CN106334686A - 靶材组合的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
一种靶材组合的清洗方法，包括：提供溅射后的靶材组合，所述靶材组合包括残留靶材和背板，所述残留靶材的焊接面与所述背板正面的中央区域焊接在一起，所述背板正面的周边区域暴露在外，所述背板正面的周边区域和侧面在溅射过程中附着有氧化铝；对所述背板进行第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面；在所述第一清洗处理后，对所述靶材组合进行第二清洗处理，所述第二清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。所述清洗方法能够对靶材组合的背板进行充分清洗，使得背板满足后续喷砂工艺的要求。
Description
技术领域
本发明涉及溅射靶材制造领域，尤其涉及一种靶材组合的清洗方法。
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。与其他镀膜方法相比，溅射镀膜对原材料(即靶材和背板)的清洁度要求也非常高。
但是，溅射用靶材组合的背板通常需要重复使用，以节约资源并降低成本。由于清洁度的要求，在重新使用之前，需要充分完全地对背板进行清洗。因此，为了保证背板具有足够的清洁度，如何对使用过后的背板进行清洗成为业界亟待解决的重要问题。
如今，液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)技术已经广泛应用到生活中。为了节约资源降低成本，LCD靶材组合(LCD靶材组合即用于LCD生产溅射工艺的靶材组合)中的背板通常也需要反复重新使用。为了重新使用LCD靶材组合的背板，需要对LCD靶材组合的背板进行充分清洗。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种靶材组合的清洗方法，以对靶材组合的背板进行充分清洗，使得背板满足后续喷砂工艺的要求。
为解决上述问题，本发明提供一种靶材组合的清洗方法，包括：
提供溅射后的靶材组合，所述靶材组合包括残留靶材和背板，所述残留靶材的焊接面与所述背板正面的中央区域焊接在一起，所述背板正面的周边区域暴露在外，所述背板正面的周边区域和侧面在溅射过程中附着有氧化铝；
对所述背板进行第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面；
在所述第一清洗处理后，对所述靶材组合进行第二清洗处理，所述第二清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。
可选的，所述氢氧化钠溶液的质量浓度范围为25％～50％。
可选的，所述第一清洗处理包括：将所述氢氧化钠溶液吸入针筒中，利用所述针筒将所述氢氧化钠溶液均匀涂布在所述背板正面的周边区域和所述背板侧面。
可选的，将所述氢氧化钠溶液均匀涂布后，保持8min～15min，再进行所述第二清洗处理。
可选的，在涂布所述氢氧化钠溶液后，且在进行所述第二清洗处理前，还包括：采用铲刀对仍然附着在所述背板的氧化铝进行铲刮处理；在所述第二清洗处理前，采用金属工具铲一下所述背板正面的周边区域和所述背板侧面，以确认所述氧化铝是否被完全去除。
可选的，在所述第二清洗处理之后，至少重复一次所述第一清洗处理和所述第二清洗处理的过程。
可选的，所述第一清洗处理过程中，将所述靶材组合悬空架设在装水的水槽上。
可选的，所述第二清洗处理过程中，将所述靶材组合悬空架设在装水的水槽上。
可选的，所述残留靶材的材料为铝或者铝合金，所述背板的材料为铜或者铜合金。
