CN110791736A - 靶材清洗装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种靶材清洗装置及其工作方法，其中，靶材清洗装置包括：传输装置，所述传输装置包括传输面，所述传输面用于放置靶材，且所述传输装置沿传输方向传输所述靶材；朝向所述传输面的喷嘴结构，所述喷嘴结构用于喷射所述清洗剂。利用所述靶材清洗装置对靶材的清洗效率较高。

Description

靶材清洗装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种靶材清洗装置及其工作方法。

背景技术

近年来，半导体技术飞速发展，随着半导体装置的微细化、小型化，对形成于半导体芯片上的镀膜的尺寸、质量等要求也越来越高。众所周知，在目前所采用的各种镀膜方法中，由于成膜原理不同，溅射镀膜比其他镀膜的效果更好，例如：溅射镀膜所形成的镀膜更为均匀，强度大且性能优良。但是，与其他镀膜方法相比，溅射镀膜对原材料，即靶材的清洁度要求也非常高。

溅射镀膜的原理为以加速的离子轰击靶材，使靶材表面的组分以原子团或者离子形式溅射出来，沉积在基板表面形成镀膜。在溅射镀膜过程中，若靶材的表面附着油污、灰尘以及其他杂质时，会影响成膜效率及所形成的镀膜的质量。特别是，当靶材表面附着有粉末、颗粒状杂质等异物时，会产生电弧放电，其会导致靶材的一部分变为熔融态并产生向各个方向飞溅的溅沫(Splash)，所述溅沫附着在基板上或者已经成型的镀膜上，会使所形成的镀膜质量下降，从而造成产品的合格率下降并导致生产成本的上升。

然而，现有技术对靶材的清洗效率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种靶材清洗装置及其工作方法，以提高靶材的清洗效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种靶材清洗装置，包括：传输装置，所述传输装置包括传输面，所述传输面用于放置靶材，且所述传输装置沿传输方向传输所述靶材；朝向所述传输面的喷嘴结构，所述喷嘴结构用于喷射清洗剂。

可选的，所述传输装置还包括：分别位于所述传输面两侧的第一侧面和第二侧面，且所述第一侧面和第二侧面均沿平行于传输方向；所述喷嘴结构包括：朝向传输面的第一喷嘴、朝向第一侧面的第二喷嘴、以及朝向第二侧面的第三喷嘴。

可选的，所述第一距喷嘴到传输面的距离为：80毫米～120毫米。

可选的，所述第一喷嘴的个数为：1个或者1个以上；当所述第一喷嘴的个数大于1个时，多个第一喷嘴沿传输方向上排列；相邻第一喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米；相邻第一喷嘴之间的距离相等；或者，相邻第一喷嘴之间的距离不等。

可选的，所述第二喷嘴的喷射方向与传输面的夹角为：0度～90度；所述第二喷嘴到第一侧面的最小距离为：15毫米～25毫米；所述第二喷嘴高于、低于或者齐平于传输面。

可选的，所述第三喷嘴的喷射方向与传输面的夹角为：0度～90度；所述第三喷嘴到第二侧面的最小距离为：15毫米～25毫米；所述第三喷嘴高于、低于或者齐平于传输面。

可选的，所述第二喷嘴的个数为：1个或者1个以上；当所述第二喷嘴的个数大于1个时，多个第二喷嘴沿传输方向上排列；相邻第二喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米；相邻第二喷嘴之间的距离相等；或者，相邻第二喷嘴之间的距离不等。

可选的，第三喷嘴的个数为：1个或者1个以上；当所述第三喷嘴的个数大于1个时，多个第三喷嘴沿传输方向上排列；相邻第三喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米；相邻第三喷嘴之间的距离相等；或者，相邻第三喷嘴之间的距离不等。

