等离子体表面处理设备和等离子体设备腔体结构

摘要

本发明涉及真空设备领域，公开了一种等离子体表面处理设备和等离子体设备腔体结构，等离子体设备腔体结构包括：料盒、射频电极和接地电极；等离子体表面处理设备包括设置有进气模块和抽气口的真空等离子腔体，真空等离子腔体内设置有料盒、射频电极和接地电极。料盒内装有多个标的物，这些标的物在料盒内间隔设置，并使任意相邻的两个标的物之间预留有供气流通过的间隙；料盒的侧壁上设置有若干个通风槽，通风槽和间隙数量相对应设置，使得通风槽和间隙共同构成了经过标的物表面的气流通道；射频电极位于料盒的一侧，且正对气流通道；接地电极至少有一部分位于接地电极位于料盒的另一侧，且正对气流通道。本发明能够提高标的物的表面处理效果。

说明书

技术领域

本发明涉及真空设备领域，特别涉及一种等离子体表面处理设备和等离子体设备腔体结构。

背景技术

真空等离子体清洗工艺，是指在真空腔体里，通过电极，在一定的压力情况下产生高能量的无序等离子体，通过等离子体轰击被清洗产品，也就是标的物表面，以达到清洗目的的一种等离子体表面处理工艺。

半导体衬底、引线框架、集成电路板是现今半导体生产流程各个阶段的产品。在生产过程中，常常都需要利用到真空等离子体表面处理设备来清洗表面。因此这些产品都是常见的真空等离子清洗的标的物。

在现有的技术中，通常通过料盒盛放标的物，在料盒上常常设置有通风槽，这些通风槽用于通过等离子气体，以保证清洗效果。

在表面处理时，气体是否能够有效通过标的物表面及气体均匀性是影响处理效果的重要因素。然而由于现有技术的结构限制，气体在经过通风槽时，难以有效地流过标的物的中心部位，尽管标的物的边缘处理效果符合预期，标的物的中部的处理效果却难以令人满意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体表面处理设备，能够提高标的物表面的处理效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种真空等离子体表面处理设备，包括：

设置有进气模块和抽气口的真空等离子体腔体，真空等离子腔体内设置有料盒、射频电极和接地电极；

料盒内装有多个标的物，这些标的物在料盒内间隔设置，并使任意相邻的两个标的物之间预留有供气流通过的间隙；在料盒的侧壁上开有若干个通风槽，通风槽和间隙相对应设置，使得通风槽和间隙共同构成了经过标的物表面的气流通道；

射频电极位于料盒的一侧，且正对气流通道；

接地电极至少有一部分位于料盒的另一侧，且正对气流通道；

气体经由进气模块进入真空等离子腔体内，在射频电极和接地电极的电场作用下电离，通过气流通道并对标的物的表面进行处理，再从抽气口中被抽出。

本发明还提供了一种等离子体设备腔体结构，包括：料盒、射频电极和接地电极；

料盒内装有多个标的物，这些标的物在料盒内间隔设置，并使任意相邻的两个标的物之间预留有供气流通过的间隙；料盒的侧壁上开有若干个通风槽，通风槽和间隙相对应设置，使得通风槽和间隙共同构成了经过标的物表面的气流通道；

射频电极位于料盒的一侧，且正对气流通道；

接地电极至少有一部分位于料盒的另一侧，且正对气流通道。

相对现有技术而言，本发明通过将射频电极设置在料盒的一侧，使得从射频电极中放出的等离子气体可以毫无阻碍地通过预留的气流通道。由于气体的流动路径更加可控，因此能够提高标的物的中央部位的处理效果。

作为优选，标的物为半导体衬底、引线框架或集成电路板。此三者均为半导体工业中的常规产品，改进这三者的表面处理效果具有重要意义。

作为优选，接地电极形成为框体，料盒位于接地电极所形成的框体内部；

其中，框体上与射频电极相对的面上设置有若干个通风孔，气体通过气流通道和通风孔，再从抽气口中被抽出。通常，真空腔为方形腔体，而接地电极形成的框体在真空腔的内部。设置通风孔，使得气体在通过气流通道后可以直接从通风孔散出，其流动更加顺畅。

