專利名稱：成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件及其清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種使用成膜材料在襯底上形成各種薄膜的成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件及其清洗方法。
在LSI(大規(guī)模集成電路)、太陽能電池、液晶顯示器、等離子顯示器等上使用的半導(dǎo)體部件，在其制造工序中使用成膜裝置，通過將成膜材料進(jìn)行蒸鍍、濺鍍、CVD、及其他方法，使襯底上形成薄膜。
上述成膜材料在薄膜形成時(shí)，還在成膜裝置內(nèi)的襯底掩模等防附著板及晶片的支撐框等的結(jié)構(gòu)部件外表面也形成附著膜。
上述附著膜因在成膜裝置內(nèi)更換襯底時(shí)，反復(fù)進(jìn)行成膜處理而堆積很厚，在某種情況下，其堆積膜的破損，成為誘發(fā)塵埃的原因，塵埃附著在正在成膜的襯底上，將有可能損害膜的目標(biāo)特性，使所制造的半導(dǎo)體制品的成品率降低。
因此，如日本專利特開平3-87357號(hào)公報(bào)中所示，對(duì)上述結(jié)構(gòu)部件的表面實(shí)施切削加工、壓花加工(emboss)等機(jī)械加工處理或噴砂(blast)處理等，在使其形成一種很厚的附著膜也難以破壞、剝離脫落的構(gòu)造上下工夫。
如果在成膜裝置上使用經(jīng)上述處理過的結(jié)構(gòu)部件，令人滿意的是在于薄膜形成時(shí)的附著膜難以破壞、剝離脫落這一點(diǎn)上。
但是，當(dāng)需要除去附著膜反復(fù)使用結(jié)構(gòu)部件時(shí)，則由于最初的附著膜不易破壞剝離脫落的特殊構(gòu)造，而存在著用機(jī)械難以清除表面附著膜的問題。
另外，通過采用清洗液將附著膜溶解的化學(xué)除膜方法，需要將上述堆積了附著膜的結(jié)構(gòu)部件浸在清洗液中達(dá)2天之久，而由于附著膜的種類和清洗液的種類的不同，出現(xiàn)過結(jié)構(gòu)部件比附著膜更易溶解的現(xiàn)象。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中，如在日本專利特開平11-124661號(hào)公報(bào)披露的那樣，為了抑制結(jié)構(gòu)部件自體的溶解并去除其表面附著膜，提供一種在上述結(jié)構(gòu)部件的母材(例如鋁或鋁合金)的表面，形成由比母材金屬更易溶解于無機(jī)酸清洗液的金屬(例如銅或銅合金)構(gòu)成的底層易溶性金屬膜，進(jìn)一步在其上形成多孔性金屬膜的結(jié)構(gòu)部件。
當(dāng)該結(jié)構(gòu)部件上堆積了附著膜時(shí)，清洗液從結(jié)構(gòu)部件的端部及堆積膜的表面缺陷部，經(jīng)由上述多孔性金屬膜到達(dá)底層易溶液性金屬膜，該底層金屬膜最先溶解，能夠以比原來更短的時(shí)間使附著膜從結(jié)構(gòu)部件上剝離。
但是，在上述原來的結(jié)構(gòu)部件中，從清洗液經(jīng)由上述多孔性金屬膜溶解底層金屬膜，到附著膜從結(jié)構(gòu)部件剝離附著膜為止，需要5～15小時(shí)，雖說比原來的浸泡時(shí)間縮短了，但是，仍然不得不將結(jié)構(gòu)部件長時(shí)間浸泡在清洗液中，恐怕會(huì)造成母材金屬不小的損壞。
同時(shí)，上述底層易溶性金屬膜材料的選擇方法也成為母材金屬受到損壞的原因。
即，作為上述底層易溶性金屬膜材料，雖然選擇了比母材金屬容易溶解于無機(jī)酸清洗液的金屬，例如，銅或銅合金等，但當(dāng)母材金屬為鋁或鋁合金時(shí)，在根據(jù)自然電位測(cè)定的數(shù)據(jù)中，由于銅或銅合金是比鋁或鋁合金活性還差的貴金屬，因此，由于其電位差，若長時(shí)間浸泡在清洗液中，就會(huì)在作為母材金屬的鋁或鋁合金與作為底層易溶性金屬膜的銅或銅合金之間形成局部電池，有加快母材金屬溶解的危險(xiǎn)。
