JPH0522553U - パーテイクルゲツタ治具キヤツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜形成装置において治具露出表面の付着物
の剥離を防止しまた薄膜形成後の治具の取り外しを容易
にすること。 【構成】 治具の使用時の露出部分を完全に覆いそして
そこに弾発嵌着式に着脱することのできる治具キャップ
を使用し、治具キャップにパーティクルゲッターを取り
付けるか、或いは治具キャップ自体をパーティクルゲッ
ターで構成する。ボルト６の頭部を覆う治具キャップ１
には、パーティクルゲッタ３が取り付けられ、治具キャ
ップの側面部には弾発嵌着用のテーパ５が形成される。
治具キャップ４は、キャップ自体がパーティクルゲッタ
から構成されそして同じくテーパ５が形成される。着脱
手段として、スリット付き突起も使用出来る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、気相成長による薄膜形成装置内に機器を取付けるのに使用される治 具に由来するパーティクル発生の防止のため、治具の使用時にその露出部を覆う パーティクルゲッタを付着した或いはパーティクルゲッタ自体から構成された治 具キャップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、集積回路の電極や拡散バリヤ等用の薄膜、磁気記録媒体用の磁性薄 膜、液晶表示装置のＩＴＯ透明導電膜などの多くの薄膜形成には、気相成長技術 が使用されている。この気相成長法による薄膜形成技術には、熱分解法、水素還 元法、不均等化反応法、プラズマＣＶＤ法などの化学気相成長、真空蒸着法、ス パッタリング法、イオンビーム法、放電重合法などがある。

【０００３】 現在、このような気相成長法による薄膜形成プロセスは大量生産技術として確 立されているが、形成された膜上に一般にパーティクルと呼ばれる粗大粒子が堆 積するという問題が発生している。

【０００４】 このパーティクルとは、薄膜形成時に装置内を飛散する粒子がクラスター化し て基板上に堆積したものを云うのであるが、このクラスター化粒子は直径が数μ ｍ程度にまで大きくなるものが多いので、これが基板上に堆積すると、例えばＬ ＳＩの場合は配線の短絡或いは逆に断線を引き起こすなどの問題を生じ、不良率 増大の原因となる。そしてこれらのパーティクルは、薄膜形成法自体に起因する ものや、薄膜形成装置に起因するもの等の種々の要因がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような薄膜形成装置に起因するパーティクルとしては、基板周辺や装置 の内壁（炉壁）やシャッター、シールド等の機器類に飛散粒子が付着し、生成し た付着膜が剥離し、それが再度飛散して基板に付着して汚染源となることが１つ の大きな要因である。このような付着物質の再剥離に起因するパーティクルを防 止するためには、薄膜形成装置の内壁や機器表面を常に清浄にしておく必要があ る。このような内壁を常にクリーンに保つのは実際には非常に難しく、完全にク リーンにするには大変な時間を必要とし、また内壁や機器の部位によっては清浄 化が実際上できないところもある。

【０００６】 その対策の一つとして、Ａｌ箔や電解Ｆｅ箔のディスポーザブル（使い捨て） 箔による汚染防止材の使用が考慮された。これら箔をあらかじめ内壁にはりつけ ておき、薄膜形成（被覆操作）終了後これを除去すれば、一応内壁をクリーンな 状態に保つことが可能と考えられた。しかし、これらの使い捨て箔には致命的な 欠陥が見出された。それは、設置された箔に堆積した薄膜形成飛散物質が剥離し 易く、基板上への堆積膜上でのパーティクル発生が依然として起ることである。 この剥離を防止するためには頻繁に箔を交換しなければならず、薄膜形成の操業 性が著しく悪化した。

【０００７】 そうした中で、本出願人は先に、従来の金属箔に代えて、（１）トリート電解 銅箔（電解銅箔のマット面（無光沢面）に更に電解処理を施してマット面に存在 する微小な塊状の突出部（ノブ）に銅または銅酸化物の微細粒をランダムに析出 させた処理電解銅箔）、（２）トリート電解銅箔表面に薄膜形成装置において形 成されるべき薄膜と同一材料或いは無害である類似材料を更にコーティングした もの、（３）蛇腹状の金属箔、（４）エンボス加工により多数の凹凸を形成した 金属箔並びに（５）一面にメッシュを有する金属溶射膜の使用を提唱した。これ らは、飛来する粒子の捕獲作用及び保持作用に格段に優れ、パーティクルの発生 を有効に防止するので、パーティクルゲッターと呼ばれている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

