JPH11106918A - 薄膜形成用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導率が良好なことはもとより、基材上
に、貴金属の薄膜を形成するに際し、付着目的箇所以外
の治具表面等に貴金属が付着した場合、簡易かつ低コス
トで貴金属の回収を行なうことができる薄膜形成用治具
を提供する。 【解決手段】 薄膜形成装置内に組み込まれて用いられ
る薄膜形成用治具であって、該薄膜形成用治具は、その
主体部分が銅あるいは銀で作製されており、この主体部
分の表面に、Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂの中
から選定された少なくとも１種の金属表面層を備えてな
るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材上に、金、白
金、銀および銅；またはこれらの合金等の貴金属の薄膜
を形成する際に、薄膜形成装置内に組み込まれて用いら
れる薄膜形成用治具に関し、特に、本来の治具としての
機能以外の機能、すなわち、治具に付着した貴金属を回
収することを可能ならしめる機能を備える薄膜形成用治
具に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック基材に貴金属の薄膜（金、
白金、銀、銅、これらの合金等の薄膜）を、例えば、ス
パッタなどの真空成膜法により成膜する場合、基材に熱
が蓄積して、プラスチック基材が熱変形を起こしてしま
う場合がある。

【０００３】これを解決するために例えばスパッタ装置
内の治具は、熱伝導率の良好な材料を使用することが望
まれる。熱伝導率の良好な材料としては、金、銀、銅が
挙げられる。しかしながら、金は高価であり一般には治
具としての使用が困難である。そのため、銀や銅が使用
されることが多い。

【０００４】これらの金属を治具として使用して貴金属
のスパッタを行ない貴金属のスパッタ膜を成膜した場
合、付着目的箇所である基材以外の箇所、すなわち治具
表面等に貴金属が付着する。貴金属は高価であるから必
要箇所以外に付着したものは回収することが望ましい。

【０００５】従来より、薄膜形成装置内で治具の表面に
付着した貴金属回収の方法としては、サンドブラスト等
の機械的除去装置を使用することが一般的であった。

【０００６】しかしながら、機械的除去法を使用すると
治具の変形が発生したり、粉塵の付着によりスパッタ膜
に欠陥が生じたりするという不都合が生じる。

【０００７】このような問題を解決するための先行関連
技術として、特開平９−８７８４１号公報に開示の薄膜
製造装置や、特開平３−１６２５７５号公報に開示のス
テンレス製治具等が提示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平９−８７８
４１号公報には、基材の一部を覆って用いられる銅製部
材の表面を白金層で覆い、成膜により白金層の上に付着
した余分の貴金属層を王水や硝酸、シアン溶液等で回収
する技術が開示されている。しかしながら、白金層その
ものが高価であり、また、回収操作そのものが、貴金属
層と不純物等が同時に溶解されるために溶解後の回収分
離操作が極めて煩雑となる不都合が生じる。また、銅製
部材の溶出を防止するために欠陥のない白金層を形成す
る必要があり、白金層形成に高度の技術と費用が要求さ
れるという問題がある。

【０００９】上記特開平３−１６２５７５号公報には、
ステンレス製本体の表面に金またはニッケルの第１の被
覆層と、銀および／または銅の被覆層とを備えたテンレ
ス製治具が開示されている。しかしながら、この提案の
ものは治具そのものがステンレスであり、熱伝導性が悪
く、また、除去する膜の対象をタングステンやチタンと
するものであり、本願の貴金属の回収とは全く対象が異
なる。

【００１０】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであって、その目的は、熱伝導率が良好なことは
もとより、基材上に、貴金属の薄膜を形成するに際し、
付着目的箇所以外の治具表面等に貴金属が付着した場
合、簡易かつ低コストで貴金属の回収を行なうことがで
きる薄膜形成用治具を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者らが、基材上に貴金属の薄膜を形成する
際に、薄膜形成装置内に組み込まれて用いられる薄膜形
成用治具の構造について鋭意研究した結果、銅あるいは
銀の治具表面にＺｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂの
金属を含む層を表面層として予め被着させて構成してお
くことにより、貴金属の成膜後に、上記表面層を弱酸や
アルカリで溶解除去すれば治具表面に付着した貴金属薄
膜層を容易に剥離回収できることを見いだし、本発明に
想到したものである。

