JP2001247957A - Component for vacuum film deposition system, vacuum film deposition system using same, and target device - Google Patents
Component for vacuum film deposition system, vacuum film deposition system using same, and target deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置やＣＶＤ装置などの真空成膜装置に用いられる真空成
膜装置用部品とそれを用いた真空成膜装置、およびスパ
ッタリング装置などに用いられるターゲット装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum film forming apparatus component used in a vacuum film forming apparatus such as a sputtering apparatus and a CVD apparatus, and a vacuum film forming apparatus using the same, and a target apparatus used in a sputtering apparatus and the like. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体部品や液晶部品などにおいては、
スパッタリング法やＣＶＤ法などの成膜方法を利用して
各種の配線や電極などを形成している。具体的には、半
導体基板やガラス基板などの被成膜基板上に、スパッタ
リング法やＣＶＤ法などを適用して、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｍｏ−Ｗ合金などの導電性金属薄膜、あるいは
ＭｏＳｉ2、ＷＳｉ2、ＴｉＳｉ2などの導電性を有する
金属化合物薄膜、ＴｉＮやＴａＮなどの金属化合物薄膜
を形成している。これら各薄膜は配線層、電極層、バリ
ア層、下地層（ライナー材）などとして利用される。2. Description of the Related Art In semiconductor parts and liquid crystal parts,
Various wirings, electrodes, and the like are formed by using a film formation method such as a sputtering method or a CVD method. Specifically, on a deposition target substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate, Al, Ti, M
A conductive metal thin film such as o, W, or Mo—W alloy, a conductive metal compound thin film such as MoSi 2 , WSi 2 , or TiSi 2 , or a metal compound thin film such as TiN or TaN is formed. These thin films are used as a wiring layer, an electrode layer, a barrier layer, a base layer (liner material), and the like.
【０００３】ところで、上述したような薄膜の形成に使
用されるスパッタリング装置やＣＶＤ装置などの真空成
膜装置においては、成膜工程中に成膜装置内に配置され
ている各種部品にも成膜材料が付着、堆積することが避
けられない。このような部品上に付着、堆積した成膜材
料（付着膜）は、成膜工程中に部品から剥離することに
よって、ダストの発生原因となっている。このようなダ
ストが成膜基板上の膜中に混入すると、配線形成後にシ
ョートやオープンなどの配線不良を引き起こし、製品歩
留りの低下を招くことになる。In a vacuum film forming apparatus such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus used for forming a thin film as described above, various parts arranged in the film forming apparatus during the film forming process are also formed. It is inevitable that materials adhere and deposit. The film-forming material (adhered film) adhered and deposited on such a component causes dust generation by peeling off from the component during the film-forming process. If such dust is mixed into the film on the film formation substrate, wiring defects such as short-circuit and open-circuit are caused after the wiring is formed, and the product yield is reduced.
【０００４】このようなことから、従来の真空成膜装置
においては、防着板やターゲットの固定部品などの装置
構成部品を、ターゲット材もしくはそれと熱膨張率が近
い材料で形成したり、あるいは装置構成部品の表面にタ
ーゲット材もしくはそれと熱膨張率が近い材料の被膜を
形成することが実施されている（例えば特開昭60-26659
号公報、特開昭63-161163号公報、特開昭63-243269号公
報など参照）。このような構成に基づいて、装置構成部
品と成膜材料との熱膨張率の差に基づく付着膜の剥がれ
を防止している。[0004] For this reason, in the conventional vacuum film forming apparatus, component parts of the apparatus such as a deposition-preventing plate and a target fixing part are formed of a target material or a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the target material. It has been practiced to form a coating of a target material or a material having a coefficient of thermal expansion close to that of a target material on the surface of a component (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-26659).
JP-A-63-161163, JP-A-63-243269, etc.). Based on such a configuration, peeling of the adhered film based on a difference in thermal expansion coefficient between the device component and the film forming material is prevented.
【０００５】しかしながら、真空成膜装置の装置構成部
品自体をターゲット材などで形成した場合、部品強度の
低下などを招くおそれがある。さらに、部品上に付着し
た成膜材料（付着膜）自体の応力によって、付着膜が剥
がれるおそれがある。一方、部品表面にターゲット材の
被膜を形成した場合、その形成方法によっては被膜自体
が剥がれやすいというような問題がある。[0005] However, if the component parts of the vacuum film forming apparatus are formed of a target material or the like, the strength of the parts may be reduced. Further, the attached film may be peeled off by the stress of the film-forming material (the attached film) attached to the component. On the other hand, when a film of the target material is formed on the component surface, there is a problem that the film itself is easily peeled off depending on the forming method.
【０００６】さらに、特開昭61-56277号公報には、部品
表面にＡｌやＭｏの溶射膜を形成すると共に、溶射膜の
表面粗さを200μm以上とすることが記載されている。こ
こでは、溶射膜の表面粗さに基づいて、部品上に付着し
た成膜材料の剥離を防止している。溶射膜を利用した成
膜装置用部品は、例えば特開平9-272965号公報にも記載
されている。ここでは、装置構成部品の表面に形成され
た溶射膜のガス残存量を10Torr・cc/g以下としている。Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-56277 describes that a sprayed film of Al or Mo is formed on the surface of a component and the surface roughness of the sprayed film is 200 μm or more. Here, peeling of the film-forming material adhered on the component is prevented based on the surface roughness of the sprayed film. A component for a film forming apparatus using a sprayed film is also described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-272965. Here, the gas residual amount of the sprayed film formed on the surface of the device component is set to 10 Torr · cc / g or less.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の溶射膜を使用し
た成膜装置の構成部品は、主として溶射膜表面の大きな
表面粗さに基づいて、部品表面に付着した成膜材料（付
着膜）の剥離を防止しようとするものである。このよう
な付着膜の剥離防止対策はある程度の効果が得られてい
るものの、溶射膜の表面粗さに起因して付着膜表面に大
きな凹凸が生じ、この付着膜表面の大きな凹凸が逆に微
細なダスト（パーティクル）の発生原因となっている。
さらに、部品表面に付着した成膜材料の内部応力に基づ
く付着膜の剥離もダストの発生原因となっている。The components of a conventional film forming apparatus using a sprayed film are mainly composed of a film-forming material (adhered film) adhered to the surface of the component based on the large surface roughness of the surface of the sprayed film. It is intended to prevent peeling. Although some measures have been taken to prevent such peeling of the adhered film, large irregularities are generated on the surface of the adhered film due to the surface roughness of the sprayed film. It is a cause of the generation of dust (particles).
Further, peeling of the adhered film based on the internal stress of the film-forming material adhered to the surface of the component also causes dust.
【０００８】特に、最近の半導体素子においては、64
M、256M、1Gというような高集積度を達成するために、
配線幅を0.3μm、0.18μm、さらには0.1μm以下という
ように、極めて狭小化することが求められている。この
ように狭小化された配線およびそれを有する素子におい
ては、例えば直径0.2μm程度の極微小粒子（微小パーテ
ィクル）が混入しても、配線不良や素子不良などを引起
こすことになる。Particularly, in recent semiconductor devices, 64
In order to achieve high integration such as M, 256M, 1G,
It is required that the wiring width be extremely narrow, for example, 0.3 μm, 0.18 μm, or even 0.1 μm or less. In such a narrowed wiring and an element having the wiring, even if, for example, ultra-fine particles (fine particles) having a diameter of about 0.2 μm are mixed, a wiring failure or a device failure may be caused.
【０００９】このような極めて過酷な条件に対して、上
述したような従来のダスト防止対策（パーティクル防止
対策）では、高集積化された半導体素子などの製造歩留
りを高めることが困難とされている。そこで、高密度配
線を有する半導体素子などの製造歩留りを高めるため
に、装置構成部品に起因する微細なダスト（パーティク
ル）の発生を抑制することが強く望まれている。また、
ダストの問題は成膜装置の構成部品に限らず、スパッタ
リングターゲット、あるいはスパッタリングターゲット
を冷却保持するバッキングプレートにおいても同様な問
題が発生している。Under such extremely severe conditions, it is difficult to improve the production yield of highly integrated semiconductor devices and the like by the above-described conventional dust prevention measures (particle prevention measures). . Therefore, in order to increase the production yield of semiconductor elements having high-density wiring, it is strongly desired to suppress the generation of fine dust (particles) due to device components. Also,
The problem of dust is not limited to the components of the film forming apparatus, and a similar problem occurs in a sputtering target or a backing plate for cooling and holding the sputtering target.
【００１０】さらに、装置構成部品などの表面に単に溶
射膜を形成しただけでは、溶射膜の内部に残留する応力
によって、溶射膜自体が剥がれやすいという問題があ
る。溶射膜やその上に付着した成膜材料（付着膜）の剥
離が発生すると急激にダストの発生量が増加するため、
通常は装置のクリーニングを実施したり、あるいは部品
の交換が必要となる。クリーニングや部品の交換は、装
置稼働率の低下原因となるため、結果的に成膜コストの
上昇を招くことになる。そこで、例えば溶射膜の剥離を
抑制することによって、装置構成部品の長寿命化を図る
ことが強く望まれている。Further, there is another problem that simply forming a sprayed film on the surface of a component of an apparatus or the like causes the sprayed film itself to be easily peeled off due to stress remaining inside the sprayed film. When the sprayed film or the film-forming material (adhered film) adhered on it is peeled off, the amount of dust generated increases sharply.
Usually, it is necessary to clean the apparatus or replace parts. Cleaning and replacement of components cause a decrease in the operation rate of the apparatus, and as a result, increase the film forming cost. Therefore, it is strongly desired to prolong the service life of the component parts of the apparatus, for example, by suppressing the peeling of the sprayed film.
【００１１】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、成膜工程中に付着する成膜材料からの
ダストの発生を大幅に抑制すると共に、付着した膜自体
の剥離を安定かつ有効に防止することを可能にした真空
成膜装置用部品およびターゲット装置を提供することを
目的としている。本発明の他の目的は、成膜工程中に付
着した膜や溶射膜の剥離を安定かつ有効に防止し、装置
クリーニングや部品の交換などに伴う成膜コストの増加
を抑えると共に、ダストの発生を抑制することを可能に
した真空成膜装置用部品およびターゲット装置を提供す
ることにある。さらに、ダストの混入を防止し、高集積
化された半導体素子などへの対応を図ると共に、稼働率
の改善により成膜コストの低減を図ることを可能にした
真空成膜装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address such a problem, and greatly suppresses the generation of dust from a film-forming material adhering during a film-forming process, and stably removes the adhering film itself. It is another object of the present invention to provide a component for a vacuum film forming apparatus and a target device which can effectively prevent the component. Another object of the present invention is to stably and effectively prevent peeling of a film or a sprayed film adhered during a film forming process, suppress an increase in film forming cost due to cleaning of an apparatus or replacement of parts, and generate dust. It is an object of the present invention to provide a component for a vacuum film forming apparatus and a target device, which can suppress the occurrence of the problem. Furthermore, it is intended to provide a vacuum film forming apparatus capable of preventing dust from being mixed in, responding to highly integrated semiconductor elements, and reducing a film forming cost by improving an operation rate. The purpose is.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明において、真空成
膜装置の構成部品に関する第１の発明は、請求項１に記
載したように、部品本体と、前記部品本体の表面に形成
され、JIS B 0601-1994で規定する局部山頂の平均間隔
Ｓが50〜150μmの範囲、最大谷深さＲvおよび最大山高
さＲpがそれぞれ20〜70μmの範囲である表面粗さを有す
る溶射膜とを具備する真空成膜装置用部品（第１の装置
構成部品）を特徴とするものである。According to the first aspect of the present invention, there is provided a vacuum film forming apparatus comprising: a component body; and a JIS formed on a surface of the component body. B 0601-1994, a sprayed film having a surface roughness in which the average interval S between local peaks is in the range of 50 to 150 μm, the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp are each in the range of 20 to 70 μm. It is characterized by a component for a vacuum film forming apparatus (a first component of the apparatus).
【００１３】真空成膜装置の構成部品に関する第２の発
明は、請求項７に記載したように、部品本体と、前記部
品本体の表面に設けられ、ビッカース硬さがHv30以下の
Ａｌ系溶射膜、ビッカース硬さがHv100以下のＣｕ系溶
射膜、ビッカース硬さがHv200以下のＮｉ系溶射膜、ビ
ッカース硬さがHv300以下のＴｉ系溶射膜、ビッカース
硬さがHv300以下のＭｏ系溶射膜およびビッカース硬さ
がHv500以下のＷ系溶射膜から選ばれる少なくとも1つの
低硬度被膜を有する溶射膜とを具備する真空成膜装置用
部品（第２の装置構成部品）を特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided an aluminum sprayed film provided on a surface of the component body and having a Vickers hardness of Hv 30 or less. Sprayed Cu-based coating with Vickers hardness of Hv100 or less, Ni-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv200 or less, Ti-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv300 or less, Mo-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv300 or less, and Vickers And a sprayed coating having at least one low hardness coating selected from W-based sprayed coatings having a hardness of Hv 500 or less.
【００１４】本発明の真空成膜装置用部品において、溶
射膜は成膜材料との熱膨張率の差が15×10-6/K以下の金
属材料からなる被膜、また部品本体との熱膨張率の差が
20×10-6/K以下の金属材料からなる被膜を有することが
好ましい。第１の発明においては、これら溶射膜（被
膜）の表面粗さを上記した範囲とする。第２の発明にお
いては、上記したような溶射膜（被膜）を低硬度被膜で
構成する。In the component for a vacuum film forming apparatus according to the present invention, the thermal sprayed film is a film made of a metal material having a difference in thermal expansion coefficient of not more than 15 × 10 −6 / K from a film forming material, and a thermal expansion film from a component body. Rate difference
It is preferable to have a coating made of a metal material of 20 × 10 −6 / K or less. In the first invention, the surface roughness of these sprayed films (coatings) is set in the above range. In the second invention, the thermal sprayed film (coating) as described above is formed of a low hardness coating.
【００１５】さらに、本発明による溶射膜は、異なる材
料からなる2層以上の被膜を有していてもよい。このよ
うな溶射膜の具体的な構成としては、部品本体上に形成
された軟金属材料からなる応力緩和層と、応力緩和層上
に形成され、成膜材料との熱膨張率の差が15×10-6/K以
下の金属材料からなる熱膨張緩和層とを有する構造が挙
げられる。第２の発明においては、応力緩和層および熱
膨張緩和層の少なくとも一方を上記した低硬度被膜で構
成する。この際、応力緩和層と熱膨張緩和層を共に低硬
度被膜で構成することがより好ましい。Further, the thermal spray coating according to the present invention may have two or more coatings made of different materials. As a specific configuration of such a sprayed film, a stress relaxation layer made of a soft metal material formed on the component body and a thermal expansion coefficient difference between the film formation material and the stress relaxation layer formed on the stress relaxation layer are 15%. And a structure having a thermal expansion relaxation layer made of a metal material of × 10 −6 / K or less. In the second invention, at least one of the stress relieving layer and the thermal expansion relieving layer is composed of the above-described low hardness coating. In this case, it is more preferable that both the stress relieving layer and the thermal expansion relieving layer are formed of low hardness coatings.
【００１６】本発明の真空成膜装置は、請求項１７に記
載したように、真空容器と、前記真空容器内に配置され
る被成膜試料保持部と、前記真空容器内に前記被成膜試
料保持部と対向して配置される成膜源と、前記成膜源を
保持する成膜源保持部と、前記被成膜試料保持部または
成膜源保持部の周囲に配置された防着部品とを具備す
る。このような真空成膜装置において、被成膜試料保持
部、成膜源保持部および防着部品から選ばれる少なくと
も1つは、上記した本発明の真空成膜装置用部品（第１
の装置構成部品または第２の装置構成部品）からなるこ
とを特徴としている。According to the present invention, there is provided a vacuum film forming apparatus, comprising: a vacuum vessel; a film-forming sample holding unit disposed in the vacuum vessel; A film forming source arranged to face the sample holding unit, a film forming source holding unit for holding the film forming source, and a deposition prevention unit arranged around the film forming sample holding unit or the film forming source holding unit Parts. In such a vacuum film forming apparatus, at least one selected from a film forming sample holding section, a film forming source holding section, and a deposition-preventing part is the above-described vacuum film forming apparatus component (first embodiment).
Device component or the second device component).
【００１７】本発明における第１のターゲット装置は、
ターゲット本体と、前記ターゲット本体の非エロージョ
ン領域に形成された溶射膜とを具備することを特徴とし
ている。第２のターゲット装置は、ターゲットと、前記
ターゲットを保持するバッキングプレート本体、および
前記バッキングプレート本体の表面に形成された溶射膜
を備えるパッキングプレートとを具備する。The first target device according to the present invention comprises:
It is characterized by comprising a target body and a sprayed film formed in a non-erosion region of the target body. The second target device includes a target, a backing plate main body holding the target, and a packing plate including a sprayed film formed on a surface of the backing plate main body.
