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JP6185751B2 - Vacuum suction method, vacuum processing apparatus, and sublimation pump - Google Patents
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JP6185751B2 - Vacuum suction method, vacuum processing apparatus, and sublimation pump - Google Patents

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Description

本発明は、基板等のワークの表面に処理を施す場合等において、真空処理室内を真空にするための真空吸引方法及び真空処理装置ならびにサブリメーションポンプに関する。   The present invention relates to a vacuum suction method, a vacuum processing apparatus, and a sublimation pump for evacuating a vacuum processing chamber when processing the surface of a workpiece such as a substrate.

従来、スパッタリング装置、プラズマCVD装置、イオン注入装置等、処理室内を真空にして作業を行う装置が多数存在する。これらの装置では、スパッタリング装置を一例とすると、基板の表面にターゲットからスパッタリングを施す前、あるいは施しながら、真空処理室内を真空吸引する。また、それらの装置では、スパッタリングにより発生した成分が処理室内に付着し、その付着した膜から放出されるガス、及び、プラズマ放電やスパッタリングの加熱作用により発生するガスにより本来必要となる真空雰囲気が劣化する場合がある。そのため、スパッタリング装置等では、処理室内を真空吸引して所定の真空度に到達するまでに、時間がかかってしまうことが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there are many apparatuses that perform work by evacuating a processing chamber, such as a sputtering apparatus, a plasma CVD apparatus, and an ion implantation apparatus. In these apparatuses, taking a sputtering apparatus as an example, the vacuum processing chamber is vacuum-sucked before or while sputtering is performed on the surface of the substrate from the target. In these apparatuses, a component generated by sputtering adheres to the processing chamber, and a vacuum atmosphere originally required by a gas released from the attached film and a gas generated by the heating action of plasma discharge or sputtering is generated. May deteriorate. For this reason, it is known that in a sputtering apparatus or the like, it takes time to vacuum the inside of the processing chamber and reach a predetermined degree of vacuum.

また、真空状態になるまでの時間を短縮する装置として、例えば、半導体素子製造用チャンバ装置が提案されている(特許文献1参照)。この半導体素子製造用チャンバ装置は、チャンバ内部の底面の中央部分に載置台が設置されるとともに、この載置台の上方を覆うドーム型のシールドが前記チャンバ内の上部に設けられた構成を備え、前記シールドの外側面とチャンバの壁の間に設けられた加熱源と、前記加熱源を制御する温度制御手段とを具備するものである。そして、半導体素子製造用チャンバ装置は、前記シールド及びチャンバの壁を加熱源により加熱して、前記加熱源によって加熱されるチャンバの壁及びシールドが常に所定の温度で一定に維持されるように温度制御手段で制御するように構成されている。   Moreover, as a device for shortening the time until the vacuum state is reached, for example, a semiconductor device manufacturing chamber device has been proposed (see Patent Document 1). The semiconductor device manufacturing chamber apparatus has a configuration in which a mounting table is installed at a central portion of the bottom surface inside the chamber, and a dome-shaped shield that covers the top of the mounting table is provided in the upper part of the chamber, A heating source provided between the outer surface of the shield and the wall of the chamber, and temperature control means for controlling the heating source are provided. The semiconductor device manufacturing chamber apparatus heats the shield and the wall of the chamber with a heating source so that the chamber wall and the shield heated by the heating source are constantly maintained at a predetermined temperature. It is comprised so that it may control with a control means.

さらに、真空処理室内の真空排気を行うサブリメーションポンプが知られている(非特許文献1参照)。このポンプは、チタン蒸発用フィラメントを融点以下まで加熱し真空中に昇華させることによって、ポンプ内の壁面に気相となったチタンの膜を作り、チタンのゲッター作用を利用することによって、気体の吸着を行い、排気作用を促進している。また、サブリメーションポンプは、ポンプ内の壁面の吸着面がガス分子で飽和しても、その表面にチタンの膜を重ねて作ることで吸着面を確保することができるものである。   Furthermore, a sublimation pump that evacuates the vacuum processing chamber is known (see Non-Patent Document 1). This pump heats the titanium evaporation filament to below the melting point and sublimates it in a vacuum, thereby creating a titanium film in the vapor phase on the wall surface in the pump, and using the titanium getter action, Adsorption is performed to promote the exhaust action. Moreover, even if the adsorption surface of the wall surface in the pump is saturated with gas molecules, the sublimation pump can secure the adsorption surface by forming a titanium film on the surface.

特開平09−190977号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-190977

株式会社アルバックホームページ、平成24年11月20日現在(http://www.shinku−pump.com/vacuumpump/sublimation/)ULVAC website, as of November 20, 2012 (http://www.shinku-pump.com/vacuumpump/sublimation/)

しかし、前記した装置では、チャンバ内の温度が一定に維持できても、チャンバ内の基板に例えば膜を形成する処理に使用される原料や、ターゲットの成分によっては、チャンバ内を真空吸引するのに時間がかかっていた。また、従来のサブリメーションポンプでは、真空に吸引するときに使用されているフィラメントの主成分にチタンを使用していることから、チタンの資源的な希少価値や価格が問題となり入手が困難(クラーク数0.46(国外産))になるといった不安定要因が付きまとう問題があるため改善が望まれていた。   However, in the above-described apparatus, even if the temperature in the chamber can be kept constant, depending on the raw materials used in the process of forming a film on the substrate in the chamber and the components of the target, the inside of the chamber is vacuumed. It took a long time. In addition, since conventional sublimation pumps use titanium as the main component of the filament that is used for vacuum suction, it is difficult to obtain because of the scarce value and price of titanium. Since there is a problem with instability such as the number 0.46 (foreign product)), improvement has been desired.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、処理される原料等にかかわらず真空処理室内を短時間で真空にすることができ、また、真空にするために簡単に入手できる素材を使用することができる真空吸引方法及び真空吸引装置ならびにサブリメーションポンプを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such points, and it is possible to evacuate the vacuum processing chamber in a short time regardless of the raw material to be processed, and to obtain a material that can be easily obtained for evacuation. It is an object of the present invention to provide a vacuum suction method, a vacuum suction device, and a sublimation pump that can be used.

前記課題を解決するために真空吸引方法は、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を真空処理室内又は前記真空処理室に隣接して連通する予備室内に設置し、前記真空処理室内、又は、前記予備室内で、前記Si系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とし、前記真空処理室内又は予備室内の少なくとも一部にSi系堆積膜を堆積させて、前記真空処理室内、又は、前記真空処理室及び前記予備室内を真空にすることとした。そして、前記Si系材料は、線材状のSi系フィラメントであり、前記予備室が前記Si系フィラメントを収納するフィラメント収納室であり、前記Si系フィラメントの融点以下において加熱して昇華させることで気相状態とし、前記フィラメント収納室内の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成することとしても構わない。 In order to solve the above-described problem, a vacuum suction method is a preliminary that communicates a Si-based material in a solid state, which is one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture, adjacent to the vacuum processing chamber or the vacuum processing chamber. was placed in a room, said vacuum processing chamber, or, in the preliminary chamber, and directly or indirectly a gas phase the Si material from the solid state, Si on at least a portion of the vacuum processing chamber or pre-chamber A system deposition film was deposited to evacuate the vacuum processing chamber or the vacuum processing chamber and the preliminary chamber. The Si-based material is a wire-like Si-based filament, and the preliminary chamber is a filament storage chamber for storing the Si-based filament, and is heated and sublimated at a temperature equal to or lower than the melting point of the Si-based filament. The Si-based deposition film may be deposited and formed on at least a part of the filament storage chamber.

係る手順によれば、真空吸引方法では、Si系フィラメントを加熱して昇華させSi系フィラメントに対向する位置にSi系堆積膜を堆積させることにより、真空ポンプによる真空処理室内の真空吸引に加え、Si系堆積膜のSiダングリングボンドによる吸着作用が働き、真空に不必要なガスが急速に除かれる。 According to such a procedure, in the vacuum suction method, in addition to vacuum suction in the vacuum processing chamber by the vacuum pump by heating and sublimating the Si-based filament and depositing a Si-based deposition film at a position facing the Si-based filament, Adsorption action by Si dangling bonds of the Si-based deposited film works, and gases unnecessary for vacuum are rapidly removed.

また、真空吸引方法は、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を真空処理室内又は前記真空処理室に隣接して連通する予備室内に設置し、前記真空処理室内、又は、前記予備室内で、前記Si系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とし、前記真空処理室内又は予備室内の少なくとも一部にSi系堆積膜を堆積させて、前記真空処理室内、又は、前記真空処理室及び前記予備室内を真空にし、前記Si系材料は、粉体、粒体、シート又はペレットのいずれかであるSi系被加熱材料であり、前記Si系被加熱材料をボート又はルツボである収納容器に入れて前記真空処理室又は前記予備室の一方に設置し、前記真空処理室内又は前記予備室内に設けた加熱手段により前記収納容器内のSi系被加熱材料を融点以上に加熱して溶融させて蒸発させ、前記真空処理室内の少なくとも一部又は前記予備室の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成することとしてもよい。 In addition, the vacuum suction method is to install a Si-based material in a solid phase which is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture in a vacuum processing chamber or a preliminary chamber communicating adjacent to the vacuum processing chamber, In the vacuum processing chamber or the preliminary chamber, the Si-based material is directly or indirectly changed from a solid phase to a gas phase, and a Si-based deposition film is deposited in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber. Let the vacuum processing chamber or the vacuum processing chamber and the preliminary chamber be evacuated, and the Si-based material is a Si-based heated material that is any of powder, granules, sheets, or pellets, The Si-based material to be heated is placed in a storage container such as a boat or a crucible and installed in one of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber. The heating means provided in the vacuum processing chamber or the preliminary chamber is used in the storage container. S The system was heated material is melted by heating to the melting point or more and evaporated, may be formed by depositing at least a portion or the Si-based deposited film on at least a portion of the preliminary chamber of the vacuum processing chamber.

係る手順によれば、真空吸引方法では、真空処理室内で基板等のワークの表面を処理する場合に、Si系材料を例えば電子銃やルツボ又はボートで加熱し、電圧をかけることでスパッタリングさせる等により固相状態から気相状態として真空処理室内又は予備室内の少なくとも一部にSi系堆積膜を堆積させながら、あるいは堆積させた後に、真空ポンプにより真空にする。これにより、この真空吸引方法では、Si系堆積膜のダングリングボンドによる吸着作用で真空処理室内の雰囲気中に混在する真空に不必要となる成分分子が、当該Si系堆積膜に吸着され、真空状態を従来と比較して早く実現することができる。そして、係る手順によれば、真空吸引方法では、真空処理室内で処理されるワークに溶融して蒸発したSi系材料が堆積することのないよう、ワーク直近にシャッタを、あるいはボートやルツボ等蒸発源近傍に遮蔽板を設置して、Si系被加熱材料を溶融させて蒸発させSi系堆積膜を真空処理室内又は予備室内の少なくとも一方に形成する。真空ポンプによる真空処理室内の真空吸引に加え、Si系堆積膜のSiダングリングボンドによる吸着作用が働き真空に不必要なガスが急速に除かれる。According to such a procedure, in the vacuum suction method, when processing the surface of a workpiece such as a substrate in a vacuum processing chamber, the Si-based material is heated by, for example, an electron gun, a crucible, or a boat, and is sputtered by applying a voltage. Thus, the Si-based deposition film is deposited or deposited in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber from the solid phase state to the gas phase state, and then vacuumed by a vacuum pump. As a result, in this vacuum suction method, component molecules that are unnecessary for the vacuum mixed in the atmosphere in the vacuum processing chamber due to the adsorption action of the dangling bonds of the Si-based deposited film are adsorbed to the Si-based deposited film, and the vacuum The state can be realized earlier than in the past. According to such a procedure, in the vacuum suction method, a shutter or a boat, a crucible, or the like is evaporated in the vicinity of the work so that the melted and evaporated Si-based material does not accumulate on the work processed in the vacuum processing chamber. A shielding plate is installed in the vicinity of the source, and the Si-based material to be heated is melted and evaporated to form a Si-based deposition film in at least one of the vacuum processing chamber and the preliminary chamber. In addition to the vacuum suction in the vacuum processing chamber by the vacuum pump, the adsorption action by the Si dangling bonds of the Si-based deposited film works and the gas unnecessary for the vacuum is rapidly removed.

また、前記した真空処理方法において、前記真空処理室内、又は、前記真空処理室内及び予備室内が、不活性ガス、又は、不活性ガスと反応ガスとの混合ガス、又は、反応性ガスとなるガス雰囲気中、あるいは、真空雰囲気中において前記Si系積膜を堆積させるようにしても構わない。
係る手順によれば、真空処理室内の雰囲気についてSi系堆積膜を堆積しながら真空ポンプにより真空にするときに、真空状態であれば設定された真空状態に迅速に到達でき、ガス雰囲気中であっても、ガス導入を停止しガスを排気した後に、設定された真空状態に迅速に到達することができる。
In the vacuum processing method described above, the gas that becomes the inert gas, the mixed gas of the inert gas and the reactive gas, or the reactive gas in the vacuum processing chamber, or in the vacuum processing chamber and the spare chamber. The Si-based film may be deposited in an atmosphere or a vacuum atmosphere.
According to such a procedure, when the vacuum inside the vacuum processing chamber is evacuated by a vacuum pump while depositing a Si-based deposition film, the set vacuum state can be reached quickly in a vacuum state, and the atmosphere in the gas atmosphere Even after the gas introduction is stopped and the gas is exhausted, the set vacuum state can be reached quickly.

また、前記課題を解決するために真空処理装置は、不活性ガス、又は、不活性ガスと反応ガスとの混合ガス、又は、反応性ガスとなるガス雰囲気中、あるいは、真空雰囲気中においてワーク処理する真空処理室と、この真空処理室に隣接して連通する予備室と、前記真空処理室に接続され当該真空処理室内を真空にする真空ポンプとを備える真空処理装置であって、前記真空処理室内又は前記予備室内に、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を設置させる設置部と、前記設置部に設置されたSi系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とする気相手段と、を備え、前記気相手段により真空処理室内又は前記予備室内の少なくとも一部に、前記真空雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させながら、又は、前記ガス雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させた後に、前記真空ポンプを作動させ、前記Si系材料は、線材状のSi系フィラメントであり、前記予備室が前記Si系フィラメントを収納するフィラメント収納室であり、前記Si系フィラメントの融点以下において加熱して昇華させることで気相状態とし、前記フィラメント収納室内の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成するように構成した。 In order to solve the above-mentioned problem, the vacuum processing apparatus performs work processing in an inert gas, a mixed gas of an inert gas and a reactive gas, or a gas atmosphere that becomes a reactive gas, or in a vacuum atmosphere. A vacuum processing apparatus comprising: a vacuum processing chamber that communicates with the vacuum processing chamber; and a vacuum chamber that is connected to the vacuum processing chamber and evacuates the vacuum processing chamber. An installation part for installing a Si-based material in a solid state that is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture in a room or the spare room, and a Si-based material installed in the installation part in a solid state A vapor phase means for directly or indirectly bringing the Si-based deposition film into the vacuum processing chamber or at least a part of the preliminary chamber by the vapor phase means. Or after depositing the Si-based deposition film in the gas atmosphere, the vacuum pump is operated, the Si-based material is a wire-like Si-based filament, and the preliminary chamber is the Si-based filament A filament storage chamber for storing filaments, which is heated to sublimate below the melting point of the Si-based filament to be in a gas phase state, and is formed by depositing the Si-based deposition film on at least a part of the filament storage chamber. It was configured as follows.