【００１２】すなわち、本発明は、薄膜形成装置内に組
み込まれて用いられる薄膜形成用治具であって、該薄膜
形成用治具は、その主体部分が銅あるいは銀で作製され
ており、この主体部分の表面に、Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｆ
ｅ，Ｓｎ，Ｐｂの中から選定された少なくとも１種の金
属表面層を備えてなるように構成される。

【００１３】また本発明の薄膜形成用治具は、基材上
に、金、白金、銀および銅の中から選定された少なくと
も１種の薄膜またはこれらの合金薄膜を形成する際に、
薄膜形成装置内に組み込まれて用いられる。

【００１４】また本発明の薄膜形成用治具は、前記基材
を保持するためのホルダ、薄膜形成範囲を規制するマス
ク、薄膜形成装置本体内部への金属の付着を防止する防
着治具として用いられる。

【００１５】また本発明の薄膜形成用治具が組み込まれ
る前記薄膜形成装置は、スパッタ装置、蒸着装置、イオ
ンプレーティング装置であるように構成される。

【００１６】本発明における薄膜形成用治具は、所定の
金属の組み合わせから構成されているから、所定の弱酸
やアルカリにより貴金属層の下部層にあたる金属表面層
が溶け出し、これに伴い貴金属層が剥離・回収される。
本発明の治具を用いることにより、治具を傷つけること
もなく、また白金層で覆うような高価な処理を行わなく
ても貴金属の回収が効果的に行える。さらには、治具と
薄膜材料が同じ場合、例えば、治具を銀、薄膜材料を銀
とした場合にでも付着した銀の回収が可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について詳細に説明する。

【００１８】本発明の薄膜形成用治具は、スパッタ装
置、蒸着装置、イオンプレーティング装置等の薄膜形成
装置内に組み込まれて用いられる治具であり、装置内で
貴金属からなる成膜物質が被着されうるものであれば特
に限定されるものではない。

【００１９】本発明の理解をより容易にするために、薄
膜形成装置としてスパッタ装置、本発明の薄膜形成用治
具としていわゆるマスクを一例として取りあげ、図１お
よび図２に基づいて説明する。

【００２０】図１はスパッタ装置の真空槽内におけるス
パッタの状態を模式的に示した図面であり、図２は本発
明の薄膜形成用治具の一例であるマスクの断面図であ
る。

【００２１】図１に示されるように、基板固定台２の上
には、基材である基板３が載置され、この基板３を固定
するためにマスク７が設置されている。本実施の形態で
は、マスク７は基板３を保持する以外に、薄膜形成部分
を規制する役目も果たしている。基板固定台２には、通
常、基板３を冷却しつつ成膜を安定させるための冷却シ
ステム（図示していない）が設けられている。基板３
は、支持体としての機能を果たすプラスチック基板や無
機材料からなる基板が一般的に用いられる。そして、タ
ーゲット１０からの成膜分子１０ａがスパッタ操作によ
り、基板３の表面に薄膜１５として形成される。ターゲ
ット１０としては、金、白金、銀および銅；またはこれ
らの合金の中から選定された少なくとも１種が選定され
る。なお、図１における符号８は、薄膜形成装置内部の
各所に通常、配置される防着板を示す。

【００２２】このようなスパッタ操作に際しては、基板
３の表面にのみ薄膜１５が形成されることが理想である
が、実際には、例えば、マスク７の上にも、薄膜１５が
形成される。マスク７の上に形成された薄膜１５は貴金
属であり高価なものであるから回収コストが見合う限り
において回収することが望まれる。このような観点から
本発明の薄膜形成用治具が提示されている。

【００２３】すなわち、本発明の薄膜形成用治具は、図
２のマスク７に例示されるように、その主体部分７１が
銅あるいは銀で作製されており、この主体部分７１の表
面に、Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂの中から選
定された少なくとも１種の金属表面層７５が形成され
る。金属表面層を多層に形成する場合には、少なくとも
１層を上記の金属から選定して構成すればよい。主体部
分７１は本来の治具としての機能を果たす部分であり、
金属表面層７５は、成膜された貴金属の回収のために溶
出される部分である。

