海陽(yáng)等離子體介紹及應(yīng)用

2013-08-13 00:00:00

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等離子體介紹及應(yīng)用

1.等離子體基礎(chǔ)知識(shí)：
　　等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)的一種狀態(tài)，也叫做物質(zhì)的第四態(tài)。對(duì)氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的"活性"組分包括：離子、電子、活性基團(tuán)、激發(fā)態(tài)的核素（亞穩(wěn)態(tài)）、光子等。等離子體表面處理儀就是通過利用這些活性組分的性質(zhì)來處理樣品表面，從而實(shí)現(xiàn)清潔、改性、光刻膠灰化等目的。
　　2.等離子清洗原理：　　等離子體是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，通常物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)存在，但在一些特殊的情況下有第四中狀態(tài)存在，如地球大氣中電離層中的物質(zhì)。等離子體狀態(tài)中存在下列物質(zhì)：處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(tuán)（自由基）；離子化的原子、分子；未反應(yīng)的分子、原子等，但物質(zhì)在總體上仍保持電中性狀態(tài)。
　　等離子清洗/刻蝕技術(shù)是等離子體特殊性質(zhì)的具體應(yīng)用：
　　等離子清洗/刻蝕機(jī)產(chǎn)生等離子體的裝置是在密封容器中設(shè)置兩個(gè)電極形成電場(chǎng)，用真空泵實(shí)現(xiàn)一定的真空度，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間距及分子或離子的自由運(yùn)動(dòng)距離也愈來愈長(zhǎng)，受電場(chǎng)作用，它們發(fā)生碰撞而形成等離子體，這些離子的活性很高，其能量足以破壞幾乎所有的化學(xué)鍵，在任何暴露的表面引起化學(xué)反應(yīng)，不同氣體的等離子體具有不同的化學(xué)性能，如氧氣的等離子體具有很高的氧化性，能氧化光刻膠反應(yīng)生成氣體，從而達(dá)到清洗的效果；腐蝕性氣體的等離子體具有很好的各向異性，這樣就能滿足刻蝕的需要。利用等離子處理時(shí)會(huì)發(fā)出輝光，故稱之為輝光放電處理?！?
　　等離子體清洗的機(jī)理，主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達(dá)到去除物體表面污漬的目的。就反應(yīng)機(jī)理來看，等離子體清洗通常包括以下過程：無機(jī)氣體被激發(fā)為等離子態(tài)；氣相物質(zhì)被吸附在固體表面；被吸附基團(tuán)與固體表面分子反應(yīng)生成產(chǎn)物分子；產(chǎn)物分子解析形成氣相；反應(yīng)殘余物脫離表面。
　　等離子體清洗技術(shù)的一大特點(diǎn)是不分處理對(duì)象的基材類型，均可進(jìn)行處理，對(duì)金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環(huán)氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，并可實(shí)現(xiàn)整體和局部以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的清洗。
　　等離子體清洗還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：容易采用數(shù)控技術(shù)，自動(dòng)化程度高；具有高精度的控制裝置，時(shí)間控制的精度很高；正確的等離子體清洗不會(huì)在表面產(chǎn)生損傷層，表面質(zhì)量得到保證；由于是在真空中進(jìn)行，不污染環(huán)境，保證清洗表面不被二次污染。

固體（Solid）液體（Liquid）氣體（Gas）等離子體{Plasma}