JPWO2020090164A1 - 真空処理装置 - Google Patents

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Abstract

真空チャンバ内で、ホットプレートによりステージに設置された被処理基板を室温より高い所定温度に制御しながら真空処理を施すような場合、例えば膜質の劣化を招来するといった真空処理に対する悪影響を可及的に抑制することができる真空処理装置を提供する。
ステージ４が基台４１とこの基台上に設置されて被処理基板Ｓｗの加熱を可能とするホットプレート４３とを有し、所定の隙間を存してこのホットプレートを囲繞する金属製のプラテンリング７と防着板８とを更に備える。ホットプレートに対向するプラテンリングの表面部分は、その母材金属に表面処理を施すことで放射率を低減させた低放射率層７３で構成される。

Description

本発明は、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、真空チャンバ内に被処理基板が設置されるステージを設けた真空処理装置に関する。
例えば半導体デバイスの製造工程においては、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバ内にてシリコンウエハなどの被処理基板に所定の真空処理を施す工程があり、このような真空処理には、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法による成膜装置、ドライエッチング装置や真空熱処理装置等が利用される。例えば、スパッタリング法による成膜を施す真空処理装置（スパッタリング装置）は、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、その上部にはスパッタリング用ターゲットが配置されている。真空チャンバ内の下部には、ターゲットに対向させて被処理基板が設置されるステージが設けられている。
ステージは、被処理基板の輪郭に対応する例えば筒状の輪郭を持つ金属製の基台と、基台の上面に設けられる、基台及び基板の外寸より小さいチャックプレートとを備えている（例えば、特許文献１参照）。成膜中、被処理基板を室温より高い所定温度範囲に制御する場合には、基台とチャックプレートとの間に、例えば窒化アルミニウム製のホットプレートを介在させると共に、基台内に冷媒を循環させる冷媒循環路を設け、ホットプレートを介した伝熱で被処理基板を所定温度範囲に制御することが一般に知られている。なお、ホットプレートはチャックプレートに一体に設けることができる。
上記スパッタリング装置を用いて被処理基板に所定の薄膜を成膜するのに際しては、チャックプレートで被処理基板を静電吸着した状態で真空雰囲気の真空チャンバ内に希ガス（及び反応ガス）を導入し、ターゲットに例えば負の電位を持った電力を投入する。必要に応じて、ホットプレートを加熱し、または、基台内に設けた経路に冷媒を循環させ、ホットプレートを介した伝熱で被成膜物を室温より高い所定温度範囲に制御する。これにより、真空チャンバ内にプラズマ雰囲気が形成され、プラズマ中で電離した希ガスのイオンがターゲットに衝突してターゲットがスパッタリングされ、ターゲットから飛散したスパッタ粒子（真空チャンバ内での真空処理によって発生するもの）が被処理基板表面に付着、堆積して、ターゲット種に応じた所定の薄膜が成膜される。
ターゲットをスパッタリングすると、ターゲット表面から所定の余弦則に従ってスパッタ粒子が飛散するが、スパッタ粒子の一部は被成膜物以外にも向けて飛散する。このため、真空チャンバには、通常、その内壁に対するスパッタ粒子（真空処理により発生する物質）の付着を防止するために、金属製の防着板が設けられ、基台及びチャックプレートの周囲には、径方向外方に露出する基台の上面部分を覆うプラテンリングと称される環状のシールド板が間隔を存して設けられる。
ここで、上記スパッタリング装置によりホットプレートの加熱下で被処理基板に対して成膜すると、所望の膜質を持つ薄膜を成膜できない場合があることが判明した。そこで、本願発明者は、鋭意研究を重ね、ホットプレートの加熱温度によっては、ホットプレートからの放射により、ホットプレートと対向するプラテンリングの表面部分が加熱されて種々のガス（酸素や、水蒸気等）が放出され、この放出ガスが薄膜中に取り込まれて膜質の劣化を招来することを知見するのに至った。このような放出ガスは、例えばドライエッチング装置により被処理基板をドライエッチングする際にも、エッチング形状を変化させる等の悪影響を与えることが考えられる。
