にまたは断続的に移動させて、形成されける母材と溶射ガンとの距離、および溶射に使用する圧縮空気の圧力を溶射の途中で連続的にまたは断続的に変化させて、形成させる溶射膜の凹凸形状に変化を与えるようにしてもよい。
【００２８】
また、図１のＢに示した製造方法においては格子の目１１が正方形である格子状マスク１２を使用する場合を示したが、格子の目は正方形以外の形状であってもよいことは勿論である。すなわち、図７の部分平面図に代表的な格子の目として、図１のＢの製造方法で使用した（１）正方形のほか、（２）円形、（３）正三角形、（４）正六角形、を示したが、勿論、格子の目はこれら以外の形状であってもよく、また格子の目の配列形状も特に限定されない。
【００２９】
更には、図２には、角錐台形状の凹凸を有する溶射膜１３が形成された成膜装置用部品１０を示したが、凹凸の形状は角錐台以外の形状であってもよいことは勿論である。すなわち、図８の部分斜視図に代表的な溶射膜の凹凸の形状として、（１）円錐、（２）円錐台、（３）四角錐、（４）四角錐台を示し、図９の部分斜視図に、（１）蛇腹、（２）ラックギヤを示したが、勿論、凹凸の形状はこれら以外であってもよく、また凹凸の形成ピッチも特に限定されない。
【００３０】
【実施例】
次に、本発明における成膜装置用部品およびその製造方法を実施例と比較例によって具体的に説明する。
【００３１】
（実施例１）
スパッタ成膜装置内において、成膜のオン・オフを行うシャッターの製造を目的として、図１のＢに示した方法により、格子の目が３ｍｍ角の正方形で６ｍｍピッチの格子状マスクを使用して、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のシャッター母材の表面にＡｌの溶射を行い、多数の角錐台形状の凹凸を有するＡｌ溶射膜の形成されたシャッターＳ₁ を製造した。そして、採取したＡｌ溶射膜の破断面を走査型電子顕微鏡で観測して、凹凸の高さＨは約４００μｍであり、全体の膜厚は約０．６ｍｍと測定された。また、Ａｌ溶射膜の表面粗さＲａは１２．５μｍであった。
【００３２】
上記のＡｌ溶射膜を有するシャッターＳ₁をスパッタ成膜装置内に組み込んで、連続的に供給されてくる多数個の対象基材に窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成させた。その時のスパッタ成膜の条件は圧力３ｘ１０−３Ｔｏｒｒ、スパッタ出力６００Ｖ、１２Ａ（＝７．２ｋＷ）であった。この時、成膜をオン・オフさせるシャッターＳ₁にもＴｉＮが付着し厚膜として堆積した。スパッタ成膜装置に付属の成膜レートモニターによる膜厚が５０μｍ増大する毎に、目視によってシャッターＳ₁からのＴｉＮ厚膜の剥離の有無を観察したが、剥離が発生した時のＴｉＮ厚膜の膜厚は１．３ｍｍであった。この結果は他例と共に表１に示した。
【００３３】
（実施例２）
実施例１で使用したものと同様なシャッター母材の表面に、図４に示した方法によって凹凸を有するチタン（Ｔｉ）の溶射膜を形成させた。すなわち、図４のＡに示すように、シャッター母材の表面にＴｉを溶射して厚さ０．５ｍｍのＴｉ溶射膜を形成させた後、図４のＢに示すように、Ｔｉ溶射膜に格子状マスク１２を介して粒度４６メッシュのアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）粒子によるショットブラスト処理を施すことにより、多数の凹凸を有するＴｉ溶射膜の形成されたシャッターＳ２を製造した。その凹凸の高さＨはほぼ３００μｍであった。また、Ｔｉ溶射膜１３の表面粗さＲａは１２．０μｍであった。
【００３４】
上記のＴｉ溶射膜を有するシャッターＳ₂を実施例１で使用したスパッタ成膜装置内に組み込み、対象基材へのＴｉＮの成膜に伴って、シャッターＳ₂ に付着し堆積するＴｉＮ厚膜の剥離状況を実施例１と同様に観察した。シャッターＳ₂
からの剥離が認められた時のＴｉＮ厚膜の厚さは１．２ｍｍであった。その結果は表１に示した。
【００３５】
（比較例１）
実施例１で使用したものと同様なシャッター母材の表面に、粒度４６メッシュのアルミナ粒子（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を用いるショットブラストのみを施してシャッターＳ₃ を製造した。得られたショットブラスト面の表面粗さＲａは３．４μｍであった。このシャッターＳ３を実施例１で使用したスパッタ成膜装置内に組み込み、対象基材へのＴｉＮの成膜に伴って、シャッターＳ３に堆積するＴｉＮ厚膜の剥離状況を実施例１と同様に観察したが、シャッターＳ３からのＴｉＮ厚膜の剥離は膜厚が０．２ｍｍの時に発生した。その結果は表１に示した。
【００３６】
（比較例２）
実施例１で使用したものと同様なシャッター母材の表面にショットブラストを施し、更に厚さ０．５ｍｍの通常的なＡｌ溶射膜を形成させてシャッターＳ₄ を製造した。Ａｌ溶射膜の表面粗さＲａは１２．５μｍであった。このシャッターＳ₄ を実施例１で使用したスパッタ成膜装置内に組み込み、対象基材へのＴｉＮの成膜に伴って、シャッターＳ₄ に付着し堆積するＴｉＮ厚膜の剥離状況を実施例１と同様に観察したところ、シャッターＳ₄ からのＴｉＮ厚膜の剥離は膜厚が０．６ｍｍの時に発生した。その結果は表１に示した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１から明らかなように、比較例１の単にアルミナ粒子によるショットブラストを施したシャッターＳ₃ はＴｉＮ厚膜が厚さ０．２ｍｍになると剥離を生じ、比較例２のＡｌ溶射膜を形成させたシャッターＳ₄はＴｉＮ厚膜が厚さ０.６ｍｍになると剥離を生じたに対して、実施例１のシャッターＳ₁ 、実施例２のシャッターＳ₂ はＴｉＮ厚膜が比較例２のシャッターＳ₄の場合の２倍の厚さ１．２ｍｍまでは剥離を発生せず、成膜装置用部品からＴｉＮ厚膜を取り除くため、また成膜装置用部品を交換するための成膜装置のクリーニングの間隔を大幅に延長することが可能になることを示す。
【００３９】
本発明の実施の形態は以上のように構成され作用するが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、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。
【００４０】
例えば本実施の形態においては、一定の形状の凹凸が一定のピッチで形成された溶射膜を有する成膜装置用部品およびその製造方法を説明したが、凹凸が付着物の技錨箇所として作用し、付着物の付着強度を増大させる限りにおいて、凹凸は一定の形状であることを必要とせず、また一定のピッチで形成されたものであることを必要としない。
【００４１】
また本実施の形態においては、本発明の成膜装置用部品が使用される成膜装置としてスパッタ成膜装置を例示したが、それ以外の全ての成膜装置、例えば真空蒸着装置、ＣＶＤ（化学的気相成長）装置、イオンプレーティング装置にも同様に使用される。
【００４２】
また本実施の形態においては、成膜装置用部品としてシャッターを例示したが、本発明の成膜装置用部品は、成膜装置内で使用され成膜材料が付着し堆積し易い全ての部品が該当し、具体的には上記のシャッター以外に、例えば成膜させるべき基板以外の箇所へ成膜材料が付着することを防ぐために配置される遮蔽板（防着板）、成膜材料の蒸気を基板へ導くためのチムニー、基板をその周縁部で固定するための基板ホールダ（カバーリング）、基板面に部分的に膜を形成させるために基板上に載置されるマスク、ＣＶＤ成膜装置において原料ガスを均等に導入するための整流板、プラズマスパッタ成膜装置においてターゲットの周囲に配置されるアースシールド等が含まれる。
【００４３】
また本実施の形態においては、Ａｌ溶射膜、Ｔｉ溶射膜を空孔のない膜として示したが、溶射膜は本来的には多少の空孔を有している。この本来の空孔以外に溶射条件を調節して、意図的に多孔性の金属溶射膜を形成させてもよく、表面に付着し堆積する厚膜の剥離応力を緩和し易い溶射膜が得られる。
【００４４】
また本実施の形態においては、成膜装置用部品の母材に形成させる凹凸を持つ溶射膜の材料としてＡｌおよびＴｉを例示したが、溶射膜の材料には、成膜条件に耐え、かつ形成される膜の剥離応力を緩和し易い材料であれば、その種類は問わない。例えば、上記のＡｌ、Ｔｉのほかニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、
銅（Ｃｕ）、また、成膜装置内の温度が比較的低い場合にはアンチモン（Ｓｂ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）の使用も可能である。上記の金属は合金であってもよい。
【００４５】
また本実施の形態においては溶射装置については言及しなかったが、一般に採用されている溶射ガンをそのまま適用することができる。加熱はプラズマ式、アーク式、ガス燃焼式の何れであってもよく、また溶射膜の材料は粉末、線、棒の何れの状態で供給するものであってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の成膜装置用部品の製造方法および成膜装置用部品は以上に説明したような形態で実施され、次ぎに記載するような効果を奏する。
