JPS6328203Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 この考案は真空蒸着装置などの真空作業装置
で、詳しくは真空作業室内をクライオポンプで超
高真空に排気して所望の作業を行う装置に利用さ
れる。

ロ 従来技術 半導体製造における半導体ウエーハへの金属蒸
着やスパツタは極クリーンな雰囲気にある真空作
業室内での作業が必要で、このような作業に使用
される真空作業室の排気はオイルを使用しないク
ライオポンプで一般に行われている。このクライ
オポンプは真空作業室内に極低温面を設置して、
これに作業室内の気体分子を凝縮、吸着させ捕捉
して排気する。

例えば、クライオポンプを使つた半導体製造用
真空蒸着装置の従来例を第１図を参照して説明す
ると、１は真空作業室でポンプケース２上に真空
チヤンバ３を被せて構成される。４はポンプケー
ス２に収納されたクライオポンプ、５は真空作業
室１内の中央部に設置された電子銃ボツクス、６
は電子銃ボツクス５上に設置されたハースで、蒸
着ソース７を収納する。８は真空チヤンバ３内に
設置された複数の半導体ウエーハで、図示しない
が自転と公転するウエーハホルダーに保持され
る。９はクライオポンプ４に連結された圧縮機、
１０はクライオポンプ４に併設された粗引きポン
プである。

上記装置の基本運転を説明する。先ず粗引きポ
ンプ１０のバルブを開きクライオポンプ４内を
粗引きし、次に圧縮機７とクライオポンプ４間に
高圧ヘリウムガスを循環させてクライオポンプ４
を起動させ、クライオポンプ４のクライオパネル
４ａを約15゜K（絶対温度）まで冷却する。この間
に粗引きポンプ１０の主バルブを開いて真空作
業室１内を本引きして主バルブを閉じる。この
段階で真空作業室１内の水蒸気や窒素、酸素等の
ガスはクライオポンプ４のクライオパネル４ａに
吸着され、真空作業室１内は約10^-8Torrの真空
度に保たれる。而して、所望の蒸着作業、つまり
電子作業、つまり電子銃ボツクス５からの電子ビ
ームを蒸着ソース７上に走査し、蒸着ソース７を
蒸発飛散させて半導体ウエーハ８に付着させる。
以上の動作が１回の蒸着作業毎に繰り返し行われ
る。

ところで、クライオポンプ４は何回か運転を繰
り返すとクライオパネル４ａに付着したガス量が
多くなり、そのため通常運転で必要な約15゜Kま
で下がらずガス吸着能力が低下していく。そこで
クライオパネル４ａの温度が所定値、例えば約
20゜Kまでしか下らない場合は運転停止してクラ
イオパネル４ａを常温にまで上げ、付着したガス
を放出して再生を行い、ガス吸着能力の低下を極
力防止している。また真空作業室１内には様々な
熱源、例えば蒸着ソース７や半導体ウエーハ８の
下地加熱用の熱源などがあつて運転時に輻射熱を
放出し、この輻射熱がクライオパネル４ａに直接
に当るとクライオパネル４ａが温度上昇してガス
吸着能力が低下するので、輻射熱からクライオパ
ネル４ａを保護するためにクライオパネル４ａの
上方にバツフル４ｂを配備している。このバツフ
ル４ｂはクライオパネル４ａの冷却時に約70゜K
に冷却されて水蒸気などの捕捉にも利用される。

ところが、バツフル４ｂはクライオパネル４ａ
へのガスを流れ易くして排気速度を上げるため開
口面積の大きな構造のものが使用され、そのため
クライオパネル４ａの輻射熱からの保護能力に欠
け、クライオパネル４ａのガス吸着能力の低下時
期が早くきてクライオパネル４ａの再生サイクル
が短くなり、装置全体の稼動率が悪かつた。また
バツフル４ｂ自体も輻射熱によりガス吸着能力が
低下する問題を含んでいた。

ハ 考案の目的 本考案は上記問題点に鑑みてなされたもので、
真空作業室内の熱源からの輻射熱によるクライオ
ポンプへの影響を極力少なくしてクライオポンプ
の長寿命化、再生サイクルの長期化による装置の
稼動率向上を実現させた真空作業装置を提供する
ことを目的とする。

ニ 考案の構成 本考案は真空作業室の下部に配備したクライオ
ポンプと真空作業室の上部との間に熱シールド板
を付設配備したことを特徴とする。この熱シール
ド板は輻射熱を反射する板で、面積が一定のもの
の使用も可能であるが、作業内容（条件）の変更
に応じられるよう熱シールド面積可変板が実用上
有効である。このような熱シールド板を付設する
ことによりクライオポンプの輻射熱による影響が
減少し、上記目的が容易に達成される。