特開２０１４−９１８６１号公報
本発明は、以上の知見を基になされたものであり、ホットプレートでステージに設置された被処理基板を室温より高い所定温度に制御しながら真空処理を施すような場合に、例えば膜質の劣化を招来するといった真空処理に対する悪影響を可及的に抑制することができる真空処理装置を提供することをその課題とするものである。
上記課題を解決するために、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、真空チャンバ内に被処理基板が設置されるステージを設けた本発明の真空処理装置は、ステージが基台とこの基台上に設置されて被処理基板の加熱を可能とするホットプレートとを有し、所定の隙間を存してこのホットプレートを囲繞する金属製のプラテンリングと防着板とを更に備え、ホットプレートに対向するプラテンリングの表面部分は、その母材金属に表面処理を施すことで放射率を低減させた低放射率層で構成されることを特徴とする。
本発明によれば、ホットプレートと対向するプラテンリングの表面部分を低放射率層で構成したため、ホットプレートの加熱下で真空処理を施すときに、ホットプレートから放出される熱線が反射されることで、プラテンリング自体の昇温が抑制される。その結果、プラテンリングからのガス放出が可及的に抑制され、例えば、放出ガスが、成膜される薄膜中に取り込まれて膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することを防止できる。本発明において、低放射率層は、プラテンリングの母材金属表面そのものを鏡面加工などの公知の方法で表面処理することで形成されたものでも、または、プラテンリングの母材金属表面に、溶射等の公知の方法で表面処理して別体として設けられたものでもよい。例えば、プラテンリングがステンレス製であるような場合、算術平均粗さＲａが０．０１〜２．００の範囲になるように鏡面加工を施せば、プラテンリングの昇温を効果的に抑制できる。また、プラテンリングが所定の隙間を存してホットプレートを囲繞するといった場合、ホットプレートとプラテンリングとの間で輻射による熱伝達が支配的になることをいい、例えばホットプレートやプラテンリングの変形や組付誤差等に起因してホットプレートとプラテンリングとが局所的に接触しているような場合も含む。
また、本発明において、前記防着板が前記プラテンリングに隙間を存して対向する部分を有するような場合、前記防着板に対向する前記プラテンリングの表面部分は、低放射率層より高い放射率を持つ高放射率層で構成されることが好ましい。これによれば、プラテンリングからの放射によって防着板が加熱されることを抑制でき、ひいては、防着板の昇温に伴うガス放出が可及的に抑制されて、放出ガスが薄膜中に取り込まれて例えば膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することをより一層防止できる。この場合、前記プラテンリングに対向する前記防着板の部分の表面は、前記ホットプレートの低放射率層と同等の放射率を持っていれば、防着板が加熱されることをより効果的に抑制でき、有利である。
なお、本発明において、前記低反射率層の放射率が０．３以下であることが好ましい。例えば、プラテンリングや防着板がステンレス製であるような場合、算術平均粗さＲａが０．０１〜２．００の範囲になるように公知の方法で鏡面加工を施せば、その表面の放射率を０．３以下にすることができる。ここで、表面の放射率とは、波長２〜６μｍの範囲の平均放射率を指す。この場合、放射率が０．２を超えると、例えば、ホットプレート自体を３００℃〜５００℃の範囲の所定温度に加熱するとき、ホットプレートから放出される熱線を効果的に反射できず、プラテンリング自体の昇温が抑制できない虞があるため、放射率が０．２以下であることがより好ましい。また、放射率を０．０３より小さくするには、加工コストが増大して現実的ではないため、前記低反射率層の放射率の下限は０．０３以上に設定することができる。他方で、前記高放射率層は、その放射率が０．５以上であることが好ましい。プラテンリングや防着板がステンレス製であるような場合、例えば粒径が９０〜７１０μｍの範囲の粒子を用いてブラスト処理を施せば、その表面の放射率を０．５以上にすることができる。
