CN107630221B - 钛聚焦环的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钛聚焦环的清洗方法，包括：提供钛聚焦环；通过酸溶液对所述钛聚焦环进行第一清洗，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液，所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％；对所述钛聚焦环进行第二清洗，去除钛聚焦环表面的酸溶液。所述清洗方法能够保证清洗后的钛聚焦环具有较大的表面清洁度的情况下，降低对钛聚焦环的损伤。

Description

钛聚焦环的清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体溅射靶材制造领域，尤其涉及一种钛聚焦环的清洗方法。

背景技术

溅射工艺是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)中的一种，是指以一定能量的粒子(离子或中性原子、分子)轰击固体表面，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量逸出固体表面而到达基板的工艺。

通常情况下，溅射镀膜过程中，金属离子从溅射靶材表面溅射出来，沿多个不同方向离开靶材表面，这样，到达基板上的靶材料很少，大部分靶材料被浪费了。为了避免这种问题，溅射设备中设置有聚焦环，所述聚焦环用于将离子汇聚到基板上。

如果所述聚焦环表面杂质较多，在溅射过程中容易对靶材造成污染。因此，在进行溅射之前需要对聚焦环进行清洗。

然而，现有的钛聚焦环的清洗方法存在对钛聚焦环的损伤较大的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种钛聚焦环的清洗方法，能够提高钛聚焦环表面清洁度，且能够降低对钛聚焦环的损伤。

为解决上述问题，本发明提供一种钛聚焦环的清洗方法，包括：提供钛聚焦环；通过酸溶液对所述钛聚焦环进行第一清洗，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液，所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％；对所述钛聚焦环进行第二清洗，去除钛聚焦环表面的酸溶液。

可选的，所述氢氟酸与水的体积比为50％。

可选的，所述第一清洗包括：第一鼓泡处理或第一超声波处理；所述第一鼓泡处理的步骤包括：向所述酸溶液中通入第一气体。

可选的，所述第一气体为空气或惰性气体。

可选的，所述第一清洗的时间为5min～30min。

可选的，所述酸溶液的温度为10℃～30℃。

可选的，所述第二清洗包括：第二鼓泡处理、第二超声波处理、或者第二鼓泡处理和第二超声波处理的组合使用。

可选的，所述第二鼓泡处理的步骤包括：向所述第二清洗的清洗液中通入第二气体。

可选的，所述第二气体为空气或惰性气体；所述第二鼓泡处理的时间为4min～7min。

可选的，所述第二超声波处理的次数为单次或多次。

可选的，每次第二超声波处理的时间为4min～7min。

可选的，所述第二清洗的清洗液为水。

可选的，进行第一清洗之前，还包括：通过有机溶液对所述钛聚焦环进行第三清洗。

可选的，所述有机溶液为异丙醇溶液。

可选的，所述第三清洗的包括第三超声波处理、浸泡处理或第三超声波处理与浸泡处理的组合。

可选的，所述浸泡处理的时间为4min～7min。

如权利要求15所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第三超声波处理的次数为单次或多次。

可选的，每次第三超声波处理的时间为4min～7min。

可选的，所述第三清洗之后，第一清洗之前，还包括：对所述钛聚焦环进行第四清洗，去除所述钛聚焦环表面的有机溶剂。

可选的，所述第四清洗为第四超声波处理；所述第二清洗的清洗液为水。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的钛聚焦环清洗方法中，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液。所述酸溶液中的硝酸与氢氟酸能够与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛反应，从而能够去除钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛。硝酸和氢氟酸容易与所述钛聚焦环发生反应，导致钛聚焦环被腐蚀。所述酸溶液与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛的反应速率与所述酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比有关；酸溶液对钛聚焦环的腐蚀速率也与酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比有关。为了在保证钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛去除速率较大的情况下，降低酸溶液对所述钛聚焦环的腐蚀，则需要酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比具有合适的值。所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％，能够使所述酸溶液能够在保证与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛反应速率较大的情况下，与钛聚焦环反应较慢。因此，所述清洗方法能够保证清洗后的钛聚焦环具有较大的表面清洁度的情况下，降低对钛聚焦环的损伤。

