(57)【要約】  成膜装置で膜の付着した防着板から膜が剥離し、剥離した膜が成膜基板上もしくは基板上に形成される膜内に取り込まれ膜欠点の原因となることを防ぐことができ、特に低欠点成膜が要求される成膜装置の防着板および成膜装置を提供する。  成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防止する防着板であって、防着板の端部または防着板の端部近傍を裏側に折り曲げて得られる折り曲部外側が防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で形成されることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防止する防着板であって、
前記防着板の端部は防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で形成されていることを特徴とする成膜装置用防着板。
【請求項２】
成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防止する防着板であって、
前記防着板は、前記成膜装置の蒸着源に相対する正面と前記蒸着源に対し陰になる裏面を有し
前記防着板の端部近傍が正面側から裏面側に向かって折り曲げられており、該折り曲部の防着板外側が前記防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で形成されていることを特徴とする成膜装置用防着板。
【請求項３】
前記防着板の蒸着源と相対する正面および端部の表面が、表面粗さを最大高さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  １９９４）で表わしたときにＲｙが５〜１００μｍの粗面である請求項１に記載の成膜装置用防着板。
【請求項４】
前記防着板の蒸着源と相対する正面および折り曲部外面の表面が、表面粗さを最大高さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  １９９４）で表わしたときにＲｙが５〜１００μｍの粗面である請求項２に記載の成膜装置用防着板。
【請求項５】
前記防着板の蒸着源と相対する正面および端部が、防着板に付着した膜が防着板から剥離するのを防止する材料で被覆されている請求項１または３に記載の成膜装置用防着板。
【請求項６】
前記防着板の蒸着源と相対する正面および折り曲部外面が、防着板に付着した膜が防着板から剥離するのを防止する材料で被覆されている請求項２または４に記載の成膜装置用防着板。
【請求項７】
防着板に付着した膜が防着板から剥離するのを防止する材料が、アルミニウム、チタン、アルミナ、モリブデン、銅、アルミナ、酸化チタン、または炭化シリコンである請求項５または６に記載の成膜装置用防着板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の防着板を備えた成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング、ＣＶＤまたは真空蒸着などで成膜を行うときに成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防ぐ目的に用いられる防着板で、特に低欠点成膜が要求されるプロセスに用いられる成膜装置の防着板および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＷＤＭバンドパスフィルタやダイクロイックフィルタなどの光学素子、ハードディスクの磁気記録媒体や磁気ヘッド、あるいは半導体リソグラフィに用いられるマスクブランクなどの、真空中で基板上に薄膜を成膜してなる製品において、その薄膜中に混入した異物などによる欠点の仕様は、製品の微細化や高集積化に伴い、サイズはより小さく、個数はより少なくなるよう非常に厳しいものとなってきている。【０００３】
例えば、極端紫外光反射型リソグラフィに用いられるマスクブランクでは、リソグラフィに使用される光の波長が１３．５ｎｍと非常に短く、それを利用して作製される半導体の微細パターンが４５ｎｍ以下と非常に小さいため、欠点の仕様としては３０ｎｍ以上の大きさのものをなくすことが求められている。【０００４】
このような薄膜中の異物の由来としては、スパッタリング、ＣＶＤまたは真空蒸着などの成膜プロセス装置において、その成膜チャンバに膜が付着するのを防止するために設置されている防着板に付着した膜が剥離し、その剥離した膜の一部が、基板上や、成膜プロセス中の膜上に付着することが主原因の一つとして挙げられている。【０００５】