本発明の実施形態のスパッタリング装置を示す模式断面図。 図１の一部を拡大して示す断面図。
以下、図面を参照して、真空処理装置をマグネトロン方式のスパッタリング装置、被処理基板をシリコンウエハ（以下、「基板Ｓｗ」という）とし、基板Ｓｗ表面に所定の薄膜を成膜する場合を例に本発明の真空処理装置の実施形態を説明する。以下においては、方向を示す用語は、図１に示す真空処理装置としてのスパッタリング装置ＳＭの設置姿勢を基準とする。
図１を参照して、ＳＭは、本実施形態のスパッタリング装置である。スパッタリング装置ＳＭは、真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１の上面開口にはカソードユニット２が着脱自在に取付けられている。カソードユニット２は、ターゲット２１と、このターゲット２１の上方に配置される磁石ユニット２２とで構成されている。ターゲット２１としては、基板Ｓｗ表面に成膜しようとする薄膜に応じて、アルミニウム、銅、チタンやアルミナなど公知のものが利用される。そして、ターゲット２１は、バッキングプレート２１ａに装着した状態で、そのスパッタ面２１ｂを下方にした姿勢で、真空チャンバ１の上壁に設けた真空シール兼用の絶縁体３１を介して真空チャンバ１の上部に取り付けられる。
ターゲット２１には、ターゲット種に応じて直流電源や交流電源などから構成されるスパッタ電源２１ｃからの出力２１ｄが接続され、ターゲット種に応じて、例えば負の電位を持つ所定電力や所定周波数の高周波電力が投入できるようになっている。磁石ユニット２２は、ターゲット２１のスパッタ面２１ｂの下方空間に磁場を発生させ、スパッタ時にスパッタ面２１ｂの下方で電離した電子等を捕捉してターゲット２１から飛散したスパッタ粒子を効率よくイオン化する公知の閉鎖磁場若しくはカスプ磁場構造を有するものであり、ここでは詳細な説明を省略する。
真空チャンバ１の下部には、ターゲット２１に対向させてステージ４が配置されている。ステージ４は、真空チャンバ１下部に設けた絶縁体３２を介して設置される、筒状の輪郭を持つ金属製の基台４１と、この基台４１の上面に接着したチャックプレート４２とで構成されている。チャックプレート４２は、例えば窒化アルミニウム製で基台４１の上面より一回り小さい外径を有し、特に図示して説明しないが、静電チャック用の電極が埋設されている。そして、図外のチャック電源から電極に電圧を印加すると、チャックプレート４２上面に基板Ｓｗが静電吸着されるようになっている。基台４１にはまた、図外のチラーユニットからの冷媒を循環させる冷媒循環路４１ａが形成されている。基台４１とチャックプレート４２と間には、例えば窒化アルミニウム製のホットプレート４３が介在され、通電により所定温度（例えば、３００℃〜５００℃）に加熱できるようになっている。この場合、チャックプレート４２にヒータを内蔵してチャックプレート４２とホットプレート４３とが一体に形成することもできる。そして、ホットプレート４３による加熱と、冷媒循環路４１ａへの冷媒の循環による基台４１の冷却とによって基板Ｓｗを室温以上の所定温度範囲に制御できるようにしている。
真空チャンバ１の側壁には、スパッタガスを導入するガス管５が接続され、ガス管５がマスフローコントローラ５１を介して図示省略のガス源に連通している。スパッタガスには、真空チャンバ１にプラズマを形成する際に導入されるアルゴンガス等の希ガスだけでなく、酸素ガスや窒素ガスなどの反応ガスが含まれる。真空チャンバ１の下壁にはまた、ターボ分子ポンプやロータリポンプなどで構成される真空ポンプ６１に通じる排気管６２が接続され、真空チャンバ１内を一定速度で真空引きし、スパッタリング時にはスパッタガスを導入した状態で真空チャンバ１を所定圧力に保持できるようにしている。
真空チャンバ１内でステージ４の周囲には、径方向外方に露出する基台４１、ひいてはホットプレート４３の上面部分４３ａを覆うように、防着板として機能するプラテンリング７が間隔を存して設けられている。プラテンリング７は、アルミナ、ステンレス等の公知の材料製であり、基台４１上面の外周部分に絶縁体３３を介して設けられている。特に図示して説明しないが、プラテンリング７の下面には、周方向に間隔を置いて複数の係合突起が設けられると共に、絶縁体３３上面には、係合突起が係合する受入孔が設けられ、合突起を受入孔に夫々係合させると、絶縁体３３にプラテンリング７が固定されるようにしている。プラテンリング７の上面は、チャックプレート４２の上面と略面一になるようにしている。また、真空チャンバ１内には、ターゲット２１のスパッタリングにより発生する物質としてのスパッタ粒子の真空チャンバ１の内壁面への付着を防止する金属製の防着板８が設けられている。
