圧力差を利用したキャップ固定による試料の作製から分析までの可搬式真空一貫プロセス

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は試料の作製から分析まで基板表面を大気曝露せず真空状態に保つことで酸化を防ぎ、成膜後の基板を的確に分析を行う可搬式真空一貫プロセスについて開発することを目的とした。ロードロック式ではない装置でこの目的を実現するために、大気圧と真空の圧力差を利用したキャップ固定による方法を用いた。真空中での成膜直後の試料は清浄な状態であるが、大気リークの影響によりTiやAlなどの材料は表面汚染・酸化されやすい。そこで、試料の作製から分析まで基板表面を大気曝露せず真空状態に保つことで酸化を防ぎ、成膜後の基板を的確に分析を行うことが可能か実験を行った。可搬式真空一貫プロセスの導入系についてはキャップの出し入れ、キャップの脱着が必要なため回転導入系を使用した。キャップについては本研究では大気リークすることでキャップ内圧力は真空が保たれたまま、チャンバー内は大気圧となるためキャップの内側と外側に圧力差が生じ、吸盤のように固定されることから、外気圧によりキャップが変形しない様、強度のあるSUS304を使用し作製した。また、キャップを隙間のできないよう押し付ける部分にはOリングを付けることでキャップ内への大気リークを抑えた。回転導入系と作製したキャップを用いて、真空状態での試料の出し入れが可能であることを確認した。その後、成膜後の基板が大気リークの影響で分析に影響を与えていると考えられるため、真空一貫プロセスを使用した場合と使用しない場合での成膜基板をEDX分析することで提案する方法の有用性を確かめる実験を行った。Si基板上にAlを成膜し、真空一貫プロセスを用いて非大気曝露にて取り出した基板と大気曝露した基板をEDX分析した結果、非大気曝露基板は大気曝露した基板に比べにO含有量が約3at%程度少なく酸化されにくいことが分かった。真空一貫プロセスにより大気曝露による薄膜の酸化を防ぐことができ本研究の有用性を確認することができた。