TW201315829A - 濺鍍用鉭製線圈之再生方法及藉由該再生方法而得之鉭製線圈 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其係配置於基板與濺鍍靶之間之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其特徵在於：藉由對線圈整個面或一部分進行切削加工，而對使用完畢之線圈進行面加工（切削至再沈積膜及滾紋加工痕跡消失），從而除去濺鍍中所形成之再沈積膜，然後，對切削後之部位重新施加滾紋。於濺鍍中，濺鍍粒子會堆積（再沈積）於配置在基板與濺鍍靶間的鉭製線圈之表面，本發明之課題在於提供以下技術：於濺鍍結束後，藉由切削而除去該使用完畢之線圈所堆積之濺鍍粒子，從而有效地使鉭製線圈再生，藉此可排除不必要之新線圈之製作，提高生產性，且穩定地提供該線圈。

Description

濺鍍用鉭製線圈之再生方法及藉由該再生方法而得之鉭製線圈

本發明係關於一種濺鍍用鉭製線圈之再生方法及再生之鉭製線圈，該濺鍍用鉭製線圈之再生方法係為了防止引起微粒及電弧之產生而以包圍濺鍍裝置內之基板與濺鍍靶間之空間部之方式配置線圈，並於濺鍍結束後，除去堆積於該使用完畢之線圈之表面之濺鍍粒子而使該線圈再生。

濺鍍用鉭製線圈具有如下述圖式所示般之經彎曲之曲面，線圈表面係將內面及外表面之任一表面作為對象。因此，以下所敘述之「線圈表面」係指線圈之內面及外表面兩者。以下相同。

近年來，可容易地控制膜厚或成分之濺鍍法經常被使用作為電子電氣零件用材料之其中一種成膜法。

該濺鍍法係使用以下原理：使正電極與成為負電極之靶對向，並於惰性氣體環境下對該等基板與靶之間施加高電壓而使電場產生，此時經電離之電子與惰性氣體碰撞而形成電漿，該電漿中之陽離子碰撞於靶(負電極)表面而擊出靶構成原子，且該飛散之原子附著於對向之基板表面而形成膜。。

作為最近之濺鍍技術，有以下技術：於濺鍍靶與基板間之空間部配置線圈而提高電漿密度，且儘量使飛散之濺鍍粒子朝向基板方向。其結果，濺鍍速度變快，膜之均勻性良好，可綜合性地提高堆積至基板之膜之品質。該線圈 存在經濺鍍而受到濺蝕之情形，亦存在未經濺鍍而濺鍍粒子飛來並附著於其上(形成再沈積膜)之情形。該情形係根據朝向線圈之偏壓而變化(參照專利文獻1、2)。

根據以上內容，一般而言，線圈之材料多使用與靶材料相同之材料、或構成堆積於基板上之濺鍍膜之材料之一部分的構成材料。然而，尤其是線圈材料若為不會對基板上之薄膜造成污染之材料，則並無特別限制。又，線圈之形狀亦有圓形至螺旋式(參照專利文獻1、2、3)，亦存在將其等配置為多層之例。

然而，當於靶與基板間配置如上所述之線圈而提高電漿密度，且儘量使飛散之濺鍍粒子朝向基板方向之情形時，存在以下問題：雖然朝向位於基板以外之薄膜形成裝置之內壁或內部的機器飛散之量減少，但會堆積於線圈自身。

為了避免此種問題，於上述專利文獻3中提出有以下方法：切削線圈內面側上端，減少內周厚度。於該情形時，說明如下：由於線圈上端部為向上銳利地突出之形狀，故應堆積於線圈頂部之堆積物脫落而不會積壓，又，由於新濺鍍粒子碰撞而被清潔。

然而，藉由濺鍍而堆積之部位不僅為線圈上端。亦可能堆積於線圈表面，即外表面及內表面。於該情形時，自堆積有濺鍍粒子之線圈表面剝離之薄片直接向基板表面飛散並附著於其上，從而成為微粒產生之原因，但並未採取針對該問題之對策。如上所述，自電子裝置電路之高積體 化或微細化之需求考慮，自此種部位產生之微粒亦成為較大之問題。