【００４７】
請求項１の成膜装置用部品の製造方法によれば、成膜装置用部品の母材の表面に対し所定の間隔をあけて配置した格子状マスクまたは連子格子状マスクを介して溶射を施すことにより、それ自体の表面粗さ（Ｒａ）より大きい凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を容易に製造することができ、得られる成膜装置用部品は成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落することを抑制し、製品の収率、品質を向上させると共に、成膜装置の稼働率、生産性を向上させる。
【００４８】
請求項２の成膜装置用部品の製造方法によれば、格子状マスクとして、格子の目が正方形、正三角形、正六角形、または円形を単位としてパターン状とされたもの中から選択して、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を製造することができ、得られる成膜装置用部品は成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落することを抑制する。
【００４９】
請求項３の成膜装置用部品の製造方法によれば、溶射の途中において、母材と、格子状マスクまたは連子格子状マスクとの空間的な相対位置を変化させるので、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を製造することができ、得られる成膜装置用部品は成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落することを抑制する。
【００５０】
請求項４の成膜装置用部品の製造方法によれば、溶射膜の材料が変形し易いアルミニウムまたはチタンであるので、付着物の剥離応力を緩和し、成膜装置用部品からの付着物の剥離、脱落を更に抑制し、クリーニングの間隔を更に長期間化する。
【００５１】
請求項５の成膜装置用部品の製造方法によれば、成膜装置用部品の母材の表面に対し平坦な面を有する溶射膜を形成させた後に、所定の間隔をあけて配置した格子状マスクまたは連子格子状マスクを介してブラスト処理を施すことにより、それ自体の表面粗さ（Ｒａ）より大きい凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を容易に製造することができ、得られる成膜装置用部品は成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落することを抑制し、製品の収率、品質を向上させると共に、成膜装置の稼働率、生産性を向上させる。
【００５２】
請求項６の成膜装置用部品の製造方法によれば、格子状マスクとして、格子の目が正方形、正三角形、正六角形、または円形を単位としてパターン状とされたもの中から選択して、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を製造することができ、得られる成膜装置用部品は成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落することを抑制する。
【００５３】
請求項７の成膜装置用部品の製造方法によれば、ブラスト処理の途中において、母材と、格子状マスクまたは連子格子状マスクとの空間的な相対位置を変化させるので、成膜装置用部品の形状や成膜材料の種類に応じて、好ましい形状の凹凸を有する溶射膜の形成された成膜装置用部品を製造することができ、得られる成膜装置用部品は成膜材料が付着し厚膜化しても剥離、脱落することを抑制する。
【００５４】
請求項８の成膜装置用部品の製造方法によれば、溶射膜の材料が変形し易いアルミニウムまたはチタンであるので、付着物の剥離応力を緩和し、成膜装置用部品からの付着物の剥離、脱落を更に抑制し、クリーニングの間隔を更に長期間化する。
【００５５】
請求項９の成膜装置用部品によれば、形成されている溶射膜の有するそれ自体の表面粗さ（Ｒａ）より大きい凹凸が成膜材料の付着物の投錨箇所となって接着強度を増大させるほか、溶射膜が付着物の剥離応力を緩和するので、付着物が成膜装置用部品から剥離し脱落することによるパーティクルの発生を防ぎ、製品の収率、品質を向上させることができ、更には成膜装置の稼働を停止して行うクリーニングの間隔を長期間化することができることから、成膜装置の稼働率を高くし生産性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】格子状マスクを介して溶射膜を形成させて成膜装置用部品を製造する方法を示す図であり、Ａは格子状マスクの部分平面図、Ｂは製造途中の状態を示す断面図である。
【図２】図１Ｂの方法によって得られる成膜装置用部品の部分斜視図である。
【図３】本発明による溶射膜の凹凸と溶射膜の本来の表面粗さとを関係を概念的に示す図であり、Ａは通常的に得られる溶射膜を示す断面図、Ｂは本発明による溶射膜の凹凸を本来の表面粗さと共に示す断面図である。
【図４】他の製造方法を示す断面図であり、Ａは厚さが大で均等な溶射膜が形成された状態を示し、Ｂはその後に格子状マスクを介してショットブラスト処理している状態を示す。
【図５】連子格子状マスクを介して溶射膜を形成させて成膜装置用部品を製造する方法を示し、Ａは連子格子状マスクの部分平面図、Ｂは製造途中の状態を示す断面図である。
【図６】図５のＢの方法によって得られる成膜装置用部品の部分斜視図である。
【図７】格子状マスクの目の代表例を示す部分平面図である。
【図８】図９と共に溶射膜の凹凸の代表例を示す部分斜視図である。
【図９】図８と共に溶射膜の凹凸の代表例を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１母材
３溶射膜
１０成膜装置用部品
１２格子状マスク
１３溶射膜
１３’ 溶射膜
２０成膜装置用部品
２２連子格子状マスク
２３溶射膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a film forming apparatus part used in a film forming apparatus and a method for manufacturing the same, and more particularly to a film forming apparatus part in which deposits of film forming materials are difficult to peel off and a method for manufacturing the same. It is.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, LSIs, liquid crystal displays, magneto-optical disks, hard disks, etc. are manufactured by forming a thin film with a film forming material according to the purpose on a substrate, and the particle diameter called a particle is about several μm at the time of this film formation. There is a problem that cannot be overlooked, such that the fine particles of the particles adhere to the substrate and the wiring is short-circuited, thereby significantly reducing the product yield and further impairing the reliability of the product.
[0003]
  Various countermeasures have been taken against this. For example, as for sputtering, those brought in from the transport system and those generated from the target material have been almost solved. Components to be incorporated, such as shutters (components that turn film formation on and off between the film formation source and the substrate),
Attached to shielding plate (parts arranged to prevent deposition material from adhering to deposition equipment other than substrate, also called deposition plate), etc., and grew thicker over time