因此，鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種零部件和清洗方法。此種零部件和清洗方法具有能夠用比現(xiàn)有技術(shù)更短的時(shí)間剝離去除在上述結(jié)構(gòu)部件形成的附著膜，減輕由于清洗液給母材金屬造成的侵蝕和損壞。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明涉及的成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件，其系在襯底上形成薄膜的成膜裝置的結(jié)構(gòu)部件，其特征在于通過溶射、蒸鍍、濺鍍、層壓等方法在母材金屬的表面形成在電化學(xué)上比上述結(jié)構(gòu)部件母材金屬賤的金屬膜層。
把如此處理的結(jié)構(gòu)部件浸于清洗液后，由于母材金屬與上述金屬膜層的自然電位差，在兩者之間形成局部電池，局部電流從母材金屬流到金屬膜層。
一方面，在清洗液中附加的金屬膜層先溶解，變成金屬離子，滯留在清洗液中。
通常，當(dāng)在兩種金屬間形成局部電池時(shí)，兩者中的自然電位的電位差大的賤金屬溶解速度會(huì)加快。
因此，在選擇上述金屬膜層的材料時(shí)，最好考慮與母材金屬或附著膜之間的上述電位差后恰當(dāng)選擇。
進(jìn)而，通過采用溶射、蒸鍍、濺鍍、層壓等方法在母材金屬的表面形成在電化學(xué)性上比上述母材金屬貴的第2金屬膜層；在底層金屬膜層中，與第2金屬膜層之間也形成局部電池，這樣，溶解反應(yīng)從與母材金屬側(cè)的界面及與第2金屬膜層的界面雙方同時(shí)進(jìn)行。
此時(shí)，由于第2金屬膜層與底層的金屬膜層之間的電位差變得比母材金屬與底層的金屬膜層之間的電位差還大，因而在與第2金屬膜層的界面附近形成更劇烈的溶解。
然而，由于附著膜的種類不同，有時(shí)附著膜的電位比母材金屬的電位還高(比如附著膜是鉬，母材金屬為鋁或鋁合金時(shí))。另外，當(dāng)設(shè)置了上述第2金屬膜層時(shí)，由于第2金屬膜層比母材金屬的電位還高，所以，在這種情況下，由于母材金屬相對(duì)變?yōu)橘v金屬，母材金屬的電位變得比附著膜或第2金屬膜層的電位還低，因而有母材金屬被清洗液溶解的危險(xiǎn)。
所以，若在這樣的情況下，向母材金屬施加正電場，使之鈍化，以使母材金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)于附著膜或第2金屬膜層的貴金屬，從而阻止母材金屬溶解。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部件局部放大截面圖；(a)是使母材金屬的表面形成金屬膜層后，浸泡在清洗液中的截面圖。(b)是使金屬膜層的表面形成第2金屬膜層，并浸泡在清洗液中的截面圖、(c)是說明向母材金屬施加正電場，并除去附著膜的清洗方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1(a)是使母材金屬1的表面形成了金屬膜層2的成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件的放大截面圖。由母材金屬1構(gòu)成的結(jié)構(gòu)部件，例如，有成膜裝置內(nèi)的襯底掩模等防附粘著板及晶片的支撐框等。
若在成膜裝置內(nèi)，使成膜材料在襯底上形成薄膜，則除襯底以外，上述結(jié)構(gòu)部件上也將粘著上附著膜d。
該附著膜d將因在成膜裝置內(nèi)不斷更新襯底，并反復(fù)進(jìn)行成膜處理而堆積很厚，在某種情況下，其堆積層破損，成為誘發(fā)塵埃的原因。在成膜過程中襯底上附著塵埃，將有可能損害膜的目標(biāo)特性。
要想去除該附著膜d，可以將母材金屬1浸到清洗液s中，加以去除，但是，從開始將清洗液s浸透附著膜d到剝離為止，需要將母材金屬1浸泡在清洗液s中相當(dāng)長的時(shí)間(2日左右)，存在著母材金屬1也被清洗液s損壞的危險(xiǎn)。