【００１８】これらのターゲット装置において、第１の
発明は請求項２０および請求項２１に記載したように、
JIS B 0601-1994で規定する局部山頂の平均間隔Ｓが50
〜150μmの範囲、最大谷深さＲvおよび最大山高さＲpが
それぞれ20〜70μmの範囲である表面粗さを有する溶射
膜を具備することを特徴としている。第２の発明は請求
項２２および請求項２３に記載したように、ビッカース
硬さがHv30以下のＡｌ系溶射膜、ビッカース硬さがHv10
0以下のＣｕ系溶射膜、ビッカース硬さがHv200以下のＮ
ｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下のＴｉ系溶射
膜、ビッカース硬さがHv300以下のＭｏ系溶射膜および
ビッカース硬さがHv500以下のＷ系溶射膜から選ばれる
少なくとも1つの低硬度被膜を有する溶射膜を具備する
ことを特徴としている。[0018] In these target devices, the first aspect of the present invention is as described in claims 20 and 21.
The average distance S between local peaks specified in JIS B 0601-1994 is 50
It is characterized by having a thermal spray coating having a surface roughness in the range of ~ 150 µm, the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp each in the range of 20 to 70 µm. According to a second aspect of the present invention, as described in claim 22 and claim 23, an Al-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv30 or less, and a Vickers hardness of Hv10
0 or less Cu-based sprayed film, N of Vickers hardness of Hv200 or less
At least one low hardness coating selected from an i-system sprayed film, a Ti-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv300 or less, a Mo-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv300 or less, and a W-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv500 or less. It is characterized by having a thermal sprayed film having.
【００１９】第１の発明においては、真空成膜装置用部
品の部品本体上、もしくはターゲット装置のターゲット
やバッキングプレート上に形成する溶射膜の表面粗さ
を、JIS B 0601-1994で規定する局部山頂の平均間隔Ｓ
で50〜150μmの範囲、最大谷深さＲvおよび最大山高さ
Ｒpでそれぞれ20〜70μmの範囲としている。In the first invention, the surface roughness of a sprayed film formed on a component body of a component for a vacuum film forming apparatus, or on a target or a backing plate of a target device, is defined by a local part defined by JIS B 0601-1994. Average distance S between peaks
, And the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp are each in the range of 20 to 70 μm.
【００２０】ここで、従来の真空成膜装置用部品の表面
に適用されていた溶射膜は、付着した成膜材料（付着
膜）の剥離を防ぐために、その表面粗さを大きくしてい
る。これは溶射膜表面の大きな表面粗さによって、成膜
材料の密着力を高めようとするものである。しかし、表
面粗さが大きい溶射膜上に付着膜が堆積すると、付着膜
表面が凹凸の大きな形態となる。すなわち、付着膜は剥
離、脱落が起こりやすい粒子が堆積した状態で成長して
いく。このため、従来の溶射膜を用いた装置構成部品で
は、その表面に堆積した付着膜から粒子が脱落してダス
ト（パーティクル）となったり、また場合によって付着
膜自体の剥離が発生していた。Here, the surface roughness of the thermal sprayed film applied to the surface of the conventional vacuum film forming apparatus component is increased in order to prevent the adhered film forming material (adhered film) from peeling off. This is intended to increase the adhesion of the film forming material due to the large surface roughness of the sprayed film surface. However, when the deposited film is deposited on the thermal sprayed film having a large surface roughness, the surface of the deposited film has a form with large irregularities. That is, the adhered film grows in a state where particles that are likely to peel and fall off are deposited. For this reason, in an apparatus component using a conventional thermal sprayed film, particles fall off from the adhered film deposited on the surface to become dust (particles), and in some cases, the adhered film itself is peeled off.
【００２１】これに対して、第１の発明では溶射膜上に
堆積する付着物が安定成長するように、部品表面に形成
する溶射膜の表面粗さを、局部山頂の平均間隔Ｓ、最大
谷深さＲvおよび最大山高さＲpで規定している。溶射膜
上に堆積する付着膜を安定成長させることによって、付
着膜からの粒子の脱落や付着膜の剥離を大幅に抑制する
ことが可能となる。On the other hand, in the first aspect of the invention, the surface roughness of the sprayed film formed on the surface of the component is set to the average interval S between the local peaks and the maximum valley so that the deposits deposited on the sprayed film grow stably. It is defined by the depth Rv and the maximum peak height Rp. By stably growing the adhered film deposited on the thermal sprayed film, it is possible to significantly suppress the detachment of particles from the adhered film and the detachment of the adhered film.
【００２２】上述したように、粒子の脱落防止や付着膜
の剥離抑制に基づいて、パーティクルの発生量を低減す
ることによって、真空成膜装置で形成する各種の膜、さ
らにはそれを用いた素子や部品の製造歩留りを大幅に向
上させることが可能となる。さらに、付着膜の安定化
（付着膜の剥離抑制）は装置のクリーニング回数の低減
に繋がる。これによって、装置稼働率の向上、ひいては
成膜コストの削減を図ることができる。As described above, various films formed by a vacuum film forming apparatus and an element using the same are reduced by reducing the amount of generated particles based on the prevention of the falling off of particles and the suppression of the separation of the adhered film. And the production yield of parts and components can be greatly improved. Further, stabilization of the adhered film (suppression of peeling of the adhered film) leads to a reduction in the number of times of cleaning of the apparatus. As a result, it is possible to improve the operation rate of the apparatus and to reduce the film formation cost.
【００２３】第２の発明においては、真空成膜装置用部
品の部品本体の表面、もしくはターゲット装置のターゲ
ットやバッキングプレート上に形成する溶射膜の少なく
とも一部として、上述したようなビッカース硬さを有す
るＡｌ系溶射膜、Ｃｕ系溶射膜、Ｎｉ系溶射膜、Ｔｉ系
溶射膜、Ｍｏ系溶射膜、およびＷ系溶射膜から選ばれる
少なくとも1つの低硬度被膜を用いている。In the second invention, the Vickers hardness as described above is used as the surface of the component body of the component for the vacuum film forming apparatus, or at least a part of the sprayed film formed on the target or the backing plate of the target apparatus. At least one low hardness coating selected from the group consisting of an Al sprayed film, a Cu sprayed film, a Ni sprayed film, a Ti sprayed film, a Mo sprayed film, and a W sprayed film is used.
【００２４】ここで、従来の溶射膜には溶射形成時に生
じた内部応力が残存しており、これにより外的な応力が
負荷された際に溶射膜の内部で破壊が起こりやすくなっ
ている。これが溶射膜自体の剥離の原因になっている。
これに対して、本発明では通常の溶射膜に比べて軟化さ
せた溶射膜を用いている。軟化させた溶射膜は内部応力
（残留応力）が緩和されているため、成膜工程時に外部
応力が負荷された際に、溶射膜内部からの破壊を有効に
抑制することができる。これによって、溶射膜自体の剥
離を防ぐことが可能となる。さらに、溶射膜を低硬度化
することによって、その上に付着した成膜材料（付着
膜）の内部応力も緩和することができる。従って、溶射
膜上の付着膜自体の剥離も抑制することが可能となる。Here, the internal stress generated during the thermal spraying remains in the conventional thermal sprayed film, which tends to cause breakage inside the thermal sprayed film when an external stress is applied. This causes peeling of the sprayed film itself.
On the other hand, in the present invention, a sprayed film softened as compared with a normal sprayed film is used. Since the internal stress (residual stress) of the softened sprayed film is relaxed, breakage from the inside of the sprayed film can be effectively suppressed when an external stress is applied during the film forming process. This makes it possible to prevent peeling of the sprayed film itself. Further, by reducing the hardness of the sprayed film, the internal stress of the film-forming material (adhered film) adhered thereon can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the peeling of the adhered film itself on the sprayed film.
【００２５】これらによって、溶射膜やその上に堆積す
る付着膜の剥離によるダスト（パーティクル）の発生を
抑えることができるだけでなく、装置クリーニングや部
品交換の回数を大幅に減らすことができる。ダスト（パ
ーティクル）の発生量の低減は、真空成膜装置で形成す
る各種の膜、さらにはそれを用いた素子や部品などの歩
留り向上に大きく寄与する。また、装置クリーニングや
部品交換回数の低減は、装置稼働率の向上、ひいては成
膜コストの削減に大きく寄与する。By these means, not only the generation of dust (particles) due to the peeling of the sprayed film or the adhered film deposited thereon can be suppressed, but also the number of times of cleaning the apparatus and replacing parts can be greatly reduced. Reduction of the amount of generated dust (particles) greatly contributes to the improvement of the yield of various films formed by a vacuum film forming apparatus, and furthermore, the yield of devices and components using the films. Further, reduction in the number of times of device cleaning and component replacement greatly contributes to improvement of the device operation rate and, in turn, reduction of the film formation cost.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００２７】図１は、本発明の真空成膜装置用部品の一
実施形態の要部構成を示す断面図である。同図に示す真
空成膜装置用部品１は、部品本体（基材）２の表面に設
けられた溶射膜３を有している。なお、部品本体２の構
成材料は特に限定されるものではないが、例えば装置部
品の構成材料として一般的なステンレス材などを用いる
ことができる。部品本体２の溶射膜形成面２ａは、アン
カー効果が得られるように、予めブラスト処理などで荒
らしておくことが好ましい。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a main part of an embodiment of a component for a vacuum film forming apparatus according to the present invention. The component 1 for a vacuum film forming apparatus shown in FIG. 1 has a sprayed film 3 provided on the surface of a component body (base material) 2. The constituent material of the component body 2 is not particularly limited. For example, a general stainless steel material or the like can be used as a constituent material of the device component. It is preferable that the sprayed film forming surface 2a of the component body 2 be roughened by blasting or the like in advance so that an anchor effect can be obtained.
【００２８】上記した溶射膜３はパーティクルの発生を
低減するために、溶射膜３の表面形態が制御可能な溶射
法を適用して形成することが好ましい。具体的には、部
品本体２の構成材料や形状、使用される環境条件、溶射
材料などに応じて、プラズマ溶射法、超高速フレーム溶
射法などを適宜選択して使用する。溶射膜３は部品本体
２に対する密着力に優れる。さらに、成膜工程中の温度
上昇に基づく部品本体２と溶射膜３との界面からの剥離
などを防止する上で、溶射膜３は部品本体２との熱膨張
率の差が20×10-6/K以下の金属材料で形成することが好
ましい。より好ましい熱膨張率の差は15×10-6/K以下で
あり、望ましくは10×10-6/K以下である。In order to reduce the generation of particles, the above-mentioned sprayed film 3 is preferably formed by applying a spraying method in which the surface form of the sprayed film 3 can be controlled. Specifically, a plasma spraying method, an ultra-high-speed flame spraying method, or the like is appropriately selected and used depending on the constituent material and shape of the component body 2, the used environmental conditions, the spray material, and the like. The thermal spray coating 3 has excellent adhesion to the component body 2. Furthermore, in order to prevent separation from the interface between the component main body 2 and the sprayed film 3 due to the temperature rise during the film forming process, the difference in the thermal expansion coefficient between the sprayed film 3 and the component main body 2 is 20 × 10 −. It is preferable to use a metal material of 6 / K or less. A more preferable difference in the coefficient of thermal expansion is 15 × 10 −6 / K or less, and desirably 10 × 10 −6 / K or less.
【００２９】溶射膜３は、その上に付着する成膜材料
（付着膜）との熱膨張差による剥離を防止する上で、成
膜材料との熱膨張率の差が15×10-6/K以下の材料で形成
することが好ましい。より好ましい熱膨張率の差は10×
10-6/K以下であり、望ましくは5×10-6/K以下である。
成膜材料との関係のみを考えた場合、溶射膜３は成膜材
料と同一材料で形成することが好ましい。成膜する膜が
合金膜や化合物膜などの場合には、溶射膜３は成膜材料
（成膜源）を構成する少なくとも1種の金属元素を含む
材料で形成することが好ましい。このような条件を満足
させることによって、溶射膜３上に付着した成膜材料の
熱膨張差に基づく剥離を抑制することができる。In order to prevent the thermal sprayed film 3 from peeling off due to a difference in thermal expansion from a film-forming material (adhering film) adhered thereon, the difference in thermal expansion coefficient from the film-forming material is 15 × 10 −6 / It is preferable to use a material of K or less. More preferable difference in thermal expansion coefficient is 10 ×
It is 10 -6 / K or less, preferably 5 × 10 -6 / K or less.
When only the relationship with the film forming material is considered, it is preferable that the sprayed film 3 be formed of the same material as the film forming material. When the film to be formed is an alloy film, a compound film, or the like, it is preferable that the sprayed film 3 be formed of a material containing at least one metal element constituting a film forming material (film forming source). By satisfying such conditions, it is possible to suppress peeling of the film-forming material adhered on the thermal sprayed film 3 due to a difference in thermal expansion.
【００３０】溶射膜３は単一材料による被膜に限らず、
例えば異なる材料からなる2層以上の被膜で構成しても
よい。2層以上の被膜を有する溶射膜３としては、例え
ば部品本体２上に形成された応力緩和層（第１の被膜）
と、この応力緩和層上に形成された熱膨張緩和層（第２
の被膜）とを有する構造が挙げられる。The thermal spray coating 3 is not limited to a coating made of a single material.
For example, it may be composed of two or more layers made of different materials. As the thermal spray coating 3 having two or more coatings, for example, a stress relaxation layer (first coating) formed on the component body 2
And a thermal expansion relaxation layer (second
A coating).
【００３１】応力緩和層には、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、もしくはそれらの合金などの軟金属材料を用いる。
熱膨張緩和層には付着膜との熱膨張差が小さい金属材料
を用いる。これら各層の部品本体２や成膜材料との具体
的な熱膨張率の差は上記した通りである。なお、表面側
に耐食性に優れた溶射膜を形成する構造、部品本体２と
成膜材料との熱膨張差を緩和するように、熱膨張率が異
なる2層以上の溶射膜を順に形成した構造などを採用す
ることも可能である。For example, Al, Cu, N
A soft metal material such as i or an alloy thereof is used.
A metal material having a small difference in thermal expansion from the adhesion film is used for the thermal expansion relaxation layer. The specific difference in the coefficient of thermal expansion between the component body 2 of each layer and the film forming material is as described above. In addition, a structure in which a sprayed film having excellent corrosion resistance is formed on the surface side, and a structure in which two or more sprayed films having different coefficients of thermal expansion are sequentially formed so as to reduce the difference in thermal expansion between the component body 2 and the film forming material. It is also possible to adopt such as.
【００３２】溶射膜３は成膜工程中に付着、堆積した成
膜材料（付着膜）の剥離防止膜として機能する。ここ
で、真空成膜装置用部品１の表面がある程度の凹凸状態
を有していれば、ある程度の厚さまでは付着膜の剥離を
抑制することができる。しかし、付着膜の厚さが厚くな
ると容易に剥離する傾向にある。これは付着膜の厚さが
増加するに伴って内部応力が大きくなり、これに基づい
て付着膜の剥離が発生するためである。The thermal sprayed film 3 functions as a film for preventing the film-forming material (adhered film) adhered and deposited during the film-forming process. Here, if the surface of the vacuum film forming apparatus component 1 has a certain degree of unevenness, peeling of the adhered film can be suppressed to a certain thickness. However, when the thickness of the adhered film is increased, it tends to be easily peeled off. This is because the internal stress increases as the thickness of the adhesion film increases, and the adhesion film peels off based on the internal stress.
【００３３】溶射膜３は気孔を多数含む内部構造などに
より付着膜の内部応力を吸収する作用を有し、付着膜の
剥離防止に対して有効に機能する。ただし、単に溶射し
ただけでは溶射膜の表面粗さが大きくなる。このため
に、付着膜からの粒子の脱落や付着膜自体の剥離が生じ
やすくなる。さらに、単に溶射しただけでは溶射膜の内
部に応力が残存し、この内部応力により溶射膜自体の剥
離が生じやすくなる。The thermal spray film 3 has an effect of absorbing internal stress of the adhered film due to an internal structure including a large number of pores, and effectively functions to prevent peeling of the adhered film. However, simply spraying increases the surface roughness of the sprayed film. For this reason, it is easy for particles to fall off from the adhered film or for the adhered film itself to peel off. Furthermore, stress is left inside the sprayed film simply by spraying, and the sprayed film itself is liable to peel off due to the internal stress.
【００３４】本発明においては、まず第１に、溶射膜の
表面粗さに基づく粒子の脱落や付着膜自体の剥離を抑制
するために、溶射膜３の表面粗さをJIS B 0601-1994で
規定する局部山頂の平均間隔Ｓで50〜150μmの範囲、最
大谷深さＲvおよび最大山高さＲpでそれぞれ20〜70μm
の範囲としている。なお、これは本発明の第１の装置構
成部品に基づくものである。このような適度な表面粗さ
を有する溶射膜３によれば、その上に堆積した付着膜か
らの粒子の段落、さらには付着膜自体の剥離を安定的に
抑制することが可能となる。In the present invention, first, the surface roughness of the sprayed film 3 is controlled according to JIS B 0601-1994 in order to prevent the particles from dropping off and the detachment of the adhered film itself based on the surface roughness of the sprayed film. The specified average distance S between local peaks is in the range of 50 to 150 μm, and the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp are each 20 to 70 μm.
Of the range. This is based on the first device component of the present invention. According to the thermal sprayed film 3 having such an appropriate surface roughness, it is possible to stably suppress the stage of particles from the deposited film deposited thereon and the peeling of the deposited film itself.