It is considered that a large factor that causes generation of particles is that the deposits are peeled off, dropped, and scattered during film formation. However, if the deposition apparatus is stopped before the deposits are peeled off or removed and frequently cleaned to remove the deposits, the operation time of the deposition apparatus is shortened, and the productivity is greatly reduced.
[0004]
  In order to solve the above problem, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-87356, 3-87357, 3-166361, and 3-166362, many irregularities are formed by embossing. A technique for attaching a metal foil or a bellows-like metal foil to the surface of a film forming apparatus component is disclosed. Among them, the electrolytic copper foil with many irregularities formed by embossing is already on the market, and depending on the shape of the film forming equipment parts, it is stacked to cover the surface and fixed by spot welding or rivets. Have been used. And even if the electrolytic copper foil is used in the film forming apparatus together with the parts, and the film forming material adheres and accumulates, the peeling stress of the deposit is alleviated by the deformation of the electrolytic copper foil. It is said to be effective in preventing dropout.
[0005]
  Other methods than electrolytic copper foil include shot blasting by spraying small-diameter steel balls and alumina particles onto the surface of film forming apparatus components, and glass bead blasting (GBB) by spraying small-diameter glass balls. There is an attempt to increase the adhesion strength of the deposit by purifying the surface and forming irregularities to increase the surface area. In addition, there is a method in which a surface of a film forming apparatus component is shot blasted and a soft metal sprayed film such as an aluminum sprayed film is formed thereon. This method is rational and effective in that even if deposits are deposited on the aluminum sprayed film, the soft aluminum sprayed film is deformed to relieve the peeling stress.
[0006]
  In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-277460 discloses a film forming apparatus component that is machined on the surface of a base material to provide irregularities and is further immersed in sulfuric acid, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-124661 discloses a base material. There is disclosed a film forming apparatus component in which a copper (Cu) film is first formed on the surface of a material, and a porous metal film made of stainless steel (SUS420J2) is further formed thereon.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  The conventional method of using embossed electrolytic copper foil is that the electrolytic copper foil is disposable and cannot be used repeatedly, and it is cumbersome to install and remove, and if the thickness of the deposit exceeds the limit There is a problem that the electrolytic copper foil is torn by the peeling stress and the film forming apparatus component is exposed. In addition, the method of shot blasting the surface of a film forming apparatus component is not sufficient to prevent the separation and removal of deposits. Therefore, shot blasting is repeated many times, and shot blasting is performed on the film forming apparatus component. In some cases, distortion due to impact heat accumulates, resulting in damage. Furthermore, in the case of a film forming apparatus component having an aluminum sprayed film or the like formed on the surface, if the film forming material has a high peel stress, the aluminum sprayed film will have a thickness of about 0.5 mm. There is a problem that peeling occurs between the membrane and the base material, and at present, no solution has been found. In addition, since the parts for the film forming apparatus according to Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-277460 and 11-124661 use an acid such as sulfuric acid, the workability is not simple.
