专利名称：整合式等离子体处理机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种等离子体处理机构，尤指一种整合式等离子 体处理机构。
背景技术：
随着高科技产业的快速发展，等离子体技术一直以来受到各界广 泛的重视及应用，特别是在半导体元件工艺上的产品提升有着举足轻 重的地位。同时在环保意识加强的情况下，等离子体技术取代传统的 湿式工艺更受到重视。
随着半导体元件密度提高、线宽不断的縮小，元件的功能更快速 提升。为了确保元件的可靠度以及把制造成本降到最低，将打线接合
(wire bonding)工艺最佳化，以获得良好的结合强度与良率是很重要 的。不良的结合强度与低良率时常来自于上游污染源或先进构装中材 料的选用不佳。在打线工艺之前，气体等离子体技术可以用来清洁芯 片接点以改善结合强度及良率。同时为了防止水气及氧气渗透到元件 内，在元件封装前必需将元件表面做彻底的清洁，以防止封装树脂与 元件粘合不佳造成水气、氧气的渗透，同时可增加打线的拉力值及使 得粘合的胶更平均的分布。
在工艺的精密要求下，LED产业工艺中的应用也突显出来。为了确 保蒸镀金属时的良好附着性，氧气等离子体除胶渣工艺(02 plasma descum)也因应而生，利用此技术可有效的提升金属的附着。同时也可 应用在LED后封装工艺中的蓝膜chip清洁，低温的要求是此一工艺的 基本要求，通过良好的机构设计可达成此一应用需求。
等离子体清洁器则成为一高效能清洁装置的较佳选择。 如图1所示，现有使用的等离子体清洁器包括反应腔l、进气装置ll、排气装置12、电极载盘13(用以承载欲清洁的标的物并作为等 离子体产生电极)、以及射频(RF)电源供应源15(用以提供电极载盘13 一射频电源)。将一装载欲清洁的标的物的载物架14置于反应腔1内 的电极载盘13上，提供等离子体进行清洁。现有的等离子体清洁器为 一种电容式等离子体(Capacity coupled plasma)清洁器，此一形态的 等离子体密度低，而且电容式等离子体有阴极暗区的存在，等离子体 产生在载物架14的外面，因此所产生的等离子体不易进入多层排列平 行状的待清洁物之间，其清洁效果有限且均匀度不佳。
工业界有人为了改善上述的缺点，将待清洁物直接置放于感应耦 合天线内或旁边，并使等离子体受电场或磁场作用进入待清洁的平板 之间。由于感应耦合式等离子体要到适当的等离子体均匀度，压力范 围约在5 20 mTorr，且在此一压力下容易使Coil电极的材料被溅射 出来污染待清洁物。因此又有人在机构上增加旋转模块欲改善均匀度 不良问题，且将感应耦合天线(ICP coil)置于腔体外处理材料污染待 处理物的问题，但因等离子体浓度的快速衰退，处理方式全依赖自由 基的自然散布，清洁材料的处理能力依然被限制。
虽然上述许多改善等离子体清洁机内部等离子体均匀度的装置被 发展出来，但其皆主要利用自然扩散的方法，等离子体散布速度无法 大幅提升，因此能改善的空间有限，等离子体清洁机内等离子体的均 匀度仍仅有小幅度的改善，受处理的材料无法达到均匀且有效率的清 洁。因此，此产业中急须一种均匀度高、效率高的新式等离子体清洁 机被开发出来。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种整合式等离子体处理机构，其 独特具有的圆筒型反应腔，能增进工艺气体的良好流场散布，使反应 腔内的等离子体分布更为均匀，进而使清洁效果更为提升。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，包括 一反应腔、 一载 盘、以及至少一等离子体源。其中，反应腔包括一底板、 一顶板、以及围绕反应腔的一周壁，周壁具有一侧窗以及一进料门，侧窗向外延 伸有一侧室，侧室具有一侧壁，且反应腔具有一进气口以及一排气口。
并且载盘是配置于底板之上。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，反应腔可为一圆 筒型反应腔。因此，通过其独特具有的圆筒型反应腔的设计，能增进 工艺气体的良好流场散布，使反应腔内的等离子体分布更为均匀，进 而使清洁效果更为提升。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，等离子体源的选 用无特殊限制，较佳可为一配置于侧室中的平板式等离子体源或高密 度等离子体源、或其载盘可包括一偏压式等离子体源。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，等离子体源可为 一远距等离子体源，并连结至进气口。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，可同时包括多个等离子 体源于其中，例如同时包括一平板式等离子体源(配置于侧室中)以 及一偏压式等离子体源(配置于载盘)、同时包括一高密度等离子体源 (配置于侧室中)以及一偏压式等离子体源、同时包括一平板式等离子 体源以及一偏压式等离子体源以及一远距等离子体源(连结至进气 口)、或同时包括一高密度等离子体源以及一偏压式等离子体源以及一 远距等离子体源。