可选的，所述第二喷嘴与第三喷嘴沿传输面的中心轴对称设置，所述传输面的中心轴平行于传输方向。

可选的，所述第一喷嘴为圆柱形时，所述圆柱形的直径为：100毫米～200毫米。

相应的，本发明还提供一种靶材清洗装置的工作方法，包括：提供上述靶材清洗装置；提供靶材；将所述靶材置于传输面上；将所述靶材置于传输面之后，开启传输装置，使靶材随传输装置沿传输方向上进行传输；开启传输装置之后，开启喷嘴结构，使所述喷嘴结构向靶材喷射清洗剂。

可选的，所述传输装置的传输速度为：8毫米/秒～12毫米/秒。

可选的，所述清洗剂包括清洗液；所述清洗液包括异丙醇；所述清洗液的流速为：0.8立方米/小时～1.2立方米/小时。

可选的，所述清洗剂还包括清洗气；所述清洗气包括空气；所述清洗气的流量为：0.3立方米/小时～0.7立方米/小时。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案提供的靶材清洗装置的工作方法中，所述传输装置包括传输面，所述传输面用于放置靶材。而所述喷嘴结构朝向传输面，则喷嘴结构朝向靶材，因此，所述喷嘴结构能够对靶材的表面进行清洗。并且，在清洗的过程中，无需依赖于人工，有利于提高靶材的清洗效率。

进一步，所述传输装置沿平行于传输方向上包括第一侧面和第二侧面；所述喷嘴结构包括：朝向传输面的第一喷嘴、朝向第一侧面的第二喷嘴、以及朝向第二侧面的第三喷嘴。所述第一喷嘴用于清洗靶材的顶部表面、以及靶材沿垂直于传输方向上的侧壁，所述第二喷嘴用于清洗靠近第一侧面的靶材侧壁，所述第三喷嘴用于清洗靠近第二侧面的靶材的侧壁。综上，利用所述靶材清洗装置对靶材的清洗较充分，则后续溅射靶材形成薄膜的质量较好。

附图说明

图1和图2是本发明一实施例的靶材清洗装置的立体图，图2是图1沿B-B1线的剖面结构示意图；

图3和图4是本发明另一实施例的靶材清洗装置的立体图，图4是图3沿C-C1线的剖面结构示意图；

图5是本发明靶材清洗装置工作方法的流程图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术对靶材的清洗效率较低。

目前，对靶材的清洗主要依赖于人工。具体的，对靶材的清洗方法包括：人工手持高压喷嘴，对准靶材表面进行清洗。其中，所述高压喷嘴用于喷射清洗液，所述清洗液用于清洗靶材。

然而，由于对靶材的清洗主要依赖于人工，使得对靶材的清洗效率较低。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种靶材的清洗装置，包括：所述传输装置包括传输面，所述传输面用于放置靶材，所述传输装置沿传输方向上传输靶材；朝向所述传输面的喷嘴结构，喷嘴结构用于喷射清洗剂，所述清洗剂用于清洗靶材。利用所述靶材清洗装置对靶材的清洗效率较高。

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

图1和图2是本发明一实施例的靶材清洗装置的立体图，图2是图1沿B-B1线的剖面结构示意图。

请参考图1和图2，传输装置100，所述传输装置100具有传输方向Y，所述传输装置100包括传输面A，所述传输面A用于放置靶材，所述传输装置100沿平行于传输方向Y上传输靶材；朝向所述传输装置100的喷嘴结构(图中未标出)，所述喷嘴结构喷射清洗剂，所述清洗剂用于清洗靶材。

所述传输装置100开启后具有传输方向Y，所述传输装置100沿传输方向Y上传输靶材。

所述传输装置100还包括：分别位于所述传输面A两侧的第一侧面11和第二侧面12，且所述第一侧面11和第二侧面12均沿平行于传输方向Y；所述喷嘴结构包括：朝向运输面A的第一喷嘴101、朝向第一侧面11的第二喷嘴102、以及朝向第二侧面12的第三喷嘴103。