  The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a film forming apparatus component and a film forming apparatus component that are unlikely to be peeled off or dropped even when a film forming material adheres and becomes thick. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The above problem is claimed in claim 1.By the structure of Claim 5, or Claim 9To solve the problem, the method of manufacturing a film forming apparatus component according to claim 1 is used in a film forming apparatus component that is used in the film forming apparatus and has a sprayed film formed on the surface. In the manufacturing method, thermal spraying is performed through a lattice mask or a continuous lattice mask arranged at a predetermined interval with respect to the surface of the base material of the film forming apparatus component.By,It has a trapezoidal convex part corresponding to the opening of the lattice mask or a trapezoidal corrugated convex part corresponding to the opening of the continuous lattice maskThis is a method of forming a sprayed film having a large number of irregularities larger than the surface roughness (Ra) of the sprayed film itself.
Such a method for manufacturing a film forming apparatus component makes it possible to easily manufacture a film forming apparatus component on which a sprayed film having irregularities is formed.
[0009]
  The method for manufacturing a film forming apparatus component according to claim 2 that is dependent on claim 1 uses a lattice-shaped mask in which the lattice eyes are formed in a pattern in units of squares, regular triangles, regular hexagons, or circles. This is the method to use.
  According to such a method for manufacturing a film forming apparatus component, the shape of the lattice lattice is selected according to the shape of the film forming apparatus component and the type of film forming material, and a sprayed film having irregularities with a preferable shape is selected. It is possible to manufacture the formed film forming apparatus component.
[0010]
  A method for manufacturing a film forming apparatus component according to claim 3, which is dependent on claim 1,In the middle of thermal sprayingThis is a method of changing the spatial relative position between the base material and the lattice-like mask or the continuous lattice-like mask.
  According to such a method for manufacturing a film forming apparatus part, a film forming apparatus part on which a sprayed film having irregularities with a preferable shape is formed according to the shape of the film forming apparatus part and the type of film forming material is manufactured. Make it possible.
[0011]
  The manufacturing method of the component for film-forming apparatuses of Claim 4 which depends on Claim 1 is the method of using aluminum or titanium as a material of a sprayed film.
  The manufacturing method of such a film forming apparatus component is a film forming apparatus in which aluminum or titanium of the sprayed film is easily deformed due to a relatively small elastic modulus, and the peeling stress of the deposit is eased and peeling and dropping are easily suppressed. Enables the production of parts for industrial use.
[0012]
  The method for manufacturing a film forming apparatus component according to claim 5 is a method for manufacturing a film forming apparatus component that is used in a film forming apparatus and has a sprayed film formed on a surface thereof. After forming the sprayed film having a trapezoidal projection corresponding to the non-opening portion of the lattice mask, blasting is performed through a lattice mask or a continuous lattice mask arranged at a predetermined interval. Or trapezoidal corrugated convex part corresponding to the non-opening part of the concatenated lattice mask,This is a method of forming a sprayed film having a large number of irregularities larger than the surface roughness (Ra) of the sprayed film itself..
  Such a method for manufacturing a film forming apparatus component makes it possible to easily manufacture a film forming apparatus component on which a sprayed film having irregularities is formed..
[0013]
  The method for manufacturing a film forming apparatus component according to claim 6 that is dependent on claim 5 includes a lattice mask in which the lattice mesh is formed in a pattern in units of squares, equilateral triangles, regular hexagons, or circles. Is the method to use.
  According to such a method for manufacturing a film forming apparatus component, the shape of the lattice lattice is selected according to the shape of the film forming apparatus component and the type of film forming material, and a sprayed film having irregularities with a preferable shape is selected. Enables production of formed film deposition equipment parts.
[0014]
  According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a film forming apparatus component, wherein a spatial relative position between a base material and a lattice-like mask or a continuous lattice-like mask is changed during the blasting process. Is a way to.
  According to such a method for manufacturing a film forming apparatus part, a film forming apparatus part on which a sprayed film having irregularities with a preferable shape is formed according to the shape of the film forming apparatus part and the type of film forming material is manufactured. Make it possible.
[0015]
  The manufacturing method of the film-forming apparatus component of Claim 8 which depends on Claim 5 is a method of using aluminum or titanium as a material of a sprayed film..
  The manufacturing method of such a film forming apparatus component is a film forming apparatus in which aluminum or titanium of the sprayed film is easily deformed due to a relatively small elastic modulus, and the peeling stress of the deposit is eased and peeling and dropping are easily suppressed. Enables the production of parts.
[0016]
  Claim 9Parts for film forming equipment used in film forming equipment with thermal spray film formed on the surfaceIs, Claim 1Or any one of claims 5It was manufactured by the method.
  In such a film deposition apparatus component, the unevenness of the sprayed film acts as a depositing point for deposits of the film forming material to increase the adhesion strength, and the sprayed film relieves the peeling stress. Even if it becomes relatively large, it does not peel off or fall off.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  As described above, the film deposition apparatus component and the manufacturing method thereof according to the present invention are such that, in the film deposition apparatus component having the sprayed film formed on the surface, the sprayed film has irregularities larger than its own surface roughness (Ra). A method for manufacturing a large number of film forming apparatus parts will be described below. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
  FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a film forming apparatus component. That is, FIG. 1A is a partial plan view of a grid-like mask 12 used at the time of thermal spraying, in which square grid eyes 11 aligned in the row direction and the column direction are formed. FIG. 1B is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a film forming apparatus component using the lattice mask 12. In addition, although the cross section of the lattice material of the lattice mask 12 is a rectangle, it may be a shape other than the rectangle. Referring to FIG. 1B, a lattice-shaped mask 12 is held at a certain height from the surface of the base material 1 of the film forming apparatus component, and through a latticed eye 11 by means of a spray gun or the like, not shown from above. For example, metal sprayingUsing wraparound of thermal spray particles, Lattice eyes 11 on the surface of the base material 1,Ie openingCorresponding toMany with trapezoidal convex partsA sprayed film 13 having irregularities is formed.