係る構成によれば、真空処理装置は、設置部に設置したSi系材料を気相手段により固相状態から気相状態にして真空処理室又は予備室の少なくとも一部にSi系堆積膜を形成する。そして、真空処理装置は、真空ポンプに加え、Si系堆積膜によって真空に不必要なガスを急速に除去することができる。また、真空処理装置は、Si系フィラメントを加熱して昇華させSi系フィラメントに対向する位置にSi系堆積膜を堆積させることにより、真空ポンプによる真空処理室内の真空吸引に加え、Si系堆積膜のSiダングリングボンドによる吸着作用が働き、真空に不必要なガスが急速に除かれる。According to this configuration, the vacuum processing apparatus converts the Si-based material installed in the installation unit from the solid phase state to the gas phase state by the vapor phase means, and forms the Si-based deposition film in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber. To do. In addition to the vacuum pump, the vacuum processing apparatus can rapidly remove gas unnecessary for vacuum by the Si-based deposited film. Further, the vacuum processing apparatus heats and sublimates the Si-based filament and deposits the Si-based deposition film at a position facing the Si-based filament, so that in addition to vacuum suction in the vacuum processing chamber by a vacuum pump, the Si-based deposition film Adsorption action by the Si dangling bond works and gas unnecessary for vacuum is rapidly removed.

また、真空処理装置は、不活性ガス、又は、不活性ガスと反応ガスとの混合ガス、又は、反応性ガスとなるガス雰囲気中、あるいは、真空雰囲気中においてワーク処理する真空処理室と、この真空処理室に隣接して連通する予備室と、前記真空処理室に接続され当該真空処理室内を真空にする真空ポンプとを備える真空処理装置であって、前記真空処理室内又は前記予備室内に、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を設置させる設置部と、前記設置部に設置されたSi系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とする気相手段と、を備え、前記気相手段により真空処理室内又は前記予備室内の少なくとも一部に、前記真空雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させながら、又は、前記ガス雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させた後に、前記真空ポンプを作動させ、前記Si系材料は、粉体、粒体、シート又はペレットのいずれかであるSi系被加熱材料であり、前記Si系被加熱材料をボート又はルツボである収納容器に入れて前記真空処理室又は前記予備室の一方に設置し、前記真空処理室内又は前記予備室内に設けた加熱手段により前記収納容器内のSi系被加熱材料を融点以上に加熱して溶融させて蒸発させ、前記真空処理室内の少なくとも一部又は前記予備室の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成するように構成した。
係る構成によれば、真空処理装置は、設置部に設置したSi系材料を気相手段により固相状態から気相状態にして真空処理室又は予備室の少なくとも一部にSi系堆積膜を形成する。そして、真空処理装置は、真空ポンプに加え、Si系堆積膜によって真空に不必要なガスを急速に除去することができる。また、真空処理装置は真空処理室内で処理されるワークに溶融して蒸発したSi系材料が堆積することのないよう、ワーク直近にシャッタを、あるいはボートやルツボ等蒸発源近傍に遮蔽板を設置して、Si系被加熱材料を溶融させて蒸発させSi系堆積膜を真空処理室内又は予備室内の少なくとも一方に形成する。真空ポンプによる真空処理室内の真空吸引に加え、Si系堆積膜のSiダングリングボンドによる吸着作用が働き真空に不必要なガスが急速に除かれる。
Further, the vacuum processing apparatus includes an inert gas, a mixed gas of an inert gas and a reactive gas, a gas atmosphere that becomes a reactive gas, or a vacuum processing chamber that performs workpiece processing in a vacuum atmosphere, A vacuum processing apparatus comprising a preliminary chamber communicating adjacent to a vacuum processing chamber, and a vacuum pump connected to the vacuum processing chamber and evacuating the vacuum processing chamber, wherein the vacuum processing chamber or the preliminary chamber is An installation unit for installing a Si-based material in a solid phase that is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture, and an Si-based material installed in the installation unit directly or indirectly from the solid phase A gas phase means for setting the gas phase state, and depositing the Si-based deposited film in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber by the gas phase means in the vacuum atmosphere, or After depositing the Si-based deposition film in an atmosphere, the vacuum pump is operated, and the Si-based material is a Si-based material to be heated that is any of powder, granules, sheets, or pellets, A Si-based material to be heated is placed in a storage container such as a boat or a crucible, and is placed in one of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber, and Si in the storage container is heated by heating means provided in the vacuum processing chamber or the preliminary chamber. The system heated material is heated to a melting point or higher to be melted and evaporated, and the Si-based deposition film is deposited and formed in at least a part of the vacuum processing chamber or at least a part of the preliminary chamber.
According to this configuration, the vacuum processing apparatus converts the Si-based material installed in the installation unit from the solid phase state to the gas phase state by the vapor phase means, and forms the Si-based deposition film in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber. To do. In addition to the vacuum pump, the vacuum processing apparatus can rapidly remove gas unnecessary for vacuum by the Si-based deposited film. In addition, the vacuum processing equipment has a shutter in the immediate vicinity of the workpiece or a shielding plate in the vicinity of the evaporation source such as a boat or crucible so that the melted and evaporated Si-based material does not accumulate on the workpiece processed in the vacuum processing chamber. Then, the Si-based material to be heated is melted and evaporated to form a Si-based deposited film in at least one of the vacuum processing chamber and the preliminary chamber. In addition to the vacuum suction in the vacuum processing chamber by the vacuum pump, the adsorption action by the Si dangling bonds of the Si-based deposited film works and the gas unnecessary for the vacuum is rapidly removed.

さらに、前記課題を解決するために、真空処理室の真空吸引を行うサブリメーションポンプであって、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料から形成したSi系フィラメントと、このSi系フィラメントの両端を支持する支持体と、この支持体を介してフィラメントを融点以下において加熱して昇華させる電源と、前記Si系フィラメントの周囲に内周面が対面するように設置される筒状体と、を備え、前記電源を介して前記Si系フィラメントを昇華させて前記筒状体の内周面にSi系堆積膜を形成して真空吸引する構成とした。
係る構成によれば、サブリメーションポンプは、Si系フィラメントを電源により加熱して昇華させ、筒状体の内周面にSi系堆積膜を形成して真空に不必要なガスをSiダングリングボンドによる吸着作用で除去する。
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, it is a sublimation pump that performs vacuum suction in a vacuum processing chamber, and is formed from a Si-based material in a solid phase that is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture. A Si-based filament, a support that supports both ends of the Si-based filament, a power source that heats the filament through the support at a melting point or less and sublimates, and an inner peripheral surface that faces the Si-based filament The Si-based filament is sublimated via the power source to form a Si-based deposited film on the inner peripheral surface of the cylindrical body and vacuum suction is performed.
According to such a configuration, the sublimation pump heats and sublimates the Si-based filament by the power source, forms a Si-based deposited film on the inner peripheral surface of the cylindrical body, and forms a Si dangling bond to remove unnecessary gas in the vacuum. It is removed by adsorption action.

本発明によれば、以下に示すような優れた効果を奏する。
真空吸引方法では、真空処理室内または予備室内の少なくとも一部に、Si系材料を気相状態としてSi系堆積膜を形成し、合わせて真空ポンプにより真空に吸引することで、堆積させたSi系堆積膜のSiダングリングボンドによる吸着作用により、真空処理室内に浮遊している真空を阻害するガスを吸着して除去し、排気効率を向上させることができる。
According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
In the vacuum suction method, a Si-based deposited film is formed in at least a part of a vacuum processing chamber or a spare chamber with a Si-based material in a gas phase state, and vacuumed by a vacuum pump together, thereby depositing a Si-based material. By the adsorption action by the Si dangling bonds of the deposited film, the gas hindering the vacuum floating in the vacuum processing chamber can be adsorbed and removed, and the exhaust efficiency can be improved.

真空処理装置は、設置部に設置したSi系材料を気相手段により固相状態から気相状態にしてSi系堆積膜を形成させながら、あるいは堆積させた後に真空ポンプにより真空吸引を行うため、簡単な構成によりSi系堆積膜のSiダングリングボンドによる吸着作用で真空を阻害するガスを除去し排気効率を向上して短時間で真空状態を確保することができる。   In order to perform vacuum suction with a vacuum pump after forming or depositing a Si-based deposition film from a solid-phase state to a gas-phase state by a vapor-phase means, or after depositing a Si-based material installed in the installation unit, With a simple configuration, it is possible to remove the gas that obstructs the vacuum by the adsorption action of the Si-based deposited film by the Si dangling bond, improve the exhaust efficiency, and secure the vacuum state in a short time.

サブリメーションポンプは、Si系フィラメントを使用しているので、原料の調達が容易で、かつ、Si堆積膜によるSiダングリングボンドの吸着作用により真空を阻害するガスを除去し、真空処理室を迅速に真空にすることが可能となる。   Since the sublimation pump uses Si-based filaments, it is easy to procure raw materials, and the gas that hinders vacuum is removed by the adsorption action of Si dangling bonds by the Si deposited film, and the vacuum processing chamber is quickly opened. It is possible to create a vacuum.

本発明に係る真空処理装置を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the vacuum processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る真空処理室装置に使用されるサブリメーションポンプを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the sublimation pump used for the vacuum processing chamber apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る真空処理方法についての流れを模式的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows typically the flow about the vacuum processing method which concerns on this invention. (a)は本発明に係る真空吸引方法におけるSi系材料の堆積膜の構造を模式的に示す模式図、(b)は本発明に係る真空吸引方法におけるSi系材料の堆積膜にダングリングボンドによる吸着作用の状態を模式的に示す模式図である。(A) is a schematic diagram schematically showing the structure of a Si-based material deposited film in the vacuum suction method according to the present invention, and (b) is a dangling bond to the Si-based material deposited film in the vacuum suction method according to the present invention. It is a schematic diagram which shows typically the state of the adsorption effect by. 本発明に係る真空処理装置及び真空吸引方法の第2実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 2nd Embodiment of the vacuum processing apparatus and vacuum suction method which concern on this invention. 本発明に係る図5の真空処理装置において真空吸引方法の流れを模式的に示すフローチャートである。6 is a flowchart schematically showing a flow of a vacuum suction method in the vacuum processing apparatus of FIG. 5 according to the present invention. 本発明に係る真空処理装置及び真空吸引方法の第3実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 3rd Embodiment of the vacuum processing apparatus and vacuum suction method which concern on this invention.

本発明に係る真空吸引方法、真空処理装置及びサブリメーションポンプについて、それぞれ図面を参照して説明する。なお、初めにサブリメーションポンプを使用する真空処理装置の構成及び真空吸引方法について説明する。   A vacuum suction method, a vacuum processing apparatus, and a sublimation pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, a configuration of a vacuum processing apparatus using a sublimation pump and a vacuum suction method will be described.

図1に示すように、真空処理装置1は、内部を真空にしてワークWを処理することができる処理室である筐体2と、この筐体2内で処理されるワークWを保持する保持機構3と、この保持機構3に保持されたワークWに蒸着させる蒸着材料Gzを収納する収納容器4と、この収納容器4の蒸着材料Gzを加熱する気相手段である電子銃5と、この電子銃5により加熱した収納容器4内の蒸着材料GzをワークWに蒸着、不蒸着とするように制御するシャッタ機構6と、筐体2内の真空状態を作りだす補助ポンプとしてのサブリメーションポンプ10とを備えている。   As shown in FIG. 1, the vacuum processing apparatus 1 includes a housing 2 that is a processing chamber capable of processing a workpiece W with a vacuum inside, and a holding that holds the workpiece W to be processed in the housing 2. A mechanism 3, a storage container 4 for storing a vapor deposition material Gz to be vapor-deposited on the workpiece W held by the holding mechanism 3, an electron gun 5 which is a vapor phase means for heating the vapor deposition material Gz of the storage container 4, and this A shutter mechanism 6 for controlling the vapor deposition material Gz in the storage container 4 heated by the electron gun 5 to be vapor-deposited and non-vapor-deposited on the work W, and a sublimation pump 10 as an auxiliary pump for creating a vacuum state in the housing 2. And.

筐体2は、内部を真空にして蒸着等の処理ができるものであり、真空処理室2aと、この真空処理室2aの上部に設けた開閉蓋2bと、真空処理室2aの外壁を貫通して形成される主真空ポンプPsとの接続部2cと、真空処理室2aの外壁を貫通して形成される雰囲気ガスの導入部2dとを備えている。また、筐体2は、ここでは、真空処理室2a内に設置される電子銃5及びサブリメーションポンプ10がそれぞれの電源に接続できるように構成されている。筐体2は、接続部2cを介して接続される主真空ポンプPs、及び、サブリメーションポンプ10により吸引されて、内部を真空になるようにされた状態として使用される。また、筐体2は、ここでは、内部に導入部2dを介して接続される雰囲気ガス容器Fgから供給される雰囲気ガスにより所定のガス雰囲気とした状態で処理作業が行われる。   The casing 2 is capable of performing a process such as vapor deposition with the inside being evacuated, and penetrates the vacuum processing chamber 2a, the open / close lid 2b provided on the upper portion of the vacuum processing chamber 2a, and the outer wall of the vacuum processing chamber 2a. And a main vacuum pump Ps connecting portion 2c and an atmosphere gas introducing portion 2d formed through the outer wall of the vacuum processing chamber 2a. In addition, the housing 2 is configured such that the electron gun 5 and the sublimation pump 10 installed in the vacuum processing chamber 2a can be connected to respective power sources. The housing 2 is used as a state in which the inside is evacuated by being sucked by the main vacuum pump Ps and the sublimation pump 10 connected via the connecting portion 2c. In addition, the processing operation is performed on the housing 2 in a state where a predetermined gas atmosphere is provided by the atmospheric gas supplied from the atmospheric gas container Fg connected to the housing 2 via the introduction portion 2d.

保持機構3は、筐体2内で処理されるワークWを保持するものである。この保持機構3は、ワークWの処理されるワーク面を露出するように保持することができる構成を備えていればよく、さらに、ワーク面を水平面に平行な方向で回転させることができる構成を備えているものであれば、その構成は限定されない。
収納容器4は、ここでは、ルツボやボート(直方体の一面から凹溝が形成された容器)等の耐熱容器が用いられ、収納して加熱する蒸着材料Gzが溶融しても耐えられる素材から形成されている。この収納容器4は、電子ビームにより蒸着材料Gzを溶融させて蒸発する作業を行っても耐性を備える一般的な構成のものであれば特に限定されるものではない。
The holding mechanism 3 holds the workpiece W to be processed in the housing 2. The holding mechanism 3 only needs to have a configuration capable of holding the workpiece surface to be processed so as to expose the workpiece W, and further has a configuration capable of rotating the workpiece surface in a direction parallel to the horizontal plane. As long as it is provided, the configuration is not limited.
Here, the storage container 4 is made of a heat-resistant container such as a crucible or a boat (a container in which a concave groove is formed from one side of a rectangular parallelepiped), and is made of a material that can withstand the vapor deposition material Gz that is stored and heated. Has been. The storage container 4 is not particularly limited as long as it has a general configuration that is durable even when the evaporation material Gz is melted and evaporated by an electron beam.

電子銃5は、収納容器4に収納されている蒸着材料Gzを溶融させるものである。この電子銃5は、ここでは電子ビームの照射経路を偏向して蒸着材料Gzを溶融させている。電子銃5は、蒸着材料Gzを溶融して蒸着作業ができる状態にすることができる構成であれば、電子ビームを偏向させる構成のものであっても、電子ビームを偏向させずに直接照射させる構成のものであっても構わない。   The electron gun 5 melts the vapor deposition material Gz stored in the storage container 4. The electron gun 5 here melts the vapor deposition material Gz by deflecting the irradiation path of the electron beam. As long as the electron gun 5 is configured to melt the vapor deposition material Gz so that the vapor deposition operation can be performed, the electron gun 5 directly irradiates the electron beam without deflecting the electron beam, even if the electron gun 5 is configured to deflect the electron beam. It may be configured.

