CN108486535A - 靶材组件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种靶材组件，属于机械加工领域。所述靶材组件包括：靶材以及托盘，所述托盘用于承载所述靶材，所述托盘上设置有凹槽，所述凹槽用于放置垫圈，所述垫圈用于使得所述靶材与所述托盘之间形成密封，从而在靶材与托盘之间放置垫圈，使得托盘与靶材之间形成密封，因此，避免了靶材与托盘之间的摩擦而造成靶材划伤及磕伤的问题。

Description

靶材组件

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体而言，涉及一种靶材组件。

背景技术

产品的防护也是制造靶材中至关重要的一个环节，靶材表面质量的优或劣会直接影响靶材的溅射性能。

通常自动化在加工过程中上下料难免会对半成品产品磕伤，且磕伤严重会影响产品加工异常及报废，目前靶材半产品在自动化上下料采用珍珠棉托盘，这种方式很容易由于产品的批量生产珍珠棉会凹陷、破损、污迹造成产品外观不良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种靶材组件，其能够改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种靶材组件，所述靶材组件包括：

靶材以及托盘，所述托盘用于承载所述靶材，所述托盘上设置有凹槽，所述凹槽用于放置垫圈，所述垫圈用于使得所述靶材与所述托盘之间形成密封。

在本发明较佳的实施例中，所述垫圈为O-ring圈。

在本发明较佳的实施例中，所述凹槽为燕尾槽。

在本发明较佳的实施例中，所述靶材包括正面、背面以及侧面，所述靶材的正面为所述靶材的溅射面，所述靶材的背面与所述靶材的正面位置相对，所述靶材的侧面分别与所述靶材的正面以及所述靶材的背面相邻。

在本发明较佳的实施例中，所述靶材的背面与所述托盘的正面连接且所述靶材的侧面与所述托盘的正面相邻，所述靶材的侧面与所述托盘的正面的交界位置设置有经喷砂处理形成的环绕所述溅射面的喷砂区域。

在本发明较佳的实施例中，所述喷砂区域的第一喷砂线上的各点到所述溅射面的中心点的距离相同且所述喷砂区域的第二喷砂线上的各点到所述溅射面的中心点的距离相同，其中，所述第一喷砂线为所述喷砂区域的靠近所述溅射面的边界线，所述第一喷砂线为所述喷砂区域的远离所述溅射面的边界线。

在本发明较佳的实施例中，所述溅射面与所述靶材的侧面的交界位置被构成为R角。

在本发明较佳的实施例中，所述第一喷砂线与所述R角接平。

在本发明较佳的实施例中，所述第二喷砂线高出所述托盘的台阶面0.05mm，其中，所述台阶面为所述托盘的正面中未被所述喷砂区域环绕的部分表面。

在本发明较佳的实施例中，所述靶材的侧面与垂直于所述溅射面的方向的夹角为15度。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供一种靶材组件，所述靶材组件包括：靶材以及托盘，所述托盘用于承载所述靶材，所述托盘上设置有凹槽，所述凹槽用于放置垫圈，所述垫圈用于使得所述靶材与所述托盘之间形成密封，从而在靶材与托盘之间放置垫圈，使得托盘与靶材之间形成密封，因此，避免了靶材与托盘之间的摩擦而造成靶材划伤及磕伤的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种靶材组件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种靶材的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种靶材组件的另一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种第二喷砂线与台阶面之间的结构示意图。

图标：100-靶材组件；110-靶材；120-托盘；122-凹槽；124-通孔；130-垫圈；132-第一固定孔；200-溅射面；300-喷砂区域；400-台阶面；500-R角；600-外圆面；410-排气槽；420-第二固定孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种靶材组件100的结构示意图，所述靶材组件100用于半导体芯片制造过程中的溅射镀膜。所述靶材组件100包括靶材110以及托盘120，所述托盘120用于承载所述靶材110，所述托盘120上设置有凹槽122，所述凹槽122用于放置垫圈130，所述垫圈130用于使得所述靶材110与所述托盘120之间形成密封。

其中，所述垫圈130可以为弹性密封垫圈，靶材110放置于所述托盘120上，为了使得靶材110在加工过程中不易移动，可将靶材110固定设置与托盘120上，而靶材110在加工过程中，很容易造成磕伤，且磕伤严重会影响靶材110加工异常及报废，所以，为了避免这种情况的发生，在托盘120与靶材110之间放置一个垫圈130，从而使得托盘120与靶材110之间形成密封，避免了靶材110与托盘120之间的摩擦而造成划伤及磕伤的问题。

作为一种实施方式，所述垫圈130为O-ring圈，即O形密封圈，是一种截面为圆形的橡胶圈，其具有良好的密封性，既可用于静密封，也可用于往复运动密封中。并且，O-ring圈是一种挤压型密封，挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发送弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄露，反之则发生泄露。

所以为了匹配O-ring圈形状，所述凹槽122可设置为圆形凹槽，可将O-ring圈放置于该圆形凹槽122中。

另外，该凹槽122可为燕尾槽，燕尾槽相对于通常的凹槽122来说具有较小的开口而底部较大，柔性材质的垫圈130能够在燕尾槽内部充分扩张并挤压其侧壁，从而被机密固定在燕尾槽内。