[0019]
  In the above thermal spraying, the spray particles from the spray gun pass through the grid eyes 11 and are mainly deposited on the surface of the base material 1 immediately below the grid eyes 11, but between the grid mask 12 and the base material 1. Since there is a certain distance, the sprayed particles spread outside the area below the grid eye 11 that is the opening, that is, below the non-opening, so-called wraparound, and the portion outside the area just below the grid eye 11, that is, the non-opening area. It also deposits on the base metal surface below the opening.The amount of precipitation decreases as the distance from the grid eye 11 increases. However, there is a wraparound from the grid eye 11 adjacent to the grid eye 11, and these are integrated. The sprayed film 13 composed of a large number of projections and depressions having a convex portion is formed as a continuous film..1B, the horizontal length of the top surface of the convex portion in the sprayed film 13 is substantially equal to the opening width of the lattice eye 11, and the top of the film 13 of the convex portion is formed. It is also shown that the thickness decreases from the surface to both sides.That is, in this method, the sprayed film 13 having a large number of projections and depressions having trapezoidal projections corresponding to the grid eyes 11 is formed by the wraparound of the spray particles..
[0020]
FIG. 2 is a partial perspective view of the film forming apparatus component 10 manufactured by the method shown in FIG. 1B and formed on the surface of the base material 1.Corresponds to grid eye 11Pyramid shapedMany with protrusionsThe sprayed film 13 having irregularities is shown. FIG. 1B and FIG. 2 conceptually show the unevenness of the sprayed film 13, and the pitch of the unevenness and the thickness of each part of the unevenness are not shown in a proportional relationship.
[0021]
  Fig. 3 shows generalTargetIt is a figure which illustrates notionally the relationship between the surface roughness of the sprayed film 3, and the unevenness | corrugation of the sprayed film 13 in the component 10 for film-forming apparatuses of this invention. 3A is a cross-sectional view of the sprayed film 3 that is normally formed, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the film forming apparatus component 10 of the present invention. The sprayed film 3 shown in FIG. 3A has a surface roughness of 10 to 20 μm as indicated by the centerline average roughness Ra. On the other hand, the sprayed film 13 of the film forming apparatus component 10 manufactured by the method shown in FIG. 1B has an original surface roughness Ra and a convex portion from the bottom surface B of the concave portion as shown in FIG. From the case where the height H to the top T is about 50 μm, the height H may be about 2 mm, but in any case, the height H is the original surface roughness of the sprayed film 3 ( Much larger than Ra).
[0022]
  Of FIG.Many with pyramid-shaped projectionsThe film forming apparatus component 10 on which the sprayed film 13 having the unevenness is formed can also be manufactured by another method shown in the cross-sectional view of FIG. Referring to FIG. 4A, on the surface of the base material 1 of the film forming apparatus component 10, first,
A sprayed film 13 ′ having a flat surface with a thickness equivalent to the maximum thickness of the sprayed film having unevenness to be formed is formed. Next, referring to FIG. 4B, the lattice-like mask 12 is held at a height position spaced apart from the surface of the sprayed film 13 ′ having a uniform thickness indicated by the alternate long and short dash line, and is illustrated from above. For example, alumina is passed through the grid eyes 11 by using a shot blast gun or the like.particleAlternatively, by spraying glass beads or the like to perform blasting, the sprayed film 13 ′Lattice eye 1 1 That is, the surface of the portion corresponding to the opening is shaved and corresponds to the non-openingTrapezoidalMany with protrusionsThe sprayed film 13 having the projections and depressions is formed, and the target film forming apparatus component 10 is manufactured. Also in FIG. 4B, as in FIG. 1B, the pitch of the unevenness and the thickness of each part of the unevenness are not shown in a proportional relationship.
[0023]
  In the above blasting process, blast particles such as glass beads from the blast gun pass through the grid eyes 11 and mainly grind the portion immediately below the grid eyes 11 of the sprayed film 13 ′ grid on the base material 1. And a certain distance between the sprayed film 13 'As a result, the blast particles spread outward from directly below the grid eyes 11, so-called wraparound occurs, and the sprayed film 13 ′ on the outer side of the grid particles 11 is also ground..The grinding depth decreases as the distance from the grid 11 increases. 4B, the horizontal length of the bottom surface of the recess formed by grinding of the blast particles is approximately equal to the opening width of the grid eyes 11, and the grinding depth is increased from the bottom surface to both sides. Is also shown to be shallow.Since the sprayed film 13 by this blasting process is obtained by grinding a previously formed continuous sprayed film 13 ', it is necessary to take care not to expose the base material 1 by excessive grinding, as shown in FIG. No consideration is required to form a continuous film for thermal spraying..That is, this method uses the wrapping of blast particles to form a sprayed film 13 composed of a large number of irregularities having trapezoidal convex portions corresponding to the non-opening portions of the lattice 12..
[0024]
  The manufacturing method shown in FIG. 1B described above is a method that uses a lattice mask 12 in the vertical direction and the horizontal direction. As shown in the figure, it is possible to manufacture a film forming apparatus component 20 on which a sprayed film 23 having trapezoidal wavy irregularities is formed by using a continuous lattice grid mask 22 only in the vertical (or horizontal) direction. is there. Referring to FIG. 5, A in FIG. 5 is a partial plan view of a continuous grid-like mask 22 used at the time of thermal spraying, in which grid lines 21 in the row direction (or column direction) are formed. FIG. 5B is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a film forming apparatus component using the continuous lattice mask 22. Referring to FIG. 5B, a continuous grid-like mask 22 is held at a certain height from the surface of the base material 1 of the film forming apparatus component 20, and the grid is formed by a spray gun or the like, not shown from above. For example, metal spraying is performed through the eyes 21 to correspond to the lattice eyes 21 on the surface of the base material 1.TrapezoidalA sprayed film 23 having irregularities is formed.