防着板から膜が剥離する理由としては、次のような原因が考えられている。防着板に付着された膜には残留応力が生じるため、防着板に付着する膜が厚くなると、この残留応力による剪断応力が増し、ついには膜が自己崩壊し防着板に対する付着力を失って剥離する。特に、図７に示すような防着板の端部の鋭角部分、または曲率半径が小さい端部の曲面などでは、応力集中により膜が剥離しやすい。【０００６】
これを解決する従来の技術として、防着板から膜が剥離しにくくするために、防着板を一体化することや、防着板の鋭い湾曲部をなくすという方法が挙げられている（例えば特許文献１参照）。または、防着板の表面に、防着板の基材よりも付着する膜との付着力の強い材料を溶射するなどの方法が挙げられている（例えば、特許文献２参照）。また、その他の方法として、防着板から膜が剥離しにくくするために、防着板の表面に凹凸形状を持たせることによって、防着板に付着する膜の密着力を向上させるという方法も挙げられている（例えば特許文献３参照）。また、防着板の縁部の形状を円弧状にする方法も挙げられているが、図６に示すような形状で半径０．３ｍｍ以上の曲面で丸味を持たせて削るために、板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で削ることはできなかった（例えば特許文献４参照）。【０００７】
【特許文献１】特開平１−３１６４５２号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２０５１５号公報
【特許文献３】特開平３−１８３８５４号公報
【特許文献４】特開２００１−７３１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの従来技術も膜中の異物欠点として小さくとも数μｍ程度の大きさのものに対しては効果的であったが、１μｍ以下の大きさで、かつより少ない欠点の仕様を満たすには十分ではない。その原因として、防着板の端部からの膜の剥離がある。防着板の端部は切断加工されたままであると、取扱い時などに危険であるので、通常面取りがされている。しかし、防着板の厚みが通常１．５ｍｍ程度であるので、その面取りされた部分の曲率半径はせいぜい０．６〜０．７ｍｍ程度である。このような曲率半径が小さな部位に膜が付着すると、応力集中により膜が剥離しやすくなる。【０００９】
上記の問題を解決するため、本発明は、成膜中の膜中に異物が混入することによる欠点を防止できる、成膜装置用の防着板および成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、スパッタリング、ＣＶＤまたは真空蒸着などの成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防止する防着板であって、前記防着板の端部は防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で形成されることを特徴とする成膜装置用防着板を提供する。【００１１】
また本発明は、成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防止する防着板であって、前記防着板は前記成膜装置の蒸着源に相対する正面と該蒸着源から陰になる裏面を有し、前記防着板の端部近傍が正面側から裏面側に向かって折り曲げられており、該折り曲部の前記防着板外側が前記防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で形成されていることを特徴とする成膜装置用防着板を提供する。【００１２】
さらに本発明は、前記した前記成膜装置用防着板の、蒸着源と相対する正面および端部の表面が、表面粗さを最大高さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  １９９４）で表わしたときにＲｙが５〜１００μｍである成膜装置用防着板を提供する。【００１３】
また本発明は、前記した成膜装置用防着板の、蒸着源と相対する正面および折り曲部の表面が、表面粗さを最大高さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  １９９４）で表わしたときにＲｙが５〜１００μｍである成膜装置用防着板を提供する。【００１４】
また本発明は、前記した成膜装置用防着板の、蒸着源と相対する正面および端部が、防着板に付着した膜が防着板から剥離するのを防止する材料で被覆されている成膜装置用防着板を提供する。【００１５】