附图说明

图1是本发明的钛聚焦环的清洗方法一实施例各步骤的流程图；

图2至图5是本发明的钛聚焦环的清洗方法一实施例各步骤的结构示意图。

具体实施方式

钛聚焦环的清洗方法存在清洗后的钛聚焦环损伤较大的问题。

现结合一种钛聚焦环的清洗方法，分析清洗后的钛聚焦环表面不清洁，钛聚焦环损伤较大的原因：

所述清洗方法通过硝酸和氢氟酸的混合溶液对所述钛聚焦环进行清洗。硝酸和氢氟酸能够与钛聚焦环表面的杂质和油污发生反应，从而去除钛聚焦环表面的杂质和油污，所述杂质和油污与硝酸和氢氟酸的反应速率与硝酸和氢氟酸的浓度有关。此外，钛聚焦环也容易与硝酸和氢氟酸反应，且钛聚焦环与硝酸和氢氟酸的反应速率也与硝酸和氢氟酸的浓度有关。若要使钛聚焦环表面的杂质和油污去除干净，且对钛聚焦环的影响较小，就需要合理选择硝酸和氢氟酸的浓度。然而，钛聚焦环的清洗方法中，所述混合溶液中硝酸和氢氟酸的浓度不合理，导致对钛聚焦环的损伤较大。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种钛聚焦环的清洗方法，包括：提供钛聚焦环；通过酸溶液对所述钛聚焦环进行第一清洗，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液，所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％；对所述钛聚焦环进行第二清洗，去除钛聚焦环表面的酸溶液。

其中，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液。所述酸溶液中的硝酸与氢氟酸能够与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛反应，从而能够去除钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛。硝酸和氢氟酸容易与所述钛聚焦环发生反应，导致钛聚焦环被腐蚀。所述酸溶液与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛的反应速率与所述酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比有关；酸溶液对钛聚焦环的腐蚀速率也与酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比有关。为了在保证钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛去除速率较大的情况下，降低酸溶液对所述钛聚焦环的腐蚀，则需要酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比具有合适的值。所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％，能够使所述酸溶液能够在保证与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛反应速率较大的情况下，与钛聚焦环反应较慢。因此，所述清洗方法能够保证清洗后的钛聚焦环具有较大的表面清洁度的情况下，降低对钛聚焦环的损伤。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明的钛聚焦环的清洗方法一实施例各步骤的流程图。

请参考图1，所述钛聚焦环的清洗方法包括：

S1：提供钛聚焦环；

S2：通过酸溶液对所述钛聚焦环进行第一清洗，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液，所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％；

S3：对所述钛聚焦环进行第二清洗，去除钛聚焦环表面的酸溶液。

图2至图4是本发明聚焦环的清洗方法一实施例各步骤的结构示意图。以下结合附图进行详细说明。

请参考图2，提供钛聚焦环100。

钛聚焦环100表面具有油污、灰尘、氧化钛以及其他杂质。

本实施例中，所述钛聚焦环100的直径为200mm～1300nm。具体的，所述钛聚焦环100的直径为300mm或1200mm。

请参考图3，所述清洗方法还包括：通过有机溶液101对所述钛聚焦环100进行第三清洗。

所述第三清洗用于去除部分所述钛聚焦环100表面的部分油污和杂质。所述钛聚焦环100表面部分油污和杂质能够溶于所述有机溶液，因此，可以通过所述有机溶液去除。

本实施例中，所述有机溶液101为异丙醇溶液。在其他实施例中，所述有机溶液还可以为乙醇、丙酮或甲基异丙酮溶液。

本实施例中，所述第三清洗的步骤包括：提供第一清洗槽；将所述有机溶液101和钛聚焦环100放入所述第一清洗槽中。

本实施例中，所述第三清洗包括：第三超声波处理、浸泡处理或第三超声波处理与浸泡处理的组合。为了使所述钛聚焦环100表面更清洁，本实施例中，所述第三清洗为第三超声波处理与浸泡处理的组合。