防着板８は、夫々がアルミナ、ステンレス等の公知の材料製である上防着板８１と下防着板８２とで構成されている。上防着板８１は、筒状の輪郭を持ち、真空チャンバ１の上部に設けた係止部１１を介して吊設されている。下防着板８２もまた、筒状の輪郭を持ち、その径方向外側の自由端には、上方に向けて起立した起立壁部８２ａが形成されている。下防着板８２には、真空チャンバ１の下壁を貫通してのびる、モータやエアシリンダなどの駆動手段８３からの駆動軸８３ａが連結されている。駆動手段８３によって下防着板８２は、スパッタリングによる成膜が実施される成膜位置と、成膜位置から下防着板８２を所定の高さ位置まで上動させて、図外の真空ロボットによるステージ４への基板Ｓｗの受渡が実施される搬送位置との間で上下動される。成膜位置では、上防着板８１の下端部と起立壁部８２ａの上端部とが上下方向で互いにオーバーラップするように設計されている。
上下方向と直交してのびる下防着板８２の平坦部８２ｂは、その径方向（図１中、左右方向）の内方部がプラテンリング７と対向するように定寸されている。平坦部８２ｂ下面の所定位置には、例えば１個の環状の突条８２ｃが形成されている。各突条８２ｃに対応させてプラテンリング７の上面には、環状の凹溝７１が形成されている。そして、成膜位置では、平坦部８２ｂの突条８２ｃとプラテンリング７の凹溝７１とにより所謂ラビリンスシールが形成され、基板Ｓｗの周囲で下防着板８２の下方に位置する真空チャンバ１内の空間へのスパッタ粒子の回り込みを防止できるようにしている。 以下に、ターゲットをアルミニウムとし、上記スパッタリング装置ＳＭによって基板Ｓｗ表面にアルミニウム膜を成膜する場合を例に成膜方法を説明する。
真空チャンバ１内に、ターゲット２１、プラテンリング７や防着板８などの各種の部品をセットした後、真空ポンプ６１を作動させて気密保持された真空チャンバ１を真空排気する。次に、下防着板８２の搬送位置にて、図外の真空搬送ロボットによりステージ４上へと基板Ｓｗを搬送し、ステージ４のチャックプレート４２上面に基板Ｗを載置する。真空搬送ロボットが退避すると、下防着板８２が成膜位置に移動され、真空チャンバ１内壁へのスパッタ粒子の付着を防止する。そして、静電チャック用の電極に対してチャック電源から所定電圧を印加し、チャックプレート４２に基板Ｓｗを静電吸着する。これに併せて、ホットプレート４３による加熱と、冷媒循環路４１ａへの冷媒の循環による基台４１の冷却とによって基板Ｓｗが室温以上の所定温度（例えば、３５０℃）に制御される。
真空チャンバ１内が所定圧力（例えば、１０−５Ｐａ）まで真空引きされると共に、基板Ｓｗが所定温度になると、ガス管５を介してスパッタガスとしてのアルゴンガスを一定の流量（例えば、アルゴン分圧が０．５Ｐａ）で導入し、これに併せてターゲット２１にスパッタ電源２１ｃから負の電位を持つ所定電力（例えば、３〜５０ｋＷ）を投入する。これにより、真空チャンバ１内にプラズマが形成され、プラズマ中のアルゴンガスのイオンでターゲットのスパッタ面２１ｂがスパッタリングされ、ターゲット２１からのスパッタ粒子が基板Ｓｗに付着、堆積してアルミニウム膜が成膜される。
ここで、上記のように、ホットプレート４３の加熱下で基板Ｓｗに対して成膜すると、ホットプレート４３からの放射により、ホットプレート４３と対向するプラテンリング７の表面部分が加熱される。そして、プラテンリング７の表面部分が加熱されると、プラテンリング７に対向する下防着板８２の平坦部８２ｂも加熱される。このとき、プラテンリング７の表面部分や平坦部８２ｂの下面には、通常、スパッタ粒子（アルミニウム）が付着しない、言い換えると、アルミニウム膜で覆われることもないため、プラテンリング７の表面部分が、所定温度（例えば、真空チャンバ１内にプラテンリング７や防着板８をセットした後、成膜に先立って実施される脱ガス用のベーキング時の加熱温度）を超えて昇温すると、真空排気されずにその表面に残留する種々のガス（酸素や、水蒸気等）が放出される。このような放出ガスが、スパッタリングによる成膜時に薄膜中に取り込まれると、膜質の劣化を招来するので、これを可及的に抑制する必要がある。