其中，托盘120可以为塑料，托盘120上设置有多个通孔124，便于在对靶材110进行溅射时的空气流动，其通孔124的设置形式可如图1所示，在凹槽122的外围设置多个小的通孔124，在凹槽122的内围可以设置多个大的圆形通孔124，中间设置几个小的圆形通孔124，由此可在对靶材110进行溅射过程有效促进空气的流通，有利于对靶材110进行溅射。

请参照图2，可在靶材110的外周围设置多个第一固定孔132，该多个第一固定孔132内设置有螺纹，从而螺钉可以穿过该第一固定孔132使得靶材110与托盘120可以固定连接，防止靶材110在加工过程中移动，影响加工效果。

另外，请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种靶材组件100的另一结构示意图，靶材组件100通过由金属、合金、陶瓷、塑料等材料制成，例如，靶材110由钛或铝制成，托盘120由塑料制成，当前这只是一种比较常见的材料组合方式，靶材110以及托盘120还可以采用其他材料组合方式。

其中，靶材110的表面包括正面、背面以及侧面，靶材110的正面为靶材110的溅射面200，溅射面200通常被加工为具有较高光洁度的镜面。为确保溅射过程的均匀性，目前实际过程中使用的靶材110以及托盘120一般均为圆盘状，因此，靶材110的溅射面200一般为圆形表面，为描述的简便，后续在阐述靶材组件100的结构时，也基于靶材110以及托盘120均为圆盘状的情况进行阐述，但不代表靶材110以及托盘120的形状只能为圆盘状，即靶材110和托盘120的形状不构成对本发明保护范围的限制。

所述靶材110的背面与所述靶材110的正面位置相对，所述靶材110的侧面分别与所述靶材110的正面以及所述靶材110的背面相邻。所述靶材110的背面与所述托盘120的正面连接，实际加工过程中，通常可以通过扩散焊接等方式将原始靶材110的背面与原始托盘120的正面焊接在一起，然后再通过车削等方式加工出靶材组件100的表面形状以及各种具体结构，当然也不排除采用其他方式使二者连接，或者直接一体成型地制造出靶材110以及托盘120。为确保溅射过程的均匀性，可以适当地设置焊接位置，使得焊接后的靶材110与托盘120保持同心。

在靶材110与托盘120连接为一体后，靶材110的侧面与托盘120的正面相邻，可以对靶材110的侧面与托盘120的正面的交界位置处进行喷砂处理，以形成粗糙的喷砂区域300，喷砂区域300环绕在靶材110的溅射面200周围，用于吸附溅射过程中产生的杂质，改善靶材110的溅射性能，而托盘120的正面位于喷砂区域300以外的部分(不被喷砂区域300环绕的部分)则被称为托盘120的台阶面400。喷砂区域300具有两条边界线，其中靠近溅射面200的边界线称为第一喷砂线，远离溅射面200的边界线称为第二喷砂线。由于喷砂工艺的精度的局限性，通常在喷砂完成后，第一喷砂线或第二喷砂线会存在不整齐的情况下，在现有技术中未对此情况进行处理，这里所称的整齐，是指喷砂区域300的同一条喷砂线上的各点到溅射面200的中心点的距离相同，对于溅射面200为圆形的情况，也就是要求第一喷砂线围合成的圆形以及第二喷砂线围合成的圆形均与溅射面200同心。本发明实施例中，由于靶材组件100的喷砂区域300被加工为具有整齐的喷砂线，从而在靶材110的溅射过程中不会引发溅射异常，使得半导体芯片的生产能够顺利进行。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，可以采用80度角的外圆刀对喷砂线进行车削，且车削过程的加工参数包括：切削速度25m/min、进给量0.1mm/r、吃刀量0.1mm、主轴转速250r/min。上述车削参数具有较高的车削精度，能够满足靶材组件100的加工要求，并且不至于因车销量过大造成靶材组件100损伤。

进一步地，溅射面200与靶材110的侧面的交界位置被加工为R角500，使得溅射面200与靶材110的侧面之间的过渡是平滑的，有利于溅射过程中气流的流动，使得溅射过程中产生的杂质能够顺利被喷砂区域300所吸附。对于R角500的车削可以在车削喷砂线之前进行，当靶材110为某些金属材料，例如钛时，车削过程中不易断屑，产生的废屑可能会划伤喷砂线以及台阶面400，因此如果在车削喷砂线之后再车削R角500，可能引起重复加工，降低靶材组件100的加工效率。

喷砂区域300的具体范围可以根据实际需求确定，不同的靶材组件100可能会有所不同。图3示出的实施方式中，整个靶材110的侧面都进行了喷砂处理，同时，第一喷砂线被车削为与R角500接平，确保从溅射面200到喷砂区域300的过渡是平滑的，有利于溅射过程中气流的流动，使得溅射过程中产生的杂质能够顺利被喷砂区域300所吸附。需要指出，在喷砂处理后，溅射面200与靶材110的侧面的交界位置可能会产生离散的小坑或残留的沙粒，在车削R角500的过程中能够同时消除这些小坑或沙粒，确保该交界位置处表面的平滑性，改善靶材110的溅射性能。