本实施例中，对所述钛聚焦环100进行一次所述浸泡处理。

本实施例中，所述浸泡处理的步骤包括：提供清洗槽，将所述有机溶剂放入所述清洗槽中；将所述钛聚焦环100放入所述清洗槽中。

本实施例中，所述浸泡处理的时间为4min～7min。

可以对所述钛聚焦环进行单次或多次第三超声波处理。具体的，本实施例中，对所述钛聚焦环进行三次第三超声波处理。

具体的，所述三次第三超声波处理的步骤包括：对所述钛聚焦环100进行第一次第三超声波处理；第一次第三超声波处理之后，对所述钛聚焦环100进行第二次第三超声波处理；第二次第三超声波处理之后，对所述钛聚焦环100进行第三次第三超声波处理。

如果所述第三超声波处理的时间过短，容易限制所述钛聚焦环101表面油污的去除；如果所述第三超声波处理的时间过长，容易降低生产效率。

具体的，多次所述第三超声波处理的时间可以相同或不同。本实施例中，三次所述第三超声波处理的时间相同。具体的，所述第三超声波处理的时间为4min～7min。

本实施例中，通过第三超声波装置进行所述第三超声波处理。所述第三超声波装置包括：第三清洗槽和第三超声波探头。

通过第三超声波装置进行所述第三超声波处理的步骤包括：将所述有机溶液放入所述第三清洗槽中；将所述钛聚焦环100放入所述有机溶液中；通过超声波探头向所述钛聚焦环100发射超声波。

本实施例中，所述第三清洗之后，还包括：对所述钛聚焦环100进行第四清洗处理。

本实施例中，通过第二清洗液对所述钛聚焦环100进行第四清洗处理。

所述第四清洗处理用于去除所述钛聚焦环100表面的所述有机溶液。

本实施例中，所述第二清洗液为水。

本实施例中，通过第四超声波处理对所述钛聚焦环100进行所述第四清洗。

本实施例中，所述第四清洗处理的时间为4min～7min。

请参考图4，通过酸溶液102对所述钛聚焦环100进行第一清洗，所述酸溶液102为硝酸与氢氟酸的混合溶液，所述酸溶液102中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％。

所述酸溶液102中的硝酸能够使钛聚焦环100表面的灰尘和杂质被氧化，形成氧化物。形成氧化物之后，所述硝酸和氢氟酸与所述氧化物发生反应，从而去除所述氧化物。钛聚焦环100表面的氧化钛能够与所述硝酸和氢氟酸发生反应而被去除。钛聚焦环100表面的氧化钛和杂质与硝酸、氢氟酸的反应速率与硝酸、氢氟酸的体积分数有关。如果所述酸溶液102中硝酸和氢氟酸的体积分数不合理，容易降低酸溶液102与钛聚焦环100表面杂质的反应速率，从而使钛聚焦环100表面杂质的去除速率降低。

此外，所述钛聚焦环100容易与硝酸和氢氟酸发生反应，且所述钛聚焦环100与所述酸溶液102的反应速率与所述酸溶液102中硝酸和氢氟酸的体积分数有关。所述钛聚焦环100与酸溶液102发生反应的反应速率与所述酸溶液102中硝酸和氢氟酸的体积分数为非线性关系。

如果所述酸溶液102中硝酸和氢氟酸的体积分数不合理，容易增加酸溶液102对钛聚焦环100的腐蚀作用。

综上，要降低所述酸溶液102对钛聚焦环100的损伤，并保证所述钛聚焦环100表面的清洁度，需要合理选择所述酸溶液102中硝酸和氢氟酸的体积分数。

具体的，本实施例中，所述硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为50％。

如果所述酸溶液102的温度过高，容易加快酸溶液102与钛聚焦环100的反应速率，增加对钛聚焦环100的损伤；如果所述酸溶液102的温度过低，容易降低钛聚焦环100表面杂质和油污上的去除速率，降低清洗效率。具体的，本实施例中，所述酸溶液102的温度为10℃～30℃。