また本発明は、前記した成膜装置用防着板の、蒸着源と相対する正面および端部近傍が、防着板に付着した膜が前記防着板から剥離するのを防止する材料で被覆されている成膜装置用防着板を提供する。【００１６】
また本発明は、前記した各防着板を備えた成膜装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の成膜装置用防着板によれば、防着板に付着した膜（以下、付着膜ということもある）の応力による膜の剥離を低減し、剥離した膜が膜中に異物として混入することに起因する欠点が少ない膜を得ることができる。特に、防着板の端部が防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つ曲面で形成されている防着板では、装置のメンテナンス時などにクリーンルーム用の無塵手袋で防着板端部に触れても、無塵手袋と防着板端部の摩擦による無塵手袋からの発塵を低減させることができる。
また、防着板の端部にこのような防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径の曲面を持たせると、端部には板厚より厚いリブ部分が形成されるため、このリブ部分により防着板の強度が増し、長時間の成膜中に起こる防着板の加熱による変形を防ぐことができる。【００１８】
本発明の端部近傍が折り曲げられた成膜装置用防着板によれば、同様に防着板に付着した膜の応力による膜の剥離が低減されるため、剥離した膜が膜中に異物として混入することによって生じる欠点を少なくできる。さらに、端部近傍を折り曲げることにより簡易に防着板を作製できる。また、折り曲げ曲率半径を大きくすることが容易なため、より大きい曲率半径の折り曲部を持った防着板を簡易に作製でき、これによって応力による膜の剥離を低減できる。
また、前記防着板と同じように無塵手袋と防着板の折り曲部との摩擦による、無塵手袋からの発塵も低減させることができる。
また、防着板の端部近傍を折り曲げるために、防着板の強度が増し、長時間の成膜中に起こる防着板の加熱による変形を防ぐことができる。【００１９】
さらに、前記防着板の、蒸着源と相対する正面および端部もしくは折り曲部の表面を、最大高さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  １９９４）が５〜１００μｍである表面粗さにすることにより、防着板に付着した膜の剥離をより一層低減させることができる。
このような表面粗さは、サンドブラストやガラスビーズブラストを用いて防着板の表面を粗面にすることによって得ることができる。このような表面に膜が付着すると、膜と防着板の接着面積が増大し、さらに膜応力が防着板表面の凹凸によって分散されるため、付着膜は膜応力による膜の剥離が生じにくくなる。【００２０】
また、圧延ロール加工、プレス加工、またはフライス加工などを行ったままの防着板の表面には細かい鋭利な傷などが多くあるため、そこに膜が付着すると、応力集中により膜が剥離しやすくなる。このような表面をサンドブラストやガラスビーズブラストにより粗面とすることで、そのような膜剥がれの原因となる細かい鋭利な傷を取り除くこともできる。特に、防着板の端部や端部近傍は曲面加工するために細かい鋭利な傷が、面内部分より多く発生する傾向がある。曲面加工された後の端部および端部近傍を表面粗さＲｙが５〜１００μｍとなるように粗面化することで、端部および端部近傍における膜の剥離をより低減させることができる。【００２１】
また、前記防着板の蒸着源と相対する正面および端部もしくは折り曲部を、防着板に付着した膜が防着板から剥離するのを抑制する材料で被覆することにより、付着膜の剥離を低減もしくは防止することができる。このような効果が得られる理由は十分に分かっていないが、付着膜と防着板の間に挟まれた材料により付着膜の内部応力が緩和されるためと考えられる。【００２２】
本発明の成膜装置によれば、防着板に付着した膜の応力による剥離を低減し、異物混入による欠点の少ない成膜を行うことができる。また、付着膜の剥離が抑制できることより、剥離が生じるまでに防着板に対しより厚い膜の付着が許容される。これにより、成膜装置のメンテナンス間隔が長くなり、成膜装置の稼動率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好ましい実施形態である成膜装置用防着板の全体を示す断面図。
【図２】図１の成膜装置用防着板の端部近傍の断面図。
【図３】本発明の他の実施形態である成膜装置用防着板の端部近傍の断面図。