シャッタ機構6は、収納容器4に収納した蒸着材料Gzからの蒸発による蒸着を制御するものである。このシャッタ機構6は、ここでは、遮蔽板が収納容器4とワークWとの蒸着経路の間に設置されており、その遮蔽板が蒸着経路の全部または一部を遮蔽するか、退避位置に移動して蒸着経路を遮蔽しないか、により蒸着材料Gzからの蒸着作業を制御している。シャッタ機構6は、蒸着及びその遮断ができる構成であれば、材質、構造、駆動機構など、特に限定されるものではない。   The shutter mechanism 6 controls vapor deposition by evaporation from the vapor deposition material Gz stored in the storage container 4. In this shutter mechanism 6, here, a shielding plate is installed between the deposition path between the storage container 4 and the work W, and the shielding plate shields all or a part of the deposition path or moves to the retracted position. Thus, the vapor deposition operation from the vapor deposition material Gz is controlled depending on whether or not the vapor deposition path is shielded. The shutter mechanism 6 is not particularly limited in terms of material, structure, drive mechanism, and the like as long as it can be deposited and blocked.

蒸着材料Gzは、ワークWの表面処理等に使用される材料であり、ワークWの処理の性質により様々な成分組成のものが用いられる。この蒸着材料Gzは、収納容器4内には粉体、粒体、ペレットあるいはシートの形態で収納されている。   The vapor deposition material Gz is a material used for the surface treatment or the like of the workpiece W, and has various component compositions depending on the nature of the workpiece W treatment. The vapor deposition material Gz is stored in the storage container 4 in the form of powder, granules, pellets or sheets.

載置台7は、収納容器4を載置する台である。この載置台7は、電子銃5の電子ビームが到達する位置に収納容器4が載置されるように設置されている。この載置台7は、収納容器4を複数載置して各収納容器4を電子ビームの到達する照射位置に移動させる構成としても構わない。載置台7は、収納容器4が複数載置されて移動する場合には、予め設定されたプログラムの手順に沿って移動するか、あるいは、外部からの操作により移動するように構成されている。   The mounting table 7 is a table on which the storage container 4 is mounted. The mounting table 7 is installed such that the storage container 4 is mounted at a position where the electron beam of the electron gun 5 reaches. The mounting table 7 may be configured such that a plurality of storage containers 4 are mounted and each storage container 4 is moved to an irradiation position where the electron beam reaches. When a plurality of storage containers 4 are mounted and moved, the mounting table 7 is configured to move in accordance with a preset program procedure or to be moved by an external operation.

図1及び図2に示すように、サブリメーションポンプ10は、筐体2内を真空にするために使用されるポンプである。サブリメーションポンプ10は、真空処理室2aの真空を形成するために単独であるいは他の真空ポンプと共に使用されるポンプである。このサブリメーションポンプ10は、ここでは筐体2の側壁に取り付けられている。サブリメーションポンプ10は、真空処理室2a内に設置される場合や、真空処理室2aに隣接する予備室内に設置される場合や、真空処理室2aに配管などを介して接続される場合等の態様で使用される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sublimation pump 10 is a pump used to evacuate the inside of the housing 2. The sublimation pump 10 is a pump that is used alone or together with other vacuum pumps to form a vacuum in the vacuum processing chamber 2a. The sublimation pump 10 is attached to the side wall of the housing 2 here. The sublimation pump 10 is installed in the vacuum processing chamber 2a, installed in a spare chamber adjacent to the vacuum processing chamber 2a, or connected to the vacuum processing chamber 2a via a pipe or the like. Used in the embodiment.

図2に示すように、サブリメーションポンプ10は、Si系材料で形成されたフィラメント12と、このフィラメント12の端部を支持する支持体13と、この支持体13に支持したフィラメント12をその融点以下に加熱して昇華させる電源(気相手段)15と、この電源15を介してフィラメント12から昇華したSi系材料を堆積させるためにフィラメント12に対面して配置された堆積板(筒状体)16と、真空処理室2a内の気体を吸引するための吸気口17aを形成したシールド板17と、堆積板16の外側に設けた冷却手段19と、を備えている。このサブリメーションポンプ10は、Si系材料のフィラメント12が昇華して堆積板16に堆積することでSi系材料の堆積膜18を形成し、形成したSi系材料の堆積膜18のSiダングリングボンドの作用により真空処理室2a内の真空状態を迅速に実現するものである。   As shown in FIG. 2, the sublimation pump 10 includes a filament 12 formed of a Si-based material, a support 13 that supports an end of the filament 12, and a melting point of the filament 12 supported on the support 13. A power source (gas phase means) 15 for heating and sublimating below, and a deposition plate (cylindrical body) disposed facing the filament 12 to deposit the Si-based material sublimated from the filament 12 via the power source 15 ) 16, a shield plate 17 in which an air inlet 17 a for sucking the gas in the vacuum processing chamber 2 a is formed, and a cooling means 19 provided outside the deposition plate 16. This sublimation pump 10 forms a Si-based material deposited film 18 by sublimating and depositing a Si-based material filament 12 on a deposition plate 16, and a Si dangling bond of the formed Si-based material deposited film 18. Thus, the vacuum state in the vacuum processing chamber 2a is quickly realized.

フィラメント12は、Si系材料で形成されており、電源15からの通電により融点以下に加熱されて昇華する。このフィラメント12は、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物(Si酸化物、Si窒化物、Si酸化物+α、Si窒化物+αを含む)のいずれかの材料により線条体に形成されている。そして、フィラメント12は、線条体をねじった状態で支持体13により支持されている。なお、フィラメント12は、特にSi合金として使用されることが好ましい。つまり、フィラメント12は、線条体に加工するときにSiが金属との合金あるは混合物となることで、延ばす、細くするなどの加工が容易となる。Si合金あるいはSi混合物としては、例えば、Si(ケイ素)と、以下の金属である。すなわち、合金あるいは混合物として、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Nb(ニオブ)、Ta(タンタル)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、Mn(マンガン)、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル)、Mg(マグネシウム)のうちの少なくとも一種類から成り、(10mol%≦Si≦ 90 mol%)の割合の範囲となるものである。   The filament 12 is formed of a Si-based material, and is sublimated by being heated to a melting point or lower by energization from the power source 15. The filament 12 is formed in the filament by a material of any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture (including Si oxide, Si nitride, Si oxide + α, and Si nitride + α). . And the filament 12 is supported by the support body 13 in the state which twisted the filament. The filament 12 is particularly preferably used as a Si alloy. That is, when the filament 12 is processed into a striate body, Si becomes an alloy or a mixture with a metal, thereby facilitating processing such as extending or thinning. Examples of the Si alloy or Si mixture include Si (silicon) and the following metals. That is, as an alloy or a mixture, Ti (titanium), Zr (zirconium), Nb (niobium), Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), W (tungsten), Mn (manganese), Fe (iron) ), Co (cobalt), Ni (nickel), and Mg (magnesium), and the ratio is in the range of (10 mol% ≦ Si ≦ 90 mol%).

または、Si(ケイ素)と、
Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)、Ru(ルテニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Sn(錫)、Sb(アンチモン)、Te(テルル)、Re(レニウム)、Ir(イリジウム)、Pt(白金)、Au(金)、C(炭素)、Ge(ゲルマニウム)のうちの少なくとも一種類から成る混合物(10mol%≦Si≦90mol%)である。
Or Si (silicon);
Al (aluminum), Cu (copper), Zn (zinc), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Ag (silver), Sn (tin), Sb (antimony), Te (tellurium), It is a mixture (10 mol% ≦ Si ≦ 90 mol%) composed of at least one of Re (rhenium), Ir (iridium), Pt (platinum), Au (gold), C (carbon), and Ge (germanium).

支持体13は、フィラメント12を支持すると共に電源15からの通電をフィラメント12に導通させることができるものである。この支持体13は、サブリメーションポンプで使用されている構成であれば既存のものでよい。支持体13は、ここでは、支持板14に設置されてフィラメント12の一端を支持する取付固定部13aと、この取付固定部13aに固定されたフィラメント12の他端を支持する固定板13bと、この固定板13bを支持板14に支持する支持柱13cとを備えている。この支持体13は、フィラメント12を固定してフィラメント12の昇華作業を行うことができるものであれば、その素材、構成等、特に限定されるものではない。   The support 13 supports the filament 12 and can conduct electricity from the power source 15 to the filament 12. The support 13 may be an existing one as long as it is a configuration used in a sublimation pump. Here, the support 13 is installed on the support plate 14 to support one end of the filament 12, and a fixing plate 13b that supports the other end of the filament 12 fixed to the mounting fixing portion 13a. A support column 13c that supports the fixed plate 13b on the support plate 14 is provided. The support 13 is not particularly limited as long as it can fix the filament 12 and perform the sublimation work of the filament 12.

電源15は、支持体13に支持されたフィラメント12を加熱するためのものである。この電源15は、フィラメント12を昇華させる温度(融点以下)まで加熱することができる電力を供給することができる既存のものであればよい。
堆積板16は、支持体13に支持されたフィラメント12の周囲に設置される筒状体であり、フィラメント12の昇華により堆積膜18を形成するためのものである。この堆積板16は、ここでは筐体2(真空処理室2a)の側壁に設置されている。堆積板16は、既存のサブリメーションポンプ10に使用されるものであれば特に限定されるものではない。
The power source 15 is for heating the filament 12 supported by the support 13. The power source 15 may be an existing power source that can supply power that can be heated to a temperature at which the filament 12 is sublimated (melting point or lower).
The deposition plate 16 is a cylindrical body installed around the filament 12 supported by the support 13, and is for forming a deposition film 18 by sublimation of the filament 12. Here, the deposition plate 16 is installed on the side wall of the casing 2 (vacuum processing chamber 2a). The deposition plate 16 is not particularly limited as long as it is used for the existing sublimation pump 10.

シールド板17は、真空処理室2a内に連通して真空処理室2a内からの気体を吸気する吸気口17aが形成され、吸気口17aと冷却手段19により、フィラメント12からの昇華物が真空処理室2aへ飛散することを防ぐことが可能である。このシールド板17は、既存のサブリメーションポンプ10に使用されるものであれば特に限定されるものではない。
冷却手段19は、フィラメント12が加熱することにより発生する熱の影響を抑制し、フィラメント12が昇華してできた気相状態のSi系材料を、真空処理室に湧出させずに、冷却された堆積板16の内側の面に吸着させて、Si系材料の堆積膜を形成するためのものである。この冷却手段19は、ここでは、堆積板16の外壁に水や液体窒素等の冷却液が中を流れる配管を設けることで堆積板16を冷却するように構成されている。なお、冷却手段19の冷却液の供給手段(図示せず)は筐体2の外側に設置される。
The shield plate 17 communicates with the vacuum processing chamber 2a to form an intake port 17a for sucking gas from the vacuum processing chamber 2a. The suction port 17a and the cooling means 19 allow the sublimate from the filament 12 to be vacuum processed. It is possible to prevent scattering to the chamber 2a. If this shield board 17 is used for the existing sublimation pump 10, it will not be specifically limited.
The cooling means 19 suppresses the influence of heat generated when the filament 12 is heated, and the vapor-phase Si-based material formed by sublimation of the filament 12 is cooled without flowing into the vacuum processing chamber. It is for adsorbing on the inner surface of the deposition plate 16 to form a deposited film of Si-based material. Here, the cooling means 19 is configured to cool the deposition plate 16 by providing a pipe through which a coolant such as water or liquid nitrogen flows on the outer wall of the deposition plate 16. The cooling liquid supply means (not shown) of the cooling means 19 is installed outside the housing 2.

つぎに、真空処理室の真空吸引方法について図3を主に図1及び図2を参照して説明する。なお、サブリメーションポンプ10のフィラメントにSi系材料を用いる場合として説明する。そして、ここでは、真空処理室2a内を真空にしてワークWの表面に蒸着処理を行う場合として説明する。
はじめに、ワークWは、筐体2の開閉蓋2bを開けた状態で、保持機構3に保持されて真空処理室2aの収納容器4に対面する位置に設置される。Si系材料のフィラメント12を備えるサブリメーションポンプ10は、真空処理室2a内に連通するように設置されている(ステップS1)。
真空処理装置1では、ワークWが設置されると主真空ポンプPsにより筐体2内が真空に引かれる(ステップS2)。
Next, a vacuum suction method in the vacuum processing chamber will be described with reference to FIG. 3 mainly with reference to FIGS. Note that the case where a Si-based material is used for the filament of the sublimation pump 10 will be described. Here, the case where the inside of the vacuum processing chamber 2a is evacuated and the surface of the workpiece W is subjected to vapor deposition processing will be described.
First, the workpiece W is held by the holding mechanism 3 in a state where the opening / closing lid 2b of the housing 2 is opened, and is installed at a position facing the storage container 4 of the vacuum processing chamber 2a. The sublimation pump 10 including the Si-based material filament 12 is installed so as to communicate with the vacuum processing chamber 2a (step S1).
In the vacuum processing apparatus 1, when the workpiece W is installed, the inside of the housing 2 is evacuated by the main vacuum pump Ps (step S2).

真空処理装置1では、真空吸引するサブリメーションポンプ10を作動させると、サブリメーションポンプ10のSi系材料で形成されたフィラメント12が電源15により加熱されて昇華して発生した気相状態のSi系材料を、Si系材料の堆積膜18として形成しながら真空吸引を行うことになる(S3)。したがって、真空処理装置1では、サブリメーションポンプ10が作動してSi系材料の堆積膜18が形成されることでSiのダングリングボンドの吸着作用により筐体2内に存在する真空に不必要な成分分子が堆積膜18に吸着されることで除去される。   In the vacuum processing apparatus 1, when the sublimation pump 10 that performs vacuum suction is operated, the filament 12 formed of the Si-based material of the sublimation pump 10 is heated by the power supply 15 and sublimated to generate a gas-phase Si-based material. Vacuum suction is performed while forming the material as the Si-based material deposition film 18 (S3). Therefore, in the vacuum processing apparatus 1, the sublimation pump 10 is operated to form the Si-based material deposited film 18, so that the vacuum existing in the housing 2 is unnecessary due to the adsorption action of Si dangling bonds. The component molecules are removed by being adsorbed on the deposited film 18.

そして、真空処理装置1では、その後、電子銃5により収納容器4内の蒸着材料Gzが電子銃5からの電子ビームにより加熱されて蒸発してシャッタ機構6の開放によりワークの表面に蒸着材料Gzが蒸着処理される(ステップS4)。なお、ワークWは、真空吸引を行いながら蒸着処理が行われている(ステップS4)。
次に、一回目の蒸着処理が終了すると、ワークWに対して予め設定された設定条件の処理が終了したか否かが判定され(ステップS5)、処理が終了した場合には終了する(ステップS5のYes)。また、処理が終了していないと判定された場合には(ステップS5のNo)、次の処理が行われる。
In the vacuum processing apparatus 1, thereafter, the vapor deposition material Gz in the storage container 4 is heated by the electron beam from the electron gun 5 and evaporated by the electron gun 5, and the vapor deposition material Gz is formed on the surface of the workpiece by opening the shutter mechanism 6. Is vapor-deposited (step S4). Note that the workpiece W is subjected to vapor deposition while performing vacuum suction (step S4).
Next, when the first vapor deposition process is completed, it is determined whether or not the process of the setting conditions set in advance for the workpiece W is completed (step S5), and the process ends when the process is completed (step S5). S5 Yes). If it is determined that the process has not ended (No in step S5), the next process is performed.