所述第一喷嘴101朝向传输面A，而所述传输面A用于放置靶材，因此，第一喷嘴101朝向靶材的顶部表面。所述第一喷嘴101能够对靶材的顶部表面、以及靶材沿垂直于传输方向Y上的侧壁进行清洗，有利于靶材顶部表面、以及靶材沿垂直于传输方向Y上侧壁的清洁度。

所述第二喷嘴102用于清洗靠近第一侧面11靶材的侧壁，所述第三喷嘴103用于清洗靠近第二侧面12靶材的侧壁，因此，有利于提高靶材沿平行于传输方向Y上侧壁的清洁度。

所述第一喷嘴101到传输面A的距离为：80毫米～120毫米，所述第一喷嘴101与传输面A具有间隙，且所述第一喷嘴101不接触靶材表面，有利于靶材的传输，且有利于防止因接触对靶材带来额外的污染，有利于提高靶材的清洁度，进而提高利用所述靶材溅射形成薄膜的质量。

在本实施例中，所述第一喷嘴101包括喷气管(图中未示出)和喷液管(图中未示出)，所述清洗剂包括清洗气和清洗液；所述喷气管用于喷射清洗气(图中未示出)，所述喷液管用于喷射清洗液。所述清洗气包括：空气，所述清洗气用于带动清洗液。所述清洗液包括：异丙醇，所述清洗液用于清洗靶材侧壁和顶部表面的颗粒物。

在其他实施例中，所述第一喷嘴仅包括喷液管，所述清洗剂仅包括清洗液。

所述第一喷嘴101的个数为1个或者1个以上；当所述第一喷嘴101的个数为1个以上时，多个第一喷嘴101沿传输方向Y上进行排列。

在本实施例中，以所述第一喷嘴101的个数为3个进行说明。在其他实施例中，所述第一喷嘴的个数为1个～2个；或者，所述第一喷嘴的个数为3个以上。

选择所述第一喷嘴101的个数的意义在于：若所述第一喷嘴101的个数小于3个，即：所述第一喷嘴101的个数较少，使得所述第一喷嘴101对靶材的表面、以及靶材沿垂直于传输方向Y上的侧壁清洗不充分，使得靶材的清洁度不够，则后续溅射靶材形成的薄膜的质量较差；若所述第一喷嘴101的个数大于3个，易造成清洗气和清洗液的浪费，不利于节约成本。

当所述第一喷嘴101的个数为1个以上时，相邻第一喷嘴101之间的距离为：600毫米～1000毫米。

在本实施例中，相邻第一喷嘴101之间的距离相同。在其他实施例中，相邻第一喷嘴之间的距离不相同。

在本实施例中，所述第一喷嘴101为圆柱形时，所述第一喷嘴101的直径为：100毫米～200毫米，所述第一喷嘴101的直径较大，使得第一喷嘴喷射的清洗剂能够覆盖靶材顶部表面的面积较大，有利于提高第一喷嘴101对靶材顶部表面的清洁能力。

所述第二喷嘴102到传输面A的距离、第二喷嘴102到第一侧面11的最小距离、以及第二喷嘴102的喷射方向均可以根据实际需要进行调节，以使第二喷嘴102朝向第一侧面11，则所述第二喷嘴102能够对靠近第一侧面11的靶材侧壁进行清洗。

在本实施例中，所述第二喷嘴102高于传输面A，且所述第二喷嘴102底部到传输面A的距离为：20毫米～30毫米，所述第二喷嘴102到第一侧面11的最小距离为：15毫米～25毫米，所述第二喷嘴102的喷射方向与传输面A的夹角为：0度～90度。

在其他实施例中，所述第二喷嘴低于或者齐平于传输面A。

所述靶材背面具有背板(图中未示出)，所述背板用于盛载靶材。

在本实施例中，所述第二喷嘴102的喷射方向与传输面A具有夹角，使得所述第二喷嘴102所喷清洗剂不仅能够清洗靠近第一侧面11的靶材侧壁，还能够清洗靠近第一侧面11的背板表面，有利于减少靠近第一侧面11的靶材侧壁和背板上的杂质颗粒对后续溅射靶材形成的薄膜质量的影响，因此，有利于进一步提高薄膜的质量。

