JPS63264131A

JPS63264131A - 真空チヤンバ

Info

Publication number: JPS63264131A
Application number: JP9807487A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kato; 豊加藤; Eizo Isoyama; 礒山　永三; Seikichi Manaka; 間中　清吉; Takeshi Inoue; 猛井上
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-11-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、ＣＶＤ装置、ドライ・エツチング装置、Ｇ
ａＡｓ等のＧａを含む半導体膜を製造するＭ　Ｂ　Ｅ装
置等に使用される真空チャンバに関する。

この明細書において「アルミニウム」という語は純アル
ミニウムのほかにすべてのアルミニウム合金を含む意味
で用いられる。但し、「アルミニウム元素」という場合
にはアルミニウム合金は含まない。

従来技術とその問題点従来、この種真空チャンバとしては、第２図に示すよう
に、箱状チャンバ本体（３１）内に、管状膨出部（３３
）を備えたアルミニウム板製円筒状シニラウド（３２）
が配置され、管状膨出部（３３）の人口に先端がチャン
バ本体の外部まで伸びた加熱流体または冷却流体を導入
するための導入管（３４）が接続され、管状膨出部（３
３）の出口に加熱流体または冷却流体を排出するための
排出管（３５）が接続されたものがある（特開昭６１−
１０３５３２号公報参照）。そして、ＣＶＤ装置、ドラ
イ・エツチング装置およびＭＢＥ装置等の作動時には、
チャンバ内を高真空状態にするために、管状膨出部（３
３）内に加熱流体を流通させてベーキング処理を施し、
ついで管状膨出部（３３）に冷却流体を流通させてシュ
ラウド（３２）の表面に残留ガスを吸着させるようにな
っている。

ところが、従来の真空チャンバでは、構造が複雑となる
とともに、導入管（３４）および排出管（３５）の貫通
部のシール性を高めるための作業が面倒であるという間
通がある。また、チャンバ本体（３１）とシュラウド（
３２）とを準備する必要があるためにコスト高になると
いう問題がある。

この発明の目的は、上記問題を解決した真空チャンバを
提供することにある。

問題点を解決するための手段この発明による真空チャンバは、周壁、頂壁および底壁
のうち少なくとも周壁が、入口および出口を有する少な
くとも１つの管状膨出部を備えた金属板から形成された
ものである。

上記において、金属板には、加熱流体流通路および冷却
流体流通路を兼ねた１種の管状膨出部を備えているもの
と、加熱流体流通路となる管状膨出部および冷却流体流
通路となる管状膨出部の２種を備えているものとが含ま
れる。

また上記において、金属板は、たとえば２枚の金属板を
用意し、一方の板の片面に圧着防止剤を所要パターンに
印刷し、該印刷面に他方の板を重ね合せ、この状態で両
板を圧着した後、非圧着部に流体圧を導入して管状膨出
部を形成する、いわゆるロールボンド法によってつくら
れる。

また、真空チャンバの内面は耐食性皮膜で覆われている
ことが好ましい。その理由は次の通りである。すなわち
、真空チャンバをＣＶＤ装置に使用した場合、ＣＶＤ法
の実施時に、反応ガスとしてチャンバ内にＳ　ｉＣ／　
４　、Ｓ　ｔ　Ｈ２Ｃ／　２　、Ａ　／　Ｃ／　３　、
Ｐ　Ｃ／　３　、Ｂ　Ｃ／　３等の腐食性ガスが導入さ
れ、このガスによって、チャンバが腐食されるおそれが
あるからである。

また、上記チャンバをドライ・エツチング装置に使用し
た場合、エツチングの実施時にチャンバ内に塩素を含む
エツチング・ガスが導入され、このガスによって、チャ
ンバが腐食されるおそれがあるからである。さらに、上
記チャンバをＧａを含む半導体膜を製造するＭＢＥ装置
に使用した場合、成膜中に蒸発したＧａがシュラウドに
付着し、このＧａによりチャンバが侵されて壁に貫通孔
が生じるおそれがあるからである。