【００３５】表面粗さの1つのパラメータである局部山
頂の平均間隔Ｓは、図２に示すように、表面粗さ測定機
で求めた粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬ
だけ抜き取り、隣り合う局部山頂間に対応する平均線の
長さ（Ｓ1、Ｓ2、…Ｓn）を求め、これら測定値の平均
値(mm)を示すものである。最大谷深さＲvおよび最大山
高さＲpは図３に示すように、表面粗さ測定機で求めた
粗さ曲線を基準長さＬに区切り、各基準長さ毎に平均線
から最も深い谷底までの深さＲviおよび平均線から最も
高い山頂までの高さＲpiを求め、これら谷深さＲviおよ
び山高さＲpiの最大値（ＲvおよびＲp）を示すものであ
る。As shown in FIG. 2, the average distance S between the local peaks, which is one parameter of the surface roughness, is obtained by calculating the reference length L in the direction of the average line from the roughness curve obtained by the surface roughness measuring device.
Only the lengths of the average lines (S 1 , S 2 ,... S n ) between the adjacent local peaks are obtained, and the average value (mm) of these measured values is shown. As shown in FIG. 3, the maximum valley depth Rv and the maximum valley height Rp are obtained by dividing a roughness curve obtained by a surface roughness measuring device into reference lengths L, from an average line to the deepest valley bottom for each reference length. Of the valley depth Rvi and the peak height Rpi (Rv and Rp).
【００３６】従来の装置構成部品の表面に適用されてい
た溶射膜のように、溶射膜表面の表面粗さが大きいと、
その上に堆積する付着膜も凹凸状態となり、付着粒子が
脱落しやすい形態で堆積することになる。さらに、付着
膜が厚くなると内部応力が増大し、凹凸に起因して付着
膜中に生じる段差部分に亀裂が発生しやすくなる。これ
は付着膜の剥がれを助長する。このような溶射膜の大き
な表面粗さに基づく粒子の脱落や付着膜の剥離を防ぐた
めに、本発明では上記した局部山頂の平均間隔Ｓ、最大
谷深さＲvおよび最大山高さＲpにより規定される表面粗
さを有する溶射膜３を適用している。If the surface roughness of the surface of the sprayed film is large, as in the case of the sprayed film applied to the surface of the conventional device component,
The deposited film deposited thereon also becomes uneven, and deposited in a form in which the deposited particles are likely to fall off. Further, as the thickness of the adhered film increases, the internal stress increases, and cracks are likely to be generated at the steps formed in the adhered film due to the unevenness. This promotes peeling of the adhered film. In order to prevent the particles from falling off and the adhered film from being peeled off due to the large surface roughness of the sprayed film, in the present invention, the average interval S of the local peaks, the maximum valley depth Rv, and the maximum peak height Rp are defined in the present invention. The thermal spray coating 3 having a surface roughness is applied.
【００３７】表面の局部山頂の平均間隔Ｓが50〜150μm
の範囲の溶射膜３によれば、その上に堆積する付着膜が
安定な柱状構造で成長し、粒子の脱落や付着膜の剥離を
防ぐことができる。局部山頂の平均間隔Ｓが50μm未満
であると、その上に堆積する付着膜が不安定な粒子構造
で成長し、付着膜の剥離や粒子の脱落が生じやすくな
る。一方、局部山頂の平均間隔Ｓが150μmを超えると、
付着膜の密着力が低下しすぎるため、逆に付着膜の剥離
が生じやすくなる。付着膜の剥離をより有効に防止する
上で、溶射膜３表面の局部山頂の平均間隔Ｓは70〜100
μmの範囲とすることがより好ましく、望ましくは75〜9
0μmの範囲である。The average distance S between local peaks on the surface is 50 to 150 μm
According to the thermal sprayed film 3 in the range described above, the adhered film deposited thereon grows in a stable columnar structure, and it is possible to prevent the particles from dropping and the adhered film from being separated. If the average distance S between the local peaks is less than 50 μm, the adhered film deposited thereon grows in an unstable particle structure, and peeling of the adhered film and falling off of the particles are likely to occur. On the other hand, when the average distance S between the local peaks exceeds 150 μm,
Since the adhesion of the adhered film is too low, the adhered film is easily peeled off. In order to more effectively prevent peeling of the adhered film, the average interval S between local peaks on the surface of the sprayed film 3 is 70 to 100.
μm, more preferably 75 to 9
The range is 0 μm.
【００３８】さらに、表面の最大谷深さＲvおよび最大
山高さＲpがそれぞれ20〜70μmの範囲の溶射膜３によれ
ば、付着粒子を溶射膜面上により均一に堆積させること
が可能となるため、粒子の脱落、言い換えるとパーティ
クルの発生を防ぐことができる。Further, according to the sprayed film 3 having the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp of the surface in the range of 20 to 70 μm, it becomes possible to deposit the adhered particles more uniformly on the surface of the sprayed film. In addition, it is possible to prevent the particles from falling off, in other words, the generation of particles.
【００３９】すなわち、最大谷深さＲvおよび最大山高
さＲpがそれぞれ70μmを超えると、付着粒子の堆積が不
均一になる。具体的には、谷部に部分的に空孔が生じた
り、また山部の斜影効果で付着粒子の堆積が不均一にな
る。このような付着粒子の堆積状態は非常に不安定であ
るため、付着膜から粒子の脱落が生じる。さらに、付着
膜の堆積形状に高さの差が生じ、高い部分に堆積する粒
子の付着力が低下することによって、粒子の脱落が生じ
る。That is, when the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp each exceed 70 μm, the deposition of the attached particles becomes uneven. Specifically, voids are partially generated in the valleys, and the deposition of the attached particles becomes uneven due to the oblique effect of the hills. Since the deposited state of such adhered particles is very unstable, the particles fall off from the adhered film. Further, a difference in height occurs in the deposited shape of the deposited film, and the adhesive force of the particles deposited on a high portion is reduced, thereby causing the particles to fall off.
【００４０】一方、最大谷深さＲvおよび最大山高さＲp
がそれぞれ20μm未満であると、付着膜の密着力が低下
して、付着膜の剥離が生じやすくなる。粒子の脱落（パ
ーティクルの発生）をより効果的に防ぐと共に、付着膜
の耐久性を高めるために、溶射膜３の最大谷深さＲvお
よび最大山高さＲpはそれぞれ30〜60μmの範囲とするこ
とがより好ましく、望ましくはそれぞれ30〜40μmの範
囲である。On the other hand, the maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp
If each is less than 20 μm, the adhesion of the adhered film is reduced, and the adhered film is easily peeled off. The maximum valley depth Rv and the maximum peak height Rp of the sprayed film 3 should be in the range of 30 to 60 μm in order to more effectively prevent the particles from dropping (particle generation) and to increase the durability of the adhered film. Is more preferable, and each is desirably in the range of 30 to 40 μm.
【００４１】溶射膜３はその形成過程に基づいて複雑な
表面形態を有することから、付着膜に対して良好な密着
性を示す。ただし、その表面粗さが大きくなりすぎる
と、上述したように粒子の脱落や付着膜の剥離が発生す
る。このようなことから、溶射膜３の表面粗さをJIS B
0601-1994で規定する算術平均粗さＲaで表した場合、算
術平均粗さＲaは5〜15μmの範囲であることが好まし
い。Since the sprayed film 3 has a complicated surface morphology based on its forming process, it exhibits good adhesion to the adhered film. However, if the surface roughness is too large, dropout of particles and separation of the adhered film occur as described above. For this reason, the surface roughness of the sprayed film 3 is set to JIS B
When represented by the arithmetic average roughness Ra specified in 0601-1994, the arithmetic average roughness Ra is preferably in the range of 5 to 15 μm.
【００４２】溶射膜３表面の算術平均粗さＲaが15μmを
超えると、溶射膜３表面の凹凸が大きくなりすぎて、付
着膜がパーティクルの発生しやすい付着形態となる。さ
らに、付着膜が溶射膜３全体に付着せずに空孔が残るた
め、そこを起点として付着膜の剥離が起こるおそれがあ
る。ただし、溶射膜３表面の算術平均粗さＲaが5μm未
満であると、付着膜の保持力が低下して、付着膜が容易
に剥離するおそれがある。溶射膜３表面の算術平均粗さ
Ｒaは8〜12μmの範囲とすることがより好ましく、さら
に好ましくは10〜12μmの範囲である。If the arithmetic average roughness Ra of the surface of the thermal spray film 3 exceeds 15 μm, the irregularities on the surface of the thermal spray film 3 become too large, and the adhesive film has an adhesion form in which particles are easily generated. Further, since the adhered film does not adhere to the entire sprayed film 3 and the pores remain, there is a possibility that the adhered film is peeled off from there. However, if the arithmetic average roughness Ra of the surface of the sprayed film 3 is less than 5 μm, the holding power of the adhered film is reduced, and the adhered film may be easily peeled off. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the thermal spray coating 3 is more preferably in the range of 8 to 12 μm, and still more preferably in the range of 10 to 12 μm.
【００４３】上述したような表面粗さを有する溶射膜３
は、例えば粉末原料を用いる粉末式フレーム溶射やプラ
ズマ溶射を適用すると共に、粉末原料の粒径を制御する
ことにより得ることができる。粉末式フレーム溶射にお
いては、特に超高速フレーム溶射を適用することが好ま
しい。超高速フレーム溶射やプラズマ溶射を実施する際
の具体的な条件は、原料粉末の材質などに応じて適宜設
定する。例えば、粒径が揃った原料粉末を用いて、超高
速フレーム溶射やプラズマ溶射を実施することによっ
て、上述したような適度な表面粗さを有する溶射膜３が
得られる。さらに、溶射後に表面クリーニングなどを施
すことによっても、溶射膜３の表面粗さを調整すること
ができる。溶射膜３の表面粗さを制御するためのさらに
具体的な条件としては、電流、電圧、ガス流量、溶射距
離、原料粉末の供給量などの溶射条件を適宜変更するこ
となどが挙げられる。Thermal spray film 3 having surface roughness as described above
Can be obtained by, for example, applying powder flame spraying or plasma spraying using a powder raw material and controlling the particle size of the powder raw material. In powder-type flame spraying, it is particularly preferable to apply ultra-high-speed flame spraying. Specific conditions for performing ultra-high-speed flame spraying or plasma spraying are appropriately set according to the material of the raw material powder and the like. For example, by performing ultra-high-speed flame spraying or plasma spraying using raw material powders having uniform particle diameters, the sprayed film 3 having an appropriate surface roughness as described above can be obtained. Furthermore, the surface roughness of the sprayed film 3 can be adjusted by performing surface cleaning or the like after the spraying. More specific conditions for controlling the surface roughness of the thermal spray film 3 include appropriately changing thermal spray conditions such as current, voltage, gas flow rate, thermal spray distance, and supply amount of raw material powder.
【００４４】溶射膜３による付着膜の剥離防止効果を得
る上で、溶射膜３の膜厚は適度に調整することが好まし
い。このような点から溶射膜３の膜厚は50〜500μmの範
囲とすることが好ましい。溶射膜３は前述したように付
着膜の内部応力を低減する効果を有しているが、この応
力低減効果は厚さにより異なる。溶射膜３の厚さが50μ
m未満であると、応力低減効果が低下して付着膜が剥が
れやすくなる。一方、500μmを超えると溶射膜３自体に
大きな内部応力が発生し、これにより溶射膜３自体の剥
離が発生しやすくなる。溶射膜３の膜厚は、上記した効
果がより良好に得られる100〜300μmの範囲とすること
がより好ましく、さらに好ましくは200〜250μmの範囲
である。In order to obtain the effect of preventing the adhesion film from being peeled off by the thermal spray film 3, it is preferable to appropriately adjust the thickness of the thermal spray film 3. From such a point, it is preferable that the thickness of the sprayed film 3 be in the range of 50 to 500 μm. As described above, the thermal sprayed film 3 has an effect of reducing the internal stress of the adhered film, but this stress reducing effect differs depending on the thickness. The thickness of sprayed film 3 is 50μ
When it is less than m, the effect of reducing the stress is reduced and the adhered film is easily peeled off. On the other hand, when the thickness exceeds 500 μm, a large internal stress is generated in the thermal sprayed film 3 itself, and thereby, the thermal sprayed film 3 itself is easily peeled. The thickness of the thermal spray coating 3 is more preferably in the range of 100 to 300 μm, and more preferably in the range of 200 to 250 μm, in which the above-mentioned effects can be obtained more favorably.
【００４５】上述した第１の装置構成部品に基づく溶射
膜３は、その表面粗さを局部山頂の平均間隔Ｓで50〜15
0μmの範囲、最大谷深さＲvおよび最大山高さＲpでそれ
ぞれ20〜70μmの範囲としているため、付着膜からの粒
子の脱落、すなわちパーティクルの発生を有効に抑制す
ることが可能となる。さらに、溶射膜３の表面粗さに基
づいて、付着膜の剥離を防ぐことができる。The thermal sprayed film 3 based on the above-described first apparatus component has a surface roughness of 50 to 15 at an average distance S between local peaks.
Since the range of 0 μm, the maximum valley depth Rv, and the maximum peak height Rp are respectively in the range of 20 to 70 μm, it is possible to effectively suppress the falling of particles from the adhered film, that is, the generation of particles. Furthermore, peeling of the adhered film can be prevented based on the surface roughness of the sprayed film 3.
【００４６】このように、付着膜からの粒子の脱落や付
着膜の剥離に基づくパーティクルの発生を大幅に抑制す
ることによって、真空成膜装置で形成する各種の膜、さ
らにはそれを用いた素子や部品などの製造歩留りを大幅
に高めることが可能となる。さらに、付着膜の剥離を抑
制することによって、装置のクリーニング回数を減らす
ことができる。装置のクリーニング回数の低減は、成膜
装置の稼働率の向上、ひいては成膜コストの削減に大き
く寄与する。As described above, by greatly suppressing the generation of particles due to the detachment of the particles from the adhered film and the peeling of the adhered film, various films formed by the vacuum film forming apparatus and the element using the same can be obtained. It is possible to greatly increase the production yield of components and parts. Further, by suppressing the peeling of the adhered film, the number of cleaning times of the apparatus can be reduced. Reducing the number of cleanings of the apparatus greatly contributes to an improvement in the operation rate of the film forming apparatus and a reduction in the film forming cost.
【００４７】本発明においては、第２に、溶射膜３の内
部応力に基づく溶射膜自体の剥離を抑制するために、ビ
ッカース硬さがHv30以下のＡｌ系溶射膜、ビッカース硬
さがHv100以下のＣｕ系溶射膜、ビッカース硬さがHv200
以下のＮｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下のＴ
ｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下のＭｏ系溶射
膜およびビッカース硬さがHv500以下のＷ系溶射膜から
選ばれる少なくとも1つの低硬度被膜を溶射膜３に適用
している。なお、これは本発明の第２の装置構成部品に
基づくものである。In the present invention, secondly, in order to suppress the peeling of the sprayed film itself due to the internal stress of the sprayed film 3, an Al-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv30 or less, and a Vickers hardness of Hv100 or less. Cu sprayed coating, Vickers hardness Hv200
The following Ni-based thermal spray coating, T of Vickers hardness less than Hv300
At least one low-hardness film selected from an i-system sprayed film, a Mo-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv300 or less, and a W-based sprayed film having a Vickers hardness of 500 or less is applied to the sprayed film 3. Note that this is based on the second device component of the present invention.
【００４８】これら溶射膜の好ましい硬度は、Ａｌ系溶
射膜はHv25以下、Ｃｕ系溶射膜はHv80以下、Ｎｉ系溶射
膜はHv150以下、Ｔｉ系溶射膜はHv250以下の、Ｍｏ系溶
射膜はHv250以下、Ｗ系溶射膜はHv400以下である。さら
に好ましい硬度は、Ａｌ系溶射膜はHv20以下、Ｃｕ系溶
射膜はHv70以下、Ｎｉ系溶射膜はHv100以下、Ｔｉ系溶
射膜はHv200以下の、Ｍｏ系溶射膜はHv200以下、Ｗ系溶
射膜はHv350以下である。The preferred hardness of these sprayed films is Hv25 or less for Al-based sprayed films, Hv80 or less for Cu-based sprayed films, Hv150 or less for Ni-based sprayed films, Hv250 or less for Ti-based sprayed films, and Hv250 for Mo-based sprayed films. Hereinafter, the H-based thermal spray coating has a Hv of 400 or less. More preferred hardness is Hv20 or less for Al-based sprayed films, Hv70 or less for Cu-based sprayed films, Hv100 or less for Ni-based sprayed films, Hv200 or less for Ti-based sprayed films, Mo-based sprayed films for Hv200 or less, W-based sprayed films. Is less than Hv350.
【００４９】ここで、本発明で規定する溶射膜のビッカ
ース硬さは、以下のようにして測定した値を示すものと
する。すなわち、まず溶射膜３の表面を研磨して平坦化
する。次いで、平坦化した面に荷重200gでダイヤモンド
圧子を30秒間押し付ける。これにより生じた圧痕の長さ
をＸおよびＹ方向に測定し、その平均長さからビッカー
ス硬さ値に変換する。このような測定を5回行い、その
平均値を本発明のビッカース硬さとする。Here, the Vickers hardness of the sprayed film specified in the present invention indicates a value measured as follows. That is, first, the surface of the sprayed film 3 is polished and flattened. Next, a diamond indenter is pressed against the flattened surface with a load of 200 g for 30 seconds. The length of the resulting indentation is measured in the X and Y directions, and the average length is converted to a Vickers hardness value. Such measurement is performed five times, and the average value is defined as the Vickers hardness of the present invention.