[0025]
In this case, the trapezoidal irregularities are formed by the wraparound of the sprayed particles passing through the grid eyes 21. What is formed is the same as B in FIG.. FIG. 6 is a partial perspective view of the film forming apparatus component 20 manufactured by the method shown in FIG. 5B, and shows a sprayed film 23 having trapezoidal wavy irregularities formed on the surface of the base material 1. . Also in B of FIG. 5, as in B of FIG. 1, the pitch of the unevenness and the thickness of each part of the unevenness are not shown in a proportional relationship.
[0026]
  In FIG. 4, a manufacturing method of forming a sprayed film 13 ′ having a large thickness and uniform thickness on the surface of the base material 1 of the film forming apparatus component 10 and then performing a shot blast process through the lattice mask 12. However, the thermal spray film 23 having the trapezoidal wavy irregularities shown in FIG. 6 is also formed by using the continuous lattice mask 22 instead of the lattice mask 12 by the above method. The device component 20 can be manufactured.The trapezoidal irregularities in this case are formed by the wrapping of the blast particles passing through the grid eyes 21 as in FIG. 4B.
[0027]
  Furthermore, in the manufacturing method described above, spraying is performed with the relative positions of the base material 1 of the film forming apparatus component 10 and the grid-like mask 12 (or the continuous grid-like mask 22) being fixed, or shot after spraying. Although the method of blasting has been described, during spraying or shot blasting after spraying, at least one of them is moved continuously or intermittently in the vertical direction, horizontal direction, or other direction, The distance between the base material that can be formed and the spray gun and the pressure of the compressed air used for spraying are changed continuously or intermittently during the spraying to change the uneven shape of the sprayed film to be formed. May be.
[0028]
  In addition, in the manufacturing method shown in FIG. 1B, the case where the lattice-shaped mask 12 having the square grids 11 is used is shown, but the grids may have a shape other than the square. It is. That is, it was used in the manufacturing method of B of FIG. 1 as a typical lattice eye in the partial plan view of FIG.(1)Besides squares,(2)Round,(3)Equilateral triangle,(4)Although a regular hexagon is shown, of course, the grid eyes may have other shapes, and the grid array is not particularly limited.
[0029]
  Furthermore, FIG. 2 shows the film forming apparatus component 10 on which the sprayed film 13 having the truncated pyramid shape is formed, but the uneven shape may be a shape other than the truncated pyramid. It is. That is, in the partial perspective view of FIG.(1)cone,(2)Truncated cone,(3)Four-sided pyramid,(4)In the partial perspective view of FIG.(1)bellows,(2) Rack gearHowever, of course, the shape of the unevenness may be other than these, and the formation pitch of the unevenness is not particularly limited.
[0030]
【Example】
  Next, the part for film-forming apparatus and its manufacturing method in this invention are concretely demonstrated by an Example and a comparative example.
[0031]
  (Example 1)
  For the purpose of manufacturing a shutter for turning film formation on and off in a sputter film forming apparatus, a grid mask having a grid size of 3 mm square and 6 mm pitch is used by the method shown in FIG. Then, the surface of a shutter base material made of stainless steel (SUS304) is subjected to Al spraying, and a shutter S in which an Al sprayed film having a large number of truncated pyramid-shaped irregularities is formed.₁ Manufactured. And the fracture | rupture surface of the extract | collected Al sprayed film was observed with the scanning electron microscope, and the height H of an unevenness | corrugation was about 400 micrometers, and the whole film thickness was measured with about 0.6 mm. Moreover, the surface roughness Ra of the Al sprayed film was 12.5 μm.
[0032]
  Shutter S having the above-mentioned Al sprayed film₁Was incorporated into a sputter deposition apparatus, and a titanium nitride (TiN) film was formed on a large number of continuously supplied target substrates. The sputtering film formation conditions at that time were a pressure of 3 × 10 −3 Torr, a sputtering output of 600 V, and 12 A (= 7.2 kW). At this time, the shutter S for turning on / off the film formation₁Also, TiN adhered and deposited as a thick film. Each time the film thickness is increased by 50 μm by the film formation rate monitor attached to the sputter film forming apparatus, the shutter S is visually observed.₁The presence or absence of peeling of the TiN thick film was observed, and the thickness of the TiN thick film when peeling occurred was 1.3 mm. The results are shown in Table 1 together with other examples.
[0033]
  (Example 2)
  A sprayed film of titanium (Ti) having irregularities was formed on the surface of a shutter base material similar to that used in Example 1 by the method shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4A, after spraying Ti on the surface of the shutter base material to form a 0.5 mm thick Ti sprayed film, as shown in FIG. 46 mesh alumina (Al₂ O_Three ) A shutter S2 on which a Ti sprayed film having a large number of projections and depressions was formed by performing shot blasting with particles. The height H of the unevenness was approximately 300 μm. Further, the surface roughness Ra of the Ti sprayed film 13 was 12.0 μm.
[0034]
  Shutter S having the above Ti sprayed film₂Is incorporated into the sputter deposition apparatus used in Example 1, and the shutter S is formed along with the deposition of TiN on the target substrate.₂ The peeling state of the TiN thick film deposited and deposited on was observed in the same manner as in Example 1. Shutter S₂
The thickness of the TiN thick film when peeling from the film was observed was 1.2 mm. The results are shown in Table 1.
[0035]
  (Comparative Example 1)
  On the surface of a shutter base material similar to that used in Example 1, alumina particles (Al₂ O_Three Shutter S with only shot blasting using_Three Manufactured. The surface roughness Ra of the obtained shot blast surface was 3.4 μm. This shutter S3 is incorporated in the sputter deposition apparatus used in Example 1, and the TiN thick film deposited on the shutter S3 is observed in the same manner as in Example 1 as TiN is deposited on the target substrate. However, peeling of the TiN thick film from the shutter S3 occurred when the film thickness was 0.2 mm. The results are shown in Table 1.