上記耐食性皮膜としては、陽極酸化皮膜およびセラミッ
クス皮膜や、イオンブレーティング法により形成される
皮膜、イオン注入法により形、　　成される皮膜等を用
いるのがよい。

陽極酸化皮膜としては、耐熱性および熱サイクル性を考
慮すればシュウ酸皮膜が好ましい。

耐熱性および熱サイクル性に優れていれば、ＣＶＤ装置
、ドライバエツチング装置およびＭＢＥ装置を作動させ
るさい毎にベーキング処理および冷却吸着処理を実施し
ても、皮膜が割れたり、剥れたりするのを防止すること
ができる。

皮膜が割れたり剥れたりすると、チャンバがＣＶＤ用反
応ガスおよびドライ・エツチング用エツチングｅガスお
よび蒸発したＧａ等により腐食される。ところが、シュ
ウ酸皮膜はポーラス型なので吸着水分量がバリア型の陽
極酸化皮膜よりも多くなる。したがって吸着水分量を考
慮すれば、バリア型のホウ酸皮膜が好ましい。ところが
、シュウ酸皮膜の場合、吸着水分量が多くても後工程の
加熱乾燥処理を含入りに行なえば問題はない。また、陽
極酸化皮膜の厚さは０゜５〜２０４の範囲内にあるこ・
とが好ましい。その理由は、膜厚が０．５ｐ未満である
と、皮膜の耐食性が十分ではなく、２０／ｌｌｉを越え
ると、ＣＶＤ装置等の作動時に内部を真空状態にした場
合にガス放出量が多くなるとともに、熱サイクル性が低
下してベーキングおよび冷却を繰返したさいに皮膜が割
れやすくなるおそれがあるからである。また、陽極酸化
皮膜には加熱乾燥処理を施しておくのがよい。加熱乾燥
処理は１００〜１５０℃で５〜２０時間実施することが
好ましい。温度および時間がそれぞれ上記下限値未満で
あれば、吸着水分量が充分に減少せず、その結果ガス放
出量が少なくならず、上記上限値を越えると陽極酸化皮
膜にクラックが発生するおそれがあるからである。また
、この処理は真空中で行なうことが望ましい。

セラミックス皮膜は、たとえば分散質であるセラミック
ス粒子が分散媒中に均一に分散した分散液を塗布し、つ
いで乾燥させて上記セラミックス粒子を真空チャンバの
内面に付着させることにより形成される。分散液中に含
まれるセラミックス粒子としては、Ｓ　ｌ　０２　、Ａ
／２０ａ　、Ｆ　ｅ２０３．０００％　Ｃｒ２０３　、
ＭｎＯ２、ＭｇＯ１ＴｉＯ□等分散媒中に均一に分散し
うるものが用いられる。このようなセラミックス粒子は
、分散液中に１種または２種以上含有せしめられる。ま
た、セラミックス粒子の大きさは０．５〜２ＪＩＩＩの
範囲内にあることが好ましい。上記大きさが０．５ｐ未
満であるとゲル化し易く、２贋を越えると形成される皮
膜にピンホールが生じ易くなるからである。また、分散
媒としては水や、アルコール類を用いるのが好ましく、
その中でもイソプロピルアルコールを用いるのが特によ
い。その理由は、後工程の乾燥処理を施すさいに容易に
蒸発して形成されるセラミックス皮膜への吸着量が少な
くなり、その結果この真空チャンバ内を高真空状態にし
た場合にガスの放出量が少なくって、真空チャンバ内の
真空度を低下させるおそれが少ないからである。また、
分散液中の分散質の含有量は１０〜７０ｖｔ％の範囲内
にあることが好ましく、その中でも特に３０〜６０ｖｔ
％の範囲内にあることが好ましい。上記含有量が１０ｖ
ｔ％未満であると、形成される皮膜にピンホールが生じ
易く、７０ｖｔ％を越えると分散液が高粘度となって処
理が困難となるからである。さらに、真空チャンバへの
分散液の塗布は、浸漬法および吹付法等で行なう。また
、上記において、塗布された分散液の乾燥は、１５０〜
２００℃で１５〜６０分間加熱することにより行なうの
がよい。