【００５０】溶射膜３は、上記した低硬度の金属溶射膜
のうちの1つの低硬度被膜のみで構成してもよいし、ま
た各金属溶射膜のうちの2つ以上の低硬度被膜の積層膜
で構成してもよい。さらに、2層以上の被膜で溶射膜３
を構成する場合には、そのうちの少なくとも1層が低硬
度被膜であればよい。The thermal spray coating 3 may be composed of only one of the low hardness metal spray coatings described above, or may be a laminate of two or more low hardness coatings of each metal spray coating. It may be composed of a film. Furthermore, thermal spray coating 3 with two or more coatings
In this case, at least one of the layers may be a low-hardness coating.
【００５１】上述したような硬度を有する溶射膜（低硬
度被膜）３は、例えば溶射後にアニーリング処理を施し
て軟化させることにより得ることができる。溶射膜３を
低硬度化して内部応力を十分に緩和することによって、
成膜工程時に外部応力（例えば熱応力）が負荷された際
に、溶射膜３の内部からの破壊の進行を有効に抑制する
ことができる。これによって、溶射膜３自体の剥離を防
ぐことが可能となる。上記した各金属溶射膜の硬度がそ
れぞれ上述した値を超えているということは、内部応力
が十分に緩和されていないことを意味する。そのような
溶射膜３では内部破壊やそれに基づく剥離の進行を抑制
することができない。The thermal sprayed film (low-hardness coating) 3 having the above-described hardness can be obtained by, for example, performing an annealing treatment after the thermal spraying to soften the film. By lowering the hardness of the sprayed film 3 to sufficiently reduce the internal stress,
When an external stress (for example, thermal stress) is applied during the film forming process, the progress of destruction from the inside of the sprayed film 3 can be effectively suppressed. This makes it possible to prevent the thermal spray film 3 itself from peeling off. The fact that the hardness of each of the above-described metal sprayed films exceeds the above-described value means that the internal stress has not been sufficiently relaxed. With such a sprayed film 3, it is not possible to suppress the internal destruction and the progress of peeling based on the internal destruction.
【００５２】ここで、上述した各金属溶射膜はそれぞれ
単体金属膜に必ずしも限られるものではなく、各金属を
主体とする合金膜も含むものである。ただし、溶射膜３
の低硬度化などの観点からはそれぞれ単体金属膜、すな
わちＡｌ溶射膜、Ｃｕ溶射膜、Ｎｉ溶射膜、Ｔｉ溶射
膜、Ｍｏ溶射膜、Ｗ溶射膜であることが好ましい。これ
ら各金属溶射膜のより好ましいビッカース硬さは、Ａｌ
溶射膜ではHv25以下、Ｃｕ溶射膜ではHv75以下、Ｎｉ溶
射膜ではHv150以下、Ｔｉ溶射膜ではHv250以下、Ｍｏ溶
射膜ではHv250以下、Ｗ溶射膜ではHv450以下である。Here, each of the metal sprayed films described above is not necessarily limited to a single metal film, but includes an alloy film mainly composed of each metal. However, thermal spray coating 3
From the viewpoint of lowering the hardness, it is preferable to use a single metal film, that is, an Al sprayed film, a Cu sprayed film, a Ni sprayed film, a Ti sprayed film, a Mo sprayed film, or a W sprayed film. More preferred Vickers hardness of each of these metal sprayed films is Al
Hv 25 or less for the thermal spray coating, Hv 75 or less for the Cu thermal spray coating, Hv 150 or less for the Ni thermal spray coating, Hv 250 or less for the Ti thermal spray coating, Hv 250 or less for the Mo thermal spray coating, and Hv 450 or less for the W thermal spray coating.
【００５３】なお、合金膜としては、Ａｌ−Ｃｕ合金
膜、Ａｌ−Ｔｉ合金膜、Ｃｕ−Ａｌ合金膜、Ｃｕ−Ｚｎ
合金膜、Ｎｉ−Ａｌ合金膜、Ｎｉ−Ｃｒ合金膜、Ｔｉ−
Ａｌ合金膜、Ｍｏ−Ｔａ合金膜、Ｍｏ−Ｗ合金膜などを
適用することができる。The alloy films include an Al—Cu alloy film, an Al—Ti alloy film, a Cu—Al alloy film, and a Cu—Zn film.
Alloy film, Ni-Al alloy film, Ni-Cr alloy film, Ti-
An Al alloy film, a Mo—Ta alloy film, a Mo—W alloy film, or the like can be used.
【００５４】溶射膜３の低硬度化のためのアニーリング
処理は、溶射膜３の形成材料にもよるが、例えば真空雰
囲気、不活性雰囲気、還元性雰囲気などの各種雰囲気中
にて、Ａｌ単層の場合には200〜450℃、Ｃｕ単層の場合
には300〜900℃、Ｎｉ単層の場合には300〜900℃、Ｔｉ
単層の場合には300〜900℃、Ｍｏ単層およびＷ単層の場
合には300〜1200℃の温度で実施することが好ましい。The annealing treatment for lowering the hardness of the thermal sprayed film 3 depends on the material for forming the thermal sprayed film 3. For example, the annealing treatment is performed in various atmospheres such as a vacuum atmosphere, an inert atmosphere, and a reducing atmosphere. 200 to 450 ° C. for Cu single layer 300 to 900 ° C., Ni single layer 300 to 900 ° C., Ti
It is preferable to carry out at a temperature of 300 to 900 ° C. for a single layer, and 300 to 1200 ° C. for a Mo single layer and a W single layer.
【００５５】処理温度があまり低いと溶射膜３の内部応
力を十分に緩和することができず、上記したような低硬
度を達成することができないおそれがある。一方、処理
温度があまり高いと部品本体２に熱変形が生じたり、ま
た溶射膜３に剥がれが生じるおそれがある。金属溶射膜
のより好ましいアニーリング温度は、Ａｌ単層の場合に
は250〜350℃、Ｃｕ単層の場合には600〜800℃、Ｎｉ単
層の場合には450〜750℃、Ｔｉ単層の場合には350〜650
℃、Ｍｏ単層およびＷ単層の場合には600〜900℃の範囲
である。If the processing temperature is too low, the internal stress of the sprayed film 3 cannot be sufficiently reduced, and the low hardness as described above may not be achieved. On the other hand, if the processing temperature is too high, the component body 2 may be thermally deformed, or the sprayed film 3 may be peeled. The more preferable annealing temperature of the metal sprayed film is 250 to 350 ° C. for the Al single layer, 600 to 800 ° C. for the Cu single layer, 450 to 750 ° C. for the Ni single layer, and the Ti single layer. 350 ~ 650 in case
℃, the range of 600 to 900 ℃ in the case of Mo single layer and W single layer.
【００５６】溶射膜３を2層以上の被膜の積層膜で構成
する場合には、融点が低い材料の温度を基準にしてアニ
ーリング処理を実施することが好ましい。積層構造の溶
射膜３の好ましいアニーリング温度は、使用した材料に
より異なる。表１は積層構造の溶射膜３の好ましいアニ
ーリング温度の代表例を示している。When the sprayed film 3 is formed of a laminated film of two or more coatings, it is preferable to perform an annealing process based on the temperature of a material having a low melting point. The preferred annealing temperature of the sprayed film 3 having a laminated structure varies depending on the material used. Table 1 shows a typical example of a preferable annealing temperature of the sprayed film 3 having a laminated structure.
【００５７】[0057]
【表１】 [Table 1]
【００５８】上述した第２の装置構成部品に基づく溶射
膜３は、内部応力を緩和した低硬度被膜（低硬度の金属
溶射膜）を適用しているため、溶射膜３自体の剥離を有
効に抑制することが可能となる。さらに、溶射膜３を低
硬度化することによって、その上に付着した成膜材料
（付着膜）の内部応力も緩和することができる。従っ
て、溶射膜３上の付着膜自体の剥離も抑制することが可
能となる。The thermal spray film 3 based on the above-mentioned second apparatus component employs a low-hardness coating (low-hardness metal spray film) in which internal stress is relaxed, so that the thermal spray film 3 itself can be effectively peeled off. It becomes possible to suppress. Further, by reducing the hardness of the sprayed film 3, the internal stress of the film-forming material (adhered film) adhered thereon can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the detachment of the adhered film itself on the sprayed film 3.
【００５９】これらによって、溶射膜３やその上に堆積
した付着膜の剥離に起因する装置クリーニングや部品交
換の回数を大幅に減らすことが可能となる。言い換える
と、装置構成部品１の寿命を大幅に延ばすことができ
る。このように、装置構成部品１を長寿命化することに
よって、成膜装置の稼働率の向上、ひいては成膜コスト
の削減を達成することが可能となる。さらに、溶射膜３
やその上の付着膜の剥離に起因するダストの発生も抑え
られるため、真空成膜装置で形成する各種の膜、それを
用いた素子や部品などの歩留りを高めることができる。Thus, it is possible to greatly reduce the number of times of device cleaning and component replacement due to peeling of the thermal sprayed film 3 and the deposited film deposited thereon. In other words, the life of the device component 1 can be greatly extended. As described above, by extending the life of the apparatus component 1, it is possible to improve the operation rate of the film forming apparatus and, consequently, to reduce the film forming cost. Further, the thermal spray coating 3
Also, the generation of dust due to the peeling of the adhered film thereon can be suppressed, so that the yield of various films formed by the vacuum film forming apparatus and the elements and components using the films can be increased.
【００６０】本発明の真空成膜装置用部品１は、上述し
た第１の装置部品と第２の装置部品の構成を共に有する
ことが特に好ましい。すなわち、表面粗さを制御すると
共に、前述した低硬度被膜を有する溶射膜３を、真空成
膜装置用部品１に適用することが望ましい。このような
真空成膜装置用部品１によれば、各種の膜やそれを用い
た素子などの歩留りを大幅に高めた上で、装置クリーニ
ングや部品交換の回数を大幅に減らすことが可能とな
る。It is particularly preferable that the component 1 for a vacuum film forming apparatus of the present invention has both the above-described first and second device components. That is, it is desirable to control the surface roughness and apply the thermal sprayed film 3 having the above-described low hardness coating to the component 1 for a vacuum film forming apparatus. According to such a component 1 for a vacuum film forming apparatus, it is possible to greatly increase the yield of various films and elements using the same, and also to greatly reduce the number of times of apparatus cleaning and component replacement. .
【００６１】本発明の第１および第２の装置構成部品に
おいて、溶射膜３の具体的な構成としては、例えば図４
や図５に示す構造が挙げられる。図４は成膜材料との熱
膨張率の差が15×10-6/K以下の金属材料からなる熱膨張
緩和層４のみで構成した溶射膜３を示している。図５は
軟金属材料からなる応力緩和層５と、成膜材料との熱膨
張率の差が15×10-6/K以下の金属材料からなる熱膨張緩
和層４との積層膜で構成した溶射膜３を示している。図
５に示す積層型の溶射膜３において、応力緩和層５は熱
膨張緩和層４の下地層として設けられており、部品本体
２と熱膨張緩和層４との間に介在されている。In the first and second apparatus components of the present invention, the specific configuration of the sprayed film 3 is, for example, as shown in FIG.
And the structure shown in FIG. FIG. 4 shows a thermal sprayed film 3 composed of only a thermal expansion relaxation layer 4 made of a metal material having a difference in thermal expansion coefficient from a film forming material of 15 × 10 −6 / K or less. FIG. 5 shows a laminated film of a stress relaxation layer 5 made of a soft metal material and a thermal expansion relaxation layer 4 made of a metal material having a difference in thermal expansion coefficient of 15 × 10 −6 / K or less from a film forming material. The thermal spray coating 3 is shown. In the laminated thermal spray film 3 shown in FIG. 5, the stress relaxation layer 5 is provided as a base layer of the thermal expansion relaxation layer 4 and is interposed between the component body 2 and the thermal expansion relaxation layer 4.
【００６２】溶射膜３を応力緩和層５と熱膨張緩和層４
との積層膜で構成する場合、熱膨張緩和層４の厚さは50
〜150μmの範囲とすることが好ましく、応力緩和層５の
厚さは100〜300μmの範囲とすることが好ましい。溶射
膜３の全体の厚さは前述した通りである。熱膨張緩和層
４の厚さが50μm未満であると、その機能が十分に得ら
れないおそれがある。また、応力緩和層５の厚さが100
μm未満であると、その機能が十分に得られないおそれ
がある。ただし、熱膨張緩和層４および応力緩和層５の
一方を厚くしすぎると、相対的に他方の厚さが薄くなる
ため、熱膨張緩和層４の厚さは150μm以下とすることが
好ましく、応力緩和層５の厚さは300μm以下とすること
が好ましい。The thermal spray coating 3 is formed by a stress relaxation layer 5 and a thermal expansion relaxation layer 4.
In a case where the thermal expansion moderating layer 4 has a thickness of 50
It is preferable that the thickness is in the range of 150 to 150 μm, and the thickness of the stress relaxation layer 5 is preferably in the range of 100 to 300 μm. The overall thickness of the thermal spray coating 3 is as described above. If the thickness of the thermal expansion relaxation layer 4 is less than 50 μm, the function may not be sufficiently obtained. The thickness of the stress relaxation layer 5 is 100
If it is less than μm, the function may not be sufficiently obtained. However, if one of the thermal expansion relaxation layer 4 and the stress relaxation layer 5 is too thick, the other becomes relatively thin. Therefore, the thickness of the thermal expansion relaxation layer 4 is preferably 150 μm or less. It is preferable that the thickness of the relaxation layer 5 be 300 μm or less.
【００６３】溶射膜３を構成する金属材料の種類は、そ
の用途に応じて適宜選択される。例えば、図４もしくは
図５に示した熱膨張緩和層４に低硬度被膜を適用する場
合には、成膜材料（付着膜）の種類に応じて、Ａｌ系溶
射膜、Ｃｕ系溶射膜、Ｔｉ系溶射膜、Ｎｉ系溶射膜、Ｍ
ｏ系溶射膜、Ｗ系溶射膜の中から適宜に選択して使用さ
れる。このように、熱膨張緩和層４は上述した低硬度被
膜で構成することが好ましいが、これら以外の材料や硬
度を適用することも可能である。The type of the metal material constituting the thermal spray coating 3 is appropriately selected according to its use. For example, when a low-hardness coating is applied to the thermal expansion moderating layer 4 shown in FIG. 4 or FIG. 5, an Al-based thermal spray film, a Cu-based thermal spray film, a Ti-based thermal spray film, Sprayed film, Ni sprayed film, M
It is used by appropriately selecting from an o-based sprayed film and a W-based sprayed film. As described above, it is preferable that the thermal expansion relaxation layer 4 is formed of the above-described low hardness coating, but other materials and hardnesses can be applied.
【００６４】低硬度被膜からなる熱膨張緩和層４によれ
ば、それ自体の内部応力の緩和による剥離の抑制効果に
加えて、その上に付着した成膜材料（付着膜）の内部応
力の緩和効果も期待できる。すなわち、成膜材料が溶射
膜３上に付着して堆積していく際に、その内部には応力
が生じる。この成膜材料の付着堆積時に生じる内部応力
は、溶射膜３を低硬度化することで緩和することができ
る。従って、溶射膜３上の付着膜自体の剥離も抑制する
ことが可能となる。According to the thermal expansion relaxation layer 4 made of a low hardness coating, in addition to the effect of suppressing separation due to the relaxation of the internal stress of itself, the relaxation of the internal stress of the film-forming material (adhesion film) adhered thereon. The effect can be expected. That is, when the film-forming material adheres and deposits on the thermal sprayed film 3, stress is generated therein. The internal stress generated when the deposition material is deposited can be reduced by lowering the hardness of the sprayed film 3. Therefore, it is possible to suppress the detachment of the adhered film itself on the sprayed film 3.
【００６５】さらに、軟金属材料からなる応力緩和層５
についても、本発明の低硬度被膜を適用することが好ま
しい。応力緩和層５に適用される低硬度被膜としては、
ビッカース硬さがHv30以下のＡｌ系溶射膜、ビッカース
硬さがHv100以下のＣｕ系溶射膜、およびビッカース硬
さがHv200以下のＮｉ系溶射膜が挙げられる。これらの
低硬度被膜を応力緩和層５に適用することによって、軟
金属材料による応力緩和効果をより一層高めることが可
能となる。Further, the stress relaxation layer 5 made of a soft metal material
It is also preferable to apply the low hardness coating of the present invention. As the low hardness coating applied to the stress relaxation layer 5,
An Al-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv30 or less, a Cu-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv100 or less, and a Ni-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv200 or less can be given. By applying these low hardness coatings to the stress relaxation layer 5, it is possible to further enhance the stress relaxation effect of the soft metal material.