【００２４】前記治具の主体部分７１を、銅あるいは銀
とすることにより、治具そのものの熱伝導度を良くし、
成膜の本来の対象となる基板３に蓄積した熱を放散さ
せ、成膜時における基板３への悪影響を防止することが
できる。この効果は特にスパッタ装置において顕著であ
る。また、治具の主体部分７１は、銅あるいは銀の金属
以外に、本発明の作用効果が発現できる範囲において、
他の元素を含む合金とすることも可能である。

【００２５】このような主体部分７１の表面に形成され
る金属表面層７５の厚さは、０．５〜５０μｍ、好まし
くは、３．０〜１５μｍとするのがよい。この値が０．
５μｍ未満となると、回収時に貴金属が剥離しづらくな
る傾向にあり、また、この値が５０μｍを超えると、熱
伝導性が低下し、基板への悪影響を及ぼす傾向にある。
このような金属表面層は、例えば、メッキ、スパッタリ
ング、イオンプレーティング、真空蒸着等により形成さ
れる。

【００２６】また、上記主体部分７１と金属表面層７５
との材料の組み合わせのうち、好ましい組み合わせ群
は、次の通りである。

【００２７】主体部分７１を銀、銅とし、金属表面層
７５をＡｌ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｆｅとする。これらの中でさ
らに好ましい組み合わせ群は、次の通りである。

【００２８】主体部分７１を銅とし、金属表面層７５
をＡｌ，Ｚｎとする。

【００２９】本発明の薄膜形成用治具の一例として、マ
スク７を取りあげて説明してきたが、本発明の薄膜形成
用治具は薄膜形成装置内で用いられ、かつ本来必要とさ
れない薄膜が付着する治具であれば特に限定されるもの
ではなく、例えば、単に、薄膜形成範囲を規制するマス
ク、基板を保持するためのホルダ、薄膜形成装置内部の
各所に配置される防着板などが具体例として挙げられ
る。

【００３０】次ぎに、本発明の薄膜形成用治具（例え
ば、マスク７）の使用方法について簡単に説明する。ま
ず、最初に本発明の薄膜形成用治具を治具として所定の
機能を果たすように薄膜形成装置内に組み込む。次い
で、基板の上に薄膜を形成させるための運転を所定期間
おこない、ある程度の回収すべき貴金属薄膜が薄膜形成
用治具の表面に堆積したところで、薄膜形成用治具を薄
膜形成装置から取り出す。

【００３１】しかる後、取り出した薄膜形成用治具７
を、塩酸、硝酸、硫酸等の酸や、アンモニア、水酸化ナ
トリウム等のアルカリの溶解液に浸漬させる。これによ
り薄膜形成用治具７の金属表面層７５の箇所が徐々に溶
解されていき、最終的に金属表面層７５の上に堆積して
いた貴金属が剥離され回収される。この一方で薄膜形成
用治具７は、通常、主体部分７１が露出する形となる
が、その表面に再度、金属表面層７５を形成することに
よって薄膜形成用治具７として用いることが可能にな
る。

【００３２】

【実施例】以下、具体的実施例を示し、本発明をさらに
詳細に説明する。

【００３３】（実施例１）スパッタ装置で用いるマスク
７の主体部分７１を銀製で作製し、この表面に金属表面
層７５としての鉛を１０μｍの厚さに形成した。鉛は電
気メッキにより形成した。このようにして作製した薄膜
形成用治具７としてのマスク７を、スパッタ装置内に組
み込み、このマスク７にて本来の成膜対象となる樹脂基
板を固定した。ついで、ターゲットとして白金を用い
て、白金のスパッタを行った。

【００３４】マスク７（治具）に付着した白金の厚さ
は、一番厚い部分で２００μｍであった。このマスク７
（治具）を希塩酸に浸漬し、酸素を送り込み、金属表面
層７５の鉛のみを溶解して、マスク７（治具）に付着し
た白金を剥離・回収した。この白金の剥離・回収操作は
極めて効率良く行うことができた。