そして、この加熱によるセラミックス粒子の脱水縮合に
より皮膜化される。さらに、上記において、形成される
セラミックス皮膜の厚さは１〜２０Ｒの範囲内にあるこ
とが好ましい。その理由は、膜厚が１贋未満であると皮
膜の耐侵食性が十分ではなく、２０ｐＩＩを越えるとチ
ャンバ内部を高真空状態にした場合に皮膜からのガス放
出量が多くなるとともに、熱サイクル性が低下してベー
キングおよび冷却を繰返したさいに割れやすくなるおそ
れがあるからである。

イオンブレーティング法により形成される耐食性皮膜と
しては、ＴｆＮＳＴｉｃ、Ａ／Ｎ。

Ａ／Ｃ％Ａ／２０３等が挙げられる。ＴｉＮおよびＡ／
Ｎからなる皮膜は、Ｎ２ガスを反応性ガスとして使用し
、蒸発金属としてＴｉまたはＡ／を使用してイオンブレ
ーティングを行なうことにより形成される。ＴｉＣおよ
びＡ／Ｃからなる皮膜は、アセチレンを反応性ガスとし
て使用し、蒸発金属としてＴｉまたはＡ／を使用してイ
オンブレーティングを行なうことにより形成される。Ａ
／２０３からなる皮膜は、酸素含有ガスを反応性ガスと
して使用し、蒸発金属としてＡ／を使用してイオンブレ
ーティングを行なうことにより形成される。このような
皮膜の膜厚は１〜２０／ｆＪＦの範囲内にあることが好
ましい。その理由は、膜厚が１ｇ１未満であると、皮膜
の耐食性が十分ではなく、２０Ｉ！Ｉを越えるとイオン
ブレーティングに要する処理時間が長くなってコスト高
につながるとともに１、ベーキングおよび冷却を繰返し
たさいに皮膜が割れやすくなるおそれがあるからである
。上記膜厚の制御は、イオンブレーティングのさいの処
理時間、反応性ガスの流量および流速、蒸着速度等を制
御することによって行なう。また、箱状体のイオンブレ
ーティングは、箱状体を処理槽内に配置し、これを陰極
として行なうか、あるいは箱状体内を真空にし、箱状体
を陰極とし、その内部に蒸発金属を配置するとともに所
定の反応性ガスを導入して行なう。

イオン注入法により形成される耐食性皮膜は、アルミニ
ウム元素と注入されたイオンとが反応することにより形
成される化合物層からなる。

注入すべきイオンとしては、アルミニウム元素′と反応
しかつＣＶＤ法に使用される反応ガス、ドライ・エツチ
ングに使用されるエツチング・ガスおよびＧａに対する
耐食性を有する化合物をつくるものを用いる。このよう
なイオンは数多く存在するが、その中でたとえば酸素イ
オン、チッ素イオン、炭素イオン等が用いられる。これ
らのイオンは、容易にガス化されるＮ２．０２、Ｃ等か
ら得られる。上記イオンとアルミニウム元素との反応に
よりつくられる化合物はＡ／Ｎ％Ａ／ＣＳＡ／２ｏａ等
である。また、化合物の皮膜の厚さは０．１〜１ｐの範
囲内にあることが望ましい。その理由は、皮膜の厚さが
０．１！未満であると、皮膜の耐食性が十分ではなく、
またイオン注入によっては上記厚さを１！を越えて厚く
することはできないからである。上記皮膜の厚さの制御
は、イオン注入時における、注入深さに関連する加速電
圧および注入量に関連するイオン注入電流等を制御する
ことによって行なう。上記皮膜の厚さを０．１〜ＩＪｍ
とするには、たとえば加速電圧を５０〜５００ＫＶに制
御し、イオン注入電流を注入量が１×１０〜１×１０１
９個／ｄとなるように制御する。