进一步地，作为优选，等离子体表面处理设备还包括设置在接地电极所形成的框体的内壁上的定位条，定位条用于限定料盒的位置。设置定位条限定料盒的位置，不仅节约了料盒定位的时间，而且经由定位条的阻挡，可以避免过多的气体在料盒与电极之间流走，改善气体在腔体内流通的均匀性。

更进一步地，作为优选，料盒为长方体，定位条有4个，且这四个定位条分别对应料盒在长度方向上的四条边形成卡槽，料盒沿所述长度方向滑动并卡入所述卡槽。

采用滑动卡入的方式可以方便料盒的装卸，四角定位也具有稳定的固定效果。

作为优选，通风孔的数量、形状和位置都分别与通风槽相一致。框体上的通风孔与料盒的侧壁上的通风槽一一对应，能够尽可能地减少阻挡物，使气体的流动更加流畅。

另外，作为优选，真空等离子腔体内设置有偶数个料盒，且这些料盒被分成两组，这两组料盒分别位于射频电极的两侧。料盒和射频电极被包围在接地电极所形成的框体的内部。在真空等离子腔体内的两侧都设置料盒可以提高真空等离子体腔体的空间利用率。

作为优选，抽气口位于正对射频电极的位置，且抽气口的抽气方向垂直于气体在气流通道内的流动方向。相对平行布置的抽气口，垂直布置的抽气口统一了气体流动的方向，防止气体对冲。

另外，作为优选，进气模块位于正对射频电极的位置，且进气模块的进气方向与料盒的高度方向相一致。当进气模块的进气方向与料盒高度方向一致时，可以避免射频电极对气体流向的阻挡。而且，正对射频电极设置的进气模块能够使气体充分电离再进入气流通道处理标的物的表面。

作为优选，进气模块有两个，且这两个进气模块分别位于射频电极的两侧。两侧都设置有进气模块，相比单一一侧的进气模块而言也能够更好地利用真空等离子体腔体的内部空间，提高气体分布的均匀性。

另外，作为优选，表面处理包括清洗、活化、氧化物去除、纳米涂层或者表面接枝。本发明能够实现多种类型的表面处理，因此能够满足不同材质的表面处理要求。

附图说明

图1是本发明第一实施方式料盒的立体示意图；

图2是本发明第一实施方式等离子体表面处理设备的立体示意图；

图3是本发明第二实施方式等离子体表面处理设备的立体示意图；

图4是本发明第三实施方式等离子体表面处理设备的正视示意图；

图5是本发明第四实施方式等离子体表面处理设备的立体示意图；

图6是本发明第五、第六实施方式等离子体表面处理设备的仰视剖视示意图；

图7是本发明第七实施方式等离子体表面处理设备的正视示意图；

图8是本发明第八实施方式等离子体设备腔体结构的正视示意图；

图9是本发明第八实施方式等离子体设备腔体结构的立体示意图。

附图标记说明：

1-真空等离子体腔体；2-料盒；3-进气模块；4-接地电极；4a-定位条；4b-通风孔；5-射频电极；6-标的物；7-抽气口；8-气流通道；8a-间隙；8b-通风槽；。

具体实施方式

实施方式一

本发明的第一实施方式提供了一种等离子体表面处理设备，参见图1、图2结合所示，包括：

设置有进气模块3和抽气口7的真空等离子体腔体1，真空等离子体腔体1内设置有料盒2、射频电极5和接地电极4；

料盒2内装有多个标的物6，这些标的物6在料盒2内间隔设置，并使任意相邻的两个标的物6之间预留有供气流通过的间隙8a；在料盒2的侧壁上开有若干个通风槽8b，通风槽8b和间隙8a相对应设置，使得通风槽8b和间隙8a共同构成了经过标的物6表面的气流通道8；