本実施形態では、図２に示すように、ホットプレート４３に対向するプラテンリング７の表面部分は、その母材金属に対して所定の表面処理を施すことで放射率が０．３以下である低放射率層７２で構成されている。具体的には、プラテンリング７の表面に対して算術平均粗さＲａが０．０１〜２．００の範囲になるように、研削や切削などの公知の鏡面加工を施すことで、低放射率層７２が形成されている。ここで、放射率とは、波長２〜６μｍの範囲の平均放射率を指す。この場合、低放射率層７２の放射率が０．２以下であることがより好ましい。放射率が０．２を超えると、例えば、ホットプレート４３自体を３００℃〜５００℃の範囲の所定温度に加熱するとき、ホットプレート４３から放出される熱線を効果的に反射できず、プラテンリング７自体の昇温が抑制できない虞がある。また、放射率を０．０３より小さくするには、加工コストが増大して現実的ではないため、低反射率層７２の放射率の下限は０．０３以上に設定することができる。低放射率層７２は、ホットプレート４３に対向するプラテンリング７の表面部分に少なくとも形成されていればよいが、プラテンリング７の下面全面に亘って形成することもできる。また、下防着板８２の平坦部８２ｂに対向するプラテンリング７の上面部分は、放射率が０．５以上となる高放射率層７３で構成されている。具体的には、粒径が、９０〜７１０μｍの範囲の固体金属、鉱物性または植物性の研磨材（粒子）を用いて、プラテンリング７の上面部分に対してブラスト処理を施すことで、高放射率層７３が形成されている。高放射率層７３は、下防着板８２の平坦部８２に対向するプラテンリング７の上面部分に少なくとも形成されていればよいが、プラテンリング７その上面全面に亘って形成することもできる。これに加えて、平坦部８２ｂの下面もまた、上記と同様にして放射率が０．３以下、より好ましくは０．２以下の低放射率層８２ｄで構成されている。低放射率層８２ｄの放射率の下限も上記と同様にして０．０３以上に設定することができる。
以上の実施形態によれば、ホットプレート４３と対向するプラテンリング７の表面部分を低放射率層７２で構成したため、ホットプレート４３の加熱下で成膜するときに、ホットプレート４３から放出される熱線が反射されることで、プラテンリング７自体の昇温が抑制される。その結果、プラテンリング７からのガス放出が可及的に抑制され、例えば、放出ガスが、成膜される薄膜中に取り込まれて膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することを防止できる。しかも、下防着板８２に対向するプラテンリング７の上面部分が高放射率層７３で構成されると共に、平坦部８２ｂの下面を低放射率層８２ｄで構成したことで、プラテンリング７からの放射によって下防着板８２が加熱されることを抑制でき、ひいては、下防着板８２の昇温に伴うガス放出が可及的に抑制されて、放出ガスが薄膜中に取り込まれて例えば膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することをより一層防止できる。ここで、上記スパッタリング装置ＳＷを用い、ホットプレート４３の加熱温度を３００℃に設定し、複数枚の基板Ｓｗに対してアルミニウム膜の成膜を行う実験を行ったところ、プラテンリング７の温度を約６０℃、下防着板８２の温度を約３０℃低下できることが確認された。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、真空処理装置をスパッタリング装置ＳＭとした場合を例に説明したが、真空チャンバ内に、ホットプレートを設けたステージとこのステージの周囲にプラテンリングとが設けられた真空処理装置であれば、これに限定されるものではなく、例えば、ドライエッチング装置にも本発明は適用できる。
また、上記実施形態では、例えばプラテンリング７の表面に対して算術平均粗さＲａが０．０１〜２．００の範囲になるように鏡面加工（表面処理）を施すことで、低放射率層７２、８２ｄが形成されるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えばプラテンリング７の表面に対して溶射や成膜などの表面処理を施すことで、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔから構成される低放射率層を形成することもできる。また、鏡面加工の方法としては、切削加工やバフ研磨等の物理研磨の他、電解研磨や化学研磨といった公知の方法を単独で又は組み合わせて採用することができる。他方、粒径が９０〜７１０μｍの範囲の固体金属などを用いたブラスト処理を施すことで、高放射率層７３が形成されるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えばエッチング加工やエンボス加工を用いることができ、また、例えばプラテンリング７の表面に対して溶射や成膜などの表面処理を施すことで、ＡｌＴｉＮ，Ａｌ２Ｏ３等の非金属膜やＴｉ溶射膜から構成される高放射率層を形成するようにしてもよい。