実　　施　　例以下、この発明の実施例を、図面を参照しながら説明す
る。

第１図において、真空チャンバ（１）は、直方体状であ
って、周壁（２）、頂壁（３）および底壁（４）のすべ
てが加熱流体流通路と冷却流体流通路とを兼ね、かつ入
口および出口を有する管状膨出部（５）を備えたアルミ
ニウム板（８）で形成されたものがある。底壁（４）に
は真空ポンプ接続口（７）が設けられている。また図示
は省略したが、チャンバ（１）には、種々の機器を接続
したり、物品を入れたりするための開口が形成されてい
る。管状膨出部（５）は、第２図に示すように横断面半
円形で、チャンバ（１）の内方にのみ膨出している。管
状膨出部の横断面形状は、第３図に示すように、６角形
状であってもよい。

横断面６角形状管状膨出部を（１０）で示す。また、管
状膨出部の横断面形状は、これらの形状に限るものでは
ない。また、第１図には省略したが、管状膨出部（５）
の入口には、加熱および冷却流体供給管（８）が、出口
には同排出管（９）がそれぞれ接続されている。またチ
ャンバ（１）の内面は耐食性皮膜で覆われている。

次に、このような真空チャンバ（１）の製造手−順につ
いて説明する。

まず、圧延加工により２枚のアルミニウム板を成形した
後、一方の板の片面に圧着防止剤を所要パターンに印刷
し、該印刷面に他方の板を重ね合せ、この状態で両板を
圧着した後、非圧着部に流体圧を導入して管状膨出部を
形成する、いわゆるロールボンド法によって、第４図に
示すような入口および出口を有する１つ管状膨出部（５
）を備えたアルミニウム板（６）を製造する。

管状膨出部（５）の入口には加熱および冷却流体供給管
（８）を、出口には同排出管（９）をそれぞれ接続して
おく。また、アルミニウム板（６）の所定位置に真空ポ
ンプ接続口（７）を設けておく。

次に、アルミニウム板（８）を、第４図に鎖線で示す箇
所で、膨出部（５）が内側に来るように折り曲げて直方
体状に成形し、その継目部分を溶接して箱状体をつくる
。そして、箱状体をイソプロピルアルコールからなる分
散媒中に、５ｉ０２、ＴｉＯ２からなる粒径１贋のセラ
ミックス粒子が均一に分散させられた分散液（分散質含
有Ｊ１６０ｖｔ％）中に浸漬した後、これを１５０℃で
３０分間加熱して乾燥させ、厚さ１０切のセラミックス
皮膜を形成して真空チャンバ（１）を製造する。

このような真空チャンバにおいて、内部を高真空にする
には、まず管状膨出部（５）内に加熱されたフレオンＲ
１１３等を流通させて、真空チャンバ（１）にベーキン
グ処理を施し、その後これを常温まで自然冷却してから
、管状膨出部（５）内に液体チッ素等を流通させて、チ
ャンバの内周面に、真空化されたチャンバ（１）内の残
留ガスを吸着させる。

次に、上記真空チャンバについて行なった耐食試験につ
いて述べる。

すなわち、真空チャンバ（１）内に、温度１５０℃のＳ
ｉＣ／４ガスを充填して１０００時間放置し、その耐食
性を調べた。その結果、チャンバの内面には腐食は発生
していなかった。

上記実施例においては、管状膨出部（５）内に加熱流体
を流通させることによって、真空チャンバの内周面にベ
ーキング処理を施しているが、これに限定されるもので
はなく、空気圧を利用して管状膨出部内に、ニクロム線
等のヒータ線をその全長に行渡るように装入し、このヒ
ータ線を利用してベーキング処理を施してもよい。

また、上記実施例においては、管状膨出部は１つだけ設
けられているが、２つ以上設けておいてもよい。その場
合、ベーキング処理用の加熱流体を流通させるか、また
はヒータ線を装入する管状膨出部と、冷却流体を流通さ
せる管状膨出部とを別々にしておいてもよい。