次の処理を行う場合には、設定条件により再度真空吸引作業が行われ、初めに設定された真空度になるように調整される場合がある。再度の真空処理が行われる場合には、筐体2内の現状の真空状態を維持した状態で(ベントせずに)サブリメーションポンプ10を作動させずに主真空ポンプPsのみにより真空吸引する場合と、主真空ポンプPs及びサブリメーションポンプ10の両者により真空吸引を再度行う場合とにより行われる。そして、サブリメーションポンプ10が作動することで、Si系材料の堆積膜18が形成されて、Siダングリングボンドの吸着作用により筐体2内に存在する真空に不必要な成分分子が除去される。そして、設定された条件に真空状態が到達すると、再び、ワークWの表面に処理を行うワーク処理及び真空吸引(ステップS4)が行われ、その設定処理の終了か否かが判定され、設定処理が終了するまでステップS4、S5が繰り返されることになる。   When the next process is performed, the vacuum suction operation is performed again according to the set conditions, and the vacuum may be adjusted to the initially set degree of vacuum. When vacuum processing is performed again, vacuum suction is performed only by the main vacuum pump Ps without operating the sublimation pump 10 while maintaining the current vacuum state in the housing 2 (without venting). And when vacuum suction is performed again by both the main vacuum pump Ps and the sublimation pump 10. Then, by operating the sublimation pump 10, a deposited film 18 of Si-based material is formed, and component molecules unnecessary for the vacuum existing in the housing 2 are removed by the adsorption action of Si dangling bonds. . Then, when the vacuum state reaches the set condition, the workpiece process and vacuum suction (step S4) for performing the process on the surface of the workpiece W are performed again, and it is determined whether or not the setting process is finished, and the setting process is performed. Steps S4 and S5 are repeated until is finished.

前記した真空吸引方法において、サブリメーションポンプを使用する場合、図4(a)、(b)に示すように、Si系材料の堆積膜18での吸着作用が起こっている。つまり、堆積膜18では、結晶表面及び結晶内部においてSiのすべての結合状態が成立してはおらず、結合の欠陥が生じていることが一般的である。したがって、サブリメーションポンプ10は、その動作によりSi系材料の堆積膜18において、Siダングリングボンドの吸着作用が発生し、真空に不必要な成分分子を結合の相手がいない欠陥個所に吸着して真空状態になるように進めることができる。なお、堆積膜18は、Si系材料の堆積膜18の表面のSiの原子では、結晶の外側には結合すべき相手がいないので、堆積膜18の表面にはSiダングリングボンドができ易い。   In the vacuum suction method described above, when a sublimation pump is used, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), an adsorption action on the deposited film 18 of the Si-based material occurs. In other words, in the deposited film 18, not all the bonding states of Si are established on the crystal surface and inside the crystal, and bonding defects generally occur. Accordingly, the sublimation pump 10 causes an action of adsorbing Si dangling bonds in the deposited film 18 of the Si-based material due to the operation thereof, and adsorbs the component molecules unnecessary for the vacuum to the defective portion where there is no bonding partner. It can proceed to a vacuum state. In the deposited film 18, since Si atoms on the surface of the Si-based material deposited film 18 do not have a partner to be bonded outside the crystal, Si dangling bonds are easily formed on the surface of the deposited film 18.

また、堆積膜18は、Si系材料が単結晶であっても内部に結合の相手がいない欠陥があればその欠陥にSiダングリングボンドができ、多結晶であれば結晶粒界にSiダングリングボンドができる。共有結合のSi結晶では、結合しようとする2個の原子がそれぞれ1個ずつ電子を出し合い、原子対の結合軌道を2個の電子が占めることで強く安定な結合状態になる。そのため、結合相手を失った結合手すなわちSiダングリングボンドは反応性に富み、つまり化学的活性が高く、再結合やトラップの原因となる。すなわち、堆積膜18では、Siダングリングボンドの高い化学的活性が、Si系材料の吸着効果の駆動力(Motive Force)となり真空に不必要な原子を除去することができる。   Further, the deposited film 18 has Si dangling bonds at the defects if there is a defect that does not have a bonding partner inside even if the Si-based material is a single crystal. You can bond. In the covalently-bonded Si crystal, two atoms to be bonded emit electrons one by one, and the two electrons occupy the bond orbit of the atom pair to form a strong and stable bonded state. Therefore, the bond that has lost its bond partner, that is, the Si dangling bond, is rich in reactivity, that is, has high chemical activity, and causes recombination and trapping. That is, in the deposited film 18, the high chemical activity of the Si dangling bonds becomes a driving force (Motive Force) of the adsorption effect of the Si-based material, and atoms unnecessary for vacuum can be removed.

また、真空吸引方法において、サブリメーションポンプ10を主真空ポンプPsと同時に使用する場合においても、Si系堆積膜が形成されていることでSiダングリングボンドの吸着作用により迅速に真空に不必要な成分分子が除去される。Si系堆積膜が形成されることによりTiと同じように真空に対する処理を早く行うことができる。真空度が設定した条件に到達したら、前記したと同様な手順によりワークWの表面処理作業が行われることになる。   Further, in the vacuum suction method, even when the sublimation pump 10 is used simultaneously with the main vacuum pump Ps, since the Si-based deposited film is formed, it is unnecessary to be quickly evacuated due to the adsorption action of Si dangling bonds. Component molecules are removed. By forming the Si-based deposited film, the vacuum processing can be performed quickly as with Ti. When the degree of vacuum reaches the set condition, the surface treatment work of the workpiece W is performed by the same procedure as described above.

つぎに、図5を参照して本発明に係る真空処理装置100としてのスパッタリング装置及び真空吸引方法について説明する。
真空処理装置100は、筐体102と、筐体102内にワークWを保持する保持手段103と、ターゲットTgの載置台104と、ワークWとターゲットTgに電圧をかける作動手段(気相手段)105と、Si系材料を堆積する予備室101とを備えている。また、真空処理装置100は、筐体2内において、ここでは、内部に導入部2dを介して接続される雰囲気ガス容器Fgから供給される雰囲気ガスにより所定のガス雰囲気とした状態で処理作業が行われる。
Next, a sputtering apparatus and a vacuum suction method as the vacuum processing apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIG.
The vacuum processing apparatus 100 includes a casing 102, a holding unit 103 that holds the workpiece W in the casing 102, a mounting table 104 for the target Tg, and an operating unit (gas phase unit) that applies a voltage to the workpiece W and the target Tg. 105 and a preliminary chamber 101 for depositing a Si-based material. In addition, the vacuum processing apparatus 100 performs the processing operation in the casing 2 in a state where a predetermined gas atmosphere is provided by the atmospheric gas supplied from the atmospheric gas container Fg connected to the inside through the introduction portion 2d. Done.

予備室101は、Si系堆積膜101dを形成するための室内堆積壁面101aと、この室内堆積壁面101aにSi系堆積膜101dを形成するためのSi系ターゲット101cと、このSi系ターゲット101cをスパッタリングしてSi系堆積膜101dを形成するための第2作動手段(気相手段)101eを有している。   The preliminary chamber 101 includes an indoor deposition wall surface 101a for forming the Si-based deposition film 101d, an Si-based target 101c for forming the Si-based deposition film 101d on the indoor deposition wall surface 101a, and sputtering the Si-based target 101c. Thus, the second operating means (vapor phase means) 101e for forming the Si-based deposition film 101d is provided.

室内堆積壁面101aは、筐体102内に設置され筐体102内に連通する連通口101hを形成したハウジングであり、ここでは、筐体102の内壁と同じ素材で形成されている。この室内堆積壁面101aは、その壁面の少なくとも一部にSi系堆積膜101dを形成するためのものである。室内堆積壁面101aは、筐体102内においてワークWの処理の影響がない位置に設置されている。なお、図5では、予備室101が主真空ポンプPsの吸引経路とは反対側に配置されているが、ワークWと主真空ポンプPsとの間に配置される構成であっても構わない。   The indoor deposition wall surface 101 a is a housing that is installed in the housing 102 and has a communication port 101 h that communicates with the housing 102. Here, the indoor deposition wall surface 101 a is formed of the same material as the inner wall of the housing 102. The indoor deposition wall surface 101a is for forming a Si-based deposition film 101d on at least a part of the wall surface. The indoor deposition wall surface 101a is installed in a position where there is no influence of the processing of the workpiece W in the housing 102. In FIG. 5, the preliminary chamber 101 is disposed on the side opposite to the suction path of the main vacuum pump Ps. However, the spare chamber 101 may be disposed between the workpiece W and the main vacuum pump Ps.

室内堆積壁面101aには、真空処理室102a内に連通して真空処理室102a内からの気体を吸気する吸気口である連通口101hが形成され、連通口101hと冷却手段101bにより、Si系ターゲット101cから発生するSi系材料の気相が真空処理室102aに飛散することを防ぐことが可能である。
冷却手段101bは、プラズマ放電やSi系ターゲット101cのスパッタリングによって発生する熱の影響を抑制し、Si系ターゲット101cがスパッタリングされることによって発生した気相状態のSi系材料を、真空処理室102aに湧出させずに、冷却された室内堆積壁面101aの内側に吸着させて、Si系材料のSi系堆積膜101dを形成するためのものである。この冷却手段101bは、室内堆積壁面101aの外壁に、水や液体窒素等の冷却液が中を流れる配管を設けることで室内堆積壁面101aを冷却するように構成されている。
The indoor deposition wall surface 101a is formed with a communication port 101h, which is an intake port that communicates with the vacuum processing chamber 102a and sucks gas from the vacuum processing chamber 102a. The Si-based target is formed by the communication port 101h and the cooling means 101b. It is possible to prevent the vapor phase of the Si-based material generated from 101c from scattering into the vacuum processing chamber 102a.
The cooling unit 101b suppresses the influence of heat generated by plasma discharge or sputtering of the Si-based target 101c, and causes the Si-based material in a vapor phase generated by the sputtering of the Si-based target 101c to the vacuum processing chamber 102a. This is for forming the Si-based deposited film 101d of the Si-based material by adsorbing to the inside of the cooled indoor deposition wall surface 101a without being swelled. The cooling means 101b is configured to cool the indoor deposition wall surface 101a by providing a pipe through which a coolant such as water or liquid nitrogen flows on the outer wall of the indoor deposition wall surface 101a.

Si系ターゲット101cは、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかの材料により形成され、すでにサブリメーションポンプ10で説明したSi系材料と同じ材料により構成され、スパッタリングのターゲットとし使用できるように形成されている。このSi系ターゲット101cは、室内堆積壁面101aとの間で第2作動手段101eにより電圧をかけられることでスパッタリングして室内堆積壁面101a内にSi系堆積膜101dを形成するためのものである。   The Si-based target 101c is made of any material of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture, and is made of the same material as the Si-based material already described in the sublimation pump 10, so that it can be used as a sputtering target. Is formed. This Si-based target 101c is used to form a Si-based deposition film 101d in the indoor deposition wall surface 101a by sputtering by applying a voltage to the indoor deposition wall surface 101a by the second actuating means 101e.

第2作動手段101eは、電気的に接続されているSi系ターゲット101cと室内堆積壁面101aとに電圧をかけてSi系ターゲット101cをスパッタリングさせるためのものである。この第2作動手段101eは、一般的なスパッタリング装置で使用されるものと同等の構成を備えている。   The second operating means 101e is for applying a voltage to the Si-based target 101c and the indoor deposition wall surface 101a that are electrically connected to cause the Si-based target 101c to be sputtered. This 2nd action | operation means 101e is equipped with the structure equivalent to what is used with a general sputtering device.

筐体102は、真空処理室102aと、開閉蓋102bと、主真空ポンプPsの接続部102cと、を備えている。この筐体102は、スパッタリング装置として使用できる構成であれば限定されるものではない。   The housing 102 includes a vacuum processing chamber 102a, an opening / closing lid 102b, and a connection portion 102c for the main vacuum pump Ps. The casing 102 is not limited as long as it can be used as a sputtering apparatus.

保持手段103は、ワークWをスパッタリングできる位置に保持するものである。この保持手段103は、スパッタリングできるようにワークWと電気的に接続できるように一般的な構成を有している。   The holding means 103 holds the workpiece W at a position where it can be sputtered. The holding means 103 has a general configuration so that it can be electrically connected to the workpiece W so that it can be sputtered.

載置台104は、ターゲットTgを載置するものである。この載置台104は、ターゲットTgを保持する保持手段103との間において電気的に接続された状態でワークWとターゲットTg間に電圧をかけることができるように構成されている。また、載置台104は、複数のターゲットTgを載置して、それぞれのターゲットTgと作動手段105(気相手段)との電機的接続を切り替えて、それぞれのターゲットTgとワークWを電気的に接続できるように構成してもよい。   The mounting table 104 is for mounting the target Tg. The mounting table 104 is configured such that a voltage can be applied between the workpiece W and the target Tg while being electrically connected to the holding means 103 that holds the target Tg. The mounting table 104 mounts a plurality of targets Tg, switches the electrical connection between each target Tg and the operating means 105 (gas phase means), and electrically connects each target Tg and the workpiece W. You may comprise so that it can connect.

作動手段105は、ターゲットTgからワークWに向かってスパッタリングさせるためのものである。この作動手段105は例えば電気的に接続してワークWとターゲットTgの間に電圧をかけて、ターゲットTgからスパッタリングさせワークWの表面を処理させるためのものである。作動手段105は、例えば直流スパッタ方式、高周波スパッタ方式、高周波マグネトロンスパッタ方式であればターゲットTgとワークWとを電気的に接続して電圧をかけることができる構成を備えている。なお、作動手段105は、イオン銃を用いてターゲットTgをスパッタさせる構成であっても構わない。   The operating means 105 is for sputtering from the target Tg toward the workpiece W. The actuating means 105 is for electrically connecting, for example, applying a voltage between the workpiece W and the target Tg, and sputtering the target Tg to treat the surface of the workpiece W. The actuating means 105 has a configuration capable of applying a voltage by electrically connecting the target Tg and the workpiece W, for example, in the case of a direct current sputtering method, a high frequency sputtering method, or a high frequency magnetron sputtering method. The actuating means 105 may be configured to sputter the target Tg using an ion gun.

真空処理装置100を動作させる場合について図6を主に参照して(図5も参照)して説明する。
初めに、真空処理装置100では、筐体102の開閉蓋102bを開放してワークWを保持手段103に保持させ、また、予備室101内にSi系ターゲット101cを設置し(ステップS11)、開閉蓋102bを閉じる。
そして、主真空ポンプPsにより真空吸引して筐体2内及び予備室101内を真空にした(ステップS12)後に、予備室101内のSi系ターゲット101cをスパッタリングして室内堆積壁面101aにSi系堆積膜101dを形成する(ステップ13)。
The case of operating the vacuum processing apparatus 100 will be described with reference mainly to FIG. 6 (also refer to FIG. 5).
First, in the vacuum processing apparatus 100, the opening / closing lid 102b of the casing 102 is opened to hold the workpiece W on the holding means 103, and the Si target 101c is installed in the spare chamber 101 (step S11). The lid 102b is closed.
Then, vacuum suction is performed by the main vacuum pump Ps to evacuate the inside of the housing 2 and the preliminary chamber 101 (step S12), and then the Si-based target 101c in the preliminary chamber 101 is sputtered to form the Si-based material on the indoor deposition wall surface 101a. A deposited film 101d is formed (step 13).