進(jìn)而，可以考慮在母材金屬的表面形成底層易溶性金屬膜，進(jìn)一步通過在該底層易溶性金屬膜的表面形成多孔性金屬膜，縮短在清洗液s的浸泡時(shí)間。但是，即使在這種情況下，附著膜從母材金屬1剝離也需要5～15小時(shí)，仍然不得不將結(jié)構(gòu)部件長時(shí)間浸泡在清洗液s中，有造成母材金屬1較大損壞的危險(xiǎn)。
另外，選擇上述底層易溶性金屬膜的材料時(shí)，可選擇比母材金屬1更容易溶解于清洗液s的金屬，例如銅合金等。母材金屬1為鋁合金時(shí)，如表1所示，根據(jù)自然電位的測(cè)定數(shù)據(jù)，由于鋁合金(在硫酸1mol/l液中-0.06)是貴金屬，所以，若長時(shí)間浸在清洗液中，則因其電位差，而在鋁合金和銅合金之間形成局部電池，存在促使母材金屬氧化逐漸溶解的危險(xiǎn)。
所謂貴金屬，系指在表1中，位于基準(zhǔn)金屬上部的金屬；所謂賤金屬，系指在表1中，位于基準(zhǔn)金屬下部的金屬，因此，某金屬是貴金屬還是賤金屬，是相對(duì)于作為基準(zhǔn)的金屬而確定的。
本發(fā)明通過溶射、蒸鍍、濺鍍、層壓等方法，在母材金屬1的表面形成了相對(duì)于上述母材金屬1的賤金屬的金屬膜層2，使得其在被浸于清洗液時(shí)，在母材金屬1與金屬膜層2之間形成局部電池，促進(jìn)金屬膜層2的溶解，能在短時(shí)間內(nèi)(約45分)，使得附著膜與金屬膜層2同時(shí)從母材金屬被剝離。
即，由于母材金屬1與金屬膜層2之間的電位差，使兩者之間形成局部電池，局部電流從母材金屬1流向金屬膜層2。
另一方面，在清洗液S中，金屬膜層2先溶解后，變?yōu)榻饘匐x子滯留在清洗液S中。
例如，對(duì)金屬膜層2使用Al-5％In(自然電位，在硫酸1mol/l液體中為-1.17)。當(dāng)母材金屬1是AI合金時(shí)(JIS A5052的自然電位，在在硫酸1mol/l液體中為-0.17)，若將堆積了99.99％AL(4N-Al)(自然電位，在硫酸1mol/l液體中為-0.86)的附著膜d的部件，侵在硫酸液中，則在母材金屬1與金屬膜層2之間形成局部電池。金屬膜層2被離子化后溶解在硫酸液中。
另外，在選擇金屬膜層2時(shí)，可以根據(jù)在清洗液S中的自然電位E(Vvs.SCE)，恰當(dāng)選擇容易與母材金屬1構(gòu)成局部電池的金屬或合金。
參照?qǐng)D1(b)，3是通過溶射、蒸鍍、濺鍍、疊層等方法，在上述金屬膜層2的表面形成含有相對(duì)于母材金屬1的貴金屬的第2金屬膜層3。
在這種情況下，在清洗液S中，由于金屬膜層2除了在與母材金屬1之間形成局部電池外，在和第2金屬膜層3之間，也形成局部電池。因此，溶解反應(yīng)從與母材金屬1側(cè)的界面以及與第2金屬膜層3的界面的雙方進(jìn)行，所以，與只有圖1所示的金屬膜層2的情況相比，能更快剝離掉附著膜d。
例如，在金屬膜層2使用Al-5％In、在第2金屬膜層3使用Al合金(JIS A2017的自然電位，在硫酸1mol/l液體中為-0.56)，母材金屬1為Al合金(JIS A5052)時(shí)，若在其上堆積了99.99％AL(4N-Al)的附著膜d，則在硫酸液中，在母材金屬1與金屬膜層2之間，以及在第2金屬膜層3與金屬膜層2之間分別形成局部電池，金屬膜層2被離子化，溶解在硫酸液中。
進(jìn)而，此時(shí)，金屬膜層2溶解，到附著膜d從母材金屬1剝離為止大概需要15分鐘。
參照?qǐng)D1(c)，4是電源，用于為使母材金屬1具有陽極功能，而施加的正電場，電源4的負(fù)極側(cè)被陰極5連接。
由于附著膜d的種類不同，有時(shí)其電位比母材金屬1的還高，另外，當(dāng)設(shè)有第2金屬膜層3時(shí)，因?yàn)榈?金屬膜層3比母材金屬1的電位還高，所以，在這種情況下，母材金屬1為賤金屬，母材金屬1有在清洗液中被溶解的危險(xiǎn)。
