(57)【要約】【課題】  アルミニウム製シールドにダメージを与えることなく、アルミニウム溶射膜を除去することができる溶射膜除去用組成物、及びそれを用いたアルミニウム溶射膜の除去方法を提供する。【解決手段】  アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩及び水を含有する溶射膜除去用組成物を使用してアルミニウム上に溶射されたアルミニウム膜を除去する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩及び水を含有するアルミニウム基材上に溶射されたアルミニウム膜除去用組成物。
【請求項２】
アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムであることを特徴とする請求項１に記載の溶射膜除去用組成物。
【請求項３】
アルカリ土類金属塩が、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、及び硝酸バリウムからなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶射膜除去用組成物。
【請求項４】
水溶性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物。
【請求項５】
水溶性ポリマーが、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、及びポリスチレンスルホン酸塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項４に記載の溶射膜除去用組成物。
【請求項６】
ｐＨが１３以上の水溶液であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物を使用してアルミニウム基材上に溶射されたアルミニウム膜を除去する方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物を０〜８０℃で使用して、アルミニウム膜を除去することを特徴とする請求項７に記載の除去方法。
【請求項９】
アルミニウム基板上に溶射されたアルミニウム膜を除去する際、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物に超音波を付与しつつ除去することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の除去方法。
【請求項１０】
アルミニウム製シールドを有するＰＶＤ装置において、当該シールドに溶射されたアルミニウム膜を請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物を使用して除去することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム溶射膜が付着したアルミニウム基材から、当該アルミニウム溶射膜を除去するための組成物、及びそれを用いた除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、フラットパネルディスプレーなどの電子デバイスを製造する際、金属、金属酸化物などの膜を形成するには、スパッタ装置、真空蒸着装置、イオンプレーティング装置等のＰＶＤ装置が広く使用されている。
【０００３】
ＰＶＤ装置を使用して基板（ウエハ）上に金属の膜を形成する場合、ウエハ以外の場所、例えば、装置内部にも金属膜が付着するため、装置には、通常、シールド（防着板、シャッター板）が設けられている。
【０００４】
シールドに付着した金属膜は、ある程度厚くなると付着膜の内部応力や繰返し熱履歴による応力によってシールドから剥離し、ウエハに付着し、ウエハ汚染の原因となる。このことから、金属膜の付着力を増強するため、通常、シールド表面には粗面化処理が施されている。例えば、アルミニウム製のシールドの場合には、アルミニウム溶射膜による粗面化処理が施されている。
【０００５】
そして、このシールドは、付着膜が剥離しない膜厚範囲で定期的に洗浄され、再使用されるが、この際、シールド上の汚染されたアルミニウム溶射膜も除去され、再度シールド上にアルミニウムが溶射し直される。このアルミニウム溶射膜の除去は、従来、ブラスト等の物理的方法により行なわれている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２６８０６５号公報
【特許文献２】特開平１１−１００６６５号公報
【特許文献３】特開２００２−２９２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した物理的方法による除去ではシールド基材の変形等が生じ、また、複雑な形状のシールドに対してはアルミニウム溶射膜の除去が非常に難しいといった問題があった。
【０００８】
一方、従来の酸等による化学的除去では、アルミニウム基材上にアルミニウム溶射膜が付着している場合（例えば、シールド材質がアルミニウムである場合）、アルミニウム製シールドにはダメージを与えることなく、アルミニウム溶射膜のみを除去することは困難であった。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミニウム製シールドにダメージを与えることなく、アルミニウム溶射膜を除去することができる溶射膜除去用組成物、及びそれを用いたアルミニウム溶射膜の除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩及び水を含む組成物がアルミニウム製シールドを腐食させることなく、アルミニウム溶射膜のみを除去できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は以下に示すとおりの溶射膜除去用組成物、及びそれを用いた除去方法である。