ＳＭ…スパッタリング装置（真空処理装置）、１…真空チャンバ、４…ステージ、４１…基台、４３…ホットプレート、７…プラテンリング、７２…低放射率層、７３…高放射率層、８…防着板、８２…下防着板、８２ｄ…低放射率層、Ｓｗ…基板（被処理基板）。
上記スパッタリング装置を用いて被処理基板に所定の薄膜を成膜するのに際しては、チャックプレートで被処理基板を静電吸着した状態で真空雰囲気の真空チャンバ内に希ガス（及び反応ガス）を導入し、ターゲットに例えば負の電位を持った電力を投入する。必要に応じて、ホットプレートを加熱し、または、基台内に設けた経路に冷媒を循環させ、ホットプレートを介した伝熱で被処理基板を室温より高い所定温度範囲に制御する。これにより、真空チャンバ内にプラズマ雰囲気が形成され、プラズマ中で電離した希ガスのイオンがターゲットに衝突してターゲットがスパッタリングされ、ターゲットから飛散したスパッタ粒子（真空チャンバ内での真空処理によって発生するもの）が被処理基板表面に付着、堆積して、ターゲット種に応じた所定の薄膜が成膜される。
ターゲットをスパッタリングすると、ターゲット表面から所定の余弦則に従ってスパッタ粒子が飛散するが、スパッタ粒子の一部は被処理基板以外にも向けて飛散する。このため、真空チャンバには、通常、その内壁に対するスパッタ粒子（真空処理により発生する物質）の付着を防止するために、金属製の防着板が設けられ、基台及びチャックプレートの周囲には、径方向外方に露出する基台の上面部分を覆うプラテンリングと称される環状のシールド板が間隔を存して設けられる。
また、本発明において、前記防着板が前記プラテンリングに隙間を存して対向する部分を有するような場合、前記防着板に対向する前記プラテンリングの表面部分は、低放射率層より高い放射率を持つ高放射率層で構成されることが好ましい。これによれば、プラテンリングからの放射によって防着板が加熱されることを抑制でき、ひいては、防着板の昇温に伴うガス放出が可及的に抑制されて、放出ガスが薄膜中に取り込まれて例えば膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することをより一層防止できる。この場合、前記プラテンリングに対向する前記防着板の部分の表面は、前記プラテンリングの低放射率層と同等の放射率を持っていれば、防着板が加熱されることをより効果的に抑制でき、有利である。
真空チャンバ１内でステージ４の周囲には、径方向外方に露出する基台４１、ひいてはホットプレート４３の上面部分４３ａを覆うように、防着板として機能するプラテンリング７が間隔を存して設けられている。プラテンリング７は、アルミナ、ステンレス等の公知の材料製であり、基台４１上面の外周部分に絶縁体３３を介して設けられている。特に図示して説明しないが、プラテンリング７の下面には、周方向に間隔を置いて複数の係合突起が設けられると共に、絶縁体３３上面には、係合突起が係合する受入孔が設けられ、係合突起を受入孔に夫々係合させると、絶縁体３３にプラテンリング７が固定されるようにしている。プラテンリング７の上面は、チャックプレート４２の上面と略面一になるようにしている。また、真空チャンバ１内には、ターゲット２１のスパッタリングにより発生する物質としてのスパッタ粒子の真空チャンバ１の内壁面への付着を防止する金属製の防着板８が設けられている。
