一种低温材料优质化方法，包含一第一超临界流体清洗步骤、一恒温处理步骤，及一第二超临界流体清洗步骤，第一超临界流体清洗步骤是先将一待处理材料置于真空环境中，再以超临界状态的流体清洗该待处理材料，恒温处理步骤是将清洗后的待处理材料暴露于压力在70～400atm且温度在摄氏100～450度的环境下，第二超临界流体清洗步骤是以超临界状态的流体清洗经过恒温处理步骤的待处理材料。借此，在相对低温及高压环境下进行恒温处理，使待处理材料能够进行类似于微细颗粒化的过程与再结晶化的过程，得到均匀度、覆盖性佳的高质量材料。本发明专利技术也提供一种低温材料优质化处理装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料的优质化方法及其装置，特别是涉及一种以低温高压方式将材料优质化的方法及其处理装置。
技术介绍
在现有的半导体及电子产品的加工生产制程中，大部分要通过物理气相沉积(PVD)、电弧式物理气相沉积(PVD),或化学气相沉积(Chemical Vaper Deposition)等沉积方法在一基板上沉积出一薄膜，再利用微影黄光(Lithography)与蚀刻(Etching)技术将欲成型的图样转移至该基板上并堆叠出所需的立体结构(Architecture)。而以上述方法所制成的电子产品，其质量大部分取决于沉积过程中所形成的薄膜质量好坏，以及制程中在半成品上所累积的静电荷与脏污是否完全去除。在现有的制程中，当半成品在真空环境下完成薄膜沉积后，尚需破真空并移至一高温炉管机台，再以大于摄氏1000度的高温环境气体(Ambient gas)通入该机台，以对该形成有薄膜的半成品进行恒温处理(Anneal),以使材料内部的晶粒结构能够均勻化。但是，薄膜材料在高温长时间处理下，会有热应力累积在所生产薄膜内的问题，而热应力对最终成品的可靠度将会有严重影响，在业界对线宽要求日益严格的趋势下，现有的利用高温长时间恒温处理以得到高质量薄膜的技术将逐渐被淘汰，且在未来的软性电子及可挠式电子等对可靠度有高度要求的电子产品中，可能无法继续被应用。除此之外，现有的制程技术对制程中脏污与静电荷累积的问题尚无法提出完整且有效解决方法，这一问题在线宽及成品可靠度要求日益严格的趋势下，势必会对产品的良率及可靠度造成相当的影响
技术实现思路
`本专利技术的目的在于提供一种以相对低温将薄膜材料质量优质化的处理方法。本专利技术低温材料优质化方法，包含一第一超临界流体清洗步骤、一恒温处理步骤，及一第二超临界流体清洗步骤。该第一超临界流体清洗步骤是先将一待处理材料置于一真空环境中，之后再以超临界状态的流体对该待处理材料进行清洗。该恒温处理步骤是将经过该第一超临界流体清洗步骤清洗后的该待处理材料暴露于压力在70 400大气压且温度在摄氏100 450度的环境下一预设时间。该第二超临界流体清洗步骤是以超临界状态的流体对经过该恒温处理步骤的该待处理材料进行清洗。较佳地，在该恒温处理步骤中，是将经过该第一超临界流体清洗步骤清洗后的待处理材料暴露于压力在200大气压且温度在摄氏180度的真空环境下。较佳地，在该恒温处理步骤中，其压力及温度是随着时间变化。较佳地，该低温材料优质化方法还包含一个介于该第一超临界流体清洗步骤及该恒温处理步骤间的沉积步骤，该沉积步骤是在经过该第一超临界流体清洗步骤清洗后的待处理材料的表面形成一片薄膜。较佳地，在该第一超临界流体清洗步骤及该第二超临界流体清洗步骤中，该流体是选自于二氧化碳、一氧化二氮、三氟一氯甲烷、二氟二氯甲烷或前述物质的组合。较佳地，在该沉积步骤中，是以选自于溅镀、烧结、物理气相沉积、电弧物理气相沉积、化学气相沉积，或电子回旋共振式化学气相沉积的方式将该薄膜沉积于该待处理材料的表面。本专利技术的另一目的，即在提供一种适用于进行该低温材料优质化方法的低温材料优质化处理装置，包含一本体、一设置于该本体内的处理单元、一设置于该本体内的沉积单元、一设置于该本体内的输送单元，及一设置于该本体内的流体单元。该本体内形成有一容置空间，该处理单元位于该本体的容置空间内并具有一处理腔室，且该处理腔室内的温度及压力是能够调整的。该沉积单元位于该本体的容置空间内并具有一沉积腔室，且能够将一薄膜镀于该待处理材料的表面。该输送单兀位于该本体的容置空间内并承载该待处理材料，使其依默认流程于该处理单元及该沉积单元中进行存取。该流体单元与该处理单元的处理腔室相连通，并能够控制一流体输入该处理腔室内。