【００６６】なお、溶射膜３を構成する金属膜は、上述
した低硬度被膜に限られるものではなく、例えばＴａ系
溶射膜やＦｅ基合金（例えばステンレス）系の溶射膜な
どを使用することもできる。また、熱膨張緩和層４や応
力緩和層５以外の機能層に溶射膜３を使用する場合に
は、その用途に応じて適宜金属材料を選択して使用す
る。The metal film forming the thermal spray film 3 is not limited to the low hardness coating described above, but may be a Ta-based thermal spray film or an Fe-based alloy (for example, stainless steel) thermal spray film. it can. When the thermal spray coating 3 is used for a functional layer other than the thermal expansion moderating layer 4 and the stress moderating layer 5, a metal material is appropriately selected and used according to its use.
【００６７】上述した本発明の装置構成部品１は、スパ
ッタリング装置やＣＶＤ装置などの真空成膜装置の構成
部品として用いられるものである。装置構成部品１は、
成膜工程中に成膜材料が付着する部品であれば種々の部
品に対して適用可能である。さらに、装置構成部品１の
溶射膜３を構成する金属材料は、適用する成膜装置や成
膜工程などに応じて適宜選択して使用されるものであ
る。The above-described apparatus component 1 of the present invention is used as a component of a vacuum film forming apparatus such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus. Device component 1 is
The present invention can be applied to various components as long as a component to which a deposition material adheres during the deposition process. Further, the metal material forming the thermal sprayed film 3 of the apparatus component 1 is appropriately selected and used according to a film forming apparatus or a film forming process to be applied.
【００６８】例えば、半導体素子の製造工程において、
Ｔｉ系のバリア膜をスパッタ成膜する場合には、Ａｌ系
溶射膜５／Ｔｉ系溶射膜４の積層膜、Ｔｉ系溶射膜４の
単層膜などが使用される。Ｔａ系の下地膜をスパッタ成
膜する場合には、Ｃｕ系溶射膜４の単層膜などが使用さ
れる。ＷＳｉx電極をスパッタ成膜する場合には、Ａｌ
系溶射膜５／Ｗ系溶射膜４の積層膜などが使用される。
Ａｌ配線をスパッタ成膜する場合には、Ａｌ系溶射膜５
の単層膜などが使用される。同様に、液晶表示素子の製
造工程において、各種の電極膜や配線膜などをスパッタ
成膜する場合には、Ａｌ系溶射膜５の単層膜などが使用
される。For example, in a semiconductor device manufacturing process,
When a Ti-based barrier film is formed by sputtering, a laminated film of the Al-based sprayed film 5 / Ti-based sprayed film 4, a single-layered film of the Ti-based sprayed film 4, and the like are used. When a Ta-based base film is formed by sputtering, a single-layer film of the Cu-based sprayed film 4 or the like is used. When sputter depositing a WSi x electrode, Al
A laminated film of the system sprayed film 5 / W system sprayed film 4 and the like are used.
When the Al wiring is formed by sputtering, the Al-based sprayed film 5 is used.
Is used. Similarly, when various electrode films, wiring films, and the like are formed by sputtering in the manufacturing process of the liquid crystal display element, a single layer film of the Al-based sprayed film 5 is used.
【００６９】なお、本発明の真空成膜装置用部品を適用
し得る成膜工程は、半導体素子や液晶表示素子の製造工
程に限られるものではなく、各種記録媒体や記録再生用
ヘッドの製造工程、薄膜コンデンサや抵抗器などの電子
部品の製造工程、ガラス部品の製造工程などに対しても
適用可能である。The film forming process to which the parts for a vacuum film forming apparatus of the present invention can be applied is not limited to the manufacturing process of a semiconductor element or a liquid crystal display device. The present invention is also applicable to a manufacturing process of an electronic component such as a thin film capacitor and a resistor, a manufacturing process of a glass component, and the like.
【００７０】さらに、本発明の装置構成部品１はＣＶＤ
装置に適用することも可能である。ＣＶＤ装置に本発明
の装置構成部品１を適用した具体例としては、表面に溶
射膜を形成したＣＶＤ用電極などが挙げられる。例え
ば、アモルファスＳｉ膜の成膜に用いるＣＶＤ用電極
は、その表面にＡｌ系溶射膜などを形成して使用され
る。このようなＡｌ系溶射膜に本発明の構成を適用する
ことができる。Further, the component 1 of the apparatus of the present invention is formed by CVD.
It is also possible to apply to an apparatus. As a specific example in which the device component 1 of the present invention is applied to a CVD device, there is a CVD electrode having a sprayed film formed on the surface. For example, a CVD electrode used for forming an amorphous Si film is used after forming an Al-based sprayed film on the surface thereof. The configuration of the present invention can be applied to such an Al-based sprayed film.
【００７１】前述した実施形態では、本発明を真空成膜
装置用部品に適用した例について説明したが、本発明に
よる溶射膜はターゲット装置に対しても適用することが
可能である。すなわち、ターゲット本体の非エロージョ
ン領域に溶射膜を形成する場合、あるいはターゲットを
保持するためのバッキングプレート本体の表面に溶射膜
を形成する場合においても、前述した構成を有する溶射
膜を適用することができる。In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a component for a vacuum film forming apparatus has been described. However, the sprayed film according to the present invention can also be applied to a target device. In other words, when forming a sprayed film on the non-erosion region of the target main body, or when forming a sprayed film on the surface of the backing plate main body for holding the target, it is possible to apply the sprayed film having the above-described configuration. it can.
【００７２】図６は本発明の一実施形態によるターゲッ
ト装置の概略構成を示す図である。同図に示すターゲッ
ト装置は、ターゲット本体１１と、このターゲット本体
１１を保持するバッキングプレート１２とを有してい
る。ターゲット本体１１の中心部分や外周部分は、実質
的にはスパッタされず、非エロージョン領域Ａとなる。
なお、領域Ｂはエロージョン領域を示している。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a target device according to one embodiment of the present invention. The target device shown in FIG. 1 has a target body 11 and a backing plate 12 for holding the target body 11. The central portion and the outer peripheral portion of the target main body 11 are not substantially sputtered and become the non-erosion region A.
Note that region B indicates an erosion region.
【００７３】上述したターゲット本体１１の非エロージ
ョン領域Ａには、スパッタされた粒子が再付着する。こ
のような非エロージョン領域Ａの付着物が剥離した場合
においても、他の部品からの付着物の剥離と同様に配線
膜などの不良原因となる。従って、ターゲット本体１１
の非エロージョン領域Ａには、前述した真空成膜装置用
部品の実施形態で説明した構成、材質、硬度、表面粗
さ、膜厚などを有する溶射膜３が形成されている。ター
ゲット本体１１の非エロージョン領域Ａに、前述した本
発明による溶射膜３を予め形成しておくことによって、
付着物の剥離に伴う配線不良や素子不良などを防止する
ことができる。The sputtered particles re-attach to the non-erosion area A of the target body 11 described above. Even when the deposits in the non-erosion area A are peeled off, they cause a defect such as a wiring film similarly to the peeling of the deposits from other components. Therefore, the target body 11
In the non-erosion area A, the sprayed film 3 having the configuration, material, hardness, surface roughness, film thickness, and the like described in the embodiment of the component for the vacuum film forming apparatus is formed. By previously forming the sprayed film 3 according to the present invention in the non-erosion region A of the target main body 11,
It is possible to prevent a wiring defect, a device defect, and the like due to the detachment of the attached matter.
【００７４】また、バッキングプレート１２の露出表面
にもスパッタされた粒子が再付着する。このようなバッ
キングプレート１２の露出表面に対して、前述した本発
明による溶射膜３を予め形成しておくことによっても、
付着物の剥離に伴う配線不良や素子不良などを防止する
ことができる。このバッキングプレートは、バッキング
プレート本体１２と、その露出表面に形成された溶射膜
３とにより構成されたものである。Also, the sputtered particles adhere to the exposed surface of the backing plate 12 again. By previously forming the sprayed film 3 according to the present invention on the exposed surface of the backing plate 12 as described above,
It is possible to prevent a wiring defect, a device defect, and the like due to the detachment of the attached matter. The backing plate includes a backing plate main body 12 and a sprayed film 3 formed on an exposed surface thereof.
【００７５】次に、本発明の真空成膜装置の実施形態に
ついて説明する。図７は本発明の真空成膜装置をスパッ
タリング装置に適用した一実施形態の要部構成を示す図
である。同図において、１１はバッキングプレート１２
に固定されたスパッタリングターゲットである。成膜源
としてのスパッタリングターゲット１１の外周部下方に
は、アースシールド１３が設けられている。アースシー
ルド１３の下方には、さらに上部防着板１４および下部
防着板１５が配置されている。Next, an embodiment of the vacuum film forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a main configuration of an embodiment in which the vacuum film forming apparatus of the present invention is applied to a sputtering apparatus. In the figure, reference numeral 11 denotes a backing plate 12
It is a sputtering target fixed to. An earth shield 13 is provided below the outer peripheral portion of the sputtering target 11 as a film forming source. Below the earth shield 13, an upper protection plate 14 and a lower protection plate 15 are further arranged.
【００７６】被成膜試料である基板１６は、スパッタリ
ングターゲット１１と対向配置するように、被成膜試料
保持部であるプラテンリング１７により保持されてい
る。これらは図示を省略した真空容器内に配置されてい
る。真空容器には、スパッタガスを導入するためのガス
供給系（図示せず）と真空容器内を所定の真空状態まで
排気する排気系（図示せず）とが接続されている。The substrate 16, which is a sample on which a film is to be formed, is held by a platen ring 17, which is a holder for a sample on which a film is to be formed, so as to face the sputtering target 11. These are arranged in a vacuum vessel not shown. A gas supply system (not shown) for introducing a sputtering gas and an exhaust system (not shown) for exhausting the inside of the vacuum vessel to a predetermined vacuum state are connected to the vacuum vessel.
【００７７】この実施形態のスパッタリング装置におい
ては、アースシールド１３、上部防着板１４、下部防着
板１５およびプラテンリング１７を、上述した本発明の
真空成膜装置用部品１で構成している。真空成膜装置用
部品１の具体的な構成は前述した通りである。さらに、
この実施形態において、スパッタリングターゲット１１
の非エロージョン領域には同様な溶射膜３が設けられて
いる。バッキングプレート１２の露出表面にも同様な溶
射膜３が設けられている。なお、溶射膜３はいずれもス
パッタリングターゲット１１からスパッタされた粒子が
付着する面に形成されている。In the sputtering apparatus of this embodiment, the earth shield 13, the upper deposition-preventing plate 14, the lower deposition-preventing plate 15, and the platen ring 17 are constituted by the above-described vacuum film forming apparatus component 1 of the present invention. . The specific configuration of the vacuum film forming apparatus component 1 is as described above. further,
In this embodiment, the sputtering target 11
A similar sprayed film 3 is provided in the non-erosion region. A similar sprayed film 3 is provided on the exposed surface of the backing plate 12. Each of the thermal spray films 3 is formed on a surface to which particles sputtered from the sputtering target 11 adhere.
【００７８】上述したスパッタリング装置においては、
成膜工程中にアースシールド１３、上部防着板１４、下
部防着板１５、プラテンリング１７、スパッタリングタ
ーゲット１１、バッキングプレート１２などの表面にス
パッタされた成膜材料（ターゲット１１の構成材料）が
付着するが、この付着物の剥離は部品表面の溶射膜３に
より安定かつ有効に防止される。また、溶射膜３自体も
安定で長寿命である。In the above-described sputtering apparatus,
During the film forming process, a film forming material (constituting material of the target 11) sputtered on the surface of the earth shield 13, the upper protection plate 14, the lower protection plate 15, the platen ring 17, the sputtering target 11, the backing plate 12, and the like. However, the adhered material is stably and effectively prevented from being separated by the thermal spray film 3 on the surface of the component. Further, the thermal spray coating 3 itself is stable and has a long life.
【００７９】これらによって、ダストおよびパーティク
ルの発生量、さらには基板１６に形成される膜中への混
入量を大幅に抑制することができる。従って、64M、256
M、1Gというような高集積度の半導体素子や液晶表示素
子などの製造歩留りを大幅に高めることが可能となる。
すなわち、配線幅が0.2μm以下というように狭小でかつ
高密度の配線網を形成する配線膜であっても、微小パー
ティクル（例えば直径0.2μm以上）の混入を大幅に抑制
できることから、配線不良を大幅に低減することが可能
となる。これにより、素子歩留りが向上する。Thus, the amount of dust and particles generated, and the amount of dust and particles mixed into the film formed on the substrate 16 can be greatly reduced. Therefore, 64M, 256
It is possible to greatly increase the production yield of semiconductor devices having a high degree of integration, such as M and 1G, and liquid crystal display devices.
In other words, even if the wiring film has a narrow and high-density wiring network with a wiring width of 0.2 μm or less, it is possible to significantly suppress the inclusion of fine particles (for example, a diameter of 0.2 μm or more). It is possible to greatly reduce. Thereby, the element yield is improved.
【００８０】さらに、付着物や溶射膜３自体の剥離を安
定かつ有効に抑制することが可能であることから、装置
クリーニングや部品交換の回数を大幅に減らすことがで
きる。この装置クリーニングや部品交換回数の低減に基
づいて、スパッタリング装置の稼働率の向上を図ること
ができる。すなわち、スパッタリング装置のランニング
コストを低減することができ、ひいては各種薄膜の成膜
コストを削減することが可能となる。Furthermore, since it is possible to stably and effectively suppress the detachment of the deposits and the sprayed film 3 itself, the number of times of cleaning the apparatus and replacing parts can be greatly reduced. The operation rate of the sputtering apparatus can be improved based on the reduction in the number of times of apparatus cleaning and component replacement. That is, the running cost of the sputtering apparatus can be reduced, and the cost of forming various thin films can be reduced.
【００８１】なお、上記実施形態においては、アースシ
ールド１３、上部防着板１４、下部防着板１５、プラテ
ンリング１７、スパッタリングターゲット１１、バッキ
ングプレート１２を本発明の部品で構成した例について
説明したが、これら以外にターゲット外周押え（図示せ
ず）、シャッタ（図示せず）などを本発明の真空成膜装
置用部品で構成することも有効である。さらに、これら
以外の部品についても、成膜工程中に成膜材料の付着が
避けられない部品であれば、本発明の真空成膜装置用部
品は有効に機能する。In the above embodiment, an example has been described in which the earth shield 13, the upper protection plate 14, the lower protection plate 15, the platen ring 17, the sputtering target 11, and the backing plate 12 are constituted by parts of the present invention. However, in addition to these, it is also effective to configure a target outer peripheral holding member (not shown), a shutter (not shown), and the like with the components for a vacuum film forming apparatus of the present invention. Furthermore, as for the other components, the components for the vacuum deposition apparatus of the present invention function effectively as long as the deposition material cannot be avoided during the deposition process.
【００８２】このように、本発明の真空成膜装置は被成
膜試料保持部、成膜源保持部、防着部品などから選ばれ
る少なくとも1つを、本発明の真空成膜装置用部品で構
成することによって、上述したような優れた効果を示す
ものである。さらに、ターゲットやバッキングプレート
に本発明を適用した場合においても同様な効果を得るこ
とができる。As described above, in the vacuum film forming apparatus of the present invention, at least one selected from the film forming sample holding section, the film forming source holding section, the deposition-proof part, and the like is used as the vacuum film forming apparatus part of the present invention. With the configuration, the excellent effects as described above are exhibited. Further, similar effects can be obtained even when the present invention is applied to a target or a backing plate.
【００８３】なお、上記実施形態では本発明の真空成膜
装置をスパッタリング装置に適用した例について説明し
たが、これ以外に真空蒸着装置（イオンプレーティング
やレーザーアブレーションなどを含む）、ＣＶＤ装置な
どに対しても本発明の真空成膜装置は適用可能であり、
上述したスパッタリング装置と同様な効果を得ることが
できる。In the above embodiment, an example in which the vacuum film forming apparatus of the present invention is applied to a sputtering apparatus has been described. However, in addition to this, a vacuum deposition apparatus (including ion plating, laser ablation, etc.), a CVD apparatus, etc. On the other hand, the vacuum film forming apparatus of the present invention is applicable,
The same effects as those of the above-described sputtering apparatus can be obtained.
【００８４】[0084]
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について述べ
る。Next, specific examples of the present invention will be described.
【００８５】実施例１、比較例１ まず、図７に示したスパッタリング装置のアースシール
ド１３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラテ
ンリング１７を、SUS 304製基材の表面にプラズマ溶射
法で厚さ250μmのＡｌ溶射膜と厚さ100μmのＴｉ溶射膜
を順に形成した作製した。これら各部品を使用して、マ
グネトロンスパッタリング装置を構成した。Example 1 and Comparative Example 1 First, the earth shield 13, the upper protection plate 14, the lower protection plate 15 and the platen ring 17 of the sputtering apparatus shown in FIG. An Al sprayed film having a thickness of 250 μm and a Ti sprayed film having a thickness of 100 μm were sequentially formed by thermal spraying. A magnetron sputtering apparatus was configured using these components.