【００３５】（実施例２）スパッタ装置で用いるマスク
７の主体部分７１を銅製で作製し、この表面に金属表面
層７５として亜鉛の薄膜を８μｍの厚さ（一番厚い部
分）に形成した。亜鉛の金属表面層７５は、亜鉛ターゲ
ットを用いたスパッタ法により形成した。このようにし
て作製した薄膜形成用治具７としてのマスク７を、スパ
ッタ装置内に組み込み、このマスク７にて樹脂基板を固
定した。ついで、ターゲットとして金を用いて、金のス
パッタを行った。

【００３６】マスク７（治具）に付着した金の厚さは、
一番厚い部分で７００μｍであった。このマスク７（治
具）をアンモニア水に浸漬し、金属表面層７５の亜鉛の
みを溶解して、マスク７（治具）に付着した金を剥離・
回収した。この金の剥離・回収操作は極めて効率良く行
うことができた。

【００３７】（実施例３）スパッタ装置で用いるマスク
７の主体部分７１を銅製で作製し、この表面に金属表面
層７５としてのアルミニウムを１０μｍの厚さに形成し
た。アルミニウムは真空スパッタにより形成した。この
ようにして作製した薄膜形成用治具７としてのマスク７
を、スパッタ装置内に組み込み、このマスク７にて樹脂
基板を固定した。ついで、ターゲットとして銀を用い
て、銀のスパッタを行った。

【００３８】マスク７（治具）に付着した銀の厚さは、
一番厚い部分で５００μｍであった。このマスク７（治
具）を希塩酸に浸漬し、酸素を送り込み、金属表面層７
５のアルミニウムのみを溶解して、マスク７（治具）に
付着した銀を剥離・回収した。この銀の剥離・回収操作
は極めて効率良く行うことができた。

【００３９】

【発明の効果】上記の結果より、本発明の効果は明らか
である。すなわち、本発明は、薄膜形成装置内に組み込
まれて用いられる薄膜形成用治具であって、該薄膜形成
用治具は、その主体部分が銅あるいは銀で作製されてお
り、この主体部分の表面に、Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｆｅ，
Ｓｎ，Ｐｂの中から選定された少なくとも１種の金属表
面層を備えてなるように構成されているので、熱伝導率
が良好なことはもとより、基材上に、貴金属の薄膜を形
成するに際し、付着目的箇所以外の治具表面等に貴金属
が付着した場合、簡易かつ低コストで貴金属の回収を行
なうことができるという効果が発現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】スパッタ装置の真空槽内におけるスパッタの状
態を模式的に示した図面である。

【図２】本発明の薄膜形成用治具の一例であるマスクの
断面図である。

【符号の説明】

２…基体固定台 ３…基板 ７…マスク（薄膜形成用治具） ７１…主体部分 ７５…金属表面層

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜形成装置内に組み込まれて用いられ
   る薄膜形成用治具であって、 該薄膜形成用治具は、その主体部分が銅あるいは銀で作
   製されており、この主体部分の表面に、Ｚｎ，Ｎｉ，Ａ
   ｌ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂの中から選定された少なくとも１
   種の金属表面層を備えてなることを特徴とする薄膜形成
   用治具。
2. 【請求項２】 基材上に、金、白金、銀および銅の中か
   ら選定された少なくとも１種の薄膜またはこれらの合金
   薄膜を形成する際に、薄膜形成装置内に組み込まれて用
   いられる請求項１記載の薄膜形成用治具。
3. 【請求項３】 前記薄膜形成用治具は、前記基材を保持
   するためのホルダ、薄膜形成範囲を規制するマスク、薄
   膜形成装置本体内部への金属の付着を防止する防着治具
   である請求項１または請求項２に記載の薄膜形成用治
   具。
4. 【請求項４】 薄膜形成用治具が組み込まれる前記薄膜
   形成装置が、スパッタ装置、蒸着装置、イオンプレーテ
   ィング装置である請求項１ないし請求項３のいずれかに
   記載の薄膜形成用治具。