第５図および第６図にはこの発明の他の実施例が示され
ている。

第５図において、真空チャンバ（１１）は、上下両端が
閉鎖された円筒状であり、周壁（１２）、頂壁（１３）
および底壁のうち周壁（１２）が、加熱流体流通路とな
る管状膨出部（１５）および冷却流体流通路となる管状
膨出部（ＩＢ）を備えたアルミニウム板（１７）から形
成されたものである。一方の管状膨出部（１５）の入口
には加熱流体供給管（１Ｂ）が、出口には同排出管（１
９）が接続されている。他方の管状膨出部（１６）の入
口には冷却流体供給管（２０）が、出口には同排出管（
２１）が接続されている。

また、両管状膨出部（１５）（１Ｂ）の横断面形状は、
第３図に示すように６角形状である。ま、チャンバ（１
）の内面は耐食性皮膜で覆われている。

このような真空チャンバ（１１）は、上述したロールボ
ンド法によってつくられた第６図に示すような２つの管
状膨出部（１５）　（ｌｅ）を備えたアルミニウム板（
１７）を円筒状に成形してその継目を溶接し、その上端
開口および下端開口を、それぞれアルミニウム製頂壁（
１３）および同底壁で閉鎖することによってつくられる
。

この実施例においては、周壁が、２つの管状膨出部を備
えたアルミニウム板で形成されいるが、これに代えて周
壁が、加熱流体流通路および冷却流体流通路を兼ねた１
つの管状膨出部を備えた金属板で形成されていてもよい
。

上記２つの実施例においては、管状膨出部を備えた金属
板はアルミニウム板であるが、これに限定されるもので
はなく他の金属、たとえば　１銅またはその合金からな
る板でもよい。また、上記２つの実施例においては、管
状膨出部を備えた金属板はロールボンド法によって製造
されているが、これに限定されるものではない。

発明の効果この発明による真空チャンバは、周壁、頂壁および底壁
のうち少なくとも周壁が、入口および出口を有する少な
くとも１つの管状膨出部を備えた金属板から形成された
ことを特徴とするものであるから、チャンバの壁の管状
膨出部内に加熱流体や冷却流体を流通させることによっ
てベーキング処理および残存ガス吸着処理を施すことが
できる。したがって、従来のようにチャンバ本体および
シュラウドの２つの部材を必要とせず、構造が簡単にな
るとともにコストが安くなる。しかも、従来のように、
シュラウドの管状膨出部への流体導入管および同排出管
のチャンバ本体を貫通する部分のシール性を高める作業
が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の第１の実施例を示し、第１
図は真空チャンバの垂直断面図、第２図は管状膨出部の
拡大横断面図、第３図は管状膨出部の変形例を示す拡大
横断面図、第４図は入口および出口を有する管状膨出部
を備えたチャンバを形成するためのアルミニウム板の平
面図、第５図および第６図はこの発明の他の実施例を示
し、第５図は斜視図ミ第６図は周壁を形成するためのア
ルミニウム板の平面図、第７図は従来の真空チャンバを
示す一部省略斜視図である。（１）（１１）・・・真空チャンバ、（２）（１２）・
・・周壁、（３）（１３）・・・頂壁、（４）・・・底
壁、（５）　（１５）　（１８）・・・管状膨出部、（
８）（１７）・・・アルミニウム板。以　　上第２図第３図第５図第６１５！１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）周壁、頂壁および底壁のうち少なくとも周壁が、
入口および出口を有する少なくとも１つの管状膨出部を
備えた金属板から形成された真空チャンバ。
（２）金属板が、加熱流体流通路および冷却流体流通路
を兼ねた管状膨出部を備えている特許請求の範囲第１項
記載の真空チャンバ。
（３）金属板が加熱流体流通路となる管状膨出部と、冷
却流体流通路となる管状膨出部とを備えている特許請求
の範囲第１項記載の真空チャンバ。