【図４】本発明の他の好ましい実施形態である成膜装置用防着板の端部近傍の断面図。
【図５】本発明に係わる成膜装置の概略図。
【図６】従来の成膜装置用防着板の端部近傍の断面図。
【図７】従来の成膜装置用防着板の端部近傍の断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１：防着板
２：蒸着源に相対する正面
３：蒸着源
４：基板
５：成膜装置
６：成膜チャンバ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の好ましい実施形態である成膜装置用防着板の全体を示す断面図である。防着板１は蒸着源に相対する正面２を持っている。成膜装置に設置した防着板１において、膜が主に付着するのは蒸着源に相対する正面２と端部であり、防着板１の蒸着源に相対する正面２の裏面には回り込みで膜が付着する程度で、ほとんど膜は付着しない。防着板１の板厚ｔは、防着板の面内部分の厚さをいう。防着板の材質はステンレス、アルミニウム、チタンなどが例示されるが、真空中でのガス放出が少なく、耐腐食性があり、防着板としての十分な強度があれば特に限定されるものでない。【００２６】
図２は図１の防着板１の端部近傍の断面図である。防着板１の端部は板厚の１／２より大きい曲率半径からなる曲面で形成されている。つまり、ｔ／２より大きい曲率半径の曲面で形成されている。図２乃至図４では、分かりやすいように直径ｔの仮想円を防着板上に接するように破線で描き、仮想円と接する防着板の曲面が仮想円の曲面より大きいと、その部分は板厚の１／２より大きい曲率半径からなる曲面であることを表わしている。防着板１の蒸着源に相対する正面２はほぼ平面からなり、防着板１の端部の変曲点Ａで防着板１は凹状に板厚の１／２より大きい曲率半径の曲面をもち、この曲面に連続して凸状で板厚の１／２より大きい曲率半径の曲面Ａをもち、その後次の凹状の変曲点である板厚の１／２より大きい曲率半径の変曲点Ｂを経て、ほぼ平面からなる裏面へつながっている。図２では図示されていない防着板の他方の端部、および防着板のすべての辺を形成する端部に関しても同様な曲面から形成されている。このように防着板１の端部の外観は、曲面Ａからなる略円形が防着板の端部に形成されている形状となる。防着板１の板厚ｔは、１．５ｍｍであるものが多い。この場合、板厚の１／２より大きい曲率半径とは０．７５ｍｍより大きいことを示す。特に、板厚が１．５ｍｍ以下の防着板の場合、曲面Ａからなる略円形の半径は１．０ｍｍ以上であることが膜の剥離防止の観点から見て好ましい。
なお、ここで、変曲点とは凸曲線から凹曲線への変化点、凹曲線から凸曲線への変化点だけでなく、直線から曲線への変化点も含むとする。【００２７】
図３は本発明の他の実施形態である成膜装置用防着板の端部近傍の断面図である。防着板１の端部の変曲点Ｃで防着板１は凸状に板厚の１／２より大きい曲率半径の曲面をもち、曲率を変えながら板厚の１／２より大きい曲率半径の曲面Ｂとなり、板厚の１／２より大きい曲率半径の凹状の変曲点Ｄを経て、ほぼ平面からなる裏面へつながっている。図３では防着板１の端部の先端は、防着板の板厚の中心より裏面側に傾いているが、正面２側に傾いていてもよい。
また、防着板の端部を形成する曲面は、板厚の１／２より大きい曲率半径であれば、曲率は一律でなくてもよい。【００２８】
図４は本発明の他の好ましい実施形態である成膜装置用防着板の端部近傍の断面図である。本例の防着板１は、防着板１の端部近傍を蒸着源に相対する正面２の反対側にすなわち裏面側に、防着板１の外側の曲率半径が防着板の板厚の１／２より大きい曲率半径を持つように折り曲げ、防着板端部を防着板１の裏面側に回り込ませて、防着板先端部への膜の付着を防止したものである。図４では板厚ｔの防着板１を変曲点Ｅから変曲点Ｆの間が、折り曲部の外側の曲率半径が１．５ｔ（直径３ｔ）である曲面Ｃをなすように折り曲げている。折り曲げされる防着板１の先端部は板厚ｔと同じ厚さであり、その角は曲率半径が板厚の１／２より小さい曲率半径の曲線で面取りされている。この変曲点Ｅから変曲点Ｆの間の折り曲げ部分は、板厚の１／２より大きい曲率半径の曲面になっているので、この折り曲部に付着した膜の剥離を低減できる。また平板からなる防着板を折り曲げることで作製できるために加工性に優れ、製造コストの低減が図れる。また、先端部を折り曲げることにより防着板１の強度を増強させることができるので、特に長時間の成膜中に防着板の加熱により起こる変形を防ぐことができる。【００２９】