[0036]
  (Comparative Example 2)
  The surface of a shutter base material similar to that used in Example 1 is shot blasted, and a normal Al sprayed film having a thickness of 0.5 mm is further formed to form a shutter S_Four Manufactured. The surface roughness Ra of the Al sprayed film was 12.5 μm. This shutter S_Four Is incorporated into the sputter deposition apparatus used in Example 1, and the shutter S is formed along with the deposition of TiN on the target substrate._Four When the peeled state of the TiN thick film adhering to and depositing was observed in the same manner as in Example 1, the shutter S_Four The peeling of the TiN thick film from the film occurred when the film thickness was 0.6 mm. The results are shown in Table 1.
[0037]
[Table 1]

[0038]
  As is clear from Table 1, the shutter S of Comparative Example 1 that was simply shot blasted with alumina particles._Three Causes peeling when the TiN thick film becomes 0.2 mm thick,Shutter S formed with an Al sprayed film of Comparative Example 2_FourWas peeled off when the TiN thick film became 0.6 mm thick, whereas the shutter S of Example 1₁ , Shutter S of Example 2₂ The TiN thick film is the shutter S of Comparative Example 2._FourNo separation occurs up to twice the thickness of 1.2 mm, and the cleaning interval of the film forming apparatus for removing the TiN thick film from the parts for the film forming apparatus and for replacing the parts for the film forming apparatus It will be shown that it will be possible to extend significantly.
[0039]
  The embodiment of the present invention is configured and operates as described above. Of course, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0040]
  For example, in the present embodiment, a film forming apparatus component having a thermal spray film in which irregularities of a certain shape are formed at a certain pitch and a method for manufacturing the same have been described. As long as the adhesion strength of the deposit is increased, the unevenness does not need to have a constant shape and does not need to be formed at a constant pitch.
[0041]
  In the present embodiment, the sputtering film forming apparatus is exemplified as the film forming apparatus in which the film forming apparatus component of the present invention is used. However, all other film forming apparatuses such as a vacuum evaporation apparatus, a chemical vapor deposition (CVD) It is also used in a similar manner for a chemical vapor deposition apparatus and an ion plating apparatus.
[0042]
  In this embodiment, the shutter is exemplified as the film forming apparatus part. However, the film forming apparatus part of the present invention includes all the parts that are used in the film forming apparatus and are easily deposited and deposited. Specifically, in addition to the shutter described above, for example, a shielding plate (adhesion plate) disposed to prevent the deposition material from adhering to a location other than the substrate to be deposited, vapor of the deposition material In a chimney for leading to a substrate, a substrate holder (covering) for fixing the substrate at its peripheral edge, a mask placed on the substrate to form a film partially on the substrate surface, and a CVD film forming apparatus A current plate for uniformly introducing the source gas, an earth shield disposed around the target in the plasma sputtering film forming apparatus, and the like are included.
[0043]
  Further, in the present embodiment, the Al sprayed film and the Ti sprayed film are shown as films without pores, but the sprayed film originally has some holes. In addition to the original pores, the thermal spraying conditions may be adjusted to intentionally form a porous metal sprayed film, resulting in a sprayed film that can ease the peeling stress of the thick film that adheres to the surface and deposits. .
[0044]
  In the present embodiment, Al and Ti are exemplified as the material of the sprayed film having the projections and depressions to be formed on the base material of the film forming apparatus component. However, the material of the sprayed film can withstand the film forming conditions and be formed. Any material can be used as long as it can easily relieve the peeling stress of the film formed. For example, in addition to the above Al and Ti, niobium (Nb), vanadium (V),
Copper (Cu), or antimony (Sb), tin (Sn), or zinc (Zn) can be used when the temperature in the film forming apparatus is relatively low. The metal may be an alloy.
[0045]
  In the present embodiment, no reference is made to a thermal spraying device, but a generally employed thermal spraying gun can be applied as it is. The heating may be any of plasma type, arc type, and gas combustion type, and the material of the sprayed film may be supplied in any state of powder, wire, and rod.
[0046]
【The invention's effect】
  The method for manufacturing a film forming apparatus component and the film forming apparatus component of the present invention are carried out in the form as described above, and have the following effects.
[0047]
  Claim 1According to this method for manufacturing a film forming apparatus component, thermal spraying is performed through a lattice mask or a continuous lattice mask arranged at a predetermined interval with respect to the surface of the base material of the film forming apparatus component.ByIt is possible to easily manufacture a film deposition apparatus component on which a sprayed film having irregularities larger than its own surface roughness (Ra) is formed. Even if it is formed into a film, it is possible to suppress peeling and dropping, thereby improving the yield and quality of the product, and improving the operating rate and productivity of the film forming apparatus.
[0048]
  According to the method for manufacturing a component for a film forming apparatus according to claim 2, the lattice mask is selected from those in which the lattice mesh is a square, a regular triangle, a regular hexagon, or a pattern in units of a circle, Depending on the shape of the film forming apparatus component and the type of film forming material, it is possible to manufacture a film forming apparatus part on which a sprayed film having irregularities with a preferable shape is formed. Even if the film material adheres and becomes thicker, it is prevented from peeling off and dropping off.
[0049]
  According to the method for manufacturing a film forming apparatus component of claim 3,In the middle of thermal sprayingThe spatial relative position between the base material and the lattice mask or concatenated lattice mask is changed.BecauseDepending on the shape of the film forming apparatus component and the type of film forming material, it is possible to manufacture a film forming apparatus part on which a sprayed film having irregularities with a preferable shape is formed. Even if the film forming material adheres and becomes thicker, peeling and dropping are suppressed.
[0050]
  According to the method for manufacturing a film deposition apparatus component of claim 4, since the material of the sprayed film is easily deformable aluminum or titanium, the peeling stress of the deposit is reduced, and the deposit from the film deposition apparatus component is reduced. Peeling and dropping are further suppressed, and the cleaning interval is further extended.
[0051]
  According to the method for manufacturing a film forming apparatus component according to claim 5, after forming a sprayed film having a flat surface with respect to the surface of the base material of the film forming apparatus component, the grid is arranged at a predetermined interval. By performing a blast treatment through a mask or a lattice grid mask, it is possible to easily manufacture a part for a film forming apparatus on which a sprayed film having irregularities larger than its own surface roughness (Ra) is formed. The film deposition equipment parts that can be obtained suppress the separation and dropping even if the film deposition material adheres to a thick film, thereby improving the yield and quality of the product, as well as the operation rate and productivity of the film deposition equipment. Improve.