射频电极5位于料盒2的一侧，且正对气流通道8；

接地电极4至少有一部分位于料盒2的另一侧，且正对气流通道8；

气体经由进气模块3进入真空等离子体腔体1内，在射频电极5和接地电极4的电场作用下电离，通过气流通道8并对标的物6的表面进行处理，再从抽气口7中被抽出。

其中，等离子体表面处理设备中可以设置有一个或多个料盒2.本发明的发明人建议，在每个料盒2中以每隔0.1cm至10cm设置一长为0.1cm至50cm、高为0.1cm至10cm的通风槽8b为优选的实施方案。(要写在权项中)例如，每隔0.2cm至2cm设置一长为1cm至5cm、高为0.2cm至2cm的通风槽8b为优选的实施方案。当然，实际使用时也可以不限于这一尺寸方案。优选地，通风槽8b和间隙8a数量可以相同且一一对应设置，更好地提高标的物6中部的处理效果。

本领域普通技术人员知道，通过等离子体表面处理，标的物6表面能够发生物理、化学变化，例如对标的物6表面产生刻蚀而使其粗糙，或者，形成致密的交联层，或者引入含氧极性基团，从而使得标的物6的亲水性、粘接性、可染色性、生物相容性或者电性能得到改善。

在本实施方式中，表面处理包括清洗、活化、氧化物去除、纳米涂层或者表面接枝。本发明能够实现多种类型的表面处理，因此能够满足不同材质的表面处理要求，包括零件、薄膜和电路板等。

另外，在本实施方式中，所适用的标的物6为可以层叠堆放的物品。具体来说，标的物6可以为半导体衬底、引线框架或集成电路板。此三者均为半导体工业中的常规产品，改进这三者的表面处理效果具有重要意义。

相对现有技术而言，本发明通过将射频电极5设置在料盒2的一侧，使得从射频电极5中放出的等离子气体可以毫无阻碍地通过预留的气流通道8。由于气体的流动路径更加可控，因此能够提高标的物6的中央部位的处理效果。

实施方式二

本发明的第二实施方式提供了一种真空等离子体清洁设备。第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第二实施方式中，参见图3所示，接地电极4形成为框体，料盒2位于接地电极4所形成的框体内部。

其中，框体上与射频电极5相对的面上设置有若干个通风孔4b，气体通过气流通道8和通风孔4b，再从抽气口7中被抽出。通常，真空等离子体腔体1为方形，而接地电极4形成的框体在真空等离子体腔体1的内部。设置通风孔4b，使得气体在通过气流通道8后可以直接从通风孔4b散出，其流动更加顺畅。

在本实施方式中，通风孔4b的数量、形状和位置可以分别与通风槽8b相一致，也可以如图3所示在框体上均匀密布。框体上的通风孔4b与料盒2的侧壁上的通风槽8b一一对应，能够尽可能地减少阻挡物，使气体的流动更加流畅。

实施方式三

本发明的第三实施方式提供了一种真空等离子体清洁设备。第三实施方式是第一或第二实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中，参见图4所示，等离子体表面处理设备还包括设置在接地电极4所形成的框体的内壁上的定位条4a，定位条4a用于限定料盒2的位置。设置定位条4a限定料盒2的位置，不仅节约了料盒2定位的时间，而且经由定位条4a的阻挡，可以避免过多的气体在料盒2与电极之间流走，改善气体在腔体内流通的均匀性。

在本实施方式中，料盒2为长方体，定位条4a有4个，且这四个定位条4a分别对应所述料盒2在长度方向上的四条边形成卡槽，所述料盒2沿所述长度方向滑动并卡入所述卡槽。

采用滑动卡入的方式可以方便料盒2的装卸，四角定位也具有稳定的固定效果。

实施方式四

本发明的第四实施方式提供了一种等离子体表面处理设备。第四实施方式是第二实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第四实施方式中，参见图5所示，真空等离子体腔体1内设置有偶数个料盒2，且这些料盒2被分成两组，这两组料盒2分别位于射频电极5的两侧。

