CN108048814B - 具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统 - Google Patents

Abstract

具有反应式离子蚀刻(以下称RIE)功能的连续式镀膜系统电连接于电源供应器且包含载盘并沿生产方向包含载入腔体、RIE装置、溅镀腔体及载出腔体。RIE装置包括电连接电源供应器以于执行RIE制程时作为第一极板用的蚀刻腔体及电浆局限单元。电浆局限单元具有围绕且连接于蚀刻腔体内周缘以与蚀刻腔体共同定义出接地路径的金属遮罩。腔体彼此相通且共同定义出输送通道。载盘电连接于电源供应器并于输送通道中沿生产方向移动，当载盘于执行RIE制程时能作为第二极板用。分别作为第一、二极板用的电浆局限单元与载盘能令载盘于蚀刻腔体中执行RIE制程时，经电场裂解反应式气体所构成的电浆被局限在载盘上方，从而在提升生产效率的前提下解决RIE电场均匀性的问题。

Description

具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统

技术领域

本发明涉及一种连续式(in-line)镀膜系统，特别是涉及一种具有反应式离子蚀刻(reactive ion etching；简称RIE)功能的连续式镀膜系统。

背景技术

干式蚀刻法(dry etching)依其电浆(plasma)模式一般是可被区分为电浆蚀刻模式(plasma etching mode；简称PE mode)、反应式离子蚀刻模式(RIE mode)，与感应式耦合电浆(inductively coupled plasma；简称ICP)反应式离子蚀刻模式(ICP-RIE mode)等多种。目前业界于in-line镀膜系统中常结合PE模式，但是碍于PE模式所构成的电浆密度较低，其对于一待处理工件的离子轰击(ion bombardment)程度不足；因此，目前只在批次炉(batch type)相关业界(也就是，单腔式)偏向使用RIE模式。

基于封装相关技术领域在实施其封装制程时，须考量到脱膜的问题；因此，就现有的RIE模式的干式蚀刻法的相关应用来说，其目的是在于移除掉封装材料表面所残留的不易附着的成分(如，氟化物)，以借此避免此等不易附着的成分影响到后端的镀膜制程时的附着性。此外，就大面积的RIE须考量到的问题，不外乎是电场(electric fiel)的均匀性；因此，在单腔式的RIE设备的相关技术文件中，则可见有美国第6,506,685 B2授权号、第8,360,003 B2授权号及第8,465,620 B2授权号等专利文件，其多半是在说明利用金属材质的遮蔽物来提升电场的均匀性以令电浆可被局限在待处理工件的表面。

虽然所述美国授权的专利文件提供了增加电场均匀性的相关技术手段；然而，在讲求生产效率的现阶段来说，单腔式的RIE设备始终无法为生产效率带来大幅度的贡献。

因此，根据上述说明可知，在提升生产效率的前提下，解决RIE的电场均匀性的问题，是所属技术领域的相关技术人员有待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提升生产效率并改善RIE的电场均匀性的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统。

本发明的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，是电连接于电源供应器并包括载盘及输送机构，且沿生产方向还包括载入装置、反应式离子蚀刻装置、溅镀装置，及载出装置。该载入装置包括载入腔体。该反应式离子蚀刻装置临接于该载入装置，并包括与该载入腔体相通且电连接至该电源供应器的蚀刻腔体，及位于该蚀刻腔体内的电浆局限单元。该蚀刻腔体于执行反应式离子蚀刻制程时，是作为该反应式离子蚀刻装置的第一极板用。该电浆局限单元具有一围绕该蚀刻腔体的内周缘的金属遮罩，且该金属遮罩连接于该蚀刻腔体以与该蚀刻腔体共同定义出接地路径。该溅镀装置临接于该反应式离子蚀刻装置，并包括与该蚀刻腔体相通的溅镀腔体。该载出装置临接于该溅镀装置，并包括与该溅镀腔体相通的载出腔体，且该载入腔体、该蚀刻腔体、该溅镀腔体，及该载出腔体共同定义出输送通道。该载盘能与该电源供应器电连接并能于该输送通道中沿该生产方向移动，当该载盘位于该蚀刻腔体内以执行该反应式离子蚀刻制程时，能作为该反应式离子蚀刻装置的第二极板用。该输送机构包括驱动单元，及设置于该输送通道中并与该驱动单元连接的掣动单元。该掣动单元受该驱动单元所驱动，以带动位于该掣动单元上的该载盘能沿该生产方向移动。