為了解決此種問題，提出有以下方法：對靶側面及支持板附近部分進行噴砂處理，藉由固著效果提高附著力。

然而，於該情形時，會產生以下新問題：噴砂材殘留引起之產品污染問題；堆積於殘留噴砂材上之附著粒子之剝離問題；以及附著膜之選擇性且不均勻之成長引起之剝離問題，並無法從根本上解決。尤其於線圈為如鉭般之硬質材料時，就噴砂處理之程度而言，設置凹凸尚困難，無法獲得有效之附著力增強效果。

又，於專利文獻4中揭示有以下方法：藉由滾紋加工，在用於靶之凸緣、側壁、防護罩、蓋體等之線圈形成金剛石狀或網紋狀(網眼狀)之圖案。於該情形時，深度為0.350mm~1.143mm，但由於加工面之凹凸為單純之形狀，故可能無法獲得充分之固著效果。

如上所述，使用完畢之線圈大致分為2種，於為未受濺蝕之線圈之情形時，需要除去再沈積膜。其原因在於：若不除去該再沈積膜即再次使用，則再沈積膜剝離，成為微粒產生之原因。

於藉由此種濺鍍法而進行之薄膜形成中，若於濺鍍結束後可有效地自使用完畢之線圈除去再沈積膜而使線圈再生，則可大幅度降低成本。

先前以來，根據此種觀點，存在若干專利文獻。專利文獻5為了延長處理套裝之再使用壽命，提出有以下方法： 將所堆積之材料曝於選自由H₃PO₄、HNO₃、HF所組成之群中之至少1種蝕刻液中。又，於專利文獻6及專利文獻7中提出有以下方法：藉由蝕刻或酸洗而除去所附著之微粒(再沈積膜)。於該等技術中，為了穩定且有效地除去再沈積膜，尚留有進一步改良之方面。

專利文獻1：日本特表2005-538257號公報

專利文獻2：日本特開2001-214264號公報

專利文獻3：日本特表2008-534777號公報

專利文獻4：WO2009/099775(PCT/US2009/031777)

專利文獻5：US2007/0012658

專利文獻6：CN101519767

專利文獻7：CN101591767

於濺鍍中，濺鍍粒子會堆積(再沈積)於配置在基板與濺鍍靶間之鉭製線圈之表面，本發明之課題在於提供以下技術：於濺鍍結束後，對堆積於該使用完畢之線圈之濺鍍粒子進行切削，從而有效地使鉭製線圈再生，藉此可排除不必要之新線圈之製作，提高生產性，且穩定地提供該線圈。

若可實現線圈再生，則可提供能提高電子零件之品質及生產性且能穩定地提供半導體元件及裝置之技術。

根據上述內容，本申請案發明提供：

1)一種濺鍍用鉭製線圈之再生方法，係配置於基板與 濺鍍靶之間之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其特徵在於：藉由對線圈整個面或一部分進行切削加工，來切削使用完畢之鉭製線圈，直至再沈積膜或濺蝕部之凹凸及滾紋加工痕跡消失而獲得平滑之面，從而除去濺鍍中所形成之再沈積膜，然後，對切削後之部位重新施加滾紋。該情形時之平滑面係定義為Ra≦1.6μm。

又，本發明提供：

2)如上述1)之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，藉由條件為切入量0.4~0.8mm、進給量0.05~0.2mm/rev、轉速20~80rpm之切削加工進行切削，直至再沈積膜或濺蝕部之凹凸及滾紋加工痕跡消失而獲得平滑之面。

3)如上述1至2中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，鉭製線圈具備經重新滾紋加工而成之凹凸。

4)如上述1至3中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，新滾紋加工之粗糙度為Ra≧15μm。

5)如上述1至4中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，經重新滾紋加工之滾紋加工後的線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為0.5mm以下。