可选的，所述背板的形状为长方板状。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的技术方案中，先提供溅射后的靶材组合，所述靶材组合包括残留靶材和背板，所述残留靶材的焊接面与所述背板正面的中央区域焊接在一起，所述背板正面的周边区域暴露在外，所述背板正面的周边区域和侧面在溅射过程中附着有氧化铝；对所述背板进行第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面；在所述第一清洗处理后，对所述靶材组合进行第二清洗处理，所述第二清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。所述方法的第一清洗处理能够与氧化铝反应，使部分氧化铝溶解，其它部分氧化铝剥离或者脱落，或者开裂为鳞状小块，在第二清洗处理时，能够利用冲洗时的水流冲击作用，将未被溶解的氧化铝冲洗去除，并且同时能够冲洗去除残留的氢氧化钠溶液，从而使背板正面的周边区域和背板侧面的氧化铝得到彻底清除，为后续对这些区域进行喷砂提供清洁保证。从而确保不会出现喷砂效果不良的情况。提高了背板的重复使用性能，并且减少人员耗费的工时，减小背板的耗损，提高背板的使用寿命。
进一步，所述氢氧化钠溶液的质量浓度范围为25％～50％。一方面，如果所述氢氧化钠溶液的质量浓度太低，当低于25％以下时，通常相应的溶液无法与附着的氧化铝发生所需的化学反应，此时的化学反应速率较低。因此，此时无法起到良好的清洗作用。另一方面，如果所述氢氧化钠溶液的质量浓度太大，例如大于50％时，同样可能导致化学反应速率降低，更加重要的是，当所述氢氧化钠溶液的质量浓度大于50％时，所述第一清洗处理清洗后产生的废液中，相应的化学溶液浓度较高，无法达到相应的排污标注，会对水源环境造成破坏。因此，将所述氢氧化钠溶液的质量浓度控制在25％～50％。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的靶材组合立体示意图；
图2是图1所示靶材组合的侧面示意图；
图3是将图2所示靶材组合悬空架设在装水的水槽上的示意图。
具体实施方式
溅射后的LCD靶材组合的背板表面通常带有难以去除的附着物体。为了完全去除这些附着物，现有方法通常通过抛光打磨。这种方法存在诸多不足：第一、作业时间长，特别是对于量产的批量产品，消耗大量的时间和人力；第二，长期重复抛光打磨对LCD靶材组合的背板表面的破坏性强，耗损LCD靶材组合的背板材料，进一步对后续喷砂处理加工时间产生不良影响，并且还会延长了后续喷砂处理加工时间，增加了工艺成本。
喷砂处理加工前，需要对背板进行充分清洗。这是因为，喷砂处理加工是为了使背板的相应表面粗糙度增加，以用于在溅射过程中吸附相应的反溅射物，为了增加背板对反溅射物的吸附能力，需要保证在喷砂前背板表面洁净。但是，LCD靶材组合的背板表面通常附着有较多的氧化铝，通常为一层氧化铝附着物层。现有方法无法很好地去除这些氧化铝。这些氧化铝的存在会导致喷砂处理时，相应位置的表面达不到相应的粗糙度，从而导致重新加工后的背板无法很好地吸附溅射过程中的反溅射物，无法满足客户的使用标准。
为此，本发明提供一种的新的靶材组合的清洗方法，通过对所述背板进行第一清洗处理和第二清洗处理，达到充分清洗背板的目的。所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面，所述第二清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。
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。
本发明实施例提供一种靶材组合的清洗方法，包括步骤S1至步骤S3。
步骤S1，提供溅射后的靶材组合，请结合参考图1和图2。图1为靶材组合的立体示意图。图2为靶材组合的侧面示意图。
本实施例中，靶材组合100包括残留靶材120和背板110。本实施例中，靶材组合100为LCD靶材组合。其它实施例中，靶材组合也可以不是LCD靶材组合。
本实施例中，所述残留靶材120的材料为铝或者铝合金，所述背板110的材料为铜或者铜合金。
所述残留靶材120的焊接面与所述背板110正面的中央区域焊接在一起。所述背板110的形状为长方板状。所述背板110正面的周边区域暴露在外，图1和图2中，将背板110暴露在外的周边区域标记为表面111，也就是说，背板110的正面包括两个部分，第一部分与所述残留靶材120的焊接面焊接在一起，另一部分为表面111。此外，背板110还包括前侧面114，左侧面112，右侧面113，后侧面115，以及背面116。