本发明的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，该反应式离子蚀刻装置还包括升降单元，且该电浆局限单元还具有至少一金属围框及定义出多个网孔的金属纱网，该金属围框围绕该蚀刻腔体的内周缘且连接于该金属遮罩并背向该金属遮罩延伸，该金属纱网是固定于该金属围框以围绕该蚀刻腔体的内周缘并协同该金属遮罩及该蚀刻腔体共同定义出该接地路径，该升降单元具有穿设于该蚀刻腔体的轴杆、固定在该轴杆的端缘且承载该载盘并与该载盘电性隔绝的平台，及连接该轴杆的驱动件，该驱动件能驱动该轴杆带动该平台于载送位置及夹持位置间移动，当该平台位于该载送位置时，承载该载盘的该平台令该载盘位于该输送机构的掣动单元上，当该平台位于该夹持位置时，位于该平台上的该载盘是相对该平台位于该载送位置时靠近该金属围框，且该平台电连接该金属纱网以偕同该金属围框、该金属纱网、该金属遮罩及该蚀刻腔体共同定义出该接地路径。

本发明的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，该电浆局限单元还具有至少一连接于该金属围框以面向该升降单元的平台的金属弹片，当该平台位于该夹持位置时，该金属弹片是被夹持于该金属围框及该平台间，且该平台接触该金属弹片以偕同金属弹片、该金属围框、该金属纱网、该金属遮罩及该蚀刻腔体共同定义出该接地路径。

本发明的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，该蚀刻腔体具有定义出空间的金属围壁，及连接该金属围壁以封闭该空间的金属盖板。

本发明的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，该蚀刻腔体还具有至少一贯穿该蚀刻腔体的进气口，及至少一贯穿该蚀刻腔体的抽气口，该蚀刻腔体的该进气口是相对其抽气口靠近该金属纱网，且该进气口是位于该金属纱网的相反两侧的其中一侧，该抽气口是位于该金属纱网的该两侧的其中另一侧，该金属纱网的网孔的孔径是小于气体的平均自由路径。

本发明的有益效果在于：借由该电源供应器以提供一接地电位给作为该第一极板用的彼此连接的该金属遮罩与该蚀刻腔体，并提供一射频(r.f.)电位给作为该第二极板用的该载盘，可令该载盘于该反应式离子蚀刻装置的蚀刻腔体的空间中执行该反应式离子蚀刻制程时，经电场裂解一反应式气体所构成的一电浆被局限在该载盘的上方，从而在提升生产效率的前提下，解决RIE的电场均匀性的问题。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一立体图，说明本发明具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统的一实施例；

图2是一局部立体剖开示意图，说明本发明该实施例的一反应式离子蚀刻装置的一升降单元的一平台位于一载送位置时的实施态样；

图3是图2的一侧视剖视图；

图4是一局部立体剖开示意图，说明本发明该实施例的反应式离子蚀刻装置的升降单元的平台位于一夹持位置时的实施态样；

图5是图4的一侧视剖视图；及

图6是图5的一局部放大图，说明当本发明该实施例的升降单元的平台位于该夹持位置时，其与一电浆局限单元的多个金属弹片间的关系。

具体实施方式

参阅图1、图2与图3，本发明具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统的一实施例，是电连接于一电源供应器(图未示)并包括一载盘6，及一输送机构7，且沿一生产方向X还依序包括一载入装置2、一反应式离子蚀刻装置3、一溅镀装置4，及一载出装置5。该载入装置2包括一载入腔体21。

该反应式离子蚀刻装置3临接于该载入装置2，并包括一与该载入腔体21相通且电连接至该电源供应器的蚀刻腔体31，及一位于该蚀刻腔体31内的电浆局限单元32。该蚀刻腔体31具有一定义出一空间310的金属围壁311，及一连接该金属围壁311以封闭该空间310的金属盖板312。该蚀刻腔体31于执行一反应式离子蚀刻制程时，是作为该反应式离子蚀刻装置3的一第一极板用。该电浆局限单元32具有一围绕该蚀刻腔体31的一内周缘的金属遮罩321，且该金属遮罩321连接于该蚀刻腔体31的金属围壁311。详细地来说，该蚀刻腔体31是电连接于该电源供应器的一匹配器(matching box；图未示)，以通过该匹配器对该蚀刻腔体31提供一接地(grounding)电位；因此，彼此连接的该电浆局限单元32的该金属遮罩321与该蚀刻腔体31共同定义出一接地路径G(见图5)。