図４では折り曲部の内側の曲率半径をｔ／２の大きさとしているが、折り曲部の外側が板厚の１／２より大きい曲率半径を持つように曲げることができればよい。したがって、折り曲部の内側の曲率半径は板厚の１／２より小さくてもよく、また内側が曲面でなく板面同士が鋭角で接している構成でもよい。また、防着板の複数の辺、好ましくはすべての辺の端部を折り曲げて防着板を作製することが望ましいが、隣り合う辺の端部を折り曲げようとすると、両辺が交差する角部で折り曲げが困難となる。防着板の一部の辺の端部を折り曲げない場合には、折り曲げない辺の端部は膜が付着しない蒸着源から遮蔽された部分に設置するか、もしくは図１または図３に示した曲面で形成されることが望ましい。【００３０】
さらに本発明の好ましい成膜装置用防着板では、例えば図１，３に示す防着板１の少なくとも蒸着源に相対する正面２およびｔ／２以上の曲率半径の曲面に形成された端部が、表面粗さを最大高さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  １９９４）で表わしたときにＲｙが５〜１００μｍとなるような粗面になっている。最大高さＲｙは、１０〜５０μｍの範囲であるとさらに好ましい。また、防着板の蒸着源に相対する正面２および端部以外の面も、僅かであるが蒸着粒子がまわり込んで膜が付着し、付着した膜が剥離することによって異物の原因となるので、同様に粗面とすることが好ましい。粗面化する方法は、粗面化後の最大高さＲｙが５〜１００μｍになれば限定されないが、サンドブラスト法、ケミカルエッチング法などが好ましい。
なお、この正面と端部の表面を粗面にする方法は、図４に示す前記折り曲部に対しても同様に適用できる。【００３１】
さらに、本発明の成膜装置用防着板は、蒸着源に相対する正面および曲面加工した前記端部（折り曲部を含む）を、付着した膜が剥離することを防止するための材料（以下、剥離防止材という）で被覆することが好ましい。この剥離防止材としては、アルミニウム、チタン、アルミナ、モリブデン、銅、アルミナ、酸化チタン、または炭化シリコンなどを溶射したものを用いることができる。これらの材料は防着板の材質および付着する膜の材質により適宜選ぶことが好ましい。
この剥離防止材の被覆を前記した粗面化と併用することによって、付着膜の剥離防止の効果を更に向上させることができる。この場合、剥離防止材の被覆は、粗面化の後または前のいずれでもよい。また、防着板の蒸着源に相対する正面および端部を除く面も、僅かであるが蒸着粒子がまわり込むなどして膜が付着し、この付着した膜が剥離することがあるので、それらの面にも同様に剥離防止材を被覆することが好ましい。【００３２】
図５は本発明に係わる成膜装置の概略図である。図５に示すように成膜装置５は、成膜チャンバ６の頂部に設けられた蒸着源３から放出させた蒸着粒子を、成膜チャンバ６の底部に設置した基板４上に蒸着させて成膜するように構成されている。成膜チャンバ６内の構造物に膜が付着するのを防ぐために、成膜チャンバ６内には防着板１が蒸着源３に相対する正面２を蒸着源３に対向させて成膜チャンバ６の底部および側部に設置されている。
本発明に係わる成膜装置は、前記の本発明に係わる防着板を、装置内の防着板の一部もしくは全部に備えていることを特徴とする。すなわち、成膜装置に設置するすべての防着板１に本発明に係わる防着板を使用することが好ましいが、防着板１の一部だけに本発明に係わる防着板を使用し、他は従来の防着板を使用してもよい。つまり、防着板に付着する膜の厚さや状態、および防着板から剥離した膜の影響度などに応じて防着板を使い分けする。
さらに、本発明に係わる防着板は、前記したように防着板の表面の粗面化や剥離防止材による被覆によって膜の剥離の程度が異なっている。そこで、成膜チャンバ内に設置する防着板は、これらのうちから膜の剥離防止効果が同じ１種類だけを備えてもよく、あるいは防着板に付着する膜の厚さや状態などに応じて、剥離防止効果が異なる複数の種類の防着板を組み合わせて備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、成膜装置内の構造物に膜が付着するのを防ぐために設置される防着板に付着した膜が剥離することを防ぎ、成膜の品質を上げることができるので、特に低欠陥が要求される成膜プロセスに使用することができる。
なお、２００５年９月１６日に出願された日本特許出願２００５−２７１０３１号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2007032166.tif 000010
2007032166.tif 000011
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