JPH05230628A - 金属膜形成装置、金属膜形成装置における金属材回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】貴金属からなる薄膜を堆積して半導体装置等を
形成する際に、ターゲットに対向する位置に設けられた
内部部品上に付着した貴金属膜を回収する機構を備えた
金属膜形成装置とその金属材回収方法に関し、シャッタ
ーやシールド等の内部部品や真空室内壁の損傷を小さく
し、貴金属の回収効率を高くすることを目的とする。 【構成】金属材料源６から飛散した金属材を、真空室１
内に設置した基板１に堆積させる金属膜形成装置におい
て、前記金属材に対して選択的に除去可能な材料により
形成された金属回収板13を、前記真空室１内に配置され
た内部部品８又は前記真空室１の内壁に離脱可能に取り
付けたことを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属膜形成装置、金属
膜形成装置における金属材回収方法に関し、より詳しく
は、貴金属からなる薄膜を堆積して半導体装置等を形成
する際に、ターゲットに対向する位置に設けられた内部
部品上に付着した貴金属膜を回収する機構を備えた金属
膜形成装置とその金属材回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの分野では、半導体チッ
プ内の低抵抗配線層やダイス付けの密着層として、金属
の薄膜を例えばスパッター装置により成膜している。ス
パッター装置は、近年、被処理基板を一枚ずつ処理する
枚葉式となっている。

【０００３】ところで、スパッター装置においては、図
４に例示するように、目的とする膜の構成材料であるタ
ーゲット４１からスパッターされた粒子を、ターゲット
４１に対向する位置に設けられた半導体基板４２上に入
射させて、所定の膜厚の金属膜を形成するわけである
が、ターゲット用のシャッター４３や真空室４４内を覆
うシールド（防着板）４５というような半導体基板４２
以外の部分にもターゲット材料が付着する。

【０００４】しかし、Au、Pt、Pd等の貴金属の薄膜を形
成する場合、これらの貴金属は本来生産量も乏しく、高
価であるために、ターゲット４１や被処理半導体基板４
２以外の部分に残った貴金属を回収し、これを精製した
後に再利用することが一般に行われている。

【０００５】ここで、シャッター４３やシールド４５と
いった被処理半導体基板４２以外の部分に堆積した貴金
属膜の従来の回収方法は、固い金属からなる箆によって
その貴金属膜を下地から強引に剥し、更に剥しきれない
部分は薬品処理で溶解して精製するのが一般的であっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような回
収方法では、貴金属膜をシャッター４３やシールド４５
といった部分から強制的に剥すのに時間がかかること
や、剥離時に下地の金属表面を傷つけ、特に溶接部等で
の損傷が大きいために、この部品の使用寿命を短くして
しまう等の欠点がある。

【０００７】また、溶解した貴金属を精製するのは工程
が複雑であり、しかも回収効率が低いといった問題もあ
る。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであ
って、シャッターやシールド等の内部部品や真空室内壁
の損傷を小さくし、貴金属の回収効率を高くすることが
できる金属膜形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１、
２に例示するように、金属材料源６から飛散した金属材
を、真空室１内に設置した基板１に堆積させる金属膜形
成装置において、前記金属材に対して選択的に除去可能
な材料により形成された金属回収板13，23を、前記真空
室１内に配置された内部部品８，11，12又は前記真空室
１の内壁に離脱可能に取り付けたことを特徴とする金属
膜形成装置によって達成する。

【０００９】または、前記内部部品８，11，12は、前記
金属材料源６を覆うシャッター又は前記真空室内に配置
されたシールドであることを特徴とする金属膜形成装置
により達成する。

【００１０】または、図３に例示するように、前記金属
回収板23は、多数の凹凸を有することを特徴とする金属
膜形成装置により達成する。または、図２に例示するよ
うに、成膜用の真空室１内に配置された内部部品８，1
1，12又は真空室内壁に金属回収板13、23を取り付ける
工程と、前記真空室１内に設置した金属材料源６から金
属材を飛散させて基板７の上に堆積する工程と、前記金
属材が膜状に付着した前記金属回収板13，23を、前記内
部部品８，11，12又は前記真空室内壁から取り外して、
前記金属回収板13，23を選択的に溶解させて膜状の前記
金属材を回収することを特徴とする金属膜形成装置にお
ける金属材回収方法によって達成する。