料盒2和射频电极5被包围在接地电极4所形成的框体的内部。在真空等离子体腔体1内的两侧都设置料盒2可以提高真空等离子体腔体1的空间利用率。

实施方式五

本发明的第五实施方式提供了一种等离子体表面处理设备。第五实施方式是第一至第四实施方式中任意一实施方式的进一步改进，具体而言，在本发明的第五实施方式中，参见图6所示，对抽气口7的位置作出了进一步改进。

其中抽气口7位于正对射频电极5的位置，且抽气口7的抽气方向垂直于气体在气流通道8内的流动方向。相对平行布置的抽气口7，垂直布置的抽气口7统一了气体流动的方向，防止气体对冲。

实施方式六

本发明的第六实施方式提供了一种等离子体表面处理设备。第六实施方式是第一至第五实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第六实施方式中，同样参见图6所示，进气模块3位于正对射频电极5的位置，且进气模块3的进气方向与料盒2的高度方向相一致。

具体而言，参见图6，进气模块3包括沿着射频电极5的长度方向间隔设置的多个进气孔，从这些进气孔吹出的气体可以更好地经过射频电极5的表面。

其中，优选的，可以在每4cm至5cm的间隔下设置进气孔，而且进气孔的尺寸半径可以是3mm至5mm。进气模块3正对射频电极5时，可以避免射频电极5对气体流向的阻挡。而且，正对射频电极5设置的进气模块3能够使气体充分电离再进入气流通道8处理标的物6的表面。

实施方式七

本发明的第七实施方式提供了一种等离子体表面处理设备。第七实施方式是第六实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第七实施方式中，参见图7所示，进气模块3有两个，且这两个进气模块3分别位于射频电极5的两侧。两侧都设置有进气模块3，相比单一一侧的进气模块3而言也能够更好地利用真空等离子体腔体1的内部空间，提高气体分布的均匀性。

实施方式八

本发明的第八实施方式提供了一种等离子体设备腔体结构，参见图8所示，包括料盒2、射频电极5和接地电极4。

在本发明的第八实施方式中，参见图9所示，料盒2内装有多个标的物6，这些标的物6在料盒2内间隔设置，并使任意相邻的两个标的物6之间预留有供气流通过的间隙8a；料盒2的侧壁上开有若干个通风槽8b，通风槽8b和间隙8a相对应设置，使得通风槽8b和间隙8a共同构成了经过标的物6表面的气流通道8；

射频电极5位于料盒2的一侧，且正对气流通道8；

接地电极4至少有一部分位于料盒2的另一侧，且正对气流通道8。

接地电极4形成为框体，料盒2位于接地电极4所形成的框体内部；

其中，框体上与射频电极5相对的面上设置有若干个通风孔4b。

气体进入等离子体设备腔体结构内，在射频电极5和接地电极4的电场作用下电离，通过气流通道8并对标的物6的表面进行处理，再被抽出。优选地，通风槽8b和间隙8a数量可以相同且一一对应设置，更好地提高标的物6中部的处理效果。

在本实施方式中，等离子体设备腔体结构还包括设置在接地电极4所形成的框体的内壁上的定位条4a，定位条4a用于限定料盒2的位置。设置通风孔4b，使得气体在通过气流通道8后可以直接从通风孔4b散出，其流动更加顺畅。其中通风孔4b的数量、形状和位置可以分别与通风槽8b相一致。

料盒2可以为长方体，定位条4a可以有4个，且这四个定位条4a可以分别对应料盒2在长度方向上的四条边形成卡槽，料盒2能够沿长度方向滑动并卡入卡槽。采用滑动卡入的方式可以方便料盒2的装卸，四角定位也具有稳定的固定效果。

值得一提的是，本实施方式的等离子体设备腔体结构并不局限于应用在等离子体表面处理设备上。在其它的等离子体设备的领域也能得到应用。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。