この真空処理装置100では、予備室101の第2作動手段101eを作動させSi系ターゲット101cをスパッタリングして室内堆積壁面101a内の少なくとも一部にSi系堆積膜101dを形成している。なお、Si系堆積膜101dを形成するタイミングは、主真空ポンプPs作動中である。主真空ポンプPsを動作させるときに、Si系堆積膜101dが形成されていることで、Siダングリングボンドの吸着作用が発生し、真空に不必要な成分分子をSi系堆積膜101dの結合の相手がいない欠陥個所に吸着して真空吸引をより迅速に進めることができる。   In this vacuum processing apparatus 100, the second operating means 101e of the preliminary chamber 101 is operated to sputter the Si-based target 101c to form the Si-based deposited film 101d on at least a part of the indoor deposition wall surface 101a. The timing for forming the Si-based deposited film 101d is during operation of the main vacuum pump Ps. Since the Si-based deposited film 101d is formed when the main vacuum pump Ps is operated, the Si dangling bond is adsorbed, and component molecules unnecessary for vacuum are bonded to the Si-based deposited film 101d. Vacuum suction can be advanced more quickly by adsorbing to a defective part where there is no counterpart.

真空処理装置100では、真空状態が予め設定された条件に到達すると(ステップ14)、予備室101の第2作動手段101eを同時に作動している場合には停止させ、Si系ターゲット101cからのスパッタリング処理も中止する。そして、真空処理装置100では、作動手段105を介してターゲットTgからワークWに向かってスパッタリングさせてワークWの表面処理作業を行う(ステップ15)。ワークWの表面をスパッタリングにより処理する場合は、雰囲気ガス容器Fgから導入部2dを介して雰囲気ガスを導入しながら行っている。   In the vacuum processing apparatus 100, when the vacuum state reaches a preset condition (step 14), the second operating means 101e of the preliminary chamber 101 is stopped when it is simultaneously operating, and sputtering from the Si-based target 101c is performed. Processing is also stopped. Then, in the vacuum processing apparatus 100, the surface treatment work of the workpiece W is performed by sputtering from the target Tg toward the workpiece W via the operating means 105 (step 15). When the surface of the workpiece W is processed by sputtering, the atmospheric gas is introduced from the atmospheric gas container Fg through the introduction part 2d.

真空処理装置100は、ワークWの表面に一回目の処理が施された後に、ワークWに対して予め設定された設定条件の処理が終了したか否かが判定され(ステップS16)、処理が終了した場合には終了する(ステップS16のYes)。また、処理が終了していないと判定された場合には(ステップS16のNo)、再びステップS14,S15の処理が行われる。
なお、真空処理装置100では、再度処理を施す前に、真空状態を再度計測して、真空条件を満足していなければ、はじめの真空状態にする作業が行われる。このときに、予備室101の室内堆積壁面101aに既にSi系堆積膜101dが形成されて、Siダングリングボンドが残存していれば、Siダングリングボンドの吸着作用が持続して真空に不必要な成分分子を除去することができる。
After the first processing is performed on the surface of the workpiece W, the vacuum processing apparatus 100 determines whether or not the processing of the setting conditions set in advance for the workpiece W is completed (step S16). If completed, the process ends (Yes in step S16). If it is determined that the process has not ended (No in step S16), the processes in steps S14 and S15 are performed again.
Note that in the vacuum processing apparatus 100, before the processing is performed again, the vacuum state is measured again, and if the vacuum condition is not satisfied, the first vacuum state is performed. At this time, if the Si-based deposition film 101d is already formed on the indoor deposition wall surface 101a of the preliminary chamber 101 and the Si dangling bond remains, the adsorbing action of the Si dangling bond continues and is unnecessary for the vacuum. It is possible to remove various component molecules.

また、予備室101のSi系ターゲット101cを第2作動手段102dによりスパッタリングさせて予備室101の室内堆積壁面101aにSi系堆積膜101dを形成しながら主真空ポンプPsを作動するようにしてもよい。このようにすれば、Si系堆積膜の中の欠陥(Siダングリングボンド)のほとんどが吸着ガスで埋まっていたとしても、予備室101の室内堆積壁面に、大量の欠陥(Siダングリングボンド)含んだSi系堆積膜が新たに形成され、その吸着力を利用し、真空処理室102a内を、設定された条件の真空状態へ速やかに真空排気できる。
なお、真空処理装置100では、主真空ポンプPsにより筐体102内を真空に吸引する際、複数のターゲットTgのひとつをSi系材料にしておき、このTgを使って、真空処理室102a内のワークW表面以外にSi系堆積膜を形成し、Siダングリングボンドの吸着作用を働かせてもよい。真空処理装置100では、ワークW表面に、ワークW直近に設置したシャッタ(シャッタ機構)6により、Si系堆積膜を形成しないようにすることができる(図5を参照)。
Further, the main vacuum pump Ps may be operated while the Si-based target 101c in the preliminary chamber 101 is sputtered by the second operating means 102d to form the Si-based deposited film 101d on the indoor deposition wall surface 101a of the preliminary chamber 101. . In this way, even if most of the defects (Si dangling bonds) in the Si-based deposited film are filled with the adsorbed gas, a large amount of defects (Si dangling bonds) are formed on the indoor deposition wall surface of the preliminary chamber 101. A new Si-based deposited film is formed, and the vacuum processing chamber 102a can be quickly evacuated to a vacuum state under a set condition by using the adsorption force.
In the vacuum processing apparatus 100, when vacuuming the inside of the housing 102 by the main vacuum pump Ps, one of the plurality of targets Tg is made of Si-based material, and this Tg is used to store the inside of the vacuum processing chamber 102a. A Si-based deposited film may be formed on the surface of the workpiece W to activate the Si dangling bond adsorption action. In the vacuum processing apparatus 100, a Si-based deposited film can be prevented from being formed on the surface of the workpiece W by a shutter (shutter mechanism) 6 installed in the immediate vicinity of the workpiece W (see FIG. 5).

その結果、真空処理装置100では、従来の真空吸引を行った状態と比較して、同じ真空状態にする場合、1/2の時間で達成することができる(表3参照)。また、真空処理装置100ででは、同じ真空吸引時間、例えば、1分30秒後の真空状態では、最大、一桁違う真空度(Pa)の差として改善することができる(表2参照)。   As a result, in the vacuum processing apparatus 100, when the same vacuum state is obtained as compared with the state in which the conventional vacuum suction is performed, it can be achieved in 1/2 time (see Table 3). Further, in the vacuum processing apparatus 100, in the same vacuum suction time, for example, a vacuum state after 1 minute and 30 seconds, it can be improved as a difference in the degree of vacuum (Pa) which is different by one digit at maximum (see Table 2).

真空処理装置100では、筐体102の開閉蓋102bを開放して新たなワークWを保持手段103に設置し、再度前記した工程を繰り返すことで真空状態を確保してワークWの表面処理を行うことができる。なお、載置台104がターゲットTgを複数載置している場合には、作動手段105に接続するターゲットTgを切り替え、次のターゲットTgで、真空状態を解除することなく、ワークWに対する作業をつづけることができる。   In the vacuum processing apparatus 100, the opening / closing lid 102 b of the housing 102 is opened, a new workpiece W is placed on the holding means 103, and the surface treatment of the workpiece W is performed by ensuring the vacuum state by repeating the above-described steps again. be able to. When the mounting table 104 mounts a plurality of targets Tg, the target Tg connected to the operating means 105 is switched, and the work on the workpiece W is continued with the next target Tg without releasing the vacuum state. be able to.

つぎに図7を参照して真空処理装置200を説明する。
図6に示すように、真空処理装置200は、筐体202内に設置される予備エリアに設置されたSi系堆積膜201dを形成するSi系堆積膜形成部201と、筐体202にワークWを保持して設置する保持機構203と、保持機構203に保持されたワークWの表面処理を制御するシャッタ機構206と、ワークWの表面処理を行うためのターゲットTgあるいは蒸着材料Gzを収納するルツボ等の収納容器204aを載置する載置台204と、この載置台204のターゲットTgと保持機構203のワークWとの間に電圧をかける作動手段205あるいは、収納容器204a内の蒸着材料を溶融するための電子銃または収納容器204aに通電加熱する作動手段(図示せず)と、を備えている。
Next, the vacuum processing apparatus 200 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the vacuum processing apparatus 200 includes a Si-based deposited film forming unit 201 that forms a Si-based deposited film 201 d installed in a preliminary area installed in the housing 202, and a work W on the housing 202. Holding mechanism 203 for holding and installing, shutter mechanism 206 for controlling the surface treatment of workpiece W held by holding mechanism 203, and crucible for storing target Tg or vapor deposition material Gz for performing the surface treatment of workpiece W The mounting table 204 for mounting the storage container 204a, etc., and the operating means 205 for applying a voltage between the target Tg of the mounting table 204 and the work W of the holding mechanism 203, or the vapor deposition material in the storage container 204a is melted. And an operating means (not shown) for energizing and heating the electron gun or the storage container 204a.

Si系堆積膜形成部201は、Si系堆積膜201dを堆積するための堆積板201aと、この堆積板201aに対面する位置に設置されるSi系材料201cを収納する収納容器201bと、この収納容器201bを載置して加熱する第2作動手段201eとを備えている。   The Si-based deposited film forming unit 201 includes a deposition plate 201a for depositing the Si-based deposited film 201d, a storage container 201b for storing a Si-based material 201c installed at a position facing the deposition plate 201a, and the storage container 201b. Second operating means 201e for placing and heating the container 201b.

堆積板201aは、ワークWの表面処理作業に影響のない位置に設置され、ここでは、一端側を所定角度で折り曲げて、蒸着するSi系材料がワークW側に飛散しないように構成されている。この堆積板201aは、Si系堆積膜201dを形成する面側がここでは筐体2の内壁と同じ素材で形成されている。この堆積板201aでは、蒸着されるSi系堆積膜201dをすべて受ける必要はなく、シャッタ機構206が閉じられていれば、ワークWの表面処理に影響がないように、蒸着するSi系材料から遮蔽されるので、筐体202(真空処理室202a)の内壁面の一部にSi系堆積膜201dが形成される状態となっても構わない。なお、真空処理室202aの内壁面にSi系堆積膜201dが形成された方が、Si系堆積膜の面積が広がり、Siダングリングボンドの吸着力が強くなるので、真空処理室202aの真空排気には有利である。   The deposition plate 201a is installed at a position that does not affect the surface treatment work of the workpiece W. Here, the one end side is bent at a predetermined angle so that the Si-based material to be deposited does not scatter to the workpiece W side. . In this deposition plate 201a, the surface side on which the Si-based deposition film 201d is formed is formed of the same material as the inner wall of the housing 2 here. In this deposition plate 201a, it is not necessary to receive all of the deposited Si-based deposited film 201d. If the shutter mechanism 206 is closed, the deposited plate 201a is shielded from the deposited Si-based material so as not to affect the surface treatment of the workpiece W. Therefore, the Si-based deposition film 201d may be formed on a part of the inner wall surface of the housing 202 (vacuum processing chamber 202a). Note that when the Si-based deposition film 201d is formed on the inner wall surface of the vacuum processing chamber 202a, the area of the Si-based deposition film is increased and the adsorption force of Si dangling bonds is increased. Is advantageous.

収納容器201bは、Si系材料を収納するものであり、Si系材料を加熱して溶融可能なルツボやボート等である。収納容器201bに収納されるSi系材料の形状は、粉体、粒体、シートまたはペレットのいずれか、あるいは、それらの組み合わせである。このSi系材料は、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物(Si酸化物、Si窒化物、Si酸化物+α、Si窒化物+αを含む)のいずれかの材料により形成されている。そして、Si系材料は、Si合金あるいはSi混合物としては、例えば、Si(ケイ素)と、以下の金属である。すなわち、合金あるいは混合物として、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Nb(ニオブ)、Ta(タンタル)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、Mn(マンガン)、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル)、Mg(マグネシウム)のうちの少なくとも一種類から成り、(10mol%≦Si≦ 90 mol%)の割合の範囲となるものである。   The storage container 201b stores a Si-based material, and is a crucible or boat that can heat and melt the Si-based material. The shape of the Si-based material stored in the storage container 201b is any of powder, granules, sheets, pellets, or a combination thereof. This Si-based material is made of any material of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture (including Si oxide, Si nitride, Si oxide + α, and Si nitride + α). The Si-based material is, for example, Si (silicon) and the following metals as the Si alloy or Si mixture. That is, as an alloy or a mixture, Ti (titanium), Zr (zirconium), Nb (niobium), Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), W (tungsten), Mn (manganese), Fe (iron) ), Co (cobalt), Ni (nickel), and Mg (magnesium), and the ratio is in the range of (10 mol% ≦ Si ≦ 90 mol%).

または、合金あるいは混合物として、Si(ケイ素)と、
Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)、Ru(ルテニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Sn(錫)、Sb(アンチモン)、Te(テルル)、Re(レニウム)、Ir(イリジウム)、Pt(白金)、Au(金)、C(炭素)、Ge(ゲルマニウム)のうちの少なくとも一種類から成る混合物(10mol%≦Si≦90mol%)である。
Alternatively, as an alloy or mixture, Si (silicon),
Al (aluminum), Cu (copper), Zn (zinc), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Ag (silver), Sn (tin), Sb (antimony), Te (tellurium), It is a mixture (10 mol% ≦ Si ≦ 90 mol%) composed of at least one of Re (rhenium), Ir (iridium), Pt (platinum), Au (gold), C (carbon), and Ge (germanium).

第2作動手段(Si系材料を気相状態にする手段)201eは、収納容器201b内のSi系材料を溶融して蒸着させるように加熱するものである。この第2作動手段201eは、収納容器201b内のSi系材料を加熱して堆積板201aに、Si系材料を蒸着させることができるものであれば、限定されることはない。   The second actuating means (means for bringing the Si-based material into a vapor phase) 201e heats the Si-based material in the storage container 201b so as to be melted and deposited. The second actuating means 201e is not limited as long as it can heat the Si-based material in the storage container 201b to vapor-deposit the Si-based material on the deposition plate 201a.

筐体202は、内部を真空にして蒸着等の処理ができるものであり、真空処理室202aと、この真空処理室202aの上部に設けた開閉蓋202bと、真空処理室202aの外壁を貫通して形成される主真空ポンプPsとの接続部202cとを備えている。
保持機構203は、筐体202内で処理されるワークWを保持するものである。この保持機構203は、ワークWの処理されるワーク面を露出するように保持することができる構成を備えていればよく、さらに、ワーク面を水平面に平行な方向で回転させることができ、ワーク面を冷却または加熱できる構成を備えているものであれば、その構成は限定されない。
The housing 202 is capable of performing a process such as vapor deposition by making the inside vacuum, and penetrates the vacuum processing chamber 202a, an open / close lid 202b provided on the upper portion of the vacuum processing chamber 202a, and the outer wall of the vacuum processing chamber 202a. And a connecting portion 202c connected to the main vacuum pump Ps.
The holding mechanism 203 holds the workpiece W processed in the housing 202. The holding mechanism 203 only needs to have a configuration capable of holding the workpiece surface to be processed so as to expose the workpiece W, and can further rotate the workpiece surface in a direction parallel to the horizontal plane. The configuration is not limited as long as it has a configuration capable of cooling or heating the surface.