本实施例中，所述背板110正面的周边区域和侧面在溅射过程中附着有氧化铝，即表面111、前侧面114、左侧面112、右侧面113和后侧面115会在溅射过程中附着有氧化铝。所述氧化铝的产生最主要可能来自于溅射过程中所述靶材产生的溅射粒子，但也有可能来自于其它成分产生的粒子。本实施例提供的清洗方法就是对上述表面111、前侧面114、左侧面112、右侧面113和后侧面115的清洗方法，主要是去除这些表面上的氧化铝，从而保证后续喷砂工艺的进行。
本实施例中，所述背板110的形状为长方板状。具体的，所述背板110的正面尺寸可以为2650mm×210mm，即为6代线10分割型的面积。所述背板110也可以为8代线12分割型的，其正面尺寸可以为3000mm×230mm。这种长方板状的背板110在(磁控)溅射过程中，通常在上述各表面产生氧化铝的附着物。这种附着物虽然在普通的圆形靶材也会产生，但是，LCD靶材组合因特殊的制作工艺，并且面积较大，通常会产生更加大量的附着物，附着物更难以去除，从而对LCD靶材组合中背板110的重复使用带来重大困扰。为此，本实施例通过后续方法步骤，以解决此困扰。
步骤S2，对所述背板110进行第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板110正面的周边区域和所述背板110侧面。
本实施例中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度范围为25％～50％。控制所述氢氧化钠溶液的质量浓度对所述背板110的第一清洗处理有着重要意义。本实施例使用氢氧化钠溶液能够与氧化铝反应的化学原理，达到使氧化铝反应溶解，并且从背板110各表面分裂剥离的，从而达到去除氧化铝附着物的目的。因此，一方面，如果所述氢氧化钠溶液的质量浓度太低，当低于25％以下时，通常相应的溶液无法与附着的氧化铝发生所需的化学反应，此时的化学反应速率较低。因此，此时无法起到良好的清洗作用。另一方面，如果所述氢氧化钠溶液的质量浓度太大，例如大于50％时，同样可能导致化学反应速率降低，更加重要的是，当所述氢氧化钠溶液的质量浓度大于50％时，所述第一清洗处理清洗后产生的废液中，相应的化学溶液浓度较高(化学离子浓度较高)，无法达到相应的排污标注，会对水源环境造成破坏。因此，需要将所述氢氧化钠溶液的质量浓度控制在25％～50％。
本实施例中，所述第一清洗处理包括：将所述氢氧化钠溶液吸入针筒中，利用所述针筒将所述氢氧化钠溶液均匀涂布在所述背板110正面的周边区域和所述背板110侧面。即在配得成分均匀的相应氢氧化钠溶液后，可以利用针筒将溶液吸入其中，然后再慢慢推送相应的溶液从针尖流出，并利用针尖均匀涂抹在背板110的相应表面上。采用这种方法可以大量节省氢氧化钠溶液，并且防止在使用过程中，氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳等气体反应而影响溶液的品质。同时，采用这种方法还能够防止氢氧化钠沾到操作工人身体，更好地保护人员的安全。
请参考图3，图3是将图2所示靶材组合悬空架设在装水的水槽上的示意图。本实施例中，在所述第一清洗处理过程中，将靶材组合100悬空架设在装水的水槽200上。也就是说，在进行上述用针尖涂抹氢氧化钠溶液之前，先将靶材组合100悬空架设在水槽200上，然后再涂抹所述氢氧化钠溶液。由于水槽200中装有水，因此，所述第一清洗处理过程中涂布的多余氢氧化钠溶液从背板110上滑落时，会滴落在水槽200中，从而被稀释，而滴落在水槽200的氢氧化钠溶液能够被水所稀释，便于后处理和排放。
具体的，本实施例可以通过三个柱子300将靶材组合100悬空架设在装水的水槽200上。其它实施例中，也可以通过其它方法使靶材组合100悬空架设在装水的水槽200上。
步骤S3，在所述第一清洗处理后，对靶材组合100进行第二清洗处理，所述第二清洗处理包括对靶材组合100进行冲洗。