在其他实施例中，所述第二喷嘴到传输面的距离、所述第二喷嘴到第一侧面的最小距离以及第二喷嘴的喷射方向可以为其他值。

所述第二喷嘴102的个数为1个或者1个以上；当所述第二喷嘴102的个数为1个以上时，多个第二喷嘴102沿传输方向Y上进行排列。

在本实施例中，以所述第二喷嘴102的个数为3个进行说明。在其他实施例中，所述第二喷嘴的个数为1个～2个；或者，所述第二喷嘴的个数为3个以上。

选择所述第二喷嘴102的个数的意义在于：若所述第二喷嘴102的个数小于3个，即：所述第二喷嘴102的个数较少，使得所述第二喷嘴102对靠近第一侧面11的靶材侧壁清洗不充分，使得靶材的清洁度不够，则后续溅射靶材形成的薄膜的质量较差；若所述第二喷嘴102的个数大于3个，易造成清洗气和清洗液的浪费，不利于节约成本。

当所述第二喷嘴102的个数为1个以上时，相邻第二喷嘴102之间的距离为：600毫米～1000毫米。

在本实施例中，相邻第二喷嘴102之间的距离相同。在其他实施例中，相邻第一喷嘴之间的距离不相同。

所述第三喷嘴103到传输面A的距离、第三喷嘴103到第二侧面12的最小距离、以及第三喷嘴103的喷射方向均可以根据实际需要进行调节，以使第三喷嘴103朝向第二侧面12，则所述第三喷嘴103能够对靠近第二侧面12的靶材侧壁进行清洗。

在本实施例中，所述第三喷嘴103高于传输面A，且所述第三喷嘴103到传输面A的距离为：20毫米～30毫米，所述第三喷嘴103到第二侧面12的最小距离为：15毫米～25毫米，所述第三喷嘴103的喷射方向与传输面A的夹角为：0度～90度。

在本实施例中，所述第三喷嘴103的喷射方向与传输面A具有夹角，使得所述第三喷嘴103所喷清洗剂不仅能够清洗靠近第二侧面12靶材的侧壁，还能够清洗靠近第二侧面12的背板表面，有利于减少靠近第二侧面12靶材和背板上杂质颗粒对后续溅射靶材形成的薄膜质量的影响，因此，有利于进一步提高薄膜的质量。

在其他实施例中，所述第三喷嘴低于或者齐平于传输面。

所述第三喷嘴103的个数为1个或者1个以上；当所述第三喷嘴103的个数为1个以上时，多个第三喷嘴103沿传输方向Y上进行排列。

在本实施例中，以所述第三喷嘴103的个数为3个进行说明。在其他实施例中，所述第三喷嘴的个数为1个～2个；或者，所述第三喷嘴的个数为3个以上。

选择所述第三喷嘴103的个数的意义在于：若所述第三喷嘴103的个数小于3个，即：所述第三喷嘴103的个数较少，使得所述第三喷嘴103对靠近第二侧面12的靶材侧壁清洗不充分，使得靶材的清洁度不够，则后续溅射靶材形成的薄膜的质量较差；若所述第三喷嘴103的个数大于3个，易造成清洗气和清洗液的浪费，不利于节约成本。