載置台204は、ターゲットTgあるいは収納容器(ルツボまたはボート等)204aの一方を設置するものであり、図面では両者をまとめて示している。この載置台204は、複数のターゲットTgあるいは複数のルツボまたはボート等を載置して、それぞれのターゲットTgあるいはルツボボート等の直上に、独立して開閉駆動できるシャッタを配置した構成としても構わない。載置台204は、ターゲットTgあるいは収納容器204aが複数載置される場合には、予め設定されたプログラムの手順に沿って、あるいは、外部からの遠隔操作により、作動手段205との電気的接続が切り替えられるように構成されている。   The mounting table 204 is used to install either the target Tg or a storage container (such as a crucible or a boat) 204a, and both are collectively shown in the drawing. The mounting table 204 may have a configuration in which a plurality of targets Tg or a plurality of crucibles or boats are mounted, and a shutter that can be independently opened and closed is disposed immediately above each target Tg or crucible boat. When a plurality of targets Tg or storage containers 204a are mounted, the mounting table 204 is electrically connected to the actuating means 205 in accordance with a preset program procedure or by remote operation from the outside. It is configured to be switched.

作動手段205は、載置台204上にターゲットTgがある場合には、ワークWとの間で電圧をかける手段であり、載置台204上に収納容器204aがある場合には、第2作動手段201eと同様の構成となる加熱する手段である。
シャッタ機構206は、ターゲットTgからのスパッタあるいは収納容器204aに収納した蒸着材料Gzからの蒸発による蒸着および、堆積板201aが受け切れなかった(遮蔽できなかった)収納容器201bに収納されたSi系材料からの蒸着を、制御するものである。これらの目的を達成するためのシャッタ機構206は、ここでは、シャッタがターゲットTgあるいは収納容器204aとワークWと対面する処理経路の間に設置されており、シャッタが処理経路の全部または一部に移動して位置することで遮蔽するか、あるいは、シャッタが処理経路から退避位置に移動して遮蔽しないようにして、蒸着作業あるいはスパッタリング作業を制御している。シャッタ機構206は、蒸着作業あるいはスパッタリング作業及びその遮断ができる構成であれば特に限定されるものではない。
The operating means 205 is a means for applying a voltage to the workpiece W when the target Tg is on the mounting table 204, and the second operating means 201e when the storage container 204a is on the mounting table 204. It is a means to heat to become the same structure.
The shutter mechanism 206 is formed by sputtering from the target Tg or evaporation from the vapor deposition material Gz stored in the storage container 204a, and the Si-based material stored in the storage container 201b that the deposition plate 201a cannot receive (cannot be shielded). It controls the deposition from the material. In the shutter mechanism 206 for achieving these objects, the shutter is installed between the target Tg or the storage container 204a and the processing path facing the workpiece W, and the shutter is provided in all or part of the processing path. The deposition operation or the sputtering operation is controlled such that the deposition operation or the sputtering operation is performed by blocking the position by moving or by blocking the shutter from moving to the retracted position from the processing path. The shutter mechanism 206 is not particularly limited as long as it has a structure capable of blocking and blocking the vapor deposition operation or the sputtering operation.

ターゲットTgあるいは蒸着材料Gzは、ワークWの表面処理等に使用される材料であり、ワークWの成分や処理の性質により様々な成分組成のものが用いられ、複数のターゲットTgあるいは複数の蒸着材料Gzのうち、少なくとも一つをSi系材料とし、シャッタ機構206でワークWに対する蒸着作業あるいはスパッタリング作業を遮断したうえで、Siダングリングボンドに起因した吸着作用を示す、Si系堆積膜を、真空処理室202a内壁およびシャッタ機構206下面に形成してもよい。このターゲットTgはバルク状に形成され、蒸着材料Gzは、収納容器204a内には粉体、粒体、ペレットあるいはシートまたは、これらの組み合わせの形態で収納されている。   The target Tg or the vapor deposition material Gz is a material used for the surface treatment of the workpiece W, and various component compositions are used depending on the component of the workpiece W and the nature of the treatment, and a plurality of targets Tg or a plurality of vapor deposition materials. At least one of Gz is made of Si-based material, and the deposition mechanism or sputtering operation on the workpiece W is shut off by the shutter mechanism 206, and then the Si-based deposited film exhibiting an adsorption action due to Si dangling bonds is vacuumed. You may form in the process chamber 202a inner wall and the shutter mechanism 206 lower surface. The target Tg is formed in a bulk shape, and the vapor deposition material Gz is stored in the storage container 204a in the form of powder, granules, pellets or sheets, or a combination thereof.

真空処理装置200を動作させる場合には、以下のようになる。
初めに、真空処理装置200では、筐体202の開閉蓋202bを開放してワークWを保持機構203に保持させ、開閉蓋202bを閉じて主真空ポンプPsにより筐体202内を真空に吸引する。
真空処理装置200では、主真空ポンプPsを作動させるときに、Si系堆積膜形成部201の第2作動手段201eを作動させ、Si系材料201cを加熱して蒸着させてSi系堆積膜201dを堆積板201aに形成する。このように、主真空ポンプPsを動作させながら、Si系堆積膜201dを堆積板201aあるいは真空処理室202aの一部に形成することで、ダングリングボンドの吸着作用が発生し、真空に不必要な成分分子をSi系堆積膜201dのSi原子の結合の相手がいない欠陥個所に吸着して真空吸引をより迅速に進めることができる。
When the vacuum processing apparatus 200 is operated, the operation is as follows.
First, in the vacuum processing apparatus 200, the opening / closing lid 202b of the housing 202 is opened, the work W is held by the holding mechanism 203, the opening / closing lid 202b is closed, and the inside of the housing 202 is vacuumed by the main vacuum pump Ps. .
In the vacuum processing apparatus 200, when the main vacuum pump Ps is operated, the second operating means 201e of the Si-based deposited film forming unit 201 is operated, and the Si-based material 201c is heated and evaporated to form the Si-based deposited film 201d. Formed on the deposition plate 201a. In this way, by forming the Si-based deposition film 201d on the deposition plate 201a or a part of the vacuum processing chamber 202a while operating the main vacuum pump Ps, dangling bonds are adsorbed and are unnecessary for vacuum. Thus, vacuum suction can be advanced more quickly by adsorbing the component molecules to the defective portion of the Si-based deposited film 201d that does not have a Si atom bonding partner.

真空処理装置200では、真空状態が予め設定された条件すなわち、真空度(到達真空度)に到達すると、Si系堆積膜形成部201の第2作動手段201eを停止することでSi系材料201cからの蒸着処理を一旦中止する。主真空ポンプPsは、ワークWの表面処理の方法が、蒸着あるいはスパッタリングいずれの場合でも、表面処理によって発生したガスを、表面処理終了後に迅速に排気するため停止させない。そして、真空処理装置200では、作動手段205を介してターゲットTgあるいは蒸着材料GzからワークWに向かってスパッタリングあるいは蒸着させてワークWの表面処理作業を行う。   In the vacuum processing apparatus 200, when the vacuum state reaches a preset condition, that is, the degree of vacuum (attainment degree of vacuum), the second operating unit 201e of the Si-based deposited film forming unit 201 is stopped to stop the Si-based material 201c. The deposition process is temporarily stopped. Even if the surface treatment method of the workpiece W is either vapor deposition or sputtering, the main vacuum pump Ps does not stop because the gas generated by the surface treatment is quickly exhausted after the surface treatment is finished. In the vacuum processing apparatus 200, the surface treatment of the workpiece W is performed by sputtering or vapor deposition from the target Tg or the vapor deposition material Gz toward the workpiece W via the operating unit 205.

スパッタリングの場合は、メインバルブを調整して(ほとんど閉じて)、スパッタリングのために導入するガス量と排気ガス量のバランスで真空処理室202aのガス圧(スパッタリングガス圧)を設定条件に保ち、ワークWの表面処理を行う。到達真空度が10−5〜10−6Pa台であるのに対し、スパッタリングによる表面処理中のガス圧は10〜10−1Pa台である。蒸着の場合は、メインバルブを全開にし、ルツボやボートなどの加熱にともない発生するガスを主真空ポンプPsで排気しながら、ワークWの表面処理を行う。蒸着の場合は、表面処理中の真空処理室202aの真空度は、表面処理前の真空度すなわち、到達真空度よりできるだけ劣化しないことが望ましい。このため、メインバルブを全開にする。 In the case of sputtering, the main valve is adjusted (mostly closed), and the gas pressure (sputtering gas pressure) in the vacuum processing chamber 202a is kept at the set condition by the balance between the amount of gas introduced for sputtering and the amount of exhaust gas. Surface treatment of the workpiece W is performed. The ultimate vacuum is in the range of 10 −5 to 10 −6 Pa, whereas the gas pressure during the surface treatment by sputtering is in the range of 10 to 10 −1 Pa. In the case of vapor deposition, the main valve is fully opened, and the surface treatment of the workpiece W is performed while the gas generated by heating the crucible or boat is exhausted by the main vacuum pump Ps. In the case of vapor deposition, it is desirable that the degree of vacuum in the vacuum processing chamber 202a during the surface treatment is not deteriorated as much as possible from the degree of vacuum before the surface treatment, that is, the ultimate degree of vacuum. For this reason, the main valve is fully opened.

真空処理装置200は、光ディスクのような多層構成の膜を作製するために、相接する層の材料が異なるように、ワークWの表面処理を繰り返す場合、ワークWの表面に次の処理を施す前に、真空状態を再度計測して、真空条件を満足していなければ、最初の表面処理を始める前の真空状態にする作業が行われる。このときに、筐体202内の内壁面あるいは堆積板201aに既にSi系堆積膜201dが形成されているので、この中に、吸着ガスで埋まっていない欠陥すなわち、Siダングリングボンドが残っていれば、Siダングリングボンドの吸着作用が持続して真空に不必要な成分分子を除去することができる。なお、真空処理装置200では、最初の表面処理を始める前の真空状態にする作業のときに、Si系堆積膜形成部201のSi系材料201cを第2作動手段201eにより加熱して蒸着させる動作を再度行いながら、主真空ポンプPsを作動するようにしてもよい。これは、最初の表面処理を始める前の真空状態にする作業のときに、筐体202内の内壁面あるいは堆積板201aに形成されているSi系堆積膜201dに残っている、吸着ガスで埋まっていないSiダングリングボンドが少なく、充分なSiダングリングボンドの吸着作用が期待できないとき、それを補うための方法である。   The vacuum processing apparatus 200 performs the following process on the surface of the workpiece W when the surface treatment of the workpiece W is repeated so that the materials of the adjacent layers are different in order to produce a multilayer film such as an optical disk. Previously, the vacuum state is measured again, and if the vacuum condition is not satisfied, an operation to make the vacuum state before starting the first surface treatment is performed. At this time, since the Si-based deposition film 201d is already formed on the inner wall surface or the deposition plate 201a in the housing 202, defects that are not filled with the adsorbed gas, that is, Si dangling bonds remain in this. For example, the adsorbing action of the Si dangling bonds can be continued and unnecessary component molecules can be removed. In the vacuum processing apparatus 200, the operation of heating and depositing the Si-based material 201c of the Si-based deposited film forming unit 201 by the second operating means 201e during the vacuuming operation before starting the first surface treatment. The main vacuum pump Ps may be operated while performing again. This is filled with the adsorbed gas remaining on the inner wall surface in the housing 202 or the Si-based deposition film 201d formed on the deposition plate 201a during the vacuuming operation before starting the first surface treatment. This is a method for compensating for a case where there are few Si dangling bonds that are not present and sufficient adsorption of Si dangling bonds cannot be expected.

その結果、真空処理装置200では、従来の真空吸引を行った状態と比較して、同じ真空状態にする場合、1/2の時間で達成することができる(表3参照)。また、真空処理装置200ででは、同じ真空吸引時間、例えば、1分30秒後の真空状態では、最大、一桁違う真空度(Pa)の差として改善することができる(表2参照)。   As a result, in the vacuum processing apparatus 200, the same vacuum state can be achieved in half the time compared to the state in which the conventional vacuum suction is performed (see Table 3). Further, in the vacuum processing apparatus 200, in the same vacuum suction time, for example, in a vacuum state after 1 minute and 30 seconds, it can be improved as a difference in the degree of vacuum (Pa) which is different by one digit at maximum (see Table 2).

つぎに、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
本発明に係る実施例では、高速、大容量光記録の記録実験用の光ディスク及びギャップサーボ実験のための光ディスクの媒体構成について行った。また、6元マグネトロンスパッタリング装置を用いて実験を行った。この6元マグネトロンスパッタリング装置は、主な構成要素として、真空室、クライオポンプ(CP、主ポンプ)、ドライポンプ(DRP、粗引きポンプ)、6元カソード(6元ターゲット))、高周波電源二基、制御ラック(液晶タッチパネル付き)を備えている。
記録実験用の光ディスクは、以下の層構成の多層膜を基板(PC(Polycarbonate) Subst.)に堆積させた。
Si−N/ZnS−SiO/Ge−Bi−B−O/ZnS−SiO/Si−N/Ag−a。
Next, examples of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to this Example.
In the embodiment according to the present invention, the medium configuration of an optical disk for a recording experiment of high-speed and large-capacity optical recording and an optical disk for a gap servo experiment were performed. In addition, experiments were conducted using a 6-element magnetron sputtering apparatus. This 6-element magnetron sputtering system has the following main components: vacuum chamber, cryopump (CP, main pump), dry pump (DRP, roughing pump), 6-element cathode (6-element target)), two high-frequency power supplies Control rack (with LCD touch panel).
In an optical disk for recording experiments, a multilayer film having the following layer structure was deposited on a substrate (PC (Polycarbonate) Subst.).
Si-N / ZnS-SiO 2 / Ge-Bi-B-O / ZnS-SiO 2 / Si-N / Ag-a.

また、ギャップサーボ実験の光ディスクは、以下の層構成の二層膜を基板(PC Subst)に堆積させた。
Si−N/Ag−a。
なお、Ag−aは、Biを含有するAg合金である。また、Ge−Bi−B−Oは、対物レンズで絞り込んだレーザ光を照射して一度書き込むと、消すことができなく、再び書くことができない、いわゆる追記型(Write once)の記録材料である。
Further, in the optical disk of the gap servo experiment, a two-layer film having the following layer structure was deposited on a substrate (PC Subst).
Si-N / Ag-a.
Ag-a is an Ag alloy containing Bi. Ge-Bi-B-O is a so-called write once recording material that cannot be erased and cannot be rewritten once it has been written by irradiating a laser beam focused by an objective lens. .

前記した光ディスク媒体をマグネトロンスパッタリング法により作製するときのスパッタリング時間以外の製膜条件について、表1に示す。   Table 1 shows the film forming conditions other than the sputtering time when the optical disk medium described above is produced by the magnetron sputtering method.

Figure 0006185751
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上記構成に基づき、ターゲット(材料)を切り替えて多層構造の光ディスクを作製する。最初の層を製膜するための放電を始める前の到達真空度は、6×10−5Pa〜3×10−5Pa程度である。Si-N(窒化シリコン)以外の層は、それぞれ組成が調整されたターゲットで作製したが、Si-N(窒化シリコン)層は、BがドープされたSiターゲットとAr(アルゴン)・N(窒素)混合ガスを使用して、反応性スパッタリング法で製膜したが、Si-Nターゲットを用いてもよい。
放電を行っているときは、不純物ガスの大量放出やターゲットの破損を防ぐため、真空室、銅製バッキングプレートで裏打ちしているターゲットを装着しているカソード、PC(Polycarbonate)基板をマウントしているターンテーブルに通水して冷却する。
Based on the above structure, the target (material) is switched to produce a multilayer optical disk. Ultimate vacuum before starting the discharge for forming a film of the first layer is a 6 × 10 -5 Pa~3 × about 10 -5 Pa. The layers other than Si—N (silicon nitride) were prepared with targets whose compositions were adjusted, but the Si—N (silicon nitride) layer was formed from a Si target doped with B and Ar (argon) · N 2 ( Nitrogen) was used to form a film by a reactive sputtering method using a mixed gas, but a Si—N target may be used.
During discharge, a vacuum chamber, a cathode mounted with a target backed by a copper backing plate, and a PC (Polycarbonate) substrate are mounted to prevent mass emission of impurity gases and damage to the target. Cool by passing water through the turntable.