6)如上述1至5中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，根據再沈積膜之厚度調節切削量。

7)一種濺鍍用鉭製線圈，其係藉由上述1至6中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法而獲得。

於濺鍍中，濺鍍粒子會堆積(再沈積)於基板與濺鍍靶間所配置之鉭製線圈之表面，根據本發明，於濺鍍結束 後，對該使用完畢之線圈所堆積之濺鍍粒子進行切削，可有效地使鉭製線圈再生，藉此具有以下優異效果：可排除不必要之新線圈之製作，提高生產性，且穩定地提供該線圈。

根據本發明，可提供以下技術：可簡便且高精度地進行線圈之再生，故能提高電子零件之品質及生產性且能穩定地提供半導體元件及裝置。又，於該再生線圈中，亦與新品之線圈相同，可防止：堆積於線圈表面之濺鍍粒子剝離且該薄片飛散並附著於基板表面而成為微粒產生之原因之情況，可抑制電弧之產生，從而可有效地抑制堆積至該線圈表面之濺鍍粒子剝落。

於以包圍基板與濺鍍靶間之空間部之方式配置有鉭製線圈之濺鍍裝置中，自鉭靶濺鍍之粒子除了晶圓以外，亦會積存並堆積在位於靶周圍之鉭製線圈之表面(再沈積膜之形成)。又，該線圈於濺鍍中受熱而膨脹。

若線圈表面之堆積厚度增加，則膜因應力增加而剝離，其飛向並附著於基板，從而成為微粒或電弧之原因。為了防止其產生，通常進行以下作業：對線圈進行滾紋加工，進行使表面粗糙化之加工，提高耐剝離性。該滾紋加工係將滾紋用力抵壓至工件或利用滾紋刀切削工件，藉此形成凹凸。本申請案發明可進行經此種滾紋加工之線圈之再生處理。將經滾紋加工之線圈之代表例示於圖1中。

如上所述，因濺鍍而飛來之粒子附著於使用完畢之鉭 製線圈。通常將其稱為再沈積膜。藉由使鉭製線圈再生，可降低成本。於再生時，藉由切削加工而對使用完畢之鉭製線圈之整個面或一部分進行面加工，從而除去於濺鍍中形成之再沈積膜。該情形時之面加工係指進行切削直至再沈積膜或濺蝕部之凹凸及滾紋加工痕跡消失，即獲得平滑之面。

如上所述，可有效地除去鉭製線圈之經滾紋加工而成之凹凸部位所附著之再沈積膜。該情形時之切削加工條件如下所述。

切入量為0.4~0.8mm，進給量為0.05~0.2mm/rev，轉速為20~80rpm。

然後，對切削後之部位重新施加滾紋而使濺鍍用鉭製線圈再生。於該情形時，較佳為重新經滾紋加工之滾紋加工後線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為0.5mm以下。其原因在於若線圈厚度之偏差大，則會產生以下問題：再次使用線圈時可能會受到濺鍍之熱影響而變形為異形，並且再沈積膜之厚度或線圈之濺蝕部位亦變得易於變動。

可根據再沈積膜之厚度或受到濺蝕之線圈部分之厚度調節切削量。本發明如上所述，可提供藉由濺鍍用鉭製線圈之再生方法而得之濺鍍用鉭製線圈。根據本發明條件而再生之鉭製線圈可確保與新品相同之品質。

實施例

繼而，對實施例進行說明。再者，該實施例係為了便 於理解，並不對本發明加以限制。即，本發明技術思想範圍內之其他實施例及變形均包含於本發明中。

(實施例1)

對於線圈全部區域均受到濺蝕之Ta線圈，藉由條件為切入量0.6mm、進給量0.1mm/rev、轉速25~63rpm之切削加工對內面、上下邊緣部及外面進行面加工。即，進行切削直至濺蝕部及滾紋加工痕跡消失，從而變得平滑。繼而，對該經切削之部分重新進行再次滾紋加工。

滾紋之表面粗糙度為Ra=18.5μm，線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為0.25mm。其結果，可獲得與新品相同之線圈。