【００８６】Ａｌ溶射は、粉末の平均粒径が52μmのＡ
ｌ溶射原料を用いて、電流500A、電圧80Vの条件で実施
した。Ｔｉ溶射は、粉末の平均粒径が65μmのＴｉ溶射
原料を用いて、電流500A、電圧65Vで実施した。溶射時
の雰囲気はそれぞれＡｒとＨ2の混合雰囲気とし、Ａｒ
を73L/minで供給すると共に、Ｈ2を8L/minで供給した。
各部品にはＴｉ溶射面をクリーニング処理した後、アニ
ーリング処理および脱ガス処理として真空中にて350℃
×3hrの条件で熱処理を施した。[0086] Al spraying is carried out using an A powder having an average particle diameter of 52 µm.
The test was carried out under the conditions of a current of 500 A and a voltage of 80 V using the material for thermal spraying. Ti spraying was carried out at a current of 500 A and a voltage of 65 V using Ti sprayed raw materials having an average particle size of the powder of 65 μm. The atmosphere at the time of thermal spraying is a mixed atmosphere of Ar and H 2 , respectively.
Was supplied at 73 L / min, and H 2 was supplied at 8 L / min.
After cleaning the Ti sprayed surface on each part, 350 ° C in vacuum for annealing and degassing
Heat treatment was performed under the conditions of × 3 hours.
【００８７】Ｔｉ溶射膜の表面粗さは、局部山頂の平均
間隔Ｓが83μm、最大谷深さＲvが36μm、最大山高さＲp
が42μmであった。これら表面粗さはテーラーホブリン
社製の表面粗さ測定機Ｓ４Ｃを用いて測定した値であ
る。さらに、各溶射膜の硬度はアニーリング処理後にお
いて、Ａｌ溶射膜がHv20、Ｔｉ溶射膜がHv230であっ
た。The surface roughness of the Ti sprayed film is such that the average distance S between local peaks is 83 μm, the maximum valley depth Rv is 36 μm, and the maximum peak height Rp
Was 42 μm. These surface roughness values are measured using a surface roughness measuring device S4C manufactured by Taylor Hoblin. Further, the hardness of each sprayed film was Hv20 for the Al sprayed film and Hv230 for the Ti sprayed film after the annealing treatment.
【００８８】このようなマグネトロンスパッタリング装
置に高純度Ｔｉターゲット１１をセットし、マグネトロ
ンスパッタリングを行って、まず8インチウェーハ上に
Ｔｉ薄膜を形成した。さらに、その上にＮ2ガスを導入
しながらマグネトロンスパッタリングを行って、ＴｉＮ
薄膜を形成した。得られたＴｉ／ＴｉＮ薄膜の表面形態
を電子顕微鏡で拡大して観察したところ、良好な形態を
有していた。さらに、Ｔｉ／ＴｉＮ薄膜上の直径0.2μm
以上のパーティクル数を測定した。このような操作を連
続して行い、パーティクル数の変化を調査した。その結
果を図８に示す。A high-purity Ti target 11 was set in such a magnetron sputtering apparatus, and magnetron sputtering was performed to first form a Ti thin film on an 8-inch wafer. Further, magnetron sputtering is performed while introducing N 2 gas thereover to obtain TiN.
A thin film was formed. When the surface morphology of the obtained Ti / TiN thin film was enlarged and observed with an electron microscope, it was found to have a good morphology. Furthermore, a diameter of 0.2 μm on the Ti / TiN thin film
The above number of particles was measured. Such operations were performed continuously, and the change in the number of particles was investigated. FIG. 8 shows the result.
【００８９】一方、本発明との比較例１として、上記実
施例１と同様な各部品を以下のようにして作製した。ま
ず、SUS 304製基材の表面にアーク溶射法で厚さ100μm
のＡｌ溶射膜を形成し、さらにプラズマ溶射法で厚さ25
0μmのＴｉ溶射膜を形成した。これら各部品を使用し
て、マグネトロンスパッタリング装置を構成した。各部
品はＴｉ溶射面のクリーニング処理を行った後、マグネ
トロンスパッタリング装置に組込んだ。また、Ｔｉ溶射
膜の表面粗さは、局部山頂の平均間隔Ｓが126μm、最大
谷深さＲvが75μm、最大山高さＲpが85μmであった。各
溶射膜の硬度は、Ａｌ溶射膜がHv35、Ｔｉ溶射膜がHv38
0であった。On the other hand, as Comparative Example 1 with the present invention, the same parts as those in Example 1 were manufactured as follows. First, the surface of the SUS 304 base material is 100 μm thick by arc spraying.
Al sprayed film is formed, and plasma sprayed to a thickness of 25
A 0 μm Ti sprayed film was formed. A magnetron sputtering apparatus was configured using these components. After performing cleaning treatment of the Ti sprayed surface, each component was incorporated into a magnetron sputtering device. As for the surface roughness of the Ti sprayed film, the average interval S between local peaks was 126 μm, the maximum valley depth Rv was 75 μm, and the maximum peak height Rp was 85 μm. The hardness of each sprayed film is Hv35 for the Al sprayed film and Hv38 for the Ti sprayed film.
It was 0.
【００９０】上記した比較例１によるマグネトロンスパ
ッタリング装置を用いて、実施例１と同様にして8イン
チウェーハ上にＴｉ／ＴｉＮ薄膜を形成し、パーティク
ル数の変化を調べた。その結果を図８に併せて示す。ま
た、比較例１のＴｉ／ＴｉＮ膜の表面形態を電子顕微鏡
で拡大して観察したところ、実施例１に比べて劣るもの
であった。Using the magnetron sputtering apparatus of Comparative Example 1, a Ti / TiN thin film was formed on an 8-inch wafer in the same manner as in Example 1, and the change in the number of particles was examined. The results are also shown in FIG. In addition, when the surface morphology of the Ti / TiN film of Comparative Example 1 was observed under magnification with an electron microscope, it was inferior to Example 1.
【００９１】図８から明らかなように、実施例１による
マグネトロンスパッタリング装置はパーティクル発生量
が150ロットまで安定して少ないのに対して、比較例１
によるマグネトロンスパッタリング装置では突発的にパ
ーティクルが発生していると共に、全体的なパーティク
ル発生量も多いことが分かる。これらから、実施例１の
溶射膜によりパーティクルの発生を有効にかつ安定して
防止できることが確認された。As is apparent from FIG. 8, the magnetron sputtering apparatus according to the first embodiment has a stable and small amount of particles up to 150 lots, while the comparative example 1
It can be seen that particles are suddenly generated in the magnetron sputtering apparatus described in the above, and the total amount of generated particles is large. From these, it was confirmed that the sprayed film of Example 1 can effectively and stably prevent the generation of particles.
【００９２】実施例２、比較例２ 上記した実施例１と同様にして、表２に示すＡｌ溶射膜
とＴｉ溶射膜の積層膜を形成した各部品を用いて、それ
ぞれマグネトロンスパッタリング装置を構成した。溶射
膜の最表面の表面粗さおよび各溶射膜の硬度は表２に示
す通りである。溶射膜の表面粗さは粉末粒径により調整
した。溶射膜の硬度はアニール条件により調整した。Example 2 and Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1 described above, a magnetron sputtering apparatus was constructed using each component having a laminated film of an Al sprayed film and a Ti sprayed film shown in Table 2 formed. . The surface roughness of the outermost surface of the sprayed film and the hardness of each sprayed film are as shown in Table 2. The surface roughness of the sprayed film was adjusted by the particle size of the powder. The hardness of the sprayed film was adjusted by annealing conditions.
【００９３】これら各マグネトロンスパッタリング装置
を用いて、実施例１と同様にして8インチウェーハ上に
Ｔｉ／ＴｉＮ薄膜を形成し、このＴｉ／ＴｉＮ薄膜上の
直径0.2μm以上のパーティクル数を測定した。この薄膜
形成を連続して行い、パーティクルが増加するまでのロ
ット数で、剥離が発生するまでの寿命を調べた。また、
150ロットによるパーティクル数の平均値を調べた。そ
れらの結果を表２に示す。Using each of these magnetron sputtering apparatuses, a Ti / TiN thin film was formed on an 8-inch wafer in the same manner as in Example 1, and the number of particles having a diameter of 0.2 μm or more on the Ti / TiN thin film was measured. This thin film formation was performed continuously, and the life until the peeling occurred was examined by the number of lots until the number of particles increased. Also,
The average value of the number of particles in 150 lots was examined. Table 2 shows the results.
【００９４】[0094]
【表２】 [Table 2]
【００９５】実施例３、比較例３ まず、溶射原料として粉末粒径が40〜150μmの範囲で粒
径分布が異なるＴｉ溶射原料を複数用意した。これらＴ
ｉ溶射原料を用いて、図７に示したスパッタリング装置
のアースシールド１３、上部防着板１４、下部防着板１
５およびプラテンリング１７の各部品（SUS304製基材）
に対して、プラズマ溶射法で厚さ200μmのＴｉ溶射膜を
それぞれ形成した。次いで、Ｔｉ溶射面をクリーニング
処理した後、真空中にて300〜500℃×3hrの条件で熱処
理を施した。各Ｔｉ溶射膜の表面粗さは表３に示す通り
である。Example 3 and Comparative Example 3 First, a plurality of Ti sprayed raw materials having a different particle size distribution in a powder particle size range of 40 to 150 μm were prepared as sprayed raw materials. These T
i, using the material for thermal spraying, the earth shield 13, the upper shield plate 14, and the lower shield plate 1 of the sputtering apparatus shown in FIG.
5 and platen ring 17 parts (SUS304 base material)
On the other hand, a 200 μm thick Ti sprayed film was formed by a plasma spraying method. Next, after cleaning the Ti sprayed surface, a heat treatment was performed in vacuum at 300 to 500 ° C. for 3 hours. Table 3 shows the surface roughness of each sprayed Ti film.
【００９６】次に、これら各部品をマグネトロンスパッ
タリング装置に組込み、それぞれ実施例１と同様にして
8インチウェーハ上にＴｉ／ＴｉＮ薄膜を形成した。こ
のＴｉ／ＴｉＮ薄膜上の直径0.2μm以上のパーティクル
数を測定した。この薄膜形成を連続して行い、150ロッ
トによるパーティクル数の平均値を調べた。その結果を
表３に示す。なお、表３中の比較例３は、アーク溶射法
でＴｉ溶射膜を形成する以外は同様な部品を用いた場合
の結果である。Next, each of these parts was assembled in a magnetron sputtering apparatus, and each was assembled in the same manner as in Example 1.
A Ti / TiN thin film was formed on an 8-inch wafer. The number of particles having a diameter of 0.2 μm or more on the Ti / TiN thin film was measured. This thin film formation was continuously performed, and the average value of the number of particles in 150 lots was examined. Table 3 shows the results. Comparative Example 3 in Table 3 is a result when a similar component was used except that a Ti sprayed film was formed by the arc spraying method.
【００９７】[0097]
【表３】 [Table 3]
【００９８】表３から明らかなように、実施例３による
マグネトロンスパッタリング装置では、パーティクルの
発生量が比較例３に比べて非常に少ないことが分かる。
従って、膜（Ｔｉ／ＴｉＮ薄膜）の歩留りを大幅に高め
ることが可能となる。As is evident from Table 3, the magnetron sputtering apparatus according to the third embodiment generates much less particles than the comparative example 3.
Therefore, the yield of the film (Ti / TiN thin film) can be greatly increased.
【００９９】実施例４、比較例４ 溶射原料として粉末粒径が40〜120μmの範囲で粒径分布
が異なるＡｌ溶射原料を複数用意した。これらＡｌ溶射
原料を用いて、図７に示したスパッタリング装置のアー
スシールド１３、上部防着板１４、下部防着板１５およ
びプラテンリング１７の各部品（SUS 304製基材）に対
して、プラズマ溶射法で厚さ200μmのＡｌ溶射膜をそれ
ぞれ形成した。次いで、Ａｌ溶射面をクリーニング処理
した後、真空中にて300〜500℃×3hrの条件で熱処理を
施した。各Ａｌ溶射膜の表面粗さは表４に示す通りであ
る。Example 4 and Comparative Example 4 A plurality of Al-sprayed raw materials having different particle size distributions in a powder particle size range of 40 to 120 μm were prepared as sprayed raw materials. Using these Al sprayed raw materials, plasma is applied to each component (SUS 304 base material) of the earth shield 13, the upper protection plate 14, the lower protection plate 15, and the platen ring 17 of the sputtering apparatus shown in FIG. An Al sprayed film having a thickness of 200 μm was formed by spraying. Next, after cleaning the Al sprayed surface, a heat treatment was performed in vacuum at 300 to 500 ° C. for 3 hours. The surface roughness of each Al sprayed film is as shown in Table 4.
【０１００】次に、上記した各部品を高純度タングステ
ンシリサイド（ＷＳｉ2.8）ターゲットを有するマグネ
トロンスパッタリング装置に組込み、それぞれ8インチ
ウェーハ上にＷＳｉx薄膜を形成し、このＷＳｉx薄膜上
の直径0.2μm以上のパーティクル数を測定した。この薄
膜形成を連続して行い、200ロットによるパーティクル
数の平均値を調べた。その結果を表４に示す。なお、表
４中の比較例４は、アーク溶射法でＡｌ溶射膜を形成す
る以外は同様な部品を用いた場合の結果である。Next, incorporation of the components described above in a magnetron sputtering apparatus having a high purity tungsten silicide (WSi 2.8) target, forming a WSi x film in each on eight inches wafer, the diameter 0.2μm on the WSi x film The above number of particles was measured. This thin film was continuously formed, and the average value of the number of particles in 200 lots was examined. Table 4 shows the results. Comparative Example 4 in Table 4 is the result when a similar component was used except that the Al sprayed film was formed by the arc spraying method.
【０１０１】[0101]
【表４】 [Table 4]
【０１０２】表４から明らかなように、実施例４による
マグネトロンスパッタリング装置では、パーティクルの
発生量が比較例４に比べて非常に少ないことが分かる。
従って、膜（ＷＳｉx薄膜）の歩留りを大幅に高めるこ
とが可能となる。As is evident from Table 4, the magnetron sputtering apparatus according to the fourth embodiment produces much less particles than the comparative example 4.
Therefore, it is possible to increase the yield of the film (WSi x film) significantly.
【０１０３】実施例５、比較例５ 溶射原料として粉末粒径が40〜150μmの範囲で粒径分布
が異なるＴｉ溶射原料を複数用意した。これらＴｉ溶射
原料を用いて、図７に示したスパッタリング装置のアー
スシールド１３、上部防着板１４、下部防着板１５およ
びプラテンリング１７の各部品（SUS 304製基材）に対
して、プラズマ溶射法で厚さ200μmのＡｌ溶射膜を形成
し、さらにプラズマ溶射法で厚さ80μmのＴｉ溶射膜を
形成した。次いで、Ｔｉ溶射面をクリーニング処理した
後、真空中にて300〜500℃×3hrの条件でアニーリング
処理を施した。これら各溶射膜の硬度を表５に示す。Example 5 and Comparative Example 5 A plurality of Ti sprayed raw materials having powder particle diameters different from each other in the range of 40 to 150 μm were prepared as sprayed raw materials. Using these Ti spray materials, the parts (substrate made of SUS 304) of the earth shield 13, the upper protection plate 14, the lower protection plate 15, and the platen ring 17 of the sputtering apparatus shown in FIG. An Al sprayed film having a thickness of 200 μm was formed by thermal spraying, and a Ti sprayed film having a thickness of 80 μm was further formed by plasma spraying. Next, after cleaning the Ti sprayed surface, an annealing process was performed in vacuum at 300 to 500 ° C. for 3 hours. Table 5 shows the hardness of each of the sprayed films.
【０１０４】次に、これら各部品をマグネトロンスパッ
タリング装置に組込み、それぞれ実施例１と同様にして
8インチウェーハ上にＴｉ／ＴｉＮ薄膜を形成した。こ
の薄膜形成を連続して行い、パーティクル数が増加する
までのロット数で、剥離が発生するまでの寿命を調べ
た。その結果を表５に示す。なお、表５中の比較例５
は、アニーリング処理を施さない以外は同様な溶射膜を
形成した部品を用いた場合の結果である。Next, each of these parts was assembled in a magnetron sputtering apparatus,
A Ti / TiN thin film was formed on an 8-inch wafer. This thin film was continuously formed, and the life until the peeling occurred was examined by the number of lots until the number of particles increased. Table 5 shows the results. Comparative Example 5 in Table 5
Is a result in the case of using a component on which a similar sprayed film is formed except that the annealing treatment is not performed.
【０１０５】[0105]
【表５】 [Table 5]
【０１０６】表５から明らかなように、実施例５による
マグネトロンスパッタリング装置はパーティクル発生量
が急激に増加するまでのロット数、すなわち剥離寿命が
長く、長期間にわたって安定して使用することができ
る。このことはスパッタリング装置の稼働率を高めるこ
とが可能であることを意味し、装置のランニングコスト
の低減、ひいては成膜コストの削減に大きく貢献する。As is clear from Table 5, the magnetron sputtering apparatus according to Example 5 has a long number of lots until the amount of generated particles sharply increases, that is, a long stripping life, and can be used stably over a long period of time. This means that it is possible to increase the operating rate of the sputtering apparatus, which greatly contributes to a reduction in the running cost of the apparatus and, in turn, a reduction in the film formation cost.