当所述第三喷嘴103的个数为1个以上时，相邻第三喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米。

在本实施例中，相邻第三喷嘴103之间的距离相同。在其他实施例中，相邻第三喷嘴之间的距离不相同。

在本实施例中，第二喷嘴102和第三喷嘴103沿传输面A的中心轴(图中未示出)对称设置，所述传输面A的中心轴平行于传输方向Y。

图3和图4是本发明另一实施例的靶材清洗装置的立体图，图4是图3沿C-C1线的剖面结构示意图。

本实施例与上述实施例的区别仅在于：第二喷嘴200与第三喷嘴201沿传输方向Y上不对称设置。

所述第二喷嘴200用于清洗靠近第一侧面11的靶材的侧壁，所述第三喷嘴201用于清洗靠近第二侧面12的靶材的侧壁。

相应的，本发明还提供一种靶材清洗装置的工作方法，且所述工作方法的流程图如图5所示，包括：

S1：提供上述靶材清洗装置；

S2：提供靶材；

S3：将所述靶材置于传输面；

S4：将所述靶材置于传输面之后，开启传输装置，使靶材随传输装置沿传输方向上进行传输；

S5：开启传输装置之后，开启喷嘴结构，使所述喷嘴结构向靶材喷射清洗剂。

现结合图1进行详细说明。

请参考图1，将所述靶材置于传输面A；将所述靶材置于传输面A之后，开启传输装置100，使靶材随传输装置100沿传输方向Y上进行传输；使靶材随传输装置100沿传输方向Y上进行传输之后，开启喷嘴结构，所述喷嘴结构喷射清洗剂，所述清洗剂用于清洗靶材的侧壁和顶部表面。

所述喷嘴结构包括：朝向传输面A的第一喷嘴101、朝向第一侧面11的第二喷嘴102、以及朝向第二侧面12的第三喷嘴103。

由于第一喷嘴朝向传输面A，所述传输面A用于放置靶材，因此，第一喷嘴101能够对靶材沿垂直于传输方向Y的侧壁、以及靶材的顶部表面进行清洗。并且，在本实施例中，所述第一喷嘴101的个数为3个，使得第一喷嘴101能够对靶材沿垂直于传输方向Y的侧壁、以及靶材的顶部表面进行多次清洗，有利于进一步提高靶材顶部表面、以及靶材沿垂直于传输方向Y上的清洁度。

由于第二喷嘴102朝向第一侧面11，因此，所述第二喷嘴102能够对靠近第一侧面11的靶材侧壁进行清洗。并且，在本实施例中，所述第二喷嘴102的个数为3个，使得所述第二喷嘴102能够对靠近第一侧面11的靶材侧壁进行多次清洗，有利于提高靠近第一侧面11靶材的清洁度。

由于第三喷嘴103朝向第二侧面12，因此，所述第三喷嘴103对靠近第二侧面12的靶材侧壁进行清洗。并且，在本实施例中，所述第二喷嘴103的个数为3个，使得第三喷嘴103对靠近第二侧面12的靶材侧壁进行多次清洗，有利于提高靠近第二侧面12靶材的清洁度。

综上，靶材顶部表面、靶材沿垂直于传输方向Y上的侧壁、靠近第一侧面11的侧壁、以及靠近第二侧面12的侧壁的洁净度较高，则后续利用靶材进行溅射形成的薄膜质量较高。

所述传输装置100的传输速率为：8毫米/秒～12毫米/秒，选择所述传输装置100的传输速率的意义在于：若所述传输装置100的传输速率小于8毫米/秒，使得靶材经过喷嘴结构的速率过慢，不利于提高靶材的清洗效率；若所述传输装置100的传输速率大于12毫米/秒，使得所述靶材经过喷嘴结构的速率过快，则所述喷嘴结构对靶材表面的清洗不够充分，使得所述靶材的洁净度不够，则后续溅射靶材形成的薄膜的质量较差。

在本实施例中，所述清洗剂包括清洗气和清洗液，所述清洗气包括空气，所述清洗液包括异丙醇。

在其他实施例中，所述清洗剂仅包括清洗液。

在本实施例中，所述清洗气的流量为：0.3立方米/小时～0.7立方米/小时，选择所述清洗气流量的意义在于：若所述清洗气的流量小于0.3立方米/小时，使得所述清洗气对靶材表面的清洗不够充分，使得所述靶材的洁净度不够，则后续溅射靶材形成的薄膜的质量较差；若所述清洗气的流量大于0.7立方米/小时，易造成清洗气的浪费。