该溅镀装置4临接于该反应式离子蚀刻装置3，并包括一与该蚀刻腔体31相通的溅镀腔体41。

该载出装置5临接于该溅镀装置4，并包括一与该溅镀腔体41相通的载出腔体51，且该载入腔体21、该蚀刻腔体31、该溅镀腔体41，及该载出腔体51共同定义出一输送通道70。在此要补充说明的是，本发明该实施例的连续式镀膜系统实际上还包括多个缓冲装置(图未示)，各缓冲装置包括一缓冲腔体，且各缓冲腔体连接且相通于每两相邻的腔体21、31、41、51间，并共同定义出该输送通道70。进一步地来说，该载入腔体21、该蚀刻腔体31、该溅镀腔体41及该载出腔体51是分别通过各装置2、3、4、5的一抽气泵(图未示)自其所对应的腔体21、31、41、51的一抽气管路(图未示)抽除各腔体21、31、41、51内的气体，以令各腔体21、31、41、51维持一真空态。本发明的主要技术重点在于该反应式离子蚀刻装置3，前述缓冲腔体甚或是抽气泵并非本发明的技术重点，为缩减本案说明书的篇幅并简化图式内容以令本案所属技术领域的技术人员可以将重点放在该反应式离子蚀刻装置3，本发明的图1是省略所述缓冲装置与抽气泵，且关于缓冲腔体与抽气泵等细部结构与运作，于此不再多加赘述。

该载盘6能与该电源供应器电连接并能于该输送通道70中沿该生产方向X移动，且当该载盘6位于该蚀刻腔体31内以执行该反应式离子蚀刻制程时，能作为该反应式离子蚀刻装置3的一第二极板用。简单地说，本发明是借由该匹配器以提供该接地电位给作为该第一极板用的彼此连接的该金属遮罩321与该蚀刻腔体31，并提供一射频(r.f.)电位给作为该第二极板用的该载盘6，可令该载盘6于该反应式离子蚀刻装置3的蚀刻腔体31空间310中执行该反应式离子蚀刻制程时，经电场裂解一反应式气体所构成的一电浆是被局限在该载盘6的上方，并借此增加离子轰击的程度。

该输送机构7包括一驱动单元(图未示)，及一设置于该输送通道70中并与该驱动单元连接的掣动单元71。该掣动单元71受该驱动单元所驱动，以带动位于该掣动单元71上的该载盘6能沿该生产方向X移动。该掣动单元71可以是一皮带滚轮组件，也可以是一齿轮组件，该输送机构7同样属于现有技术，并非本发明的技术重点，于此不再多加赘述。

在本发明该实施例中，该反应式离子蚀刻装置3还包括一升降单元33，且该电浆局限单元32还具有两金属围框322、一定义出多个网孔的金属纱网324，及多个彼此间隔设置的金属弹片323。所述金属围框322是彼此间隔设置并围绕该蚀刻腔体31的内周缘，且连接于该金属遮罩321并背向该金属遮罩321延伸。该金属纱网324是固定且夹置于所述金属围框322间以围绕该蚀刻腔体31的内周缘。所述金属弹片323连接于所述金属围框322中的位处于下方处的该金属围框322。该升降单元33具有一穿设于该蚀刻腔体31的轴杆331、一平台332，及一连接该轴杆331的驱动件(图未示)。该升降单元33的平台332是固定在该轴杆331的一端缘(也就是，顶缘)以令所述金属弹片323面向该升降单元33的平台332，且承载该载盘6并与该载盘6电性隔绝。该驱动件能驱动该轴杆331带动该平台332于一载送位置(loading position)及一夹持位置(clamping position)间移动。于本实施例中，金属围框322的数量为两个，金属弹片323的数量为多个，但是所述金属围框322和所述金属弹片323的数量也均能够依需求而变更为一个或是更多个，并不以此为限。

如图2与图3所示，当该平台332位于该载送位置时，承载有该载盘6的该平台332令该载盘6位于该输送机构7的掣动单元71上；换句话说，当该平台332位于该载送位置时，该升降单元33的驱动件驱动该轴杆331朝下移动以带动该平台332朝下移动，令位于该平台332上的该载盘6位于该输送机构7的掣动单元71上。

参阅图4、图5与图6，当该平台332位于该夹持位置时，位于该平台332上的该载盘6是相对该平台332位于该载送位置时靠近所述金属围框322，且所述金属弹片323是被夹持于位于下方处的该金属围框322及该平台332间，以令该平台332接触所述金属弹片323并偕同所述金属弹片323、所述金属围框322、该金属纱网324、该金属遮罩321及该蚀刻腔体31共同定义出该接地路径G。换句话说，当该平台332位于该夹持位置时，该升降单元33的驱动件驱动该轴杆331朝上移动以带动该平台332朝上移动，令被该平台332所承载的该载盘6靠近所述金属围框322，同时经上升位移后的该平台332接触所述金属弹片323以令所述金属弹片323被夹持在位于下方处的该金属围框322与该平台332间，并偕同所述金属弹片323、所述金属围框322、该金属纱网324、该金属遮罩321及该蚀刻腔体31定义出该接地路径G。同样地，该升降单元33的驱动件属于已知的构件，其并非本发明的技术重点，为简化本案图式内容并缩减说明书篇幅，本案图2～3与图4～5是省略该升降单元33的驱动件，且说明书也不对该驱动件的连接关系与运作多加赘述。