靶材110的侧面与托盘120的正面邻近的部分进行了喷砂处理，而与溅射面200邻近的部分则未进行喷砂处理，通常也将后者成为靶材110的外圆面600，外圆面600被车削为与R角500接平，而第一喷砂线被车削为与外圆面600接平。

在车削完R角500以及第一喷砂线后，可以对第二喷砂线进车削。图4为本发明实施例提供的一种第二喷砂线与台阶面400之间的结构示意图，在车削第二喷砂线的过程中，作为一种可选的实施方式，在第二喷砂线与靶材组件100的台阶面400之间车削出一个0.05mm的小台阶，其中，第二喷砂线为较高的一端。设置该小台阶使得第二喷砂线与台阶面400被分隔为两个不同的平面，从而使得第二喷砂线容易被车削整齐，同时0.05mm是一个较小的高度，并不会影响气流在靶材组件100表面的流动。

进一步地，靶材110的侧面与垂直于溅射面200的方向的夹角为15度，例如在图3中，溅射面200为水平面，垂直于溅射面200的方向即为竖直方向，将靶材110的侧面设置为倾斜的而非垂直于溅射面200，有利于溅射过程中气流的流动，使得溅射过程中产生的杂质能够顺利被喷砂区域300所吸附。

进一步地，作为另一种实施方式，靶材组件100的台阶面400上还开设有至少一个410，410与上述的凹槽122连通，图3中的410共有4个，沿靶材组件100的径向方向向靶材组件100的中心位置延伸至喷砂区域300内。410一方面用于在上述箱体内形成密封的空间以后，从中抽出箱体中的空气；另一方面，用于在溅射完成后从凹槽122内取出垫圈130，由于垫圈130与凹槽122结合较为紧密，如果不设置410提供着力点，很难将垫圈130从凹槽122中取出。可以理解，如3仅为一种实例，实际中410的形状、位置以及个数均不限于图3中示出的方式。

进一步地，在台阶面400外围的靠近台阶面400边缘的位置，还开设有至少一个第二固定孔420，参照图3，图3中的第二固定孔420共有6个，均匀分布在台阶面400的边缘附件。第二固定孔420中可以安装螺钉，以便将靶材组件100固定在其他设备上，例如，靶材组件100的加工设备、溅射设备等。可以理解，图3仅为一种示例，实际中第二固定孔420的形状、位置以及个数均不限于图3中示出的方式，同时也可以采取其他固定或安装结构，其形式不限于固定孔。

综上所述，本发明实施例提供一种靶材组件，所述靶材组件包括：靶材以及托盘，所述托盘用于承载所述靶材，所述托盘上设置有凹槽，所述凹槽用于放置垫圈，所述垫圈用于使得所述靶材与所述托盘之间形成密封，从而在靶材与托盘之间放置垫圈，使得托盘与靶材之间形成密封，因此，避免了靶材与托盘之间的摩擦而造成靶材划伤及磕伤的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种靶材组件，其特征在于，所述靶材组件包括：

靶材以及托盘，所述托盘用于承载所述靶材，所述托盘上设置有凹槽，所述凹槽用于放置垫圈，所述垫圈用于使得所述靶材与所述托盘之间形成密封。

2.根据权利要求1所述的靶材组件，其特征在于，所述垫圈为O-ring圈。

3.根据权利要求2所述的靶材组件，其特征在于，所述凹槽为燕尾槽。

4.根据权利要求2所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材包括正面、背面以及侧面，所述靶材的正面为所述靶材的溅射面，所述靶材的背面与所述靶材的正面位置相对，所述靶材的侧面分别与所述靶材的正面以及所述靶材的背面相邻。

5.根据权利要求4所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材的背面与所述托盘的正面连接且所述靶材的侧面与所述托盘的正面相邻，所述靶材的侧面与所述托盘的正面的交界位置设置有经喷砂处理形成的环绕所述溅射面的喷砂区域。

6.根据权利要求5所述的靶材组件，其特征在于，所述喷砂区域的第一喷砂线上的各点到所述溅射面的中心点的距离相同且所述喷砂区域的第二喷砂线上的各点到所述溅射面的中心点的距离相同，其中，所述第一喷砂线为所述喷砂区域的靠近所述溅射面的边界线，所述第一喷砂线为所述喷砂区域的远离所述溅射面的边界线。

7.根据权利要求6所述的靶材组件，其特征在于，所述溅射面与所述靶材的侧面的交界位置被构成为R角。

8.根据权利要求7所述的靶材组件，其特征在于，所述第一喷砂线与所述R角接平。

9.根据权利要求8所述的靶材组件，其特征在于，所述第二喷砂线高出所述托盘的台阶面0.05mm，其中，所述台阶面为所述托盘的正面中未被所述喷砂区域环绕的部分表面。

10.根据权利要求9所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材的侧面与垂直于所述溅射面的方向的夹角为15度。