本实施例中，将所述氢氧化钠溶液均匀涂布后，保持8min～15min，再进行所述第二清洗处理。前面已经提到，氢氧化钠溶液是利用化学反应来去除氧化铝附着物，因此，需要保证适当的反应时间以保证氧化铝被溶解或者从背板110上脱落下来。通常较为合适的反应时间可以控制在10min左右，发明人通过在室温状态下的多次试验和调整，并且配合使用不同浓度的氢氧化钠溶液，特别选择在8min～15min，在此时间范围内，既能够保证氧化铝被去除干净，又能够保证工艺效率。
在涂布所述氢氧化钠溶液后，且在进行所述第二清洗处理前，本实施例还包括：先采用铲刀对仍然附着在所述背板110的氧化铝进行铲刮处理。在上述第一清洗处理过程后，即使氧化铝未被溶解，也通常被反应成各个分离的鳞状开裂小块，有些已经直接剥落下来。此时，采用铲刀对仍然附着在所述背板110的氧化铝进行铲刮处理，可以将这些未剥落地方的鳞状开裂小块通过人工铲掉，从而有利于后续第二清洗处理的冲洗过程将全部氧化铝冲洗干净。通过此铲刮处理，还能够进一步节省氢氧化钠溶液的使用量，并且节省工艺时间，提高工艺效率。
本实施例中，所述第二清洗处理过程中，通过冲洗时水流的冲击作用，能够使原本已经和背板分离但未脱落下来的鳞块氧化铝被冲洗去除，并且使残留的氢氧化钠溶液也同时被冲洗干净，得到充分清洗后的靶材组合100。
本实施例中，所述第二清洗处理过程中，将靶材组合100悬空架设在装水的水槽200上。当所述第一清洗处理在装水的水槽200上进行时，可以直接继续进行所述第二清洗处理而不必移动靶材组合100。此时可以节省搬运靶材组合100的过程。并且，所述第二清洗处理冲洗后的废液也直接进入到水槽200中，从而可以通过水槽200后排放到例如相应的废液处理池中。
通过本实施例所提供的靶材组合的清洗方法，能够使靶材组合中，背板110正面的周边区域和背板110侧面的氧化铝得到彻底清除，从而为后续对这些区域进行喷砂时，不会出现喷砂效果不良的情况，提高了背板110的重复使用性能，并且减少人员耗费的工时，减小背板110的耗损，提高背板110的使用寿命。
需要说明的是，本实施例中，在经过上述清洗方法之后，后续才将残留靶材120与背板110进行分离。
本发明另一实施例提供一种靶材组合的清洗方法，包括步骤S1至步骤S5。本实施例中的步骤多有与前述实施例相同之处，相同之处可参考前述实施例相应内容，并且可以结合参考图1至图3。
步骤S1，提供溅射后的靶材组合，所述靶材组合包括残留靶材和背板，所述残留靶材的焊接面与所述背板正面的中央区域焊接在一起，所述背板正面的周边区域暴露在外，所述背板正面的周边区域和侧面在溅射过程中附着有氧化铝。
步骤S2，对所述背板进行第一次的第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面。
本实施例中，氢氧化钠溶液的配制可以是采用纯度为96％以上的氢氧化钠固体与水相混合进行。具体的，可以选择用25g的所述氢氧化钠固体与75毫升的水进行充分混合，以形成相应的氢氧化钠溶液，用于与三氧化二铝发生化学反应，即用于去除背板相应表面的氧化铝杂质。
本实施例中，所述第一清洗处理包括：将所述氢氧化钠溶液吸入针筒中，利用所述针筒将所述氢氧化钠溶液均匀涂布在所述背板正面的周边区域和所述背板侧面。
需要说明的是，本实施例中，在述第一清洗处理前，不宜先用水清洗所述靶材组合，因为清水洗过之后，不仅残留的水分会稀释相应的氢氧化钠溶液，而且导致氢氧化钠溶液与氧化铝附着物的无法充分接触反应，降低了去除效果。
步骤S3，在所述第一清洗处理后，对所述靶材组合进行第一次的第二清洗处理，所述第一清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。
本实施例中，将所述氢氧化钠溶液均匀涂布后，保持8min～15min，再进行所述第二清洗处理。
本实施例中，可以采用清水对整个所述靶材组合进行冲洗，例如利用喷水枪头直接进行冲洗。
步骤S4，再次对所述背板进行第二次的第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面。