此外，该蚀刻腔体31的金属围壁311还具有至少一个贯穿该金属围壁311的进气口3111，及至少一个贯穿该金属围壁311的抽气口3112(图2与图4只分别显示出一个进气口3111与一个抽气口3112，所述进气口3111和所述抽气口3112的数量也可以为多个)。此处需进一步补充说明的是，为令经裂解该反应式气体所构成的该电浆有效地被局限在该蚀刻腔体31的空间310的上半部，较佳地，该蚀刻腔体31的进气口3111是相对其抽气口3112靠近该金属纱网324，且所述进气口3111是位于该金属纱网324的相反两侧的其中一侧(也就是，上侧)，所述抽气口3112是位于该金属纱网324的该相反两侧的其中另一侧(也就是，下侧)，该金属纱网324的网孔的孔径是小于该反应式气体的平均自由路径(mean free path)。

详细地来说，当一位于该载盘6上的待处理工件(图未示)需进行该反应式离子蚀刻制程与一溅镀制程时，该载盘6是位于如图1所示的该输送通道70中的该输送机构7的掣动单元71上(为节省本案说明书的篇幅，以下是省略各缓冲腔体的相关说明)，以通过该掣动单元71自该载入装置2的载入腔体21的一入口端210沿该生产方向X依序被送至该载入腔体21、该反应式离子蚀刻装置3的该蚀刻腔体31中执行该反应式离子蚀刻制程、该溅镀装置4的溅镀腔体41中执行该溅镀制程，及该载出装置5的该载出腔体51中，并于执行完该反应式离子蚀刻制程与该溅镀制程后经该载出腔体51的一出口端510送出本发明该实施例的连续式镀膜系统。

更具体地来说，当位于该载盘6上的该待处理工件于该蚀刻腔体31内执行该反应式离子蚀刻制程前，承载该载盘6与该待处理工件的该平台332是位于如图2与图3所示的该载送位置，以令该载盘6位于该输送机构7的掣动单元71上。如图4～6所示，当位于该载盘6上的该待处理工件于该蚀刻腔体31内实际执行该反应式离子蚀刻制程时，承载有该载盘6与该待处理工件的该平台332是朝上位移至该夹持位置以接触该电浆局限单元32的所述金属弹片323，此时电连接于该电源供应器并作为该第一极板用的该蚀刻腔体31是通过该匹配器对彼此连接的该蚀刻腔体31与该电浆局限单元32(也就是，该金属遮罩321、所述金属围框322、该金属纱网324与所述金属弹片323)提供该接地电位，并同时对作为该第二极板用的该载盘6提供该射频(r.f.)电位从而令该反应式气体在该蚀刻腔体31的空间310中产生该电浆，以令被该载盘6所承载的该待处理工件位于该蚀刻腔体31内执行一电容式耦合电浆反应式离子蚀刻(capacitively coupled plasma RIE；简称CCP-RIE)模式的干式蚀刻。本案只以CCP-RIE模式为例做说明，但是须了解的是，本案的电浆局限单元32也可适用于带有感应电磁线圈的ICP-RIE模式；因此，本发明该实施例并不限于该CCP-RIE模式的干式蚀刻，于此合先叙明。

根据上段说明可知，本发明该实施例的连续式镀膜系统除了通过连接于该蚀刻腔体31及该金属遮罩321以令该载盘6于该反应式离子蚀刻装置3的蚀刻腔体31空间310中执行该反应式离子蚀刻制程时，该电浆是可被局限在该载盘6的上方外，更可借由该电浆局限单元32的所述金属围框322与该金属纱网324以令该电浆被局限在该载盘6的一周缘，并借由所述金属弹片323以提升该平台332与位处于下方处的该金属围框322间的电性接触使该接地电位的稳定性提升，从而通过感应电磁场来增加电浆密度。