在本实施例中，所述清洗液的流速为：0.8立方米/小时～1.2立方米/小时，选择清洗液的流速的意义在于：若所述清洗液的流量小于0.8立方米/小时，使得所述清洗液对靶材表面的清洗不够充分，使得所述靶材的洁净度不够，则后续溅射靶材形成的薄膜的质量较差；若所述清洗液的流量大于1.2立方米/小时，易造成清洗液的浪费。

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 (14)

1.一种靶材清洗装置，其特征在于，包括：

传输装置，所述传输装置包括传输面，所述传输面用于放置靶材，且所述传输装置沿传输方向传输所述靶材；

朝向所述传输装置面的喷嘴结构，所述喷嘴结构用于喷射清洗剂。

2.如权利要求1所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述传输装置还包括：分别位于所述传输面两侧的第一侧面和第二侧面，且所述第一侧面和第二侧面均平行于传输方向；所述喷嘴结构包括：朝向传输面的第一喷嘴、朝向第一侧面的第二喷嘴、以及朝向第二侧面的第三喷嘴。

3.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述第一距喷嘴到传输面的距离为：80毫米～120毫米。

4.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述第一喷嘴的个数为：1个或者一个以上；当所述第一喷嘴的个数大于1个时，多个第一喷嘴沿传输方向上排列；相邻第一喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米；相邻第一喷嘴之间的距离相等；或者，相邻第一喷嘴之间的距离不等。

5.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述第二喷嘴的喷射方向与传输面的夹角为0度～90度；所述第二喷嘴到第一侧面的最小距离为：15毫米～25毫米；所述第二喷嘴高于、低于或者齐平于传输面。

6.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述第三喷嘴的喷射方向与传输面的夹角为：0度～90度；所述第三喷嘴到第二侧面的最小距离为：15毫米～25毫米；所述第三喷嘴高于、低于或者齐平于传输面。

7.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，第二喷嘴的个数为1个或者1个以上；当所述第二喷嘴的个数大于1个时，多个第二喷嘴沿传输方向上排列；相邻第二喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米；相邻第二喷嘴之间的距离相等；或者，相邻第二喷嘴之间的距离不等。

8.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，第三喷嘴的个数为：1个或者1个以上；当所述第三喷嘴的个数大于1个时，多个第三喷嘴沿传输方向上排列；相邻第三喷嘴之间的距离为：600毫米～1000毫米；相邻第三喷嘴之间的距离相等；或者，相邻第三喷嘴之间的距离不等。

9.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述第二喷嘴与第三喷嘴沿传输面的中心轴对称设置，所述传输面的中心轴平行于传输方向。

10.如权利要求2所述的靶材清洗装置，其特征在于，所述第一喷嘴为圆柱形时，所述圆柱形的直径为：100毫米～200毫米。

11.一种靶材清洗装置的工作方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求1至权利要求10任一项所述的靶材清洗装置；

提供靶材；

将所述靶材置于传输面上；

将所述靶材置于传输面之后，开启传输装置，使靶材随传输装置沿传输方向上进行传输；

开启传输装置之后，开启喷嘴结构，使所述喷嘴结构向靶材喷射清洗剂。

12.如权利要求11所述的靶材清洗装置的工作方法，其特征在于，所述传输装置的传输速度为：8毫米/秒～12毫米/秒。

13.如权利要求11所述的靶材清洗装置的工作方法，其特征在于，所述清洗剂包括：清洗液；所述清洗液包括异丙醇；所述清洗液的流速为：0.8立方米/小时～1.2立方米/小时。

14.如权利要求13所述的靶材清洗装置的工作方法，其特征在于，所述清洗剂还包括清洗气；所述清洗气包括空气；所述清洗气的流量为：0.3立方米/小时～0.7立方米/小时。

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