【０１０７】実施例６、比較例６ 溶射原料として粉末粒径が40〜120μmの範囲で粒径分布
が異なるＡｌ溶射原料を複数用意した。Ａｌ溶射原料を
用いて、図７に示したスパッタリング装置のアースシー
ルド１３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラ
テンリング１７の各部品（SUS 304製基材）に対して、
プラズマ溶射法で厚さ200μmのＡｌ溶射膜を形成し、さ
らにその上にプラズマ溶射法で厚さ100μmのＷ溶射膜を
形成した。次いで、Ｗ溶射面をクリーニング処理した
後、真空中にて300〜500℃×3hrの条件でアニーリング
処理を施した。これら各溶射膜の硬度を表６に示す。Example 6 and Comparative Example 6 As a thermal spraying material, a plurality of Al thermal spraying materials having powder particle diameters in the range of 40 to 120 μm and different particle size distributions were prepared. Using the Al sprayed raw material, the components (base material made of SUS 304) of the earth shield 13, the upper protection plate 14, the lower protection plate 15, and the platen ring 17 of the sputtering apparatus shown in FIG.
An Al sprayed film having a thickness of 200 μm was formed by a plasma spraying method, and a W sprayed film having a thickness of 100 μm was further formed thereon by a plasma spraying method. Next, after the W sprayed surface was cleaned, an annealing process was performed in vacuum at 300 to 500 ° C. for 3 hours. Table 6 shows the hardness of each of these sprayed films.
【０１０８】次に、上記した各部品を高純度タングステ
ンシリサイド（ＷＳｉ2.8）ターゲットを有するマグネ
トロンスパッタリング装置に組込み、それぞれ8インチ
ウェーハ上にＷＳｉx薄膜を形成した。このＷＳｉx薄膜
の形成を、直径0.2μm以上のパーティクル数を測定しな
がら連続して行い、パーティクル数が増加するまでのロ
ット数で、剥離が発生するまでの寿命を調べた。その結
果を表６に示す。なお、表６中の比較例６は、アニーリ
ング処理を施さない以外は同様な溶射膜を形成した部品
を用いた場合の結果である。[0108] Next, to form a WSi x film built, each on eight inches wafer magnetron sputtering apparatus having a high purity tungsten silicide (WSi 2.8) target the components described above. The formation of the WSi x film was performed continuously while measuring the number of particles or a diameter of 0.2 [mu] m, in number of lots until the number of particles is increased, was examined life before peeling occurs. Table 6 shows the results. Comparative Example 6 in Table 6 is a result in the case of using a component on which a similar sprayed film was formed except that the annealing treatment was not performed.
【０１０９】[0109]
【表６】 [Table 6]
【０１１０】表６から明らかなように、実施例６による
マグネトロンスパッタリング装置はパーティクル発生量
が急激に増加するまでのロット数、すなわち剥離寿命が
長く、長期間にわたって安定して使用することができ
る。このことはスパッタリング装置の稼働率を高めるこ
とが可能であることを意味し、装置のランニングコスト
の低減、ひいては成膜コストの削減に大きく貢献する。As is clear from Table 6, the magnetron sputtering apparatus according to Example 6 has a long number of lots until the amount of generated particles sharply increases, that is, a long stripping life, and can be used stably over a long period of time. This means that it is possible to increase the operating rate of the sputtering apparatus, which greatly contributes to a reduction in the running cost of the apparatus and, in turn, a reduction in the film formation cost.
【０１１１】実施例７ 図７に示したスパッタリング装置のアースシールド１
３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラテンリ
ング１７の各部品（SUS 304製基材）に対して、表７に
示す各溶射膜をプラズマ溶射法でそれぞれ形成した。次
いで、各溶射面をクリーニング処理した後、表７に示す
条件でアニーリング処理を施した。これら各溶射膜の表
面粗さおよび硬度は表７に示す通りである。Example 7 Earth Shield 1 of Sputtering Apparatus shown in FIG.
3. Each sprayed film shown in Table 7 was formed on each component (SUS 304 base material) of the upper deposition-preventing plate 14, the lower deposition-preventing plate 15, and the platen ring 17 by the plasma spraying method. Next, after performing a cleaning process on each sprayed surface, an annealing process was performed under the conditions shown in Table 7. The surface roughness and hardness of each of these sprayed films are as shown in Table 7.
【０１１２】なお、各溶射膜の形成条件（プラズマ溶射
条件）は、Ａｌについては粉末原料の粒径45〜90μm、
電流500A、電圧75V、Ａｒ流量73L/min、Ｈ2流量8L/min
とした。Ｃｕは粉末原料の粒径30〜90μm、電流500A、
電圧65V、Ａｒ流量73L/min、Ｈ2流量5L/minとした。Ｗ
は粉末原料の粒径45μm以下、電流500A、電圧65V、Ａｒ
流量39L/min、Ｈ2流量10L/minとした。Ｍｏは粉末原料
の粒径45μm以下、電流500A、電圧67V、Ａｒ流量39L/mi
n、Ｈ2流量12/minとした。Ｎｉは粉末原料の粒径45〜75
μm、電流500A、電圧60V、Ａｒ流量39L/min、Ｈ2流量6.
5L/minとした。Ｔａは粉末原料の粒径30〜80μm、電流5
50A、電圧68V、Ａｒ流量39L/min、Ｈ2流量12L/minとし
た。SUS 304は粉末原料の粒径40〜90μm、電流500A、電
圧65V、Ａｒ流量39L/min、Ｈ2流量10L/minとした。The conditions for forming each sprayed film (plasma spraying conditions) are as follows.
Current 500A, voltage 75V, Ar flow rate of 73L / min, H 2 flow rate of 8L / min
And Cu has a particle size of 30 to 90 μm of powder raw material, current 500A,
Voltage 65V, Ar flow rate of 73L / min, and the flow rate of H 2 5L / min. W
Is the particle size of the powder raw material 45 μm or less, current 500A, voltage 65V, Ar
Flow rate of 39L / min, and the H 2 flow rate 10L / min. Mo has a particle size of powder material of 45 μm or less, current of 500 A, voltage of 67 V, Ar flow rate of 39 L / mi
n, and the flow rate of H 2 12 / min. Ni is 45-75 particle size of powder raw material
[mu] m, the current 500A, voltage 60V, Ar flow rate of 39L / min, H 2 flow rate 6.
It was 5 L / min. Ta is 30 to 80 μm in particle diameter of powder raw material, and current 5
And 50A, voltage 68V, Ar flow rate of 39L / min, the flow rate of H 2 12L / min. SUS 304 had a particle size of powder raw material of 40 to 90 μm, current of 500 A, voltage of 65 V, Ar flow rate of 39 L / min, and H 2 flow rate of 10 L / min.
【０１１３】次に、これら各部品をマグネトロンスパッ
タリング装置に組込み、それぞれ8インチウェーハ上に
表７に示す薄膜を形成した。これら各薄膜上の直径0.2
μm以上のパーティクル数を測定した。この薄膜形成を
連続して行い、パーティクルが増加するまでのロット数
で、剥離が発生するまでの寿命を調べた。また、150ロ
ットによるパーティクル数の平均値を調べた。それらの
結果を表７に示す。Next, these parts were assembled in a magnetron sputtering apparatus, and thin films shown in Table 7 were formed on 8-inch wafers. Diameter 0.2 on each of these thin films
The number of particles of μm or more was measured. This thin film formation was performed continuously, and the life until the peeling occurred was examined by the number of lots until the number of particles increased. The average value of the number of particles in 150 lots was examined. Table 7 shows the results.
【０１１４】[0114]
【表７】 [Table 7]
【０１１５】実施例８ 図７に示したスパッタリング装置のアースシールド１
３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラテンリ
ング１７の各部品に対して、表８に示す2層積層構造の
各溶射膜（下層はＡｌ溶射膜）をそれぞれ形成した。次
いで、各溶射面をクリーニング処理した後、表８に示す
条件でアニーリング処理を施した。これら各溶射膜の表
面粗さおよび硬度は表８に示す通りである。Example 8 Earth Shield 1 of Sputtering Apparatus shown in FIG.
3. Each sprayed film having a two-layer laminated structure shown in Table 8 (the lower layer was an Al sprayed film) was formed on each part of the upper protection plate 14, the lower protection plate 15 and the platen ring 17. Next, after performing a cleaning process on each sprayed surface, an annealing process was performed under the conditions shown in Table 8. Table 8 shows the surface roughness and hardness of each of the sprayed films.
【０１１６】なお、各部品の基材は、表８中の試料No5
についてはＡｌ合金を使用し、それ以外についてはSUS
304を使用した。また、各溶射膜の形成条件は、基本的
には実施例７と同一とした。ただし、表８中の試料No3
のＡｌ溶射膜は、直径1.6mmのＡｌ線材を溶射原料とし
て用いて、電流200A、電圧30Vの条件でアーク溶射して
形成した。The base material of each part is the same as that of sample No. 5 in Table 8.
Use Al alloy, otherwise use SUS
304 was used. The conditions for forming each sprayed film were basically the same as those in Example 7. However, sample No. 3 in Table 8
The Al sprayed film was formed by arc spraying at a current of 200 A and a voltage of 30 V using an Al wire having a diameter of 1.6 mm as a material for spraying.
【０１１７】次に、これら各部品をマグネトロンスパッ
タリング装置に組込み、それぞれ8インチウェーハ上に
表８に示す薄膜を形成した。これら各薄膜上の直径0.2
μm以上のパーティクル数を測定した。この薄膜形成を
連続して行い、パーティクルが増加するまでのロット数
で、剥離が発生するまでの寿命を調べた。また、150ロ
ットによるパーティクル数の平均値を調べた。それらの
結果を表８に示す。Next, these components were assembled in a magnetron sputtering apparatus, and thin films shown in Table 8 were formed on 8-inch wafers. Diameter 0.2 on each of these thin films
The number of particles of μm or more was measured. This thin film formation was performed continuously, and the life until the peeling occurred was examined by the number of lots until the number of particles increased. The average value of the number of particles in 150 lots was examined. Table 8 shows the results.
【０１１８】[0118]
【表８】 [Table 8]
【０１１９】実施例９ 図７に示したスパッタリング装置のアースシールド１
３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラテンリ
ング１７の各部品に対して、表９に示す2層積層構造の
各溶射膜（下層はＣｕ溶射膜）をそれぞれ形成した。次
いで、各溶射面をクリーニング処理した後、表９に示す
条件でアニーリング処理を施した。これら各溶射膜の表
面粗さおよび硬度は表９に示す通りである。Embodiment 9 The earth shield 1 of the sputtering apparatus shown in FIG.
3. Each sprayed film (lower layer is a Cu sprayed film) having a two-layer laminated structure shown in Table 9 was formed on each part of the upper deposition-preventing plate 14, the lower deposition-preventing plate 15, and the platen ring 17. Next, after performing a cleaning process on each sprayed surface, an annealing process was performed under the conditions shown in Table 9. The surface roughness and hardness of each of these sprayed films are as shown in Table 9.
【０１２０】なお、各部品の基材は、表９中の試料No3
と試料No4についてはＴｉ合金を使用し、それ以外につ
いてはSUS 304を使用した。また、各溶射膜の形成条件
は、基本的には実施例７と同一とした。ただし、表９中
の試料No1、No2、No3、No4、No5、No6による各Ｃｕ溶射
膜は、直径1.6mmのＣｕ線材を溶射原料として用いて、
電流200A、電圧30Vの条件でアーク溶射して形成した。Note that the base material of each part was the sample No. 3 in Table 9.
For Sample No. 4, a Ti alloy was used, and for the other samples, SUS 304 was used. The conditions for forming each sprayed film were basically the same as those in Example 7. However, the Cu sprayed films of Samples No. 1, No. 2, No. 3, No. 4, No. 5, and No. 6 in Table 9 were prepared by using a 1.6 mm diameter Cu wire as a spray material.
It was formed by arc spraying under the conditions of a current of 200 A and a voltage of 30 V.
【０１２１】次に、これら各部品をマグネトロンスパッ
タリング装置に組込み、それぞれ8インチウェーハ上に
表９に示す薄膜を形成した。これら各薄膜上の直径0.2
μm以上のパーティクル数を測定した。この薄膜形成を
連続して行い、パーティクルが増加するまでのロット数
で、剥離が発生するまでの寿命を調べた。また、150ロ
ットによるパーティクル数の平均値を調べた。それらの
結果を表９に示す。Next, these components were assembled in a magnetron sputtering apparatus, and thin films shown in Table 9 were formed on 8-inch wafers. Diameter 0.2 on each of these thin films
The number of particles of μm or more was measured. This thin film formation was performed continuously, and the life until the peeling occurred was examined by the number of lots until the number of particles increased. The average value of the number of particles in 150 lots was examined. Table 9 shows the results.
【０１２２】[0122]
【表９】 [Table 9]
【０１２３】実施例１０ 図７に示したスパッタリング装置のアースシールド１
３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラテンリ
ング１７の各部品（SUS 304製基材）に対して、表１０
に示す2層積層構造の各溶射膜（下層はＮｉ溶射膜）を
プラズマ溶射法でそれぞれ形成した。次いで、各溶射面
をクリーニング処理した後、表１０に示す条件でアニー
リング処理を施した。これら各溶射膜の表面粗さおよび
硬度は表１０に示す通りである。なお、各溶射膜の形成
条件は実施例７と同一とした。Embodiment 10 Earth shield 1 of sputtering apparatus shown in FIG.
3. For each part (SUS 304 base material) of the upper protection plate 14, the lower protection plate 15, and the platen ring 17, Table 10
Each of the sprayed films having a two-layer laminated structure shown in (1) (the lower layer was a Ni sprayed film) was formed by a plasma spraying method. Next, after performing a cleaning process on each sprayed surface, an annealing process was performed under the conditions shown in Table 10. Table 10 shows the surface roughness and hardness of each of these sprayed films. The conditions for forming each sprayed film were the same as those in Example 7.
【０１２４】次に、これら各部品をマグネトロンスパッ
タリング装置に組込み、それぞれ8インチウェーハ上に
表１０に示す薄膜を形成した。これら各薄膜上の直径0.
2μm以上のパーティクル数を測定した。この薄膜形成を
連続して行い、パーティクルが増加するまでのロット数
で、剥離が発生するまでの寿命を調べた。また、150ロ
ットによるパーティクル数の平均値を調べた。それらの
結果を表１０に示す。Next, these components were assembled in a magnetron sputtering apparatus, and thin films shown in Table 10 were formed on 8-inch wafers. Diameter 0 on each of these thin films.
The number of particles of 2 μm or more was measured. This thin film formation was performed continuously, and the life until the peeling occurred was examined by the number of lots until the number of particles increased. The average value of the number of particles in 150 lots was examined. Table 10 shows the results.
【０１２５】[0125]
【表１０】 [Table 10]
【０１２６】実施例１１ 図７に示したスパッタリング装置のアースシールド１
３、上部防着板１４、下部防着板１５およびプラテンリ
ング１７の各部品（SUS 304製基材）に対して、プラズ
マ溶射法で厚さ約200μmのＴｉ溶射膜をそれぞれ形成し
た。また、ターゲット１１としては高純度Ｔｉを使用
し、またバッキングプレート１２にはＡｌを使用した。
ターゲット１１の外周部の非エロージョン領域、および
バッキングプレート１２の表面にも、同様にプラズマ溶
射法で厚さ約200μmのＴｉ溶射膜を形成した。Embodiment 11 The earth shield 1 of the sputtering apparatus shown in FIG.
3. A Ti sprayed film having a thickness of about 200 μm was formed on each component (SUS 304 base material) of the upper deposition-preventing plate 14, the lower deposition-preventing plate 15, and the platen ring 17 by a plasma spraying method. The target 11 was made of high-purity Ti, and the backing plate 12 was made of Al.
Similarly, a Ti sprayed film having a thickness of about 200 μm was formed on the non-erosion region on the outer peripheral portion of the target 11 and the surface of the backing plate 12 by the plasma spraying method.
【０１２７】次に、これらＴｉ溶射膜を形成した各部
品、ターゲットおよびバッキングプレートのＴｉ溶射面
をクリーニング処理した後、真空中にて350℃×3hrの条
件で熱処理を施した。各Ｔｉ溶射膜の表面粗さは、局部
山頂の平均間隔Ｓが72μm、最大谷深さＲvが45μm、最
大山高さＲpが42μmであった。また、Ｔｉ溶射膜の硬度
はHv205であった。Next, after cleaning the Ti-sprayed surface of each component, target, and backing plate on which the Ti-sprayed film was formed, a heat treatment was performed in a vacuum at 350 ° C. for 3 hours. The surface roughness of each Ti sprayed film was such that the average interval S between local peaks was 72 μm, the maximum valley depth Rv was 45 μm, and the maximum peak height Rp was 42 μm. The hardness of the Ti sprayed film was Hv205.
【０１２８】上述した各部品、ターゲットおよびバッキ
ングプレートをマグネトロンスパッタリング装置に組込
んで、実施例１と同様にして、8インチウェーハ上にＴ
ｉ／ＴｉＮ薄膜を形成した。このＴｉ／ＴｉＮ薄膜上の
直径0.2μm以上のパーティクル数を測定した。この薄膜
形成を連続して行い、パーティクルが増加するまでのロ
ット数で剥離寿命を調べた。また、150ロットによるパ
ーティクル数の平均値を調べた。剥離寿命は144ロッ
ト、パーティクル数の平均値は14個であった。Each of the above components, the target, and the backing plate were assembled in a magnetron sputtering apparatus, and a T
An i / TiN thin film was formed. The number of particles having a diameter of 0.2 μm or more on the Ti / TiN thin film was measured. This thin film formation was performed continuously, and the peeling life was examined by the number of lots until the number of particles increased. The average value of the number of particles in 150 lots was examined. The peeling life was 144 lots, and the average value of the number of particles was 14 pieces.