本实用新型的整合式等离子体处理机构由于可同时 装配多种等离子体源供应器于其中，因此等离子体产生效率更为提高， 工艺清洁与等离子体处理效率亦大幅提升。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，平板式等离子体 源可包括 一第一隔板以及一第二隔板、 一电极板、 一连结至电极板 的进气单元。其中，第二隔板介于第一隔板与侧壁之间，第一隔板以 及一第二隔板皆具有多个孔洞，电极板是介于第二隔板与侧壁之间。 其中，位于第一隔板中的孔洞的直径与第二隔板中的孔洞的直径大小 无特殊限制，较佳为第一隔板中的孔洞的直径小于第二隔板中的孔洞 的直径。孔洞的分布依不同的工作压力与气体流量而有所改变，较佳 的分布为外密内疏的方式。本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，电极板与第二隔 板之间配置有一介电单元，以达到电性阻隔的效果，并使得电极板与 第二隔板之间形成一密闭空间。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，介电单元的材料 无特别限制，较佳为氧化铝、铁氟龙、石英、或其它陶瓷材料。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，载盘较佳可为一 旋转式载盘。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，载盘较佳可为一 多角度定位式载盘。
本实用新型的擎合式等离子体处理机构，其中，顶板较佳可还具 有多个预留孔。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，其中，周壁较佳可还包 括多个固定柱，用于挂置一遮板。当本实用新型的整合式等离子体处 理机构使用完毕时，大部分的脏污物及废料会附着于遮板上，因此， 主要清洁工作则为清洁拆下的遮板，而反应腔的周壁变得可轻易擦拭 干净。由于拆卸下的遮板容易于反应腔外部作清洁，因此整体的清洁 过程更为简化。
本实用新型的整合式等离子体处理机构，较佳可更包括一种高密 度等离子体源，且此高密度等离子体源包括 一电极板以及嵌入于电 极板中的一线圈，且高密度等离子体源是配置于侧室中，而其电极板 的材料较佳为不锈钢。
本实用新型的整合式等离子体处理机构的有益效果是，可同时装 配多种等离子体源供应器于其中，加上具有圆筒形状的反应腔体，因 此可以增进工艺气体的良好流场散布，使等离子体产生效率更高，清 洁效率更为提升。
图1是一现有的等离子体清洁器；
图2A是本实用新型的实施例1的整合式等离子体处理机构的示意
7图2B为本实用新型的实施例1的整合式等离子体处理机构的上视
图3A及图3B是本实用新型的实施例1的固定柱以及遮板的示意
图4是本实用新型的实施例2的整合式等离子体处理机构的示意图。
图5A是本实用新型的实施例3的整合式等离子体处理机构的示意
图5B是本实用新型的实施例3的平板式等离子体源的侧视图。
主要元件符号说明
1, 2反应腔
ll进气装置
12排气装置
13电极载盘
14载物架
15电源供应源
21底板
22顶板
221 预留孔
23周壁
231固定柱
232 遮板
24侧窗
25进料门
26侧室
27侧壁
28进气口29排气口 3载盘
31远距等离子体源 32线圈
33石英中空管 34进气单元 341 出气单元 35偏压式等离子体源
高密度等离子体源 361电极板 362线圈
37平板式等离子体源371电极板
372第二隔板
373第一隔板
374进气单元
375孔洞
376介电单元
具体实施方式
以下通过实施例对本实用新型技术作更详细的说明。 实施例1
如图2A以及图2B，图2A为本实施例1的整合式等离子体处理机 构的示意图，图2B为本实施例1的整合式等离子体处理机构的上视图。 本实施例1的整合式等离子体处理机构包括 一圆筒型反应腔2、 一载 盘3、以及一远距等离子体源31。其中，反应腔2包括一底板21、 一 顶板22、以及围绕反应腔2的一周壁23，周壁23具有一侧窗24以及 一进料门25，侧窗24向外延伸有一侧室26，侧室具有一侧壁27，且 反应腔2具有一进气口 28以及一排气口 29。载盘3是配置于底板21之上。
根据本实用新型，整合式等离子体处理机构包括一独特的圆筒形 状的反应腔体，因此可增进工艺气体的良好流场散布。其初步步骤为，
打开进料门25，将待处理物送入反应腔2中并置放于载盘3上方，接 着关闭进料门25、经由排气口29抽气后，进行各种等离子体处理。