本专利技术的有益效果在于:利用在相对低温及相对高压的环境下进行恒温处理，使待处理材料能够进行类似于微细颗粒化(Grain)的过程与再结晶化(Recrystallization)的过程，以得到均勻度(Uniformity)、覆盖性(Step Coverage)佳的高质量材料。除此之夕卜，也能将原先质量不 均匀，或成本较低廉的镀膜(Film)转化与优质化成质量均匀的细致细颗粒高质量薄膜(Thin Film)以利后续制程使用。附图说明图1是一流程图，说明本专利技术低温材料优质化方法的第一较佳实施例；图2是一显微实照图，辅助说明该第一较佳实施例；图3是一显微实照图，辅助说明该第一较佳实施例；图4是一显微实照图，辅助说明该第一较佳实施例；图5是一流程图，说明本专利技术低温材料优质化方法的第二较佳实施例；及图6是一装置配置示意图，说明本专利技术低温材料优质化处理装置。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。参阅图1，本专利技术低温材料优质化方法的第一较佳实施例，包含一第一超临界流体清洗步骤1、一恒温处理步骤2，及一第二超临界流体清洗步骤3。该第一超临界流体清洗步骤1，是先将一待处理材料置于一真空环境中，之后再以超临界状态的流体对该待处理材料进行清洗。在实际实施时，是使该待处理材料静置于一密闭的空间内，并将该空间内抽成真空状态，随后再将流体通入该空间内，待确认预定量的流体已通入该空间后，即对该空间内的压力及温度进行调整，调整的目标值即为该流体的临界条件。在本实施例中，是以石墨作为待处理材料，并以二氧化碳作为该流体，故需将该空间内的温度及压力分别提高到至少摄氏31.1度(°C)及72.8大气压(atm)，当然，也可使用其他种类的流体，例如一氧化二氮(临界温度36.4°C、临界压力72.5atm)、三氟一氯甲烷(临界温度28.8°C、临界压力38.7atm)、二氟二氯甲烷(临界温度111.7°C、临界压力37.4atm)，仅需将该空间内的温度及压力调整至对应的临界条件即可，可视实际情况而定。利用该第一超临界流体清洗步骤I中将流体操作在其临界条件的作业环境下，以使该流体进入超临界态，而处于超临界态的流体具有极高的溶解能力，可溶解沾附于该待处理物表面的脏污(contamination)、微尘粒(particle),及静电荷等杂质,进而有效地清除该待处理材料表面的污染物，使该待处理材料能够在清洁的状况下进行下一个处理流程。继续参阅图1，该恒温处理步骤2中，是将经过该第一超临界流体清洗步骤I清洗后的该待处理材料暴露于压力在70 400atm且温度在摄氏100 450度的环境下一预设时间。在实际实施时，即是将该空间内的温度及压力条件进一步分别提升至摄氏100 450°C及70 400atm，在本实施例中，是以摄氏180°C的温度及200atm的压力的操作条件来对该待处理物进行3小时的恒温处理。透过低温及高压状态的恒温处理，使该待处理材料能够进行类似于微细颗粒化(Grain)的过程与再结晶化(Recrystallization)的过程,进而达到高晶粒均勻度及覆盖性的高质量材料。配合参阅图2至图4，图2为处理前的电子显微镜实照图，而图3、4则为经过3小时180°C、200atm恒温处理后的电子显微镜实照图(不同放大倍率)，由图3、4可见，在经过3小时的低温及高压恒温处理后，该待处理材料(石墨)的晶粒结构已由未处理前的粒径大小参差不齐的圆球状转变为大小较为一致且排列较为整齐的晶格状，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温材料优质化方法，其特征在于：包含有一个第一超临界流体清洗步骤，是先将一个待处理材料置于一个真空环境中，之后再以超临界状态的流体对该待处理材料进行清洗；一个恒温处理步骤，将经过该第一超临界流体清洗步骤清洗后的该待处理材料暴露于压力在70～400大气压且温度在摄氏100～450度的环境下一预设时间；以及一个第二超临界流体清洗步骤，以超临界状态的流体对经过该恒温处理步骤的该待处理材料进行清洗。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏颕，
申请(专利权)人：陈柏颕，
类型：发明
国别省市：
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