【００１１】

【作 用】本発明によれば、成膜のための金属材に対し
て選択的に除去できる金属回収板13, 23を、シャッター
８、シールド11，12のような真空室１内の内部部品や真
空室内壁に離脱可能に取り付けているために、金属回収
板13, 23を酸等により選択的に除去すれば、その上に付
着した金属材膜の回収が容易になるばかりでなく内部部
品や真空室内壁を直接酸処理しないために、それらが損
傷する心配がなくなる。

【００１２】また、その金属回収板23に多数の凹凸24,
25を形成すれば、成膜時にその表面に付着した金属材が
剥離し難くなり、被処理基板上に付着するパーティクル
量を大幅に減少させる効果がある。

【００１３】さらに、本発明によれば、金属回収板13,
23を溶解させて除去するようにしたので、その上に残っ
た金属材の回収の手間が軽減される。

【００１４】

【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の一実施例に係わるスパッター装置の概
要構成図である。

【００１５】図において符号１は、成膜処理を行う真空
室、２は、真空排気装置３に接続された真空排気口であ
る。４は、成膜処理の処理源である水冷式のカソード電
極であり、直流電源５に接続されている。

【００１６】６は、Au、Pt、Pd等の被スパッター材から
なるターゲット（金属材料源）、７は、被スパッター材
の薄膜を堆積する対象となる被処理基板であり、８は、
カソード電極４と被処理基板７の間に介在するシャッタ
ーであり、例えば厚さ２〜３mmのステンレス板のように
機械的強度や耐熱性を保障する厚さ、材料からなり、こ
のシャッター８は図示しない駆動機構によって開閉され
る。

【００１７】９は、グロー放電を真空室１内で発生させ
るための高純度の不活性ガス（例えば、アルゴン）を導
入するための配管系であり、通常は図示しない電磁バル
ブやマスフロー・コントローラから構成され、高圧ガス
容器１０に接続されている。

【００１８】１１は、ターゲット６のうちスパッター材
粒子の飛散を阻止する領域や、被処理基板７のうちスパ
ッター材を回り込ませたくない領域を覆うシールドであ
り、１２は、真空室１の内壁でのスパッター材の付着を
防止するためにその内壁を覆う内壁保護用のシールドで
ある。

【００１９】１３は、厚さ１００μｍ程度で表面平坦な
銅製の薄いターゲット材回収用の金属板で、この金属板
１３は、図２(a),(b) に例示するように、シャッター８
やシールド１１，１２のうち少なくともターゲット６に
向く側の面の上にスポット溶接により取付けられてい
る。なお、１３ａは、スポット溶接部を示している。

【００２０】次に、上記した装置を用いて処理基板以外
に付着したターゲット材を回収する方法について説明す
る。ここで、金をターゲットの材料とし、半導体基板に
金膜を形成する場合を例に上げて説明する。

【００２１】まず、真空排気口２を通して真空室１の内
部を減圧するとともに、配管系９から真空室１内に不活
性ガスとしてアルゴンを導入して、ターゲット６にイオ
ン化したアルゴンガスを衝突させて金の粒子を飛散さ
せ、半導体基板７の上の金膜を堆積させる。

【００２２】因みに、金を配線層として使用するときに
は、基板一枚当たり約２０００〜３０００Åの厚さの膜
を、また、ダイス付けの密着層として使用する時には、
基板一枚当たり約１５００〜２０００Åの厚さの膜を堆
積する。どちらの場合も、金のターゲット６表面を約２
〜３mmスパッターした時点で半導体基板７の上に堆積す
る金膜の膜厚分布が悪くなって、均一性が得られなくな
る。

【００２３】その後に、図２(c) に示すように、半導体
基板７の装着領域以外にあるシャッター８やシールド１
１，１２に付着した金膜Ａを回収する場合には、金膜Ａ
が付着した金属板１３をシャッター８等のスポット溶接
部１３ａから引き剥す（図２(d))。

【００２４】次に、銅製金属板１３を硝酸、或いは硫酸
を主成分とする溶液に浸漬すると、銅製金属板１３のみ
が溶解して金膜Ａは溶液内に溶けずに残るので、これを
水洗して、その表面に付着した薬品を除去すれば、金膜
Ａは、殆ど１００％回収されることになる（図２(e))。

【００２５】（ｂ）本発明の他の実施例の説明 上記した金属回収用の金属板１３は表面が平坦になって
いるが、スパッターされた貴金属膜が銅製金属板から剥
離し難くするために、図３(a) に示す拡大断面図のよう
に、薄い金属板２３をエンボス加工して多数の微細な凹
凸２４を形成したものをスポット溶接してもよい。

