材料低溫優(yōu)化方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將材料進(jìn)行處理的設(shè)備及方法，特別是涉及一種使材料在低溫就可以進(jìn)行優(yōu)化的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及隨著行動(dòng)裝置的普及，半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)發(fā)展已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)且變成不可或缺的角色，而且在現(xiàn)有的半導(dǎo)體產(chǎn)品的加工生產(chǎn)制程中，大部分要通過(guò)物理氣相沉積(PVD)、電弧式物理氣相沉積(PVD)，或化學(xué)氣相沉積(ChemicalVaper Deposit1n)等沉積方法在一基板上沉積出一薄膜，再利用微影黃光(Lithography)與蝕刻(Etching)技術(shù)將欲成型的圖樣轉(zhuǎn)移至該基板上并堆棧出所需的立體結(jié)構(gòu)(Architecture)。利用上述方法所制成的半導(dǎo)體產(chǎn)品的質(zhì)量好壞大部分是決定于沉積過(guò)程中所形成的薄膜質(zhì)量，以及制程中在半成品上所累積的靜電荷與臟污是否完全去除。在現(xiàn)有的制程中，當(dāng)半成品在真空環(huán)境下完成薄膜沉積后，尚需離開(kāi)真空并移至一高溫爐管機(jī)臺(tái)，再以大于攝氏1000度的高溫環(huán)境氣體(Ambientgas)通入該機(jī)臺(tái)，對(duì)形成有薄膜的半成品進(jìn)行恒溫處理(Anneal)，以使材料內(nèi)部的晶粒結(jié)構(gòu)能夠均勻化。
[0003]但是薄膜材料在高溫長(zhǎng)時(shí)間處理下，會(huì)有熱應(yīng)力累積的問(wèn)題，進(jìn)而嚴(yán)重影響最終成品的可靠度，在業(yè)界對(duì)線寬要求日益嚴(yán)格的趨勢(shì)下，利用高溫長(zhǎng)時(shí)間恒溫處理以得到高質(zhì)量薄膜的技術(shù)日后將逐漸被淘汰，且在未來(lái)的軟性電子及可撓式電子等對(duì)可靠度有高度要求的電子產(chǎn)品中，更可能無(wú)法繼續(xù)被應(yīng)用。且在未來(lái)的軟性基板的浪潮下，勢(shì)必會(huì)碰到另一種層層的考驗(yàn)，最主要原因是所有軟性基板的玻璃轉(zhuǎn)化溫度都很低，所以發(fā)展低溫優(yōu)化是一件迫不及待的任務(wù)，現(xiàn)在世界各國(guó)科技大廠，無(wú)不盡全力去發(fā)展在未來(lái)臺(tái)面上一定是大家注目與追逐的焦點(diǎn)，高溫優(yōu)化在未來(lái)半導(dǎo)體制程會(huì)包括(I)熱處理時(shí)間長(zhǎng)(長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí))、(2)熱處理所需電能成本非常高、(3)熱處理所需溫度與熱溫度曲線(Thermalprofile)不恰當(dāng)會(huì)造成芯片扭曲、(4)制程參數(shù)調(diào)控窗口小、(5)熱處理的溫度造成電場(chǎng)雜質(zhì)移位等諸多不利因素，在未來(lái)更精密的制程勢(shì)必被取代。
[0004]此外，現(xiàn)有的制程技術(shù)對(duì)制程中，臟污與靜電荷累積的問(wèn)題尚無(wú)法提出完整且有效解決方法，此一問(wèn)題在線寬及成品可靠度要求日益嚴(yán)格的趨勢(shì)下，勢(shì)必會(huì)對(duì)產(chǎn)品的良率及可靠度造成相當(dāng)?shù)挠绊憽?br>[0005]另外，半導(dǎo)體生產(chǎn)制程中常常會(huì)需要一些零件(parts)充當(dāng)芯片的支撐物(Holder)，在使用一段時(shí)日后表面會(huì)被侵蝕，如果有一些材料優(yōu)化程序，此優(yōu)化動(dòng)作將材料被侵蝕破壞的部分一一修復(fù)，則此零件支撐物就有機(jī)會(huì)重新回生產(chǎn)線繼續(xù)扮演原來(lái)角色與任務(wù)，如此可將零件支撐物其生命周期與使用年限無(wú)形中延長(zhǎng)很多，這樣的概念可使制造成本降低同時(shí)也是材料優(yōu)化另一應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能同時(shí)對(duì)材料進(jìn)行除污且使材料低溫優(yōu)化的材料低溫優(yōu)化裝置。
[0007]本發(fā)明的另一目的，則是在于提供一種能使材料在低溫條件下同時(shí)進(jìn)行除污及優(yōu)化的材料低溫優(yōu)化方法。
[0008]本發(fā)明材料低溫優(yōu)化裝置，包含:一個(gè)本體單元、一個(gè)流體供應(yīng)單元、一個(gè)超臨界催化單元、一個(gè)供電單元，以及一個(gè)電極單元。
[0009]該本體單兀包括一個(gè)殼體，以及一個(gè)可分離地蓋設(shè)于該殼體的蓋體，該殼體與該蓋體并共同界定出一個(gè)密閉腔室。
[0010]該流體供應(yīng)單元是用以使該密閉腔室中盛裝有預(yù)定量的流體。