此处更值得一提的是，本发明除了通过该电浆局限单元32令该电浆被局限在该载盘6的上方与周缘以借此增加离子轰击的程度外，该载盘6在经过该溅镀装置4的溅镀腔体41中执行完该溅镀制程后所残留在该载盘6周缘处的镀膜物，更可借由下一个循环的反应式离子蚀刻制程来带走残留在该载盘6周缘处的镀膜物，且于实施该反应式离子蚀刻制程中所产生的副产物(byproduct)也可一并自所述抽气口3112被带离该蚀刻腔体31。

综上所述，本发明具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，可通过该电浆局限单元32令该电浆被局限在该载盘6的上方与周缘，以借此增加电场的均匀性以及离子轰击的程度，该载盘6在经过该溅镀装置4的溅镀腔体41中执行完该溅镀制程后所残留在该载盘6周缘处的镀膜物，更可借由下一个循环的反应式离子蚀刻制程来带走残留在该载盘6周缘处的镀膜物，且于实施该反应式离子蚀刻制程中所产生的副产物也可一并被带走，从而在提升生产效率的前提下，解决RIE的电场均匀性的问题，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述者，只为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，也就是凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (4)

1.一种具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，是电连接于电源供应器，其特征在于：其包含载盘及输送机构，且沿生产方向还包含载入装置、反应式离子蚀刻装置、溅镀装置，及载出装置；

该载入装置包括载入腔体；

该反应式离子蚀刻装置临接于该载入装置，并包括与该载入腔体相通且电连接至该电源供应器的蚀刻腔体、位于该蚀刻腔体内的电浆局限单元，及升降单元，该蚀刻腔体于执行反应式离子蚀刻制程时是作为该反应式离子蚀刻装置的第一极板用，该电浆局限单元具有围绕该蚀刻腔体的内周缘的金属遮罩，且该金属遮罩连接于该蚀刻腔体以与该蚀刻腔体共同定义出接地路径，该电浆局限单元还具有至少一金属围框及定义出多个网孔的金属纱网，该金属围框围绕该蚀刻腔体的内周缘且连接于该金属遮罩并背向该金属遮罩延伸，该金属纱网是固定于该金属围框以围绕该蚀刻腔体的内周缘并协同该金属遮罩及该蚀刻腔体共同定义出该接地路径，该升降单元具有穿设于该蚀刻腔体的轴杆、固定在该轴杆的端缘且承载该载盘并与该载盘电性隔绝的平台，及连接该轴杆的驱动件，该驱动件能驱动该轴杆带动该平台于载送位置及夹持位置间移动，当该平台位于该载送位置时，承载该载盘的该平台令该载盘位于该输送机构的掣动单元上，当该平台位于该夹持位置时，位于该平台上的该载盘是相对该平台位于该载送位置时靠近该金属围框，且该平台电连接该金属纱网以偕同该金属围框、该金属纱网、该金属遮罩及该蚀刻腔体共同定义出该接地路径；

该溅镀装置临接于该反应式离子蚀刻装置，并包括与该蚀刻腔体相通的溅镀腔体；

该载出装置临接于该溅镀装置，并包括与该溅镀腔体相通的载出腔体，且该载入腔体、该蚀刻腔体、该溅镀腔体，及该载出腔体共同定义出输送通道；

该载盘能与该电源供应器电连接，并能于该输送通道中沿该生产方向移动，当该载盘位于该蚀刻腔体内以执行该反应式离子蚀刻制程时能作为该反应式离子蚀刻装置的第二极板用；及

该输送机构包括驱动单元，及设置于该输送通道中并与该驱动单元连接的掣动单元，该掣动单元受该驱动单元所驱动以带动位于该掣动单元上的该载盘能沿该生产方向移动。

2.根据权利要求1所述的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，其特征在于：该电浆局限单元还具有至少一连接于该金属围框以面向该升降单元的平台的金属弹片，当该平台位于该夹持位置时，该金属弹片是被夹持于该金属围框及该平台间，且该平台接触该金属弹片以偕同金属弹片、该金属围框、该金属纱网、该金属遮罩及该蚀刻腔体共同定义出该接地路径。

3.根据权利要求2所述的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，其特征在于：该蚀刻腔体具有定义出一空间的金属围壁，及连接该金属围壁以封闭该空间的金属盖板。

4.根据权利要求1所述的具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统，其特征在于：该蚀刻腔体还具有至少一贯穿该蚀刻腔体的进气口，及至少一贯穿该蚀刻腔体的抽气口，该蚀刻腔体的该进气口是相对其抽气口靠近该金属纱网，且该进气口是位于该金属纱网的相反两侧的其中一侧，该抽气口是位于该金属纱网的该相反两侧的其中另一侧，该金属纱网的网孔的孔径是小于气体的平均自由路径。

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