因此，在這樣的情況下，可以通過電源4對(duì)母材金屬1施加正電場，使之鈍化，以使母材金屬1轉(zhuǎn)化為相對(duì)于附著膜或第2金屬膜層的貴金屬，從而阻止部件的溶解。
從上述說明可以明確，本發(fā)明通過在結(jié)構(gòu)部件的母材金屬的表面設(shè)置與母材金屬形成局部電池的上述金屬膜層，或在母材金屬的表面設(shè)置與母材金屬形成局部電池的上述第2金屬膜層，而使母材金屬自身不受清洗液的侵蝕，使在短時(shí)間內(nèi)剝離在母材金屬上堆積的附著膜成為可能，在促進(jìn)結(jié)構(gòu)部件的再生利用的同時(shí)，延長部件的壽命。
產(chǎn)業(yè)化可行性如上所述，本發(fā)明涉及的成膜用結(jié)構(gòu)部件及其清洗方法，以比現(xiàn)有技術(shù)更短的時(shí)間，剝離掉成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件上的附著膜，使清洗液對(duì)母材金屬的侵蝕得以減輕，另外，本發(fā)明涉及的結(jié)構(gòu)部件以及清洗方法，可延長結(jié)構(gòu)部件的使用壽命，對(duì)降低成膜裝置的維護(hù)費(fèi)以及節(jié)省能源做出貢獻(xiàn)。本發(fā)明適用于襯底掩膜等的防附著板或晶片的支撐框等，通過蒸鍍、濺鍍、CVD、及其他方法由成膜材料在襯底上形成薄膜的成膜裝置的結(jié)構(gòu)部件及清洗方法。
表1

權(quán)利要求
1.一種成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件，為在襯底上形成薄膜的成膜裝置的結(jié)構(gòu)部件，其特征在于通過溶射、蒸鍍、濺鍍、層壓等方法在母材金屬的表面形成了在電化學(xué)性上比所述結(jié)構(gòu)部件的母材金屬賤的金屬膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件，其特征在于通過溶射、蒸鍍、濺鍍、層壓等方法在母材金屬的表面形成了在電化學(xué)性上比所述結(jié)構(gòu)部件的母材金屬貴的金屬膜層。
3.一種成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件的清洗方法，其特征在于在通過成膜裝置形成了薄膜時(shí)，為了除去堆積在權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)部件上的、由成膜材料構(gòu)成的附著膜，而將該構(gòu)成部件浸在清洗液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件的清洗方法，其特征在于向浸在清洗液中的所述結(jié)構(gòu)部件的母材金屬施加正電場。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種成膜裝置用結(jié)構(gòu)部件以及該結(jié)構(gòu)部件的清洗方法。所述裝置具有能夠用比以往更少的時(shí)間剝離去除形成在結(jié)構(gòu)部件上的附著膜d，減輕由于清洗液s造成的構(gòu)造上的損壞。通過溶射、蒸鍍、濺鍍、層壓(laminating)等方法在母材金屬(1)的表面形成在電化學(xué)性上比所述結(jié)構(gòu)部件的母材(1)金屬賤的金屬膜層(2)?；虿捎蒙鲜鋈苌涞确椒ǎㄟ^在金屬膜層(2)的表面形成在電化學(xué)性上比上述母材金屬(1)貴的第2金屬膜層(3)，從而使金屬膜層(2)在與母材金屬(1)或第2金屬膜層(3)之間形成局部電池，可使母材金屬(1)自身不受清洗液的損傷，以極短的時(shí)間剝離堆積在母材金屬(1)上的附著膜d。
文檔編號(hào)C23C16/44GK1738926SQ20048000235
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者平田招佑, 磯田伸二, 門肋豐, 蟲明克彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社愛發(fā)科