【００２６】この場合、銅製の薄い金属板２３に、例え
ば３〜５mmのピッチで半径０．５〜２mmの半球状の凹凸
２４を押し出し加工し、各凹凸２４面に更に半径０．０
５〜０．２mmの半球状の凹凸２５を付けるようにすれ
ば、付着する金属膜がさらに剥離し難くなる。

【００２７】このようにして形成した金属板２３をシャ
ッター８、シールド１１，１２等の内部部品に装着した
状態で、基板７上に金属膜Ｂをスパッタ法により形成
し、ついで、金属膜Ｂが付着した金属板２３を内部部品
から剥して（図３(b),(c))、これを硝酸、或いは硫酸等
の溶液に浸して銅製金属板２３を溶かして金属膜Ｂを回
収する（図３(d))。

【００２８】なお、上記した実施例では、スパッタ法に
より金属膜を形成する場合について説明したが、真空蒸
着法その他の成膜法による場合にも同様に適用できる。
また、上記した金属回収用の金属板は、必ずしも銅によ
って形成する必要はなく、硫酸等に溶けるニッケル等の
ように、ターゲット材に対して選択的に溶かせる材料に
より形成してもよい。しかも、金属回収用の金属板は、
圧延により形成した板であってもよいし、その板の表面
に同一材料を電界メッキしたものを用いてもよい。ま
た、その取り付け方法は、スポット溶接に限るものでは
なく、嵌合わせたり掛止するようにしてもよい。

【００２９】さらに、ターゲット材として、金の他に白
金、パラジウム等の金属の場合にも同様に適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、成膜
のための金属材に対して選択的に除去できる金属回収板
を、シャッター、シールドのような真空室内の内部部品
や真空室内壁に離脱可能に取り付けているので、金属回
収板を酸等により選択的に除去すれば、その上に付着し
た金属材膜の回収が容易になるばかりでなく、内部部品
や真空室内壁を直接酸処理しないために、それらの損傷
の防止が可能になる。

【００３１】また、その金属回収板に多数の凹凸を形成
すれば、成膜時にその表面に付着した金属材が剥離し難
くなり、回収効率を良くするとともに、被処理基板上に
付着するパーティクルを大幅に減少できる。

【００３２】さらに、本発明によれば、金属回収板を溶
解させて除去するようにしたので、その上に残った金属
材の回収の手間を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるスパター装置の概要
構成図である。

【図２】本発明の一実施例の要部を示す斜視図及び側面
図である。

【図３】本発明の他の実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図４】従来装置の一例を示す概要構成図である。

【符号の説明】

１ 真空室 ２ 真空排気口 ３ 真空排気装置 ４ カソード電極 ５ 電源 ６ ターゲット（金属材料源） ７ 被処理基板 ８ シャッター ９ 配管系 １０ 高圧ガス容器 １１、１２ シールド １３、２３ 金属板 ２４、２５ 凹凸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属材料源（６）から飛散した金属材を、
   真空室（１）内に設置した基板（１）に堆積させる金属
   膜形成装置において、 前記金属材に対して選択的に除去可能な材料により形成
   された金属回収板（13、23）を、前記真空室（１）内に
   配置された内部部品（８、11、12）又は前記真空室
   （１）の内壁に離脱可能に取り付けたことを特徴とする
   金属膜形成装置。
2. 【請求項２】前記内部部品（８、11、12）は、前記金属
   材料源（６）を覆うシャッター又は前記真空室内に配置
   されたシールドであることを特徴とする請求項１記載の
   金属膜形成装置。
3. 【請求項３】前記金属回収板（23）は、多数の凹凸を有
   することを特徴とする請求項１記載の金属膜形成装置。
4. 【請求項４】成膜用の真空室（１）内に配置された内部
   部品（８、11、12）又は真空室内壁に、金属回収板（1
   3、23）を取り付ける工程と、 前記真空室（１）内に設置した金属材料源（６）から金
   属材を飛散させて基板（７）の上に堆積する工程と、 前記金属材が膜状に付着した前記金属回収板（13、23）
   を、前記内部部品（８、11、12）又は前記真空室内壁か
   ら取り外して、前記金属回収板（13、23）を選択的に溶
   解させて膜状の前記金属材を回収することを特徴とする
   金属膜形成装置における金属材回収方法。