ホ 実施例 本考案を第１図の真空蒸着装置に適用した実施
例を第２図乃至第４図に示し、以下説明する。第
２図乃至第４図において、第１図と同一部分には
同一参照符号を付して説明は省略する。相違点は
クライオポンプ４のバツフル４ｂの上方近くに平
行に熱シールド板１１を追加付設したことであ
る。この実施例における熱シールド板１１は２枚
の円形の第１、第２熱シールド板１１ａ，１１ｂ
を重ねて熱シールド有効面積を可変にしたタイプ
のもので、これには面積調整機構１２が付設され
る。

上記第１熱シールド板１１ａはポンプケース２
内定位置にポンプケース２を横切る水平方向に固
定され、これは同心円状に等間隔で複数、例えば
３つの扇形の開口１３，１３……を有する。第２
熱シールド板１１ｂは第１熱シールド板１１ａと
ほぼ同様な外径の円板で、同心円状に等間隔で３
つの扇形の開口１４，１４……を有し、これは第
１熱シールド板１１ａの下面に軸１５にて同心に
且つ回転可能に重ねられる。面積調整機構１２は
ポンプケース２の外から第２熱シールド板１１ｂ
を回転させるもので、例えば上記軸１５の下端に
固定した第１傘歯ギヤ１６と、第１傘歯ギヤ１６
に90゜の角度で噛合する第２傘歯ギヤ１７と、ポ
ンプケース２を半径方向から貫通し、内側端に第
２傘歯ギヤ１７が固定され外側端にハンドル１８
が固定された操作棒１９と、操作棒１９をポンプ
ケース２に真空シールして回転可能に支持するシ
ール軸受２０とで構成される。ハンドル１８を回
転させると１９−１７−１６−１５の順で回転力
が伝達されて第１熱シールド板１１ｂが軸１５を
中心に回転する。

第１、第２熱シールド板１１ａ，１１ｂは共に
輻射熱を反射するステンレス等の金属板である。
従つて、上記ハンドル１８の回転操作で第２熱シ
ールド板１１ｂを回転させると、第１、第２熱シ
ールド板１１ａ，１１ｂの両開口１３，１３…
…、１４，１４……の重なり状態が変つて熱シー
ルド板１１の開口面積が変り、熱シールド有効面
積が変る。つまり、熱シールド板１１の付設でク
ライオポンプ４に当る真空作業室１内の熱源から
の輻射熱の量が確実に規制されて、クライオポン
プ４のガス吸着能力の低下が抑制され、再生サイ
クルや寿命を延ばすことができる。また熱シール
ド板１１の付設はその有効面積に比例してクライ
オポンプ４へのガスの流れを邪魔し、クライオポ
ンプ４の排気速度を落とす。この排気速度には規
格による許容範囲があり、そこで排気速度が許容
範囲内にあつて上記熱シールドによるメリツトが
最大限に発揮される熱シールド板１１の有効面積
の最適値を上記面積操作にて調べ、最適値にセツ
トして使用すれば排気速度が多少遅くなるデリメ
ツトは問題で無くなる。

熱シールド板１１の有効面積の最適値は蒸着の
作業条件の変更に応じて変り、従つて有効面積を
可変式にすることが各種の作業条件に対応させる
ことができて実用上好ましいことが分る。また熱
シールド板１１の有効面積調整をポンプケース２
外から行うので面積調整操作が容易に且つ任意時
にできる。

熱シールド板１１の形状及び有効面積可変手段
は上記例に限らず、例えば第５図に示すように２
枚の多孔形状の熱シールド板１１ｃ，１１ｄを上
下に重ね、上部熱シールド板１１ｃを固定式に、
下部熱シールド板１１ｄをポンプケース２を貫通
する送りネジ２１にて左右に移動させて有効面積
を可変にすることも可能である。また熱シールド
板１１は面積可変タイプのもので説明したが、作
業条件に変更が無く、変更が在つても微少である
ような装置においては有効面積一定のいわゆる１
枚板を使用してもよい。

尚、本考案は半導体装置製造用の真空蒸着装置
に限定されるものではない。

ヘ 考案の効果 以上のように、本考案によれば熱シールド板の
付設でクライオポンプの能力低下抑制、再生サイ
クルの長期化、長寿命化が可能となつて真空作業
装置の稼動率改善が図れる。特に熱シールド板の
有効面積を可変式にすることで各種作業条件に適
合する汎用性に優れた真空作業装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空作業装置（真空蒸着装置）
の部分断面側面図、第２図は本考案の一実施例の
真空蒸着装置を示す部分断面側面図、第３図は第
２図の要部拡大断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ
線に沿う断面図、第５図は本考案の他の実施例を
示す要部断面図である。 １……真空作業室、４……クライオポンプ、１
１，１１ａ〜１１ｄ……熱シールド板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 真空作業室下部にクライオポンプを配備したも
   のにおいて、前記真空作業室上部とクライオポン
   プ間に所望面積の熱シールド板を付設配備したこ
   とを特徴とする真空作業装置。