【００１２】
〔１〕アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩及び水を含有するアルミニウム基材上に溶射されたアルミニウム膜除去用組成物。
【００１３】
〔２〕アルカリ金属水酸化物が、ナトリウム及び／又はカリウムの水酸化物であることを特徴とする上記〔１〕に記載の溶射膜除去用組成物。
【００１４】
〔３〕アルカリ土類金属塩が、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、及び硝酸バリウムからなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の溶射膜除去用組成物。
【００１５】
〔４〕水溶性ポリマーを含むことを特徴とする上記〔１〕乃至〔３〕のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物。
【００１６】
〔５〕水溶性ポリマーが、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、及びポリスチレンスルホン酸塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする上記〔４〕に記載の溶射膜除去用組成物。
【００１７】
〔６〕ｐＨが１３以上の水溶液であることを特徴とする上記〔１〕乃至〔５〕のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物。
【００１８】
〔７〕上記〔１〕乃至〔６〕のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物を使用してアルミニウム上に溶射されたアルミニウム膜を除去する方法。
【００１９】
〔８〕上記〔１〕乃至〔６〕のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物を０〜８０℃で使用して、アルミニウム膜を除去することを特徴とする請求項７に記載の除去方法。
【００２０】
〔９〕アルミニウム基板上に溶射されたアルミニウム膜を除去する際、上記〔１〕乃至〔６〕のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物に超音波を付与しつつ除去することを特徴とする上記〔７〕又は〔８〕に記載の除去方法。
【００２１】
〔１０〕アルミニウム製シールドを有するスパッタ装置において、当該シールドに溶射されたアルミニウム膜を上記〔１〕乃至〔６〕のいずれかに記載の溶射膜除去用組成物を使用して除去することを特徴とする上記〔７〕乃至〔９〕のいずれかに記載の除去方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の溶射膜除去用組成物は、アルミニウム製シールドを腐食することなく、アルミニウム溶射膜を除去できるので、工業的に極めて有用である。
【００２３】
また、本発明の除去方法は、シールドに対して物理的又は化学的なダメージを与えることなく、アルミニウム溶射膜を除去できるので、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の溶射膜除去用組成物は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩及び水を含む。
【００２５】
本発明において、アルカリ金属水酸化物としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の水酸化物が挙げられるが、工業的には、安価で入手しやすいナトリウム及び／又はカリウムの水酸化物を使用するのが好ましい。本発明においては、これらは一種類を使用しても、二種類以上を混合して使用しても一向に差し支えない。
【００２６】
本発明において、アルカリ土類金属塩としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の水酸化物、塩化物、フッ化物、臭化物等のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩等の無機酸塩、酢酸塩等の有機酸塩が挙げられる。これらのうち、工業的には、安価で入手しやすい水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸バリウムを使用するのが好ましい。本発明においては、これらは一種類を使用しても、二種類以上を混合して使用しても一向に差し支えない。
【００２７】
本発明の溶射膜除去用組成物には、さらに水溶性ポリマーを添加しても良い。水溶性ポリマーを添加すると、アルカリ土類金属塩が水溶液から析出するのを抑制することができる。
【００２８】
本発明において、水溶性ポリマーとしては、従来公知のものを使用することができ、特に限定するものではないが、敢えて例示するならば、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸／マレイン酸共重合体、アクリル酸／スルホン酸系モノマー重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸塩が挙げられる。これらの中でも、工業的に入手の容易なポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸塩が好ましい。本発明においては、これらは一種類を使用しても、二種類以上を混合して使用しても一向に差し支えない。
【００２９】
本発明の溶射膜除去用組成物は、ｐＨが１３以上の水溶液であることが好ましい。ｐＨ１３未満では、アルミニウム溶射膜の除去効果が小さくなる場合がある。
【００３０】