その上で、酸素など、各層への不純物の混入を極力抑えるため、つぎの層を製膜するための放電を開始する前に、真空度を最初の放電前の到達真空度6×10−5Pa〜3×10−5Pa程度に近づけるべく、長めに真空排気を行う。上記媒体を作製する過程で、Si−N(窒化シリコン)層を製膜し、放電とスパッタリングのためのAr(アルゴン)・N(窒素)ガスの導入を停止した後の排気速度は、他の三つの材料、すなわち、Ag合金、ZnS-SiO、Ge-Bi-B−Oを製膜した後の排気速度より速い。このことは、真空室内壁などの吸着面に堆積した膜がSi-Nであるにも関わらず、膜表面のSi原子がすべてNで終端されているわけではなく、膜表面に多数のSiダングリングボンドが存在し、また膜内部にも、欠陥や結晶粒界が原因でSiダングリングボンドが存在し、吸着作用が働いていることを示す。
また、このことから、Si膜でなく、Si−Oや、Siを含む合金や混合物を製膜した場合でも、Siダングリングボンドが膜表面にできていれば、吸着作用が働くことが考えられる。
In addition, in order to suppress the entry of impurities such as oxygen into each layer as much as possible, the degree of vacuum is 6 × 10 −5 before the first discharge before starting the discharge for forming the next layer. Long evacuation is performed so as to be close to about Pa to 3 × 10 −5 Pa. In the process of producing the above medium, the pumping speed after forming an Si—N (silicon nitride) layer and stopping the introduction of Ar (argon) / N 2 (nitrogen) gas for discharge and sputtering is as follows: These three materials, namely, Ag alloy, ZnS—SiO 2 , and Ge—Bi—B—O are faster than the exhaust speed after film formation. This is because, although the film deposited on the adsorption surface such as the vacuum chamber wall is Si—N, not all the Si atoms on the film surface are terminated with N, and a lot of Si dangling is formed on the film surface. It shows that there is a ring bond, and there is a Si dangling bond inside the film due to defects and grain boundaries, and the adsorption action is working.
In addition, from this, even when Si—O, an alloy containing Si, or a mixture is formed instead of the Si film, if the Si dangling bond is formed on the film surface, it is considered that the adsorption action works. .

本発明による方法であるSiダングリングボンドの吸着作用について説明する。
サブリメーションポンプ10は、フィラメント12の成分を次のようにした。
Si、または、Siと、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Mgのうちの少なくとも1種からなる合金もしくは混合物(10mol%≦Si≦90mol%)、あるいは、Siと、Al、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Re、Ir、Pt、Au、C、Geのうちの少なくとも1種類からなる混合物(10mol%≦Si≦90mol%)とした(Si系材料)で作製したフィラメント12としている。
The adsorption action of Si dangling bonds, which is a method according to the present invention, will be described.
The sublimation pump 10 used the components of the filament 12 as follows.
Si or an alloy or mixture of Si and at least one of Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Mg (10 mol% ≦ Si ≦ 90 mol%) Or a mixture of Si and at least one of Al, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Re, Ir, Pt, Au, C, Ge (10 mol% ≦ The filament 12 is made of (Si material) with Si ≦ 90 mol%.

Si系材料によるフィラメント12に電源15から通電し、フィラメント12をSiの融点である1412℃以下、またはSi系材料の融点以下に加熱して昇華させる。Si系堆積膜が筐体2(図1参照)内に存在することで、Si系堆積膜による吸着面にできたSiダングリングボンドの吸着作用で真空状態となる排気を行うことができる。   The filament 12 made of Si-based material is energized from the power source 15, and the filament 12 is heated and sublimated to 1412 ° C. or lower, which is the melting point of Si, or lower than the melting point of the Si-based material. Since the Si-based deposited film is present in the housing 2 (see FIG. 1), it is possible to evacuate to a vacuum state due to the adsorption action of the Si dangling bonds formed on the adsorption surface by the Si-based deposited film.

マグネトロンスパッタリング装置で、Bを添加したSiターゲットを使い、Si−N膜を製膜し、放電を停止した後のSiダングリングボンドの吸着作用を利用した真空排気動作の実施例(実施例1)を示す。   Example of vacuum evacuation operation using Si dangling bond adsorption action after forming Si-N film using magnetron sputtering apparatus and adding Si-N film and stopping discharge (Example 1) Indicates.

Figure 0006185751
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表2に、Si−N/Ag−a二層膜(Si−N(15nm)/Ag−a(50nm)/PCsubst.)を作製したときの各層放電終了後の排気速度の比較を示す。
Ag−a膜製膜条件は、Ar流量=60sccm、スパッタリングガス圧=0.7Pa、スパッタリングパワ=70W、スパッタリング時間=6分23秒。
Si−N膜製膜条件は、Ar/N流量比=60/10、スパッタリングガス圧0.7Pa、スパッタリングパワ=70W、スパッタリング時間=12分15秒。
Table 2 shows the comparison of the exhaust speed after the end of each layer discharge when the Si-N / Ag-a bilayer film (Si-N (15 nm) / Ag-a (50 nm) / PCsubst.) Is produced.
The Ag-a film deposition conditions were Ar flow rate = 60 sccm, sputtering gas pressure = 0.7 Pa, sputtering power = 70 W, sputtering time = 6 minutes 23 seconds.
The Si—N film deposition conditions were Ar / N 2 flow rate ratio = 60/10, sputtering gas pressure 0.7 Pa, sputtering power = 70 W, sputtering time = 12 minutes 15 seconds.

Si−N膜を製膜したにもかかわらず、吸着面にはSiダングリングボンドが多数存在しており、そのため、Si−N膜製膜のための放電を停止した後の排気速度は、Ag−a膜の製膜のための放電を停止した後より排気速度が速く、放電停止後1分30秒時点で、5.46×10−5Paに達している。一方、吸着作用がほとんど見られないAg−a膜製膜の場合、放電停止後1分30秒時点での真空度は、1.45×10−4Paにとどまっている。 Despite the formation of the Si-N film, there are a large number of Si dangling bonds on the adsorption surface. Therefore, the exhaust speed after stopping the discharge for forming the Si-N film is Ag. -A The exhaust speed is higher than after the discharge for film formation is stopped, and reaches 5.46 × 10 −5 Pa at 1 minute 30 seconds after the discharge is stopped. On the other hand, in the case of the Ag-a film formation in which the adsorption action is hardly seen, the degree of vacuum at the time of 1 minute 30 seconds after the discharge is stopped is only 1.45 × 10 −4 Pa.

実施例1は、吸着面にSiダングリングボンドが存在するときの排気速度の改善効果を、放電停止後比較的短時間(1分30秒後)での到達真空度を比較することで示している。
次に、実施例2として、実施例1と同じマグネトロンスパッタリング装置で、ガラス基板上に、Bi−B−O単層膜あるいはSi−N単層膜を製膜し、真空を破らず長時間排気したときの到達真空度の違いを示す。Bi−B−O膜の製膜条件は、Ar流量=60sccm、スパッタリングガス圧=0.35Pa、スパッタリングパワ=70W、製膜時間=5分である。
Si−N膜の製膜条件は、Ar/N流量比=60/5、スパッタリングガス圧=0.7Pa、スパッタリングパワ=70W、スパッタリング時間=1時間7分45秒である。
表3に到達真空度の比較を示す。
Example 1 shows the improvement effect of the exhaust speed when Si dangling bonds exist on the adsorption surface by comparing the ultimate vacuum in a relatively short time (after 1 minute 30 seconds) after stopping the discharge. Yes.
Next, as Example 2, a Bi—B—O single layer film or a Si—N single layer film was formed on a glass substrate with the same magnetron sputtering apparatus as in Example 1, and was evacuated for a long time without breaking the vacuum. The difference in ultimate vacuum is shown. The film forming conditions for the Bi—B—O film are Ar flow rate = 60 sccm, sputtering gas pressure = 0.35 Pa, sputtering power = 70 W, and film forming time = 5 minutes.
The deposition conditions of the Si—N film are Ar / N 2 flow rate ratio = 60/5, sputtering gas pressure = 0.7 Pa, sputtering power = 70 W, sputtering time = 1 hour 7 minutes 45 seconds.
Table 3 shows the comparison of ultimate vacuum.

Figure 0006185751
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Siダングリングボンドによる吸着作用があるSi−N膜を製膜した場合、放電停止後にベントせずに22時間20分15秒排気したときの到達真空度は、3.55×10−5Paとなり、吸着効果のないBi−B−O膜を製膜し、放電停止後に倍以上の45時間2分排気したときの到達真空度より高真空になっている。したがって、長時間排気する中でも、吸着面のSi−N膜中にできたSiダングリングボンドの吸着効果は維持され(吸着されたガスが離脱することなく)、到達真空度の改善につながっていることがわかる。
なお、実施例1,2では、Si−N膜の製膜を(吸着面の作製を)1回行っただけであるが、排気されるガスを吸着しSiダングリングボンドが形成した膜の中から消滅すれば、吸着面は排気動作を行わなくなる。したがって、真空処理装置では、他の方式のポンプによる排気を間に挟み、Si−N膜の製膜を繰り返して、Siダングリングボンドの吸着作用を有する清浄な吸着面を再生してもよい。
When a Si-N film having an adsorption action by Si dangling bonds is formed, the ultimate vacuum when evacuating for 22 hours, 20 minutes and 15 seconds without venting after the discharge is stopped is 3.55 × 10 −5 Pa. The Bi—B—O film having no adsorption effect was formed, and the vacuum was higher than the ultimate vacuum when the discharge was stopped for 45 hours and 2 minutes more than doubled. Therefore, the adsorption effect of Si dangling bonds formed in the Si-N film on the adsorption surface is maintained even without evacuating for a long time (without the adsorbed gas separating), leading to improvement in the ultimate vacuum. I understand that.
In Examples 1 and 2, the Si-N film was formed only once (preparation of the adsorption surface), but in the film formed by adsorbing exhausted gas and forming Si dangling bonds. If it disappears, the adsorption surface does not perform the exhaust operation. Therefore, in the vacuum processing apparatus, the clean adsorption surface having the adsorption action of the Si dangling bonds may be regenerated by repeating the deposition of the Si—N film with the exhaust by another type of pump interposed therebetween.

<実施例の実験についての説明>
スパッタリング製膜中のガス圧は、0.7Paである。この圧力は、外部から真空室に導入されたガスに、プラズマ放電やターゲットのスパッタリングによって発生するガスが加わって発生したガス圧が、一定になるように、ガス導入量とガス排気量のバランスによって決まる圧力である。したがって、スパッタリングパワが高く、またスパッタリング時間が長いほど、真空室内でのガス発生量は多いが、スパッタリングパワやスパッタリング時間にかかわらず、スパッタリング終了時の真空室ガス圧(真空度)は、常に0.7Paである(この圧力値は設定値であり、変更することは可能。実施例に於いては0.7Pa)。各ターゲットを使用して製膜された膜の真空排気能力を比較するために、主ポンプCPの真空排気能力は常に一定であると考え、ガス導入バルブを閉め、MVを全開にした後1分30秒後の真空度を確認し、比較した。
<Explanation of Experiments in Examples>
The gas pressure during sputtering film formation is 0.7 Pa. This pressure depends on the balance between the amount of gas introduced and the amount of gas exhausted so that the gas pressure generated by adding the gas generated by plasma discharge or sputtering of the target to the gas introduced from the outside into the vacuum chamber is constant. The pressure is determined. Therefore, the higher the sputtering power and the longer the sputtering time, the more gas is generated in the vacuum chamber, but the vacuum chamber gas pressure (degree of vacuum) at the end of sputtering is always 0 regardless of the sputtering power and sputtering time. .7 Pa (This pressure value is a set value and can be changed. In the embodiment, 0.7 Pa). In order to compare the evacuation capacity of the film formed using each target, it is considered that the evacuation capacity of the main pump CP is always constant, the gas introduction valve is closed, and the MV is fully opened for 1 minute. The degree of vacuum after 30 seconds was confirmed and compared.

<Siの成分構成(組成比)についての考え方>
ターゲットにわずかでもSiが混ざっていれば、Si系薄膜内のSiダングリングボンドに起因した、真空排気効果はあると、考える。Siの具体的%(mol%)についていえば、次のようになる。
本発明の実施例で使用したZnS−SiOターゲットの、ZnSとSiOの組成比(モル比(mol%))は80:20である。SiO中における、Siの組成比(mol%)は、1/3すなわち、33%。ZnS−SiO全体中の、Siの組成比(mol%)は、したがって6.6%(=33×0.2)となる。
ZnS−SiOターゲットから製膜したときに、明らかに真空排気効果が確認されるので、ターゲットには5%以上のSiが含まれればよいと、考える。合金や化合物でSiの割合が多いほど、Si系薄膜の真空排気性能は高いことが分かる。
<Concept of Si component composition (composition ratio)>
If even a small amount of Si is mixed in the target, it is considered that there is an evacuation effect due to Si dangling bonds in the Si-based thin film. The specific% (mol%) of Si is as follows.
The composition ratio (molar ratio (mol%)) between ZnS and SiO 2 of the ZnS—SiO 2 target used in the examples of the present invention is 80:20. The composition ratio (mol%) of Si in SiO 2 is 1/3, that is, 33%. Therefore, the composition ratio (mol%) of Si in the entire ZnS—SiO 2 is 6.6% (= 33 × 0.2).
When a film is formed from a ZnS—SiO 2 target, the evacuation effect is clearly confirmed. Therefore, it is considered that the target should contain 5% or more of Si. It can be seen that the vacuum exhaust performance of the Si-based thin film increases as the proportion of Si in the alloy or compound increases.

以上説明したように、本発明に係る実施形態あるいは実施例において、Si系材料の堆積膜を形成して真空吸引することで、Si系材料の堆積膜のダングリングボンドによる吸着作用により真空状態を迅速に形成することが可能となる。また、本発明では、Si系材料の堆積膜として説明したが、単結晶、多結晶、非結晶であることや、また、堆積層を積層する構成であってもよく、Siダングリングボンドの吸着作用を発生させる状態であればその結晶、非結晶状態、形成位置(表面、結晶内部)、膜厚さ、層厚さ、広さ、形態は限定されるものではない。
なお、前記した各実施形態において、以下に示すような組み合わせにより真空状態を形成するようにしても構わない。
すなわち、Si系材料と気相手段の設置場所、気相方法、Si系堆積膜の形成タイミング、真空吸引作用として何を利用したか、及び、雰囲気との組み合わせは以下の場合であっても構わない。
As described above, in the embodiment or the example according to the present invention, the vacuum state is formed by forming the Si-based material deposited film and performing vacuum suction so that the Si-based material deposited film is adsorbed by the dangling bonds. It becomes possible to form quickly. Although the present invention has been described as a deposited film of a Si-based material, it may be monocrystalline, polycrystalline, or amorphous, or may have a structure in which a deposited layer is stacked, and adsorbs Si dangling bonds. As long as the action is generated, the crystal, the amorphous state, the formation position (surface, inside the crystal), the film thickness, the layer thickness, the width, and the form are not limited.
In each of the above-described embodiments, the vacuum state may be formed by a combination as shown below.
That is, the location of the Si-based material and the vapor phase means, the vapor phase method, the formation timing of the Si-based deposited film, what was used as the vacuum suction action, and the combination with the atmosphere may be as follows. Absent.