步骤S5，在所述第一清洗处理后，再次对所述靶材组合进行第二次的第二清洗处理，所述第一清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。
本实施例中，进一步在所述第二清洗处理前，即在步骤S4之后，且在步骤S5前，采用金属工具，例如钢刀或白钢刀等，铲一下所述背板表面正面的周边区域和所述背板侧面，以确认所述氧化铝是否被完全去除。当所述氧化铝被完全去除后，再进行第二次的所述第二清洗处理。
需要说明的是，其它实施例中，可以多次重复在所述第二清洗处理之后，至少重复一次所述第一清洗处理和所述第二清洗处理的过程。
采用本实施例所提供的靶材组合的清洗方法中，能够对靶材组合的背板进行清洗加工，从而去除背板相应表面上的反溅射物(氧化铝)，并且去除效果强，清洗效果无死角。同时，本实施例所提供的清洗方法相比于现有抛光打磨的方法而言，批量产品的加工周期更短，并且可以减少产品外观异常，使量产产品的背板寿命增加。同时耗费人员工时少，耗损背板少，背板使用寿命增长。具体的，本发明在量产时，能够使背板的产能上升40％，量产产品的背板使用寿命增加45％。
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 (10)
1.一种靶材组合的清洗方法，其特征在于，包括：
提供溅射后的靶材组合，所述靶材组合包括残留靶材和背板，所述残留靶材的焊接面与所述背板正面的中央区域焊接在一起，所述背板正面的周边区域暴露在外，所述背板正面的周边区域和侧面在溅射过程中附着有氧化铝；
对所述背板进行第一清洗处理，所述第一清洗处理包括采用氢氧化钠溶液清洗所述背板正面的周边区域和所述背板侧面；
在所述第一清洗处理后，对所述靶材组合进行第二清洗处理，所述第二清洗处理包括对所述靶材组合进行冲洗。
2.如权利要求1所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的质量浓度范围为25％～50％。
3.如权利要求2所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗处理包括：将所述氢氧化钠溶液吸入针筒中，利用所述针筒将所述氢氧化钠溶液均匀涂布在所述背板正面的周边区域和所述背板侧面。
4.如权利要求3所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，将所述氢氧化钠溶液均匀涂布后，保持8min～15min，再进行所述第二清洗处理。
5.如权利要求4所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，在涂布所述氢氧化钠溶液后，且在进行所述第二清洗处理前，还包括：采用铲刀对仍然附着在所述背板的氧化铝进行铲刮处理；在所述第二清洗处理前，采用金属工具铲一下所述背板正面的周边区域和所述背板侧面，以确认所述氧化铝是否被完全去除。
6.如权利要求1所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，在所述第二清洗处理之后，至少重复一次所述第一清洗处理和所述第二清洗处理的过程。
7.如权利要求1至6任一项所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗处理过程中，将所述靶材组合悬空架设在装水的水槽上。
8.如权利要求1至6任一项所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗处理过程中，将所述靶材组合悬空架设在装水的水槽上。
9.如权利要求1所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，所述残留靶材的材料为铝或者铝合金，所述背板的材料为铜或者铜合金。
10.如权利要求1所述的靶材组合的清洗方法，其特征在于，所述背板的形状为长方板状。
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