本発明の溶射膜除去用組成物を、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩、及び水の組み合わせで用いる場合、溶射膜除去用組成物全体に対し、アルカリ金属水酸化物が、０．１〜４０重量％の範囲、アルカリ土類金属塩が０．００１〜５重量％の範囲、及び水が５５〜９９．８９９重量％の範囲であることが好ましい。
【００３１】
また、本発明の溶射膜除去用組成物を、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属塩、水溶性ポリマー、及び水の組み合わせで用いる場合、溶射膜除去用組成物全体に対し、アルカリ金属水酸化物が、０．１〜４０重量％の範囲、アルカリ土類金属塩が０．００１〜５重量％の範囲、水溶性ポリマーが０．００１〜５重量％の範囲、及び水が５０〜９９．８９８重量％の範囲であることが好ましい。
【００３２】
アルカリ金属水酸化物の量が０．１重量％未満であると、アルミニウム溶射膜を除去する効果が小さくなる場合があり、４０重量％を超えると、アルミニウム製シールドが腐食される場合がある。
【００３３】
また、アルカリ土類金属塩の量が０．００１重量％未満であると、アルミニウム製シールドを防食する効果が小さくなる場合があり、５重量％を超えると、アルカリ土類金属は固体として析出する場合があり、取扱が困難になる。
【００３４】
また、水溶性ポリマーの量を０．００１重量％以上にすると、アルカリ土類金属塩をより安定化することができるが、５重量％を超えると、組成物の粘度が高くなる場合があり、取扱が難しくなる。
【００３５】
さらに、水の量が５０重量％未満であると、粘度が高くなる場合があり、取扱が難しくなる。また、水の量が９９．８９９重量％を超えるとアルミニウム溶射膜の除去が困難になる場合がある。
【００３６】
本発明の溶射膜除去用組成物において、アルミニウム基材、特にアルミニウム製シールドに対するダメージを低減するため、さらに界面活性剤を添加してもよい。また、アルカリ土類金属塩のさらなる安定化のため、キレート剤を添加しても良い。本発明の溶射膜除去用組成物において添加される界面活性剤、キレート剤としては、特に限定するものではなく、従来公知の薬剤を従来公知の使用形態で使用することができる。
【００３７】
本発明のアルミニウム基材上に溶射されたアルミニウム膜を除去する方法は、本発明の溶射膜除去用組成物を使用することをその特徴とする。本発明の除去方法は、特に、アルミニウム製シールドを有するスパッタ装置において、アルミニウム製シールドを腐食させることなく、当該シールドに溶射されたアルミニウム膜を除去することができる。
【００３８】
本発明の除去方法において、上記溶射膜除去用組成物の温度は、０〜８０℃の範囲が好ましい。０℃未満では、除去速度が現実的でないほど遅くなる場合があり、８０℃を超える温度では水の蒸散、蒸発が激しくなるため、実用的ではない。
【００３９】
本発明においては、除去時間を短縮するため、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本発明の溶射膜除去用組成物に超音波振動を付与しつつ上記除去方法を実施しても良い。
【００４０】
本発明の除去方法において、超音波振動の付与方法は特に限定するものではないが、例えば、アルミニウム溶射膜が付着したアルミニウム基材を、本発明の溶射膜除去用組成物の入った超音波洗浄装置の水槽に入れ、超音波振動を与えることにより、アルミニウム溶射膜の除去時間を短縮することができる。
【実施例】
【００４１】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、表記を簡潔にするため、以下の略記号を使用した。
【００４２】
ＮａＯＨ：水酸化ナトリウム
ＫＯＨ：水酸化カリウム
ＣＣ：塩化カルシウム
ＭＮ：硝酸マグネシウム
ＰＡＡ：ポリアクリル酸（分子量２０００）
ＳＰＡ：ポリアクリル酸ナトリウム（分子量１００００）
ＮａＮＯ３：亜硝酸ナトリウム
ＲＳＡ：ラウリル硫酸アンモニウム。
【００４３】
実施例１〜実施例６、比較例１〜比較例５
表１に示す組成を有する組成物につき、以下に示す方法により、アルミニウム溶射膜の除去、及びアルミニウムの腐食について評価を行なった。なお、表１の組成物の残部は水である。
【００４４】
（アルミニウム溶射膜の除去）
アルミニウム基材上に溶射により膜厚が約５００μｍのアルミニウム膜を作成した。これを表１に記載の組成物に室温で浸漬した。これを目視で確認し、アルミニウム溶射膜を除去できたものは「○」、除去できなかったものは「×」と評価した。これらの結果を表１に併せて示す。
（アルミニウムの腐食）
あらかじめ重量を秤量しておいた金属アルミニウムのテストピースを、表１に記載の組成物に２５℃で１時間浸漬した。浸漬後、水洗、乾燥し、その重量減少から金属アルミニウムの腐食速度Ｒ（μｍ／時）を求めた。
【００４５】
次にアルミニウム溶射膜の付着したアルミニウム基材を同じ組成物に浸漬し、溶射膜が除去される時間をＴ（時）を求めた。
【００４６】
アルミニウム基材へのダメージＤを、Ｄ（μｍ）＝Ｒ（μｍ／時）×Ｔ（時）と定義し、このＤが２５μｍ以上のものを「×」、２５μｍ未満のものを「○」と評価した。これらの結果を表１に併せて示す。
【００４７】
【表１】
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表１から明らかなとおり、本発明の溶射膜除去用組成物は、アルミニウム溶射膜の除去性能に優れており、かつ、アルミニウム基材に腐食はなかった（実施例１〜実施例６参照）。
【００４８】
一方、本発明の必須成分のいずれかがない場合には、除去性能又は基材腐食のいずれかの特性に問題があった（比較例１〜比較例３参照）。また、通常用いられる防食剤をアルカリ金属水酸化物と組み合わせて使用した場合には基材腐食特性に問題があり、アルミニウム基材が腐食した（比較例４、比較例５参照）。