[0011]該超臨界催化單元是用以使該密閉腔室內(nèi)的流體成為超臨界流體，該超臨界催化單元包括一個(gè)設(shè)置于該本體單元并用以對(duì)該密閉腔室內(nèi)的流體進(jìn)行加熱作用的加熱器，以及一個(gè)設(shè)置于該本體單元并用以對(duì)該密閉腔室內(nèi)的流體進(jìn)行加壓作用的加壓器。
[0012]該供電單元設(shè)置于該本體單元外且具有一個(gè)正極與一個(gè)負(fù)極。
[0013]該電極單兀設(shè)置于該殼體內(nèi)且包括一個(gè)正電極件及一個(gè)負(fù)電極件，該正電極件與該負(fù)電極件分別電連接于該供電單元的該正極與該負(fù)極，該正電極件并用以承載一個(gè)待處理材料。
[0014]本發(fā)明的材料低溫優(yōu)化裝置，該流體供應(yīng)單元所盛裝的流體是水。
[0015]本發(fā)明的材料低溫優(yōu)化裝置，該流體供應(yīng)單元所盛裝的流體是二氧化碳與水的組八口 ο
[0016]本發(fā)明的材料低溫優(yōu)化裝置，該流體供應(yīng)單元所盛裝的流體是二氧化碳與甲醇的組合。
[0017]本發(fā)明的材料低溫優(yōu)化方法，包含:一個(gè)備置步驟、一個(gè)第一次超臨界流體清洗步驟、一個(gè)材料優(yōu)化步驟，及一個(gè)第二次超臨界流體清洗步驟。該備置步驟是備置一個(gè)密閉腔室，并于該密閉腔室內(nèi)部設(shè)置一個(gè)正電極件及一個(gè)負(fù)電極件，該正電極件與該負(fù)電極件分別與一個(gè)供電單元的一個(gè)正極與一個(gè)負(fù)極電連接。該第一次超臨界流體清洗步驟，將一個(gè)待處理材料置于該正電極件上，使該密閉腔室內(nèi)盛裝有預(yù)定量的超臨界流體，借由所述超臨界流體溶解該待處理材料表面雜質(zhì)。該材料優(yōu)化步驟是借由該供電單元供電，使得該正電極件與該負(fù)電極件通電，使得所述待處理材料表面進(jìn)行雜質(zhì)原子拔離作用。第二次超臨界流體清洗步驟，再次利用所述超臨界流體對(duì)已經(jīng)材料優(yōu)化步驟處理后的所述待處理材料進(jìn)行表面清潔作業(yè)。
[0018]本發(fā)明的材料低溫優(yōu)化方法，該超臨界流體是二氧化碳與水的組合。
[0019]本發(fā)明的材料低溫優(yōu)化方法，該超臨界流體是二氧化碳與甲醇的組合。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:借由所述超臨界流體溶解所述待處理材料表面雜質(zhì)，同時(shí)利用該正電極件與該負(fù)電極件的通電，使得所述待處理材料表面帶正電的雜質(zhì)原子移往該負(fù)電極件移動(dòng)而脫離該正電極件，如此能夠在相對(duì)低溫及相對(duì)高壓的環(huán)境下將該待處理材料進(jìn)行低溫優(yōu)化，使該待處理材料的結(jié)構(gòu)更加致密，同時(shí)利用該正電極件于通電后作為犧牲陽(yáng)極而對(duì)所述待處理材料進(jìn)行雜質(zhì)原子拔離作用，而使該待處理材料更加純化，成為均勻度(Uniformity)及覆蓋性(Step Coverage)均佳的高質(zhì)量材料。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是一示意圖，說(shuō)明本發(fā)明材料低溫優(yōu)化裝置的一較佳實(shí)施例；
[0022]圖2是一使用示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例的使用態(tài)樣；
[0023]圖3是一流程圖，說(shuō)明本發(fā)明材料低溫優(yōu)化方法的一較佳實(shí)施例；
[0024]圖4是一示意圖，顯示非晶質(zhì)材料的原子排列態(tài)樣；
[0025]圖5是一示意圖，顯示多晶質(zhì)材料的原子排列態(tài)樣；
[0026]圖6是一示意圖，顯示單晶質(zhì)材料的原子排列態(tài)樣；及
[0027]圖7(a)至(C)是一晶相圖，分別輔助說(shuō)明圖4至6。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]參閱圖1，本發(fā)明材料低溫優(yōu)化裝置2包含一本體單元21、一流體供應(yīng)單元22、一超臨界催化單元23、一供電單元24，以及一電極單元25。
[0030]該本體單元21包括一殼體211，以及一可分離地蓋設(shè)于該殼體211的蓋體212，該蓋體212蓋置于該殼體211后并共同界定出一密閉腔室213。
[0031]該流體供應(yīng)單元22是用以使該密閉腔室213中盛裝有預(yù)定量的流體。所述流體是水，或二氧化碳與水的組合，或二氧化碳與甲醇的組合。在本較佳實(shí)施例中是以水做說(shuō)明。
[0032]該超臨界催化單元23包括一設(shè)置于該本體單元21并用以對(duì)該密閉腔室213內(nèi)的流體進(jìn)行加熱作用的加熱器231，以及一設(shè)置于該本體單元21并用以對(duì)該密閉腔室213內(nèi)的流體進(jìn)行加壓作用的加壓器232，借由啟動(dòng)該加熱器231的加熱及該加壓器232的加壓作用，使得該密閉腔室213內(nèi)的流體成為超臨界