こうしたパーティクルゲッターを装置の内壁（炉壁）やシャッター、シールド 等の装置内機器類に装備することにより、パーティクルの発生は顕著に減少し、 形成される薄膜の歩留や信頼性の向上が確認されている。しかし、上記シャッタ ー、シールド等の機器類を装着・固定するのに使用されるボルト、ネジ等の治具 には何の対策も採られていないのが現状である。そのため、治具露出表面への付 着物の剥離に起因するパーティクルが発生することが認められた。また、それら 付着物が治具表面を覆うことが原因で治具の取り外しに支障をきたし、機器類の 取り外し作業に迅速性を欠いた。

【０００９】 本考案の課題は、薄膜形成装置において治具露出表面の付着物の剥離を防止す ることにより装置内で形成される薄膜の歩留及び信頼性を更に向上しまた薄膜形 成操作後の治具の取り外しを容易にすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案者は、治具の使用時の露出部分を完全に覆いそしてそこにワンタッチま たは簡単な動作で着脱することのできる治具キャップを使用し、治具キャップに パーティクルゲッターを取り付けるか、或いは治具キャップ自体をパーティクル ゲッターで構成することを考案し、試行の結果、満足しうる成果を得た。斯くし て、本考案は、（１）気相成長による薄膜形成装置において使用される治具の使 用時の露出部を覆う治具キャップと、該治具キャップの外表面に取付けられるパ ーティクルゲッタと、該治具キャップに設けられる弾発嵌着式着脱手段とを備え るパーティクルゲッタ治具キャップ、及び（２）気相成長による薄膜形成装置に おいて使用される治具の使用時の露出部を覆いそしてパーティクルゲッタから構 成される治具キャップと、該治具キャップに設けられる弾発嵌着式着脱手段とを 備えるパーティクルゲッタ治具キャップを提供する。

【００１１】

【実施例】

本考案における「気相成長による薄膜形成装置」は、熱分解法、水素還元法、 不均等化反応法、輸送反応法、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ等の化学気相成長法 （ＣＶＤ）、気相エピタキシー（ＶＰＥ）法、真空蒸着法、スパッタリング法、 分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、イオンビーム法、放電重合法等の気相成長法 による薄膜形成装置を意味するものである。こうした装置内には、基板支持体、 シャッター、シールド、シャッター開閉手段、バルブ等の機器類がボルト、ナッ ト、座金、ネジ、止め棒等の締結具により装着・固定されている。本考案におい て、「治具」とは、機器類の装着・固定化に使用される締結具及びそれと関連す る部品及び部材を云う。

【００１２】 機器類表面及び装置内壁には薄膜形成操作中装置内で発生する飛散粒子を捕獲 しそしてそれらを付着膜の剥離が起こらないように保持することによりパーティ クルの発生を防止するためのパーティクルゲッタが被着されている。しかし、従 来、治具までには注目が及ばず或いは注意が払われず、治具の使用時に例えばそ の頭部は露出したままであった。本考案においては、こうした治具の使用状態で の露出部を覆う治具キャップが使用され、治具キャップにパーティクルゲッタを 取り付けるか或いは治具自体をパーティクルゲッタで構成する。治具キャップは 治具露出部に迅速に且つ簡易に着脱できねばならないので、治具キャップには弾 発嵌着式着脱手段が設けられる。

【００１３】 図１を参照すると、治具の一例としての平ボルト及び平ボルト用の本考案の治 具キャップの例が示される。ここでは、平ボルト６は、シールド等の機器７を支 持体８に固定するのに使用されている。機器７及び支持体８の露出表面には、パ ーティクルゲッタ９がスポット溶接等の手段により取り付けられている。平ボル トの締着時、その頭部は露出した状態にある。本考案に従えば、この露出頭部が 治具キャップにより覆われる。２つの形式の治具キャップが上方に示され、右側 の治具キャップ１には、パーティクルゲッタ３がスポット溶接等により取り付け られており、治具キャップの側面部は平ナット頭部周囲に弾発的に嵌合するに十 分な程度にテーパ５が形成されている。このテーパ５が弾発嵌着式着脱手段を構 成する。治具キャップの材質は、ステンレス鋼、アルミニウム等真空装置内で使 用出来るものであれば任意のものでよい。他方、左の治具キャップ４は、キャッ プ自体がパーティクルゲッタから構成されそして同じくテーパ５が形成されてい る。この場合は、キャップは厚めのパーティクルゲッタから構成される。