[0052]
  According to the method for manufacturing a film forming apparatus component according to claim 6, the lattice mask is selected from those in which the lattice mesh is a square, a regular triangle, a regular hexagon, or a circular pattern. Depending on the shape of the film forming apparatus component and the type of film forming material, it is possible to manufacture a film forming apparatus part on which a sprayed film having irregularities with a preferable shape is formed. Even if the film material adheres and becomes thicker, it is prevented from peeling off and dropping off.
[0053]
  According to the method for manufacturing a film forming apparatus component of claim 7, during the blasting process,Since the spatial relative position of the base material and the lattice-like mask or the continuous lattice-like mask is changed, the sprayed film having irregularities with a preferable shape according to the shape of the film-forming apparatus component and the type of film-forming material Can be manufactured, and the film forming device parts obtained are prevented from being peeled off or dropped even if the film forming material adheres and becomes thicker..
[0054]
  According to the method for manufacturing a film deposition apparatus component of claim 8, since the material of the sprayed film is easily deformable aluminum or titanium, the peeling stress of the deposit is reduced, and the deposit from the film deposition apparatus component is reduced. Further suppresses peeling and dropping, and further increases the cleaning interval..
[0055]
  Claim 9According to the film forming apparatus part of the present invention, the unevenness larger than the surface roughness (Ra) of the sprayed film that is formed becomes a throwing place of the deposit of the film forming material to increase the adhesive strength, Since the sprayed film relieves the peeling stress of the deposit, it can prevent the generation of particles due to the deposit being peeled off and removed from the parts for the film forming apparatus, improving the yield and quality of the product, and further Since the cleaning interval that is performed while the operation of the film apparatus is stopped can be extended, the operation rate of the film formation apparatus is increased and the productivity is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a method of manufacturing a film forming apparatus component by forming a sprayed film through a lattice mask, A is a partial plan view of the lattice mask, and B is a cross section showing a state in the middle of manufacture. FIG.
FIG. 2 is a partial perspective view of a film forming apparatus component obtained by the method of FIG. 1B.
FIG. 3 is a diagram conceptually showing the relationship between the unevenness of the sprayed film according to the present invention and the original surface roughness of the sprayed film, wherein A is a cross-sectional view showing a normally obtained sprayed film, and B is according to the present invention. It is sectional drawing which shows the unevenness | corrugation of a thermal spray film with the original surface roughness.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another manufacturing method, in which A shows a state in which a uniform sprayed film having a large thickness is formed, and B shows a shot blasting process thereafter through a lattice mask. Indicates the state.
FIGS. 5A and 5B show a method of manufacturing a part for a film forming apparatus by forming a sprayed film through a continuous grid-like mask, FIG. 5A shows a partial plan view of the continuous grid-like mask, and FIG. It is sectional drawing.
6 is a partial perspective view of a film forming apparatus component obtained by the method B in FIG.
FIG. 7 is a partial plan view showing a typical example of the eyes of a lattice mask.
FIG. 8 is a partial perspective view showing a typical example of unevenness of the sprayed film together with FIG.
9 is a partial perspective view showing a typical example of unevenness of a sprayed film together with FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
    1 Base material
    3 Thermal sprayed film
    10 Deposition equipment parts
    12 Lattice mask
    13 Thermal sprayed film
    13 'sprayed film
    20 Deposition equipment parts
    22 Lattice lattice mask
    23 Thermal sprayed film

Claims

In a manufacturing method of a part for a film forming apparatus that is used in a film forming apparatus and has a sprayed film formed on the surface thereof,
By performing thermal spraying via a grid-like mask or a continuous grid-like mask arranged at a predetermined interval with respect to the surface of the base material of the film forming apparatus component,
A trapezoidal convex portion corresponding to the opening of the lattice-like mask or a trapezoidal corrugated convex portion corresponding to the opening of the continuous lattice-like mask, and the surface roughness (Ra) of the sprayed film itself. A method for producing a component for a film forming apparatus, comprising forming a thermal spray film having a large number of large irregularities.

2. The method of manufacturing a component for a film forming apparatus according to claim 1, wherein the lattice-shaped mask is one in which the lattice mesh is formed in a pattern in units of squares, regular triangles, regular hexagons, or circles.

During the thermal spraying, a spatial relative position between the base material and the lattice mask or the continuous lattice lattice mask is changed.
The manufacturing method of the components for film-forming apparatuses of Claim 1 .

The manufacturing method of the component for film-forming apparatuses of Claim 1 which uses aluminum or titanium as a material of the said sprayed film.

In a manufacturing method of a part for a film forming apparatus that is used in a film forming apparatus and has a sprayed film formed on the surface thereof ,
After forming a thermal spray film having a flat surface on the surface of the base material, by performing a blast treatment through a lattice mask or a continuous lattice mask arranged at a predetermined interval ,
A trapezoidal convex portion corresponding to a non-opening portion of the grid-like mask or a trapezoidal corrugated convex portion corresponding to a non-opening portion of the continuous grid-like mask, and the surface roughness (Ra ) To form a sprayed film with a larger number of irregularities
A method for manufacturing a part for a film forming apparatus .

As the lattice-shaped mask, a lattice-shaped mask having a square, regular triangle, regular hexagon, or circle as a unit is used.
The manufacturing method of the components for film-forming apparatuses of Claim 5 .

During the blasting process, the spatial relative position between the base material and the lattice mask or the gland lattice mask is changed.
The manufacturing method of the components for film-forming apparatuses of Claim 5 .

Aluminum or titanium is used as the material of the sprayed film
The manufacturing method of the components for film-forming apparatuses of Claim 5 .

6. A film forming apparatus component, wherein a thermal spray film is formed on the surface and the film forming apparatus part used in the film forming apparatus is manufactured by the method according to claim 1 or 5 .