如果所述第一清洗的时间过短，容易限制钛聚焦环100表面的清洁度；如果所述第一清洗的时间过长，容易降低清洗效率。本实施例中，所述第一清洗的时间为5min～30min。

本实施例中，通过酸溶液102对所述钛聚焦环100进行一次第一清洗。在其他实施例中，还可以进行多次所述第一清洗处理。

需要说明的是，所述第一清洗包括第一鼓泡处理，所述第一鼓泡处理的步骤还包括：向所述酸溶液102中通入第一气体。

所述第一气体用于加速所述钛聚焦环100表面酸溶液102的流动，增加所述酸溶液102与钛聚焦环100表面油污和其他杂质的摩擦碰撞，从而提高清洗效率。

具体的，所述第一清洗的步骤包括：将所述酸溶液102放入所述第一清洗槽中；将所述酸溶液102放入所述第一清洗槽中后，将钛聚焦环100放入所述酸溶液102中；将钛聚焦环100放入所述酸溶液102中后，向所述酸溶液102中通入第一气体。

本实施例中，所述第一气体为不容易与钛聚焦100发生反应的气体。具体的，所述第一气体为空气或惰性气体。

在其他实施例中，在所述第一清洗的过程中，还可以采用第一超声波处理对所述钛聚焦环进行第一清洗。采用第一超声波处理对所述钛聚焦环进行第一清洗能够增加第一清洗的速率。

通过第一超声波装置对钛聚焦环进行所述超声波处理。

第一所述超声波装置包括：第一清洗槽和第一超声波探头，所述超声波探头用于发射超声波。

采用第一超声波处理对所述钛聚焦环进行第一清洗的步骤包括：将所述酸溶液放入所述第一清洗槽中；将所述酸溶液放入所述第一清洗槽中之后，将钛聚焦环放入所述酸溶液中；将钛聚焦环放入所述酸溶液中之后，通过所述第一超声波探头向所述钛聚焦环表面发射超声波。

请参考图5，对所述钛聚焦环100进行第二清洗，去除钛聚焦环100表面的酸溶液102(如图4所示)。

本实施例中，通过第一清洗液103对所述钛聚焦环100进行第二清洗。

本实施例中，所述第一清洗液103为水。所述酸溶液为易溶于水的液体，因此，能够通过水去除钛聚焦环100表面的酸溶液102。

本实施例中，所述第二清洗包括：第二鼓泡处理、第二超声波处理、或者第二鼓泡处理和第二超声波处理的组合使用。

具体的，本实施例中，所述第二清洗为第二鼓泡处理和第二超声波处理的组合使用。

本实施例中，所述第二清洗的步骤包括：对所述钛聚焦环100进行第二鼓泡处理；所述第二鼓泡处理之后，对所述钛聚焦环100进行单次多次第二超声波处理。

所述第二鼓泡处理的步骤包括：向所述第一清洗液103中通入第二气体。

向所述第一清洗液103中通入第二气体能够加速所述第一清洗液103在所述钛聚焦环100表面的流动速度，从而增加第一清洗液103与钛聚焦环100表面的摩擦碰撞，从而增加清洗效率。

本实施例中，所述第二气体为不容易与钛聚焦环100反应的气体。具体为空气或惰性气体。空气或惰性气体不容易与钛聚焦环100反应，不容易腐蚀所述钛聚焦环。

本实施例中，所述第二鼓泡处理的时间为4min～7min。

本实施例中，所述三次第二超声波处理的步骤包括：对所述钛聚焦环100进行第一次第二超声波处理；第一次第二超声波处理之后，对所述钛聚焦环100进行第二次第二超声波处理；第二次第二超声波处理之后，对所述钛聚焦环100进行第三次第二超声波处理。