【００１４】 このパーティクルゲッタを取り付けた或いはパーティクルゲッタ自体から成る 治具キャップ１、４が、平ボルトの露出頭部周囲に弾発的に嵌着することにより ワンタッチで取り付けられる。こうして、機器類のみならず、治具露出部もパー ティクルゲッタで被覆されるので、薄膜形成操作中飛来する粒子はパーティクル ゲッタにより捕獲されそして生成される付着膜は剥離が生じないように保持され る。薄膜の形成が終わると、治具キャップ１、４が治具頭部からやはりワンタッ チで取り外される。露出した治具頭部には付着膜が存在せず、従って機器の交換 のための治具の取り外しに支障をきたすことはない。治具キャップは使い捨てと されそして治具自体は再使用される。

【００１５】 図２は、六角穴付きボルト１６にパーティクルゲッタ３を取り付けた治具キャ ップ４を取り付ける状態を示す。この場合は、弾発嵌着式着脱手段は、ボルト頭 部に形成された六角穴に弾発的に嵌挿される突起１５から構成される。突起１５ には、弾発性を持たせるためにスリットが切られている。

【００１６】 図３は、六角穴付き埋め込みボルト１６に適用されるものとしてのパーティク ルゲッタ３を取り付けた平坦な治具キャップ４を示す。ここでも、弾発嵌着式着 脱手段は、ボルト頭部に形成された六角穴に弾発的に嵌挿される突起１５から構 成される。

【００１７】 このように、治具の種類に応じてまたその露出部の状況に応じて適正な治具キ ャップが選択されそして適正な弾発嵌着式着脱手段が選択される。弾発嵌着式取 付け手段としては、図に示したような形態以外のテーパ作用、溝と突起との噛み 合わせ作用、バネ材の使用、それらの併用も使用可能である。溝の形態及び突起 のスリットの形成態様も各種考えられる。

【００１８】 パーティクルゲッタとしては、先に列挙した （１）トリート電解銅箔 （２）トリート電解銅箔表面に薄膜形成装置において形成されるべき薄膜と同一 材料或いは無害である類似材料を更にコーティングしたもの、 （３）蛇腹状の金属箔、 （４）エンボス加工金属箔及び （５）１或いは２と３或いは４との組合せ、 （６）一面にメッシュを有する金属溶射膜 が代表的に使用される。

【００１９】 トリート電解銅箔は、電解銅箔のマット面（無光沢面）に更に電解処理を施し てマット面に存在する微小な塊状の突出部（ノブ）に銅または銅酸化物の微細粒 をランダムに追加析出させた処理電解銅箔であり、電子顕微鏡で観察するとノブ 状粗面に銅または銅酸化物の微細粒（ノジュール）が析出していることが観察さ れる。電解銅箔に施される電解処理の条件例を挙げておく： （Ａ）水溶性銅硫酸塩めっき浴 CuSO₄ ・5H₂O， ｇ／ｌ ( Cuとして）： ２３ NaCl ，p.p.m. ( Clとして） ： ３２ H₂SO₄ ，ｇ／ｌ ： ７０ にかわ，ｇ／ｌ ： ０．７５ 純 水 ： 残部 （Ｂ）めっき条件 電流密度 ： ６０〜１００ Ａ／ｆｔ² 浴 温 ： ７０〜 ８０°Ｆ 時 間 ： １０〜１００ 秒 トリート電解銅箔は、表面粗さＲｚが５．０〜１０．０μｍの範囲とするのが望 ましい。この粗さによる突起が存在するために、表面積は大きくなりかつアンカ ー効果によって飛散物質が堆積して形成された付着膜との密着性が改善され、そ の剥離現象が生じ難くなる。

【００２０】 トリート電解銅箔表面に薄膜形成装置において形成されるべき薄膜と同一材料 或いは無害である類似材料を更にコーティングしたコーティング付きトリート電 解銅箔は、装置内での銅箔に由来する汚染を一層完全に防止するために、気相成 長法等により１０００〜１０００００Åの薄い金属、合金、シリサイド、酸化物 等の汚染防止膜を更に追加形成したものである。

