等离子表面刻蚀♏等离子表面刻蚀原理

等离子表面处理原理就是等离子温度接近室温，这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。通过低温等离子体表面处理，材料表面发生多种的物理、化学变化，或产生刻蚀而粗糙，或形成致密的交联层，或引入含氧极性基团。

大家好，今天微星自动化小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于等离子表面刻蚀的问题，于是微星自动化小编就整理了3个相关介绍等离子表面刻蚀的解答，让我们一起看看吧。

文章目录：

1. 等离子表面处理是什么原理?
2. 等离子刻蚀机的介绍
3. 等离子体刻蚀是什么?

一、等离子表面处理是什么原理?

等离子体和固体、液体或气体一样，是物质的一种状态。对气体施加足够的能量使之离化成等离子状态。等离子体的“活性”组分包括：离子、电子、活性基团、激发态的核素（亚稳态）、光子等。控制和驾驭这些活性组分聚集后的性能可进行各种各样的表面处理，例如纳米级别的清洁、活化表面的浸润性、化学接枝、涂层沉积等。

等离子体的高化学活性用来在不影响基材的情况下改变表面的性能。实际上可以控制这些部分离化的气体所携带的能量，使之含有很低的“热”能。实现的方法是通过把能量与自由电子而不是与更重的离子进行耦合，这样便可以处理对热量敏感的聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯。能量是如何与气体耦合的呢？大多数情况下是通过在低压环境下在两个电极间施加电场。这就像荧光灯的工作原理，唯一的区别是不让光发出。我们支配他的化学性能来处理材料的表面。等离子体也可以在大气压力下产生。在过去，大气压等离子体温度太高而不能作为表面处理的工具。最近，改进的技术可以在大气压力下产生低温等离子体，可应用于大多数对温度敏感的聚合物的处理。

　等离子清洗/刻蚀机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，这些离子的活性很高，其能量足以破坏几乎所有的化学键，在任何暴露的表面引起化学反应，不同气体的等离子体具有不同的化学性能，如氧气的等离子体具有很高的氧化性，能氧化光刻胶反应生成气体，从而达到清洗的效果；腐蚀性气体的等离子体具有很好的各向异性，这样就能满足刻蚀的需要。利用等离子处理时会发出辉光，故称之为辉光放电处理。　 　　等离子体清洗的机理，主要是依靠等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看，等离子体清洗通常包括以下过程：无机气体被激发为等离子态；气相物质被吸附在固体表面；被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子；产物分子解析形成气相；反应残余物脱离表面。 　　等离子体清洗技术的最大特点是不分处理对象的基材类型，均可进行处理，对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地处理，并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。 　　等离子体清洗还具有以下几个特点：容易采用数控技术，自动化程度高；具有高精度的控制装置，时间控制的精度很高；正确的等离子体清洗不会在表面产生损伤层，表面质量得到保证；由于是在真空中进行，不污染环境，保证清洗表面不被二次污染。 　　

二、等离子刻蚀机的介绍

等离子刻蚀机，又叫等离子蚀刻机、等离子平面刻蚀机、等离子体刻蚀机、等离子表面处理仪、等离子清洗系统等。等离子刻蚀，是干法刻蚀中最常见的一种形式，其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。某种程度来讲，等离子清洗实质上是等离子体刻蚀的一种较轻微的情况。进行干式蚀刻工艺的设备包括反应室、电源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反应室。气体被导入并与等离子体进行交换。等离子体在工件表面发生反应，反应的挥发性副产物被真空泵抽走。等离子体刻蚀工艺实际上便是一种反应性等离子工艺。近期的发展是在反应室的内部安装成搁架形式，这种设计的是富有弹性的，用户可以移去架子来配置合适的等离子体的蚀刻方法：反应性等离子体（RIE），顺流等离子体（downstream），直接等离子体（direction plasma）。

三、等离子体刻蚀是什么?

利用ICP产生高密度等离子体，等离子体中的活性基团或者离子与所需刻蚀的材料发生化学反应，并去除;一般在刻蚀的过程中同时也伴随着物理轰击，并把相应的键能打开，从而加速反应的进程。

半导体芯片加工用的，像芯片加工就是光刻蚀

等离子体（也称干法刻蚀）是制造中的关键工艺之一，其目的是完整地将掩膜图形复制到硅片表面，其范围涵盖前端CMOS栅极（Gate）大小的控制，以及后端金属铝的刻蚀及Via和Trench的刻蚀。在今天没有一个集成电路芯片能在缺乏等离子体刻蚀技术情况下完成。刻蚀设备的投资在整个芯片厂的设备投资中约占10%~12%比重，它的工艺水平将直接影响到最终产品质量及的先进性。

最早报道等离子体刻蚀的技术文献于1973年在日本发表，并很快引起了工业界的重视。至今还在集成电路制造中广泛应用的平行电极刻蚀反应室（Reactive Ion Etch-RIE）是在1974年提出的设想。

图1显示了这种反应室的剖面示意图和重要的实验参数，它是由下列几项组成：一个真空腔体和真空系统，一个气体系统用于提供精确的气体种类和流量，射频电源及其调节匹配电路系统。

等离子刻蚀的原理可以概括为以下几个步骤：

● 在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体，等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中

的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团（Radicals）

● 活性反应基团和被刻蚀物质表面形成并形成的反应生成物

● 反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。

在平行电极等离子体反应腔体中，被刻蚀物是被置于面积较小的电极上，在这种情况，一个直流偏压会在等离子体和该电极间形成，并使带正电的反应气体离子加速撞击被刻蚀物质表面，这种离子轰击可大大加快表面的化学反应，及反应生成物的脱附，从而导致很高的刻蚀速率，正是由于离子轰击的存在才使得各向异性刻蚀得以实现。

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