本実施形態では、図２に示すように、ホットプレート４３に対向するプラテンリング７の表面部分は、その母材金属に対して所定の表面処理を施すことで放射率が０．３以下である低放射率層７２で構成されている。具体的には、プラテンリング７の表面に対して算術平均粗さＲａが０．０１〜２．００の範囲になるように、研削や切削などの公知の鏡面加工を施すことで、低放射率層７２が形成されている。ここで、放射率とは、波長２〜６μｍの範囲の平均放射率を指す。この場合、低放射率層７２の放射率が０．２以下であることがより好ましい。放射率が０．２を超えると、例えば、ホットプレート４３自体を３００℃〜５００℃の範囲の所定温度に加熱するとき、ホットプレート４３から放出される熱線を効果的に反射できず、プラテンリング７自体の昇温が抑制できない虞がある。また、放射率を０．０３より小さくするには、加工コストが増大して現実的ではないため、低放射率層７２の放射率の下限は０．０３以上に設定することができる。低放射率層７２は、ホットプレート４３に対向するプラテンリング７の表面部分に少なくとも形成されていればよいが、プラテンリング７の下面全面に亘って形成することもできる。また、下防着板８２の平坦部８２ｂに対向するプラテンリング７の上面部分は、放射率が０．５以上となる高放射率層７３で構成されている。具体的には、粒径が、９０〜７１０μｍの範囲の固体金属、鉱物性または植物性の研磨材（粒子）を用いて、プラテンリング７の上面部分に対してブラスト処理を施すことで、高放射率層７３が形成されている。高放射率層７３は、下防着板８２の平坦部８２ｂに対向するプラテンリング７の上面部分に少なくとも形成されていればよいが、プラテンリング７その上面全面に亘って形成することもできる。これに加えて、平坦部８２ｂの下面もまた、上記と同様にして放射率が０．３以下、より好ましくは０．２以下の低放射率層８２ｄで構成されている。低放射率層８２ｄの放射率の下限も上記と同様にして０．０３以上に設定することができる。
以上の実施形態によれば、ホットプレート４３と対向するプラテンリング７の表面部分を低放射率層７２で構成したため、ホットプレート４３の加熱下で成膜するときに、ホットプレート４３から放出される熱線が反射されることで、プラテンリング７自体の昇温が抑制される。その結果、プラテンリング７からのガス放出が可及的に抑制され、例えば、放出ガスが、成膜される薄膜中に取り込まれて膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することを防止できる。しかも、下防着板８２に対向するプラテンリング７の上面部分が高放射率層７３で構成されると共に、平坦部８２ｂの下面を低放射率層８２ｄで構成したことで、プラテンリング７からの放射によって下防着板８２が加熱されることを抑制でき、ひいては、下防着板８２の昇温に伴うガス放出が可及的に抑制されて、放出ガスが薄膜中に取り込まれて例えば膜質の劣化を招来するといった不具合が発生することをより一層防止できる。ここで、上記スパッタリング装置ＳＭを用い、ホットプレート４３の加熱温度を３００℃に設定し、複数枚の基板Ｓｗに対してアルミニウム膜の成膜を行う実験を行ったところ、プラテンリング７の温度を約６０℃、下防着板８２の温度を約３０℃低下できることが確認された。

Claims (5)

  1. 真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、真空チャンバ内に被処理基板が設置されるステージを設けた真空処理装置であって、
    ステージが基台とこの基台上に設置されて被処理基板の加熱を可能とするホットプレートとを有し、所定の隙間を存してこのホットプレートを囲繞する金属製のプラテンリングと防着板とを更に備えるものにおいて、
    ホットプレートに対向するプラテンリングの表面部分は、その母材金属に表面処理を施すことで放射率を低減させた低放射率層で構成されることを特徴とする真空処理装置。
  2. 請求項１記載の真空処理装置であって、前記防着板が前記プラテンリングに隙間を存して対向する部分を有するものにおいて、
    前記防着板に対向する前記プラテンリングの表面部分は、低放射率層より高い放射率を持つ高放射率層で構成されることを特徴とする真空処理装置。
  3. 前記プラテンリングの表面部分に対向する前記防着板の部分表面は、前記プラテンリングの低放射率層と同等の放射率を持つことを特徴とする請求項２記載の真空処理装置。
  4. 前記低放射率層の放射率は、０．３以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の真空処理装置。
  5. 前記高放射率層の放射率は、０．５以上であることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の真空処理装置。
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