【００２１】 蛇腹状の金属箔は、金属箔を例えばロールフォーミング等の成形加工により蛇 腹形状とすることにより表面積を著しく増大せしめ、単位面積あたりの付着量を 減少せしめて、付着量増大に伴う内部応力の増大を抑制し、付着膜の亀裂を従っ て剥離を低減するものである。蛇腹形状により金属箔に伸縮性が付与され、付着 物による内部応力自体も軽減され、剥離を生じ難くなる。

【００２２】 エンボス加工金属箔は、金属箔に例えばプレス加工、ロールフォーミング等の 成形加工によりランダムな或いは規則性のある凹凸を形成したものである。これ により、表面積を著しく増大せしめ、単位面積あたりの付着量を減少せしめて、 付着量増大に伴う内部応力の増大を抑制し、付着膜の亀裂を従って剥離を低減す るものである。更に、金属箔に等方的な伸縮性が付与され、付着物による内部応 力自体も軽減され、剥離を生じ難くなる。

【００２３】 一面にメッシュを有する金属溶射膜は、メッシュにより溶射膜を補強し、溶射 膜に自己支持性を持たせたものである。溶射膜は適度の凹凸を有し、アンカー効 果によって飛散物質が堆積して形成された付着膜との密着性が改善され、その剥 離現象が生じ難くなる。

【００２４】 トリート電解銅箔に蛇腹加工或いはエンボス加工を施してパーティクルゲッタ としてのその作用を向上させてもよいことは云うまでもない。

【００２５】 パーティクルゲッタの厚さは、取り扱い性の点から２０〜３５０μｍが適し、 ５０〜２５０μｍが好適である。キャップ自体がパーティクルゲッタから構成さ れる場合には、自立性を確保する程度に厚くされる。露出面がマット面（電解銅 箔の場合）或いは溶射面とされることはいうまでもない。

【００２６】 治具キャップへのパーティクルゲッタの取付けはスポット溶接、ろう接等によ り為されるが、装置内が低温に維持される場合には接着してもよい。

【００２７】 （実施例及び比較例） Ｗ−Ｔｉターゲットを使用するスパッタリング薄膜形成装置において、成膜試 験を行なった。シールド及びシャッターの固定治具（ボルト）の頭部をトリート 電解銅箔を取付けた治具キャップで覆った場合（Ａ）と覆わなかった場合（Ｂ） とでの付着物の剥離の有無を１０μｍ、１００μｍ及び５００μｍ成膜後それぞ れで比較した。結果は次の通りであった： 治具からの剥離の有無 １０μｍ １００μｍ ５００μｍ Ａ 無し 無し 無し Ｂ 無し 有り 有り

【００２８】

【考案の効果】

１．薄膜形成装置内での治具に付着した付着膜の剥離を防止することができ、形 成薄膜上へのパーティクルの発生を一層減少し、製品の歩留まり及び信頼性を一 段と向上することが出来る。 ２．治具に単純な操作で治具キャップを取り付けることが出来るため作業時間の 増加はほとんどない。 ３．使用後、治具には付着物が付いておらず、取り外しに支障はなく、治具を再 使用出来る。 ４．機器類と治具とのパーティクルゲッタを分離してあるので、機器の修正等に おいて作業上便宜である。

【図面の簡単な説明】

【図１】平ボルトに本考案の２つの型式の治具キャップ
を取り付ける状態を示す。

【図２】六角穴付きボルトにパーティクルゲッタを有す
る治具キャップを取り付ける状態を示す。

【図３】六角穴付き埋め込みボルトにパーティクルゲッ
タを有する平坦な治具キャップを取り付ける状態を示
す。

【符号の説明】

１ 治具キャップ ３ パーティクルゲッタ ４ 治具キャップ ５ テーパ（弾発嵌着式着脱手段） ６ 平ボルト ７ 機器 ８ 支持体 ９ パーティクルゲッタ １５ 突起（弾発嵌着式着脱手段） １６ 六角穴付きボルト

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 気相成長による薄膜形成装置において使
   用される治具の使用時の露出部を覆う治具キャップと、
   該治具キャップの外表面に取付けられるパーティクルゲ
   ッタと、該治具キャップに設けられる弾発嵌着式着脱手
   段とを備えるパーティクルゲッタ治具キャップ。
2. 【請求項２】 気相成長による薄膜形成装置において使
   用される治具の使用時の露出部を覆いそしてパーティク
   ルゲッタから構成される治具キャップと、該治具キャッ
   プに設けられる弾発嵌着式着脱手段とを備えるパーティ
   クルゲッタ治具キャップ。