本实用新型的整合式等离子体处理机构可应用的等离子体源的种 类包括了远距等离子体源31、平板式等离子体源37(如图5A所示)、 高密度等离子体源36(如图4所示)、或偏压式等离子体源35(如图4 所示)，可依各种不同需求来选用，本实施例1为选用远距等离子体源 31。此远距等离子体源31为一般的远距等离子体源(remote plasma)， 如图2A所示，其包括了一组线圈32、 一石英中空管33、 一进气单元 34、以及一出气单元341。出气单元341连接至反应腔2的侧壁27的 进气口 28，以供应反应用的离子或自由基。此种远距等离子体源31 所产生的物质主要为单纯的自由基，优点在于不会对待处理物的表面 有污染或损害的情形发生，因此较为温和。且远距等离子体源31所产 生的自由基，可使表面改质的效果更为均匀。
为了考虑反应气体导入反应腔的分布问题，本实施例1的反应腔 2，其上方顶板22以及下方的底板21皆具有多个预留孔221。所以可 同时在顶板22及底板21加装供气装置(图未示)，使得气体能均匀地 分散于反应腔2中。此外，本实用新型中，独特的圆筒型反应腔更加 强了工艺气体的良好流场散布，因此可有效的增加等离子体对待清洁 物的处理能力及处理的均匀度。
再一同参照图3A以及图3B，本实施例1的反应腔2，其周壁23 更包含有多个固定柱231，用以挂置遮板232。此遮板232可使反应后 的清洁步骤更为简单。当本实施例1的整合式等离子体处理机构使用 完毕时，大部分的脏污物及废料会附着于遮板232上，因此，主要清 洁工作则为清洁拆下的遮板232，而反应腔2的周壁23变的可轻易擦 拭干净。由于拆卸下的遮板232可于反应腔2外部作清洁，因此整体 的清洁过程更为简化。实施例2
请参照图4，其是本实施例2的整合式等离子体处理机构的示意
图。除了包含有与实施例l相同的远距等离子体源31以外，本实施例 2的整合式等离子体处理机构更包括有一高密度等离子体源36 (配置于 侧室26中)、以及一偏压式等离子体源35。
本实施例2的整合式等离子体处理机构，其中高密度等离子体源 36包括 一电极板361以及嵌入于电极板361中的一线圈362。电极 板361的材质没有特别限制，可为陶瓷或石英，在此则选用陶瓷。
本实施例2的整合式等离子体处理机构，同样具有圆筒形状的反 应腔体以增进工艺气体的良好流场散布，其整合了四种等离子体源， 因此等离子体功率大为提升，清洁效率高，反应时间亦可得到大幅縮 短。
实施例3
请参照图5A及5B，其图5A为本实施例3的整合式等离子体处理 机构的示意图，而图5B则为本实施例3的平板式等离子体源37的侧 视图。本实施例3的整合式等离子体处理机构包括一平板式等离子体 源37，且载盘3为一可旋转式载盘，因此除了圆筒型反应腔的设计外， 再加上可旋转的载盘，可更加提升腔体内气体流场均匀分布的效果。 其中，平板式等离子体源37包括 一第一隔板373、 一第二隔板372、 一电极板371、以及一连结至电极板371的进气单元374，其中第一隔 板373以及一第二隔板372分别具有多个孔洞375、 377，且电极板371 与第二隔板372之间配置有一介电单元376。介电单元376是用以将电 极板371与第二隔板372电性隔离，并使得电极板与第二隔板之间形 成一密闭空间。气体经由进气单元374而进入到侧室26中(如图5A所 示)，经由电极板371的作用后，再依序通过第二隔板372的孔洞377 以及第一隔板373的孔洞375而进入到反应腔2内部以进行反应。由 于本实施例中，第一隔板373的孔洞375的直径是小于第二隔板372的孔洞377的直径，且第一隔板373的孔洞375的数量多于第二隔板 372的孔洞377的数量，所以当等离子体气体依序通过第二隔板372 的孔洞377以及第一隔板373的孔洞后，等离子体气体会均匀且平顺 地导入反应腔2内部，使待处理物的表面不会因为等离子体强大的轰 击而毁损。因此，本实施例3的整合式等离子体处理机构可于不伤害 待处理物表面的前提下，有效并快速地处理待处理物。
本实用新型的整合式等离子体处理机构的使用范围广泛，包括 清洁用途，如清洁多片晶片、印刷电路板、金属凸块、球闸阵列基板 (BGA)、覆晶封装基板(Flip chip)、蓝膜转贴清洁(Blue chip)、聚乙 酰氨板(Polyimide)、屏蔽式内存、液晶模块、玻璃基板、可挠式面板； 表面改质(亲水性、疏水性改质)；蚀刻，如晶片再生(回收)与太阳能 芯片侧壁蚀刻；抗指纹成膜及一般介电质成膜等。本实用新型的整合 式等离子体处理机构的设计可减少腔体污染、提高整体产出速度、促 进被处理物表面状态均匀度。
综上所述，本实用新型的整合式等离子体处理机构，其独特具有 的圆筒型反应腔，能增进工艺气体的良好流场散布，使反应腔内的等 离子体分布更为均匀，进而使清洁效果更为提升。再者，本实用新型 的整合式等离子体处理机构由于可同时装配多种等离子体源供应器 (如，同时具有平板式等离子体源、偏压式等离子体源、以及远距等离 子体源)于其中，因此等离子体产生效率更为提高，清洁效率亦大幅提 升，实为一兼具开创性及实用性的创作。