【０１２９】この実施例１１においては、ターゲットお
よびバッキングプレートに溶射しない場合と比較して、
突発的に発生するパーティクルがなくなり、また全体の
パーティクル数は半減した。これらのことから、パーテ
ィクルの発生を有効かつ安定して防止できることが確認
された。In the eleventh embodiment, as compared with the case where the target and the backing plate are not sprayed,
There are no sudden particles, and the total number of particles has been halved. From these, it was confirmed that generation of particles can be effectively and stably prevented.
【０１３０】[0130]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の真空成膜
装置用部品およびターゲット装置によれば、成膜工程中
に付着する成膜材料の剥離を安定かつ有効に防止できる
と共に、クリーニングや部品の交換回数を削減すること
ができる。従って、このような真空成膜装置用部品やタ
ーゲット装置を有する本発明の真空成膜装置によれば、
配線膜や素子の不良発生原因となる膜中へのパーティク
ルの混入を抑制することが可能となると共に、装置稼働
率の向上により成膜コストの低減を図ることができる。As described above, according to the component for a vacuum film forming apparatus and the target apparatus of the present invention, the film material adhered during the film forming process can be stably and effectively prevented from being peeled off, and the cleaning and cleaning can be performed effectively. The number of replacements of parts can be reduced. Therefore, according to the vacuum film forming apparatus of the present invention having such a component for a vacuum film forming apparatus and a target device,
This makes it possible to prevent particles from being mixed in the wiring film or the film which causes a failure of the element, and to reduce the film forming cost by improving the operation rate of the apparatus.
【図１】 本発明の一実施形態による真空成膜装置用部
品の要部構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of a part for a vacuum film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明で適用した表面粗さのうち局部山頂の
平均間隔Ｓを説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an average interval S between local peaks in the surface roughness applied in the present invention.
【図３】 本発明で適用した表面粗さのうち最大谷深さ
Ｒvおよび最大山高さＲpを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a maximum valley depth Rv and a maximum peak height Rp among surface roughness applied in the present invention.
【図４】 図１に示す真空成膜装置用部品における溶射
膜の第１の具体例の構成を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a first specific example of a sprayed film in the component for a vacuum film forming apparatus shown in FIG.
【図５】 図１に示す真空成膜装置用部品における溶射
膜の第２の具体例の構成を模式的に示す断面図である。5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a second specific example of the sprayed film in the component for a vacuum film forming apparatus shown in FIG.
【図６】 本発明のターゲット装置を適用したスパッタ
リングターゲットの一実施形態の概略構成を示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an embodiment of a sputtering target to which the target device of the present invention is applied.
【図７】 本発明の真空成膜装置を適用したスパッタリ
ング装置の一実施形態の要部構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a main configuration of an embodiment of a sputtering apparatus to which the vacuum film forming apparatus of the present invention is applied.
【図８】 本発明の実施例１によるスパッタリング装置
を使用した際のパーティクル数の変化を比較例１のスパ
ッタリング装置と比較して示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change in the number of particles when the sputtering apparatus according to the first embodiment of the present invention is used, in comparison with the sputtering apparatus according to the first comparative example.
１……真空成膜装置用部品，２……部品本体（基材），
３……溶射膜，１１……スパッタリングターゲット，１
２……バッキングプレート，１３……アースシールド，
１４、１５……防着板，１６……被成膜基板，１７……
プラテンリング1 ... parts for vacuum deposition equipment, 2 ... parts body (base material),
3 ... sprayed film, 11 ... sputtering target, 1
2 ... backing plate, 13 ... earth shield,
14, 15 ... deposition-proof plate, 16 ... film-forming substrate, 17 ...
Platen ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｓ 21/205 21/205 21/285 21/285 Ｓ Ｃ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/203 H01L 21/203 S 21/205 21/205 21/285 21/285 SC
Claims (23)
定する局部山頂の平均間隔Ｓが50〜150μmの範囲、最大
谷深さＲvおよび最大山高さＲpがそれぞれ20〜70μmの
範囲である表面粗さを有する溶射膜とを具備することを
特徴とする真空成膜装置用部品。1. A component of a vacuum film forming apparatus, comprising: a component body; and an average interval S of local peaks formed on a surface of the component body and defined by JIS B 0601-1994 in a range of 50 to 150 μm; A spray coating having a surface roughness having a maximum valley depth Rv and a maximum peak height Rp in the range of 20 to 70 μm, respectively.
いて、 前記溶射膜は、成膜材料との熱膨張率の差が15×10-6/K
以下の金属材料からなる被膜を有することを特徴とする
真空成膜装置用部品。2. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 1, wherein the thermal sprayed film has a difference in thermal expansion coefficient with a film forming material of 15 × 10 −6 / K.
A component for a vacuum film forming apparatus, comprising a coating made of the following metal material.
装置用部品において、 前記溶射膜は、前記部品本体との熱膨張率の差が20×10
-6/K以下の金属材料からなる被膜を有することを特徴と
する真空成膜装置用部品。3. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 1, wherein a difference between a thermal expansion coefficient of the sprayed film and that of the component body is 20 × 10.
A component for a vacuum film forming apparatus, characterized by having a coating made of a metal material of -6 / K or less.
いて、 前記溶射膜は、異なる材料からなる2層以上の被膜を有
することを特徴とする真空成膜装置用部品。4. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 1, wherein the sprayed film has two or more coatings made of different materials.
いて、 前記溶射膜は、前記部品本体上に形成され、軟金属材料
からなる応力緩和層と、前記応力緩和層上に形成され、
成膜材料との熱膨張率差が15×10-6/K以下の金属材料か
らなる熱膨張緩和層とを有することを特徴とする真空成
膜装置用部品。5. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 4, wherein the sprayed film is formed on the component main body, and is formed on a stress relaxation layer made of a soft metal material, and on the stress relaxation layer.
A component for a vacuum film forming apparatus, comprising: a thermal expansion relaxation layer made of a metal material having a difference in thermal expansion coefficient from a film forming material of 15 × 10 −6 / K or less.
記載の真空成膜装置用部品において、 前記溶射膜は、ビッカース硬さがHv30以下のＡｌ系溶射
膜、ビッカース硬さがHv100以下のＣｕ系溶射膜、ビッ
カース硬さがHv200以下のＮｉ系溶射膜、ビッカース硬
さがHv300以下のＴｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300
以下のＭｏ系溶射膜、およびビッカース硬さがHv500以
下のＷ系溶射膜から選ばれる少なくとも1つの被膜を有
することを特徴とする真空成膜装置用部品。6. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 1, wherein the sprayed film is an Al-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv30 or less, and a Vickers hardness of Hv100 or less. Sprayed Cu-based film, Ni-based sprayed film with Vickers hardness of Hv200 or less, Ti-based sprayed film with Vickers hardness of Hv300 or less, Vickers hardness of Hv300
A component for a vacuum film forming apparatus, characterized by having at least one coating selected from the following Mo-based sprayed films and W-based sprayed films having a Vickers hardness of 500 or less.
以下のＡｌ系溶射膜、ビッカース硬さがHv100以下のＣ
ｕ系溶射膜、ビッカース硬さがHv200以下のＮｉ系溶射
膜、ビッカース硬さがHv300以下のＴｉ系溶射膜、ビッ
カース硬さがHv300以下のＭｏ系溶射膜およびビッカー
ス硬さがHv500以下のＷ系溶射膜から選ばれる少なくと
も1つの低硬度被膜を有する溶射膜とを具備することを
特徴とする真空成膜装置用部品。7. A component part of a vacuum film forming apparatus, comprising: a component body; and a Vickers hardness Hv30 provided on a surface of the component body.
The following Al-based thermal spray coating, C with Vickers hardness of Hv100 or less
u-based sprayed coating, Ni-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv200 or less, Ti-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv300 or less, Mo-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv300 or less, and W-based with Vickers hardness of Hv500 or less A sprayed film having at least one low-hardness coating selected from a sprayed film.
いて、 前記溶射膜は、成膜材料との熱膨張率の差が15×10-6/K
以下の金属材料からなる熱膨張緩和層を有し、前記熱膨
張緩和層が前記低硬度被膜からなることを特徴とする真
空成膜装置用部品。8. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the thermal sprayed film has a difference in thermal expansion coefficient from a film forming material of 15 × 10 −6 / K.
A component for a vacuum film forming apparatus, comprising a thermal expansion relaxation layer made of the following metal material, wherein the thermal expansion relaxation layer is made of the low hardness coating.
いて、 前記熱膨張緩和層は、前記部品本体との熱膨張率の差が
20×10-6/K以下の前記金属材料からなることを特徴とす
る真空成膜装置用部品。9. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 8, wherein the thermal expansion moderating layer has a difference in thermal expansion coefficient from the component body.
A component for a vacuum film forming apparatus, comprising the metal material having a density of 20 × 10 −6 / K or less.
おいて、 前記溶射膜は、異なる材料からなる2層以上の被膜を有
し、そのうちの少なくとも1層が前記低硬度被膜からな
ることを特徴とする真空成膜装置用部品。10. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the sprayed film has two or more coatings made of different materials, and at least one of the coatings is made of the low hardness coating. Characteristic parts for vacuum deposition equipment.
おいて、 前記溶射膜は、前記部品本体上に形成され、軟金属材料
からなる応力緩和層と、前記応力緩和層上に形成され、
成膜材料との熱膨張率差が15×10-6/K以下の金属材料か
らなる熱膨張緩和層とを有し、前記応力緩和層および前
記熱膨張緩和層の少なくとも一方が前記低硬度被膜から
なることを特徴とする真空成膜装置用部品。11. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the sprayed film is formed on the component main body, and formed on a stress relaxation layer made of a soft metal material, and on the stress relaxation layer.
A thermal expansion relaxation layer made of a metal material having a thermal expansion coefficient difference of 15 × 10 −6 / K or less with respect to a film forming material, wherein at least one of the stress relaxation layer and the thermal expansion relaxation layer is the low hardness coating. A component for a vacuum film forming apparatus, comprising:
において、 前記応力緩和層および熱膨張緩和層はいずれも前記低硬
度被膜からなることを特徴とする真空成膜装置用部品。12. The component for a vacuum deposition apparatus according to claim 11, wherein each of the stress relaxation layer and the thermal expansion relaxation layer is made of the low hardness coating.
１項記載の真空成膜装置用部品において、 前記溶射膜は、最表面の表面粗さがJIS B 0601-1994で
規定する算術平均粗さＲaで5〜15μmの範囲であること
を特徴とする真空成膜装置用部品。13. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the thermal sprayed film has an arithmetic average roughness defined by JIS B 0601-1994. A component for a vacuum film forming apparatus, wherein Ra has a range of 5 to 15 μm.
１項記載の真空成膜装置用部品において、 前記低硬度被膜のビッカース硬さは、前記低硬度被膜の
表面を研磨して平坦化し、この平坦化された面に荷重20
0gでダイヤモンド圧子を30秒間押し付けてビッカース硬
さ値を測定し、この測定を5回行った平均値を示すこと
を特徴とする真空成膜装置用部品。14. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 7, wherein the Vickers hardness of the low-hardness coating is flattened by polishing the surface of the low-hardness coating. Load 20 on this flattened surface
A component for a vacuum film forming apparatus, wherein a Vickers hardness value is measured by pressing a diamond indenter at 0 g for 30 seconds, and an average value obtained by performing the measurement five times is shown.
１項記載の真空成膜装置用部品において、 前記溶射膜は50〜500μmの範囲の厚さを有することを特
徴とする真空成膜装置用部品。15. The vacuum film forming apparatus according to claim 1, wherein the sprayed film has a thickness in a range of 50 to 500 μm. Parts.
成膜装置用部品において、 前記応力緩和層は100〜300μmの範囲の厚さを有し、か
つ前記熱膨張緩和層は50〜150μmの範囲の厚さを有する
ことを特徴とする真空成膜装置用部品。16. The component for a vacuum film forming apparatus according to claim 5, wherein the stress relaxation layer has a thickness in a range of 100 to 300 μm, and the thermal expansion relaxation layer has a thickness of 50 to 150 μm. A component for a vacuum film forming apparatus having a thickness in a range.
される成膜源と、 前記成膜源を保持する成膜源保持部と、 前記被成膜試料保持部または前記成膜源保持部の周囲に
配置された防着部品とを具備し、 前記被成膜試料保持部、前記成膜源保持部および前記防
着部品から選ばれる少なくとも1つが、請求項１ないし
請求項１６のいずれか１項記載の真空成膜装置用部品か
らなることを特徴とする真空成膜装置。17. A vacuum container, a film-forming sample holding unit arranged in the vacuum container, a film-forming source arranged in the vacuum container so as to face the film-forming sample holding unit, A film formation source holding unit for holding a film formation source, and a deposition-preventing component disposed around the film formation sample holding unit or the film formation source holding unit; 17. A vacuum film forming apparatus, wherein at least one selected from a film forming source holding unit and the deposition-preventing part is formed of the component for a vacuum film forming apparatus according to any one of claims 1 to 16.
て、 前記真空成膜装置用部品の表面に形成された前記溶射膜
は、前記成膜源を構成する少なくとも1種の金属材料を
含む被膜を有することを特徴とする真空成膜装置。18. The vacuum film forming apparatus according to claim 17, wherein the sprayed film formed on a surface of the vacuum film forming apparatus component includes a film containing at least one metal material constituting the film forming source. A vacuum film forming apparatus comprising:
空成膜装置において、 前記成膜装置はスパッタリング装置であることを特徴と
する真空成膜装置。19. The vacuum film forming apparatus according to claim 17, wherein said film forming apparatus is a sputtering apparatus.
JIS B 0601-1994で規定する局部山頂の平均間隔Ｓが50
〜150μmの範囲、最大谷深さＲvおよび最大山高さＲpが
それぞれ20〜70μmの範囲である表面粗さを有する溶射
膜とを具備することを特徴とするターゲット装置。20. A target body, formed in a non-erosion region of the target body,
The average distance S between local peaks specified in JIS B 0601-1994 is 50
A target sprayed film having a surface roughness in a range of about 150 to 150 μm, and a maximum valley depth Rv and a maximum peak height Rp of 20 to 70 μm, respectively.
前記バッキングプレート本体の表面に形成され、JIS B
0601-1994で規定する局部山頂の平均間隔Ｓが50〜150μ
mの範囲、最大谷深さＲvおよび最大山高さＲpがそれぞ
れ20〜70μmの範囲である表面粗さを有する溶射膜とを
備えるパッキングプレートとを具備することを特徴とす
るターゲット装置。21. A target, a backing plate body holding the target,
Formed on the surface of the backing plate body, JIS B
The average distance S between local peaks specified in 0601-1994 is 50-150μ
and a thermal spray coating having a surface roughness having a maximum valley depth Rv and a maximum peak height Rp in the range of 20 to 70 μm, respectively.
ビッカース硬さがHv30以下のＡｌ系溶射膜、ビッカース
硬さがHv100以下のＣｕ系溶射膜、ビッカース硬さがHv2
00以下のＮｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下の
Ｔｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下のＭｏ系溶
射膜およびビッカース硬さがHv500以下のＷ系溶射膜か
ら選ばれる少なくとも1つの低硬度被膜を有する溶射膜
とを具備することを特徴とするターゲット装置。22. A target body, formed in a non-erosion region of the target body,
Al-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv30 or less, Cu-based sprayed coating with Vickers hardness of Hv100 or less, Vickers hardness of Hv2
At least one low-temperature spraying film selected from the group consisting of a Ni-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv300 or less, a Mo-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv300 or less, and a W-based sprayed film having a Vickers hardness of Hv500 or less. A target device comprising: a sprayed film having a hard coating.
前記バッキングプレート本体の表面に形成され、ビッカ
ース硬さがHv30以下のＡｌ系溶射膜、ビッカース硬さが
Hv100以下のＣｕ系溶射膜、ビッカース硬さがHv200以下
のＮｉ系溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下のＴｉ系
溶射膜、ビッカース硬さがHv300以下のＭｏ系溶射膜お
よびビッカース硬さがHv500以下のＷ系溶射膜から選ば
れる少なくとも1つの低硬度被膜を有する溶射膜とを備
えるパッキングプレートとを具備することを特徴とする
ターゲット装置。23. A target, a backing plate body holding the target,
An Al-based sprayed film formed on the surface of the backing plate body and having a Vickers hardness of Hv 30 or less, Vickers hardness is
Hv100 or less Cu-based sprayed coating, Vickers hardness Hv200 or less Ni-based sprayed coating, Vickers hardness Hv300 or less Ti-based sprayed coating, Vickers hardness Hv300 or less Mo-based sprayed coating and Vickers hardness Hv500 or less And a packing plate having a sprayed coating having at least one low hardness coating selected from the group consisting of W-based sprayed coatings.
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