Si系材料と加熱手段の設置場所(A:真空処理室、B:予備室)とし、加熱方法(2:スパッタ、3:昇華、4:蒸着)とした。さらに、これらの要因の組み合わせによって、Si系堆積膜の形成のタイミング(あ:形成中、い:形成後)において、真空吸引作用として何を利用するかを(a:膜の吸引作用、真空処理室の真空吸引)(b:真空処理装置に備えられた真空ポンプ)とし、その雰囲気(x:真空、y:ガス)としたときに以下の場合であってもよい。   The installation location of the Si-based material and the heating means (A: vacuum processing chamber, B: preliminary chamber) was used, and the heating method (2: sputtering, 3: sublimation, 4: evaporation) was used. Further, depending on the combination of these factors, what is used as the vacuum suction action at the timing of formation of the Si-based deposited film (A: during formation, yes: after formation) (a: film suction action, vacuum treatment) The following cases may be used when the vacuum is applied to the chamber (b: a vacuum pump provided in the vacuum processing apparatus) and the atmosphere (x: vacuum, y: gas).

設置場所が真空処理室である場合
A−2 形成方法がスパッタリングのとき、
A−2−い−a.堆積膜形成後に膜の吸引作用を利用可。
A−2−い−b.堆積膜形成後に真空ポンプを使用可。
When the installation location is a vacuum processing chamber A-2 When the formation method is sputtering,
A-2-I-a. The film suction function can be used after the deposited film is formed.
A-2-I-b. A vacuum pump can be used after the deposited film is formed.

A−4 形成方法が蒸着によるとき、
A−4x−あ−a.真空雰囲気(x)で堆積膜形成中に膜の吸引作用を利用可。
A−4x−あ−b.真空雰囲気(x)で堆積膜形成中に真空ポンプを使用可。
A−4y−い−a.ガス雰囲気(y)で堆積膜形成後に膜の吸引作用を利用可。
A−4y−い−b.ガス雰囲気(y)で堆積膜形成後に真空ポンプを使用可。
A-4 When the formation method is vapor deposition,
A-4x-Ah-a. The suction action of the film can be used during the formation of the deposited film in a vacuum atmosphere (x).
A-4x-Ah-b. A vacuum pump can be used during deposition film formation in a vacuum atmosphere (x).
A-4y-i-a. The suction action of the film can be used after the deposited film is formed in the gas atmosphere (y).
A-4y-i-b. A vacuum pump can be used after deposit film formation in gas atmosphere (y).

B 設置場所が真空処理室と連通する予備室である場合
B−2 形成方法がスパッタのとき、
B−2−い−a.堆積膜形成後に膜の吸引作用を利用可。
B−2−い−b.堆積膜形成後に真空ポンプを使用可。
B When the installation location is a spare chamber communicating with the vacuum processing chamber B-2 When the formation method is sputtering,
B-2-I-a. The film suction function can be used after the deposited film is formed.
B-2-I-b. A vacuum pump can be used after the deposited film is formed.

B−3 形成方法が昇華による場合、
B−3−あ−a.堆積膜形成中に膜の吸引作用を利用可。
B−3−あ−b.堆積膜形成中に真空ポンプを使用可。
B-3 When the formation method is by sublimation,
B-3-A-a. The suction action of the film can be used during the formation of the deposited film.
B-3-a-b. A vacuum pump can be used during deposition film formation.

B−4 形成方法が蒸着による場合
B−4x−あ−a.真空雰囲気(x)で堆積膜形成中に膜の吸引作用を利用可。
B−4x−あ−b.真空雰囲気(x)で堆積膜形成中に真空ポンプを使用可。
B−4y−い−a.ガス雰囲気(y)で堆積膜形成後に膜の吸引作用を利用可。
B−4y−い−b.ガス雰囲気(y)で堆積膜形成後に真空ポンプを使用可。
B-4 When forming method is vapor deposition B-4x-a-a. The suction action of the film can be used during the formation of the deposited film in a vacuum atmosphere (x).
B-4x-Ah-b. A vacuum pump can be used during deposition film formation in a vacuum atmosphere (x).
B-4y-i-a. The suction action of the film can be used after the deposited film is formed in the gas atmosphere (y).
B-4y-i-b. A vacuum pump can be used after deposit film formation in gas atmosphere (y).

1 真空処理装置
2 筐体
2a 真空処理室
2b 開閉蓋
2c 接続部
2d 導入部
3 保持機構
4 収納容器
5 電子銃
6 シャッタ機構
7 載置台
10 サブリメーションポンプ
12 フィラメント
13 支持体
13a 取付固定部
13b 固定板
13c 支持柱
14 支持板
15 電源
16 堆積板
17 シールド板
17a 吸気口
18 堆積膜
19 冷却手段
100 真空処理装置
101 予備室
101a 室内堆積壁面
101c Si系ターゲット
101d Si系堆積膜
101e 第2作動手段
101h 連通口
102 筐体
102a 真空処理室
102b 開閉蓋
102c 接続部
102e 第2作動手段
103 保持手段
104 載置台
105 作動手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum processing apparatus 2 Case 2a Vacuum processing chamber 2b Opening / closing lid 2c Connection part 2d Introduction part 3 Holding mechanism 4 Storage container 5 Electron gun 6 Shutter mechanism 7 Mounting base 10 Sublimation pump 12 Filament 13 Support body 13a Attachment fixing part 13b Fixing Plate 13c Support pillar 14 Support plate 15 Power source 16 Deposition plate 17 Shield plate 17a Inlet 18 Deposition film 19 Cooling means 100 Vacuum processing device 101 Preliminary chamber 101a Indoor deposition wall surface 101c Si-based target 101d Si-based deposition film 101e Second operation means 101h Communication port 102 Housing 102a Vacuum processing chamber 102b Open / close lid 102c Connection portion 102e Second operating means 103 Holding means 104 Mounting table 105 Operating means

Claims (6)

Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を真空処理室内又は前記真空処理室に隣接して連通する予備室内に設置し、前記真空処理室内、又は、前記予備室内で、前記Si系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とし、前記真空処理室内又は予備室内の少なくとも一部にSi系堆積膜を堆積させて、前記真空処理室内、又は、前記真空処理室及び前記予備室内を真空にし、
前記Si系材料は、線材状のSi系フィラメントであり、前記予備室が前記Si系フィラメントを収納するフィラメント収納室であり、前記Si系フィラメントの融点以下において加熱して昇華させることで気相状態とし、前記フィラメント収納室内の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成することを特徴とする真空吸引方法。
A Si-based material in a solid state which is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture is installed in a vacuum processing chamber or a preliminary chamber communicating adjacent to the vacuum processing chamber, or the vacuum processing chamber, or In the preliminary chamber, the Si-based material is directly or indirectly changed from a solid phase to a vapor phase, and a Si-based deposition film is deposited in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber, thereby Or evacuate the vacuum processing chamber and the reserve chamber ,
The Si-based material is a wire-like Si-based filament, and the preliminary chamber is a filament storage chamber for storing the Si-based filament, and is heated and sublimated below the melting point of the Si-based filament to be in a gas phase state. And forming the Si-based deposited film on at least a part of the filament storage chamber .
Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を真空処理室内又は前記真空処理室に隣接して連通する予備室内に設置し、前記真空処理室内、又は、前記予備室内で、前記Si系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とし、前記真空処理室内又は予備室内の少なくとも一部にSi系堆積膜を堆積させて、前記真空処理室内、又は、前記真空処理室及び前記予備室内を真空にし、  A Si-based material in a solid state which is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture is installed in a vacuum processing chamber or a preliminary chamber communicating adjacent to the vacuum processing chamber, or the vacuum processing chamber, or In the preliminary chamber, the Si-based material is directly or indirectly changed from a solid phase to a vapor phase, and a Si-based deposition film is deposited in at least a part of the vacuum processing chamber or the preliminary chamber, thereby Or evacuate the vacuum processing chamber and the reserve chamber,
前記Si系材料は、粉体、粒体、シート又はペレットのいずれかであるSi系被加熱材料であり、前記Si系被加熱材料をボート又はルツボである収納容器に入れて前記真空処理室又は前記予備室の一方に設置し、前記真空処理室内又は前記予備室内に設けた加熱手段により前記収納容器内のSi系被加熱材料を融点以上に加熱して溶融させて蒸発させ、前記真空処理室内の少なくとも一部又は前記予備室の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成することを特徴とする真空吸引方法。  The Si-based material is a Si-based material to be heated that is any one of powder, granules, sheets, or pellets, and the Si-based material to be heated is placed in a storage container that is a boat or a crucible, or the vacuum processing chamber or The Si-based material to be heated in the storage container is heated to a melting point or higher by a heating means provided in one of the preliminary chambers and provided in the vacuum processing chamber or the preliminary chamber to evaporate and evaporate, A vacuum suction method comprising: depositing the Si-based deposited film on at least a part of the substrate or at least a part of the preliminary chamber.
前記真空処理室内、又は、前記真空処理室内及び予備室内が、不活性ガス、又は、不活性ガスと反応ガスとの混合ガス、又は、反応性ガスとなるガス雰囲気中、あるいは、真空雰囲気中において、前記Si系堆積膜を堆積させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の真空吸引方法。 The vacuum processing chamber, or the vacuum processing chamber and the spare chamber are in an inert gas, a mixed gas of an inert gas and a reactive gas, or a gas atmosphere that becomes a reactive gas, or in a vacuum atmosphere. , vacuum suction method according to claim 1 or claim 2, characterized in that depositing the Si-based deposited film. 不活性ガス、又は、不活性ガスと反応ガスとの混合ガス、又は、反応性ガスとなるガス雰囲気中、あるいは、真空雰囲気中においてワーク処理する真空処理室と、この真空処理室に隣接して連通する予備室と、前記真空処理室に接続され当該真空処理室内を真空にする真空ポンプとを備える真空処理装置であって、
前記真空処理室内又は前記予備室内に、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を設置させる設置部と、
前記設置部に設置されたSi系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とする気相手段と、を備え、
前記気相手段により真空処理室内又は前記予備室内の少なくとも一部に、前記真空雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させながら、又は、前記ガス雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させた後に、前記真空ポンプを作動させ、
前記Si系材料は、線材状のSi系フィラメントであり、前記予備室が前記Si系フィラメントを収納するフィラメント収納室であり、前記Si系フィラメントの融点以下において加熱して昇華させることで気相状態とし、前記フィラメント収納室内の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成することを特徴とする真空処理装置。
An inert gas, a mixed gas of an inert gas and a reactive gas, or a vacuum processing chamber in which a workpiece is processed in a gas atmosphere that becomes a reactive gas or in a vacuum atmosphere, and adjacent to the vacuum processing chamber a vacuum processing apparatus comprising a preliminary chamber communicating, and a vacuum pump to a connected the vacuum processing chamber to the vacuum processing chamber to a vacuum,
An installation section for installing a Si-based material in a solid phase that is any of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture in the vacuum processing chamber or the preliminary chamber;
Gas phase means for directly or indirectly changing the Si-based material installed in the installation part from the solid phase state to the gas phase state,
After depositing the Si-based deposition film in the vacuum atmosphere or depositing the Si-based deposition film in the gas atmosphere at least in a part of the vacuum processing chamber or the reserve chamber by the vapor phase means. , Activate the vacuum pump,
The Si-based material is a wire-like Si-based filament, and the preliminary chamber is a filament storage chamber for storing the Si-based filament, and is heated and sublimated below the melting point of the Si-based filament to be in a gas phase state. And forming the Si-based deposited film on at least a part of the filament storage chamber .
不活性ガス、又は、不活性ガスと反応ガスとの混合ガス、又は、反応性ガスとなるガス雰囲気中、あるいは、真空雰囲気中においてワーク処理する真空処理室と、この真空処理室に隣接して連通する予備室と、前記真空処理室に接続され当該真空処理室内を真空にする真空ポンプとを備える真空処理装置であって、
前記真空処理室内又は前記予備室内に、Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料を設置させる設置部と、
前記設置部に設置されたSi系材料を固相状態から直接的又は間接的に気相状態とする気相手段と、を備え、
前記気相手段により真空処理室内又は前記予備室内の少なくとも一部に、前記真空雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させながら、又は、前記ガス雰囲気中では前記Si系堆積膜を堆積させた後に、前記真空ポンプを作動させ、
前記Si系材料は、粉体、粒体、シート又はペレットのいずれかであるSi系被加熱材料であり、前記Si系被加熱材料をボート又はルツボである収納容器に入れて前記真空処理室又は前記予備室の一方に設置し、前記真空処理室内又は前記予備室内に設けた加熱手段により前記収納容器内のSi系被加熱材料を融点以上に加熱して溶融させて蒸発させ、前記真空処理室内の少なくとも一部又は前記予備室の少なくとも一部に前記Si系堆積膜を堆積させて形成することを特徴とする真空処理装置。
An inert gas, a mixed gas of an inert gas and a reactive gas, or a vacuum processing chamber in which a workpiece is processed in a gas atmosphere that becomes a reactive gas or in a vacuum atmosphere, and adjacent to the vacuum processing chamber a vacuum processing apparatus comprising a preliminary chamber communicating, and a vacuum pump to a connected the vacuum processing chamber to the vacuum processing chamber to a vacuum,
An installation section for installing a Si-based material in a solid phase that is any of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture in the vacuum processing chamber or the preliminary chamber;
Gas phase means for directly or indirectly changing the Si-based material installed in the installation part from the solid phase state to the gas phase state,
After depositing the Si-based deposition film in the vacuum atmosphere or depositing the Si-based deposition film in the gas atmosphere at least in a part of the vacuum processing chamber or the reserve chamber by the vapor phase means. , Activate the vacuum pump,
The Si-based material is a Si-based material to be heated that is any one of powder, granules, sheets, or pellets, and the Si-based material to be heated is placed in a storage container that is a boat or a crucible, or the vacuum processing chamber or The Si-based material to be heated in the storage container is heated to a melting point or higher by a heating means provided in one of the preliminary chambers and provided in the vacuum processing chamber or the preliminary chamber to evaporate and evaporate, A vacuum processing apparatus , wherein the Si-based deposition film is deposited on at least a part of the preliminary chamber or at least a part of the preliminary chamber .
真空処理室の真空吸引を行うサブリメーションポンプであって、
Si、Si合金、Si化合物、Si混合物のいずれかである固相状態のSi系材料から形成したSi系フィラメントと、このSi系フィラメントの両端を支持する支持体と、この支持体を介してフィラメントを融点以下において加熱して昇華させる電源と、前記Si系フィラメントの周囲に内周面が対面するように設置される筒状体と、を備え、
前記電源を介して前記Si系フィラメントを昇華させて前記筒状体の内周面にSi系堆積膜を形成して真空吸引することを特徴とするサブリメーションポンプ。
A sublimation pump that performs vacuum suction in a vacuum processing chamber,
A Si-based filament formed from a Si-based material in a solid state that is any one of Si, Si alloy, Si compound, and Si mixture, a support that supports both ends of the Si-based filament, and a filament through the support A power source that heats and sublimates at a melting point or lower, and a cylindrical body that is installed so that the inner peripheral surface faces around the Si-based filament,
A sublimation pump, wherein the Si-based filament is sublimated through the power source to form a Si-based deposited film on the inner peripheral surface of the cylindrical body and vacuum suction is performed.
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