上述实施例仅为了方便说明而举例而己，本实用新型所主张的权 利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
1权利要求1、一种整合式等离子体处理机构，其特征在于包括一反应腔，包括一底板、一顶板、以及围绕该反应腔的一周壁，该周壁具有一侧窗以及一进料门，该侧窗向外延伸有一侧室，该侧室具有一侧壁，且该反应腔具有一进气口以及一排气口；一载盘，配置于反应腔的内；以及至少一等离子体源。
2、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该反应腔为一圆筒型反应腔。
3、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该等离子体源为一平板式等离子体源，且该平板式等离子体源配置于 该侧室中。
4、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该载盘还包括一偏压式等离子体源。
5、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该等离子体源为一远距等离子体源，且该远距等离子体源连结至该进 气口。
6、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该等离子体源为一高密度等离子体源，且该高密度等离子体源配置于 该侧室中。
7、 如权利要求6所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该高密度等离子体源包括 一电极板以及嵌入于该电极板中的一线圈， 且该高密度等离子体源配置于该侧室中。
8、 如权利要求6所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 还包括一远距等离子体源，且该远距等离子体源是连结至该进气口 。
9、 如权利要求6所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该载盘还包括一偏压式等离子体源。
10、 如权利要求3所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于，该平板式等离子体源包括 一第一隔板以及一第二隔板、 一电极板、 一连结至该电极板的进气单元，其中，该第二隔板介于该第一隔板与 该侧壁之间，该第一隔板以及一第二隔板皆具有多个孔洞，该电极板 介于该第二隔板与该侧壁之间。
11、 如权利要求io所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于，该位于第一隔板中的孔洞的直径小于该第二隔板中的孔洞的直径。
12、 如权利要求10所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该电极板与该第二隔板之间配置有一介电单元。
13、 如权利要求11所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该介电单元的材料为氧化铝、铁氟龙、石英、或其它陶瓷材料。
14、 如权利要求IO所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该电极板的材质为不锈钢。
15、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于，该载盘为一旋转式载盘。
16、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于，该载盘为一多角度定位式载盘。
17、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于，该顶板还具有多个预留孔。
18、 如权利要求l所述的整合式等离子体处理机构，其特征在于， 该周壁还包括多个固定柱，用于挂置一遮板。专利摘要本实用新型一种整合式等离子体处理机构，其包括一反应腔、一载盘、以及至少一等离子体源。其中，反应腔包括一底板、一顶板、以及围绕反应腔的一周壁，周壁具有一侧窗以及一进料门，侧窗向外延伸有一侧室，侧室具有一侧壁，且反应腔具有一进气口以及一排气口。并且载盘是配置于底板之上。本实用新型的整合式等离子体处理机构可同时装配多种等离子体源供应器于其中，加上其独特具有的圆筒型反应腔，能增进工艺气体的良好流场散布，使反应腔内的等离子体分布更为均匀，进而使清洁效果更为提升。
文档编号H01L21/00GK201285757SQ20082017577
公开日2009年8月5日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者刘家齐, 杨宏河, 林伟德, 罗顺远 申请人:富临科技工程股份有限公司