(實施例2)

對於線圈之一部分附著有再沈積膜而一半受到濺蝕之線圈，藉由條件為切入量0.8mm、進給量0.2mm/rev、轉速20~50rpm之切削加工對內面、上下邊緣部及外面進行面加工。即，進行切削直至再沈積膜及滾紋加工痕跡消失，從而變得平滑。繼而，對該經切削之部分重新進行再次滾紋加工。

滾紋之表面粗糙度為Ra=17.6μm，線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為0.31mm。其結果，獲得與新品相同之線圈。

(比較例1)

對於線圈全部區域均受到濺蝕之Ta線圈，藉由條件為切入量1.0mm、進給量0.2mm/rev、轉速65~80rpm之切 削加工對內面、上下邊緣部及外面進行面加工。即，進行切削直至再沈積膜及滾紋加工痕跡消失。表面粗糙度為Ra=2.5μm，無法獲得平滑之面。繼而，對該部位重新進行再次滾紋加工。

滾紋之表面粗糙度為Ra=17.8μm，但由於切削加工之控制不充分，故線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為0.51mm，無法獲得適當之線圈。

(比較例2)

對於線圈全部區域均受到濺蝕之Ta線圈，藉由條件為切入量0.6mm、進給量0.3mm/rev、轉速25~60rpm之切削加工對內面、上下邊緣部及外面進行面加工。即，進行切削直至再沈積膜及滾紋加工痕跡消失。表面粗糙度為Ra=2.1μm，無法獲得平滑之面。繼而，對該部位重新進行再次滾紋加工。

滾紋之表面粗糙度為Ra=18.3μm，但由於切削加工之控制不充分，故線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為6.3mm，無法獲得適當之線圈。

[產業上之可用性]

本發明係：於濺鍍中，濺鍍粒子會堆積(再沈積)於配置在基板與濺鍍靶間之鉭製線圈之表面，根據本發明，於濺鍍結束後，對堆積該使用完畢之線圈之濺鍍粒子進行切削，可有效地使鉭製線圈再生，藉此具有以下優異效果：可排除不必要之新線圈之製作，提高生產性，且穩定地提供該線圈。

根據本發明，可提供以下技術：可簡便且高精度地進行線圈之再生，故能提高電子零件之品質及生產性且能穩定地提供半導體元件及裝置。又，於該再生線圈中，亦與新品之線圈相同，可防止：堆積於線圈表面之濺鍍粒子剝離且該薄片飛散並附著於基板表面而成為微粒產生之原因之情況，可抑制電弧之產生，從而可有效地抑制堆積至該線圈表面之濺鍍粒子剝落，因此可有效的用於使用鉭製線圈之濺鍍裝置。

圖1係線圈之外觀照片。

Claims (7)

1. 一種濺鍍用鉭製線圈之再生方法，係配置於基板與濺鍍靶之間的濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其特徵在於：藉由對線圈之整個面或一部分進行切削加工，來切削使用完畢之鉭製線圈，直至再沈積膜或濺蝕部之凹凸及滾紋加工痕跡消失而獲得平滑之面，從而除去濺鍍中所形成之再沈積膜，然後，對切削後之部位重新施加滾紋。
2. 如申請專利範圍第1項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，藉由條件為切入量0.4~0.8mm、進給量0.05~0.2mm/rev、轉速20~80rpm之切削加工進行切削，直至再沈積膜或濺蝕部之凹凸及滾紋加工痕跡消失而獲得平滑之面。
3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，鉭製線圈具備經重新滾紋加工而成之凹凸。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，經重新滾紋加工之滾紋加工後的粗糙度為Ra≧15μm。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，經重新滾紋加工之滾紋加工後的線圈厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)為0.5mm以下。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法，其中，根據再沈積膜之厚度調節切削量。
7. 一種濺鍍用鉭製線圈，其係藉由申請專利範圍第1至 6項中任一項之濺鍍用鉭製線圈之再生方法而獲得。