本实施例中，进行所述第二超声波处理的时间为4min～7min。

本实施例中，通过第二超声波装置进行所述第二超声波处理。所述第二超声波装置包括：第二清洗槽和第二超声波探头。

本实施例中，所述第二超声波处理的步骤包括：将所述第一清洗液放入所述第二清洗槽中；将所述第一清洗液放入所述第二清洗槽中之后，将所述钛聚焦环100放入所述第一清洗液中；将所述钛聚焦环100放入所述第一清洗液中之后，通过第二超声波探头向所述聚焦环100表面发射超生波。

本实施例中，第二清洗之后，还包括：对所述聚焦环100表面进行干燥处理。

具体的，本实施例中，所述干燥处理的步骤包括：通过气枪向钛聚焦环100表面吹气；将所述钛聚焦环100放入干燥机进行干燥。

综上，本实施例中，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液。所述酸溶液中的硝酸与氢氟酸能够与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛反应，从而能够去除钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛。硝酸和氢氟酸容易与所述钛聚焦环发生反应，导致钛聚焦环被腐蚀。所述酸溶液与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛的反应速率与所述酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比有关；酸溶液对钛聚焦环的腐蚀速率也与酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比有关。为了在保证钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛去除速率较大的情况下，降低酸溶液对所述钛聚焦环的腐蚀，则需要酸溶液中硝酸和氢氟酸与水的体积比具有合适的值。所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％，能够使所述酸溶液能够在保证与钛聚焦环表面的油污、灰尘及氧化钛反应速率较大的情况下，与钛聚焦环反应较慢。因此，所述清洗方法能够保证清洗后的钛聚焦环具有较大的表面清洁度的情况下，降低对钛聚焦环的损伤。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (20)

1.一种钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，包括：

提供钛聚焦环；

通过酸溶液对所述钛聚焦环进行第一清洗，所述酸溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液，所述酸溶液中硝酸与水的体积比值为25％～50％，氢氟酸与水的体积比值为25％～50％；

对所述钛聚焦环进行第二清洗，去除钛聚焦环表面的酸溶液。

2.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述氢氟酸与水的体积比为50％。

3.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗包括：第一鼓泡处理或第一超声波处理；所述第一鼓泡处理的步骤包括：向所述酸溶液中通入第一气体。

4.如权利要求3所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第一气体为空气或惰性气体。

5.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗的时间为5min～30min。

6.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述酸溶液的温度为10℃～30℃。

7.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗包括：第二鼓泡处理、第二超声波处理、或者第二鼓泡处理和第二超声波处理的组合使用。

8.如权利要求7所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第二鼓泡处理的步骤包括：向所述第二清洗的清洗液中通入第二气体。

9.如权利要求8所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第二气体为空气或惰性气体；所述第二鼓泡处理的时间为4min～7min。

10.如权利要求7所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第二超声波处理的次数为单次或多次。

11.如权利要求10所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，每次第二超声波处理的时间为4min～7min。

12.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗的清洗液为水。

13.如权利要求1所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，进行第一清洗之前，还包括：通过有机溶液对所述钛聚焦环进行第三清洗。

14.如权利要求13所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述有机溶液为异丙醇溶液。

15.如权利要求13所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第三清洗的包括第三超声波处理、浸泡处理或第三超声波处理与浸泡处理的组合。

16.如权利要求15所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述浸泡处理的时间为4min～7min。

17.如权利要求15所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第三超声波处理的次数为单次或多次。

18.如权利要求15所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，每次第三超声波处理的时间为4min～7min。

19.如权利要求13所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第三清洗之后，第一清洗之前，还包括：对所述钛聚焦环进行第四清洗，去除所述钛聚焦环表面的有机溶剂。

20.如权利要求19所述的钛聚焦环的清洗方法，其特征在于，所述第四清洗为第四超声波处理；所述第二清洗的清洗液为水。