等離子體(plasma)被認(rèn)為是繼固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)后的物質(zhì)的第四態(tài)。等離子清洗技術(shù)其主要有3個(gè)作用:物理作用(刻蝕)、交聯(lián)作用(激活鍵能)、化學(xué)作用(形成新的官能團(tuán))。不僅可以在材料表面進(jìn)行均勻地刻蝕,還能在不改變材料整體性能的情況下,有效轉(zhuǎn)變各類基材表面的親疏水性能,通過(guò)轉(zhuǎn)變材料表面的親疏水性能,可以實(shí)現(xiàn)材料表面的潤(rùn)滑、防水、自清潔的能力,從而提高現(xiàn)有材料的應(yīng)用性能,拓展材料的應(yīng)用領(lǐng)域。CF4(四氟化碳)氣體在plasma等離子清洗中的作用
CF4(四氟化碳)由于良好的電負(fù)性作為SF6潛在的替代性氣體和等離子刻蝕氣體而成為研究的熱點(diǎn)。CF4是一種無(wú)毒、絕緣特性良好且溫室效應(yīng)值較低(約為CO2的6300倍)的氣體,是代替SF6作為絕緣氣體的潛在氣體之一,由于CF4在外場(chǎng)下能夠形成富含電子、氟離子和碳氟基團(tuán)的等離子體,從而與工件表面反應(yīng),改變器件表面的化學(xué)物理性質(zhì)(如憎水性,改變表面光滑度等),因而CF4等離子體刻蝕技術(shù)被廣泛研究。
在半導(dǎo)體、集成電路等電子產(chǎn)品生產(chǎn)中,等離子清洗是一種常用的工藝。是利用典型的氣體電離形成具有強(qiáng)烈蝕刻性的氣相等離子體與物體表面的基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成如CO,CO2,H2O等氣體,從而達(dá)到清洗的目的。四氟化碳(CF4)是實(shí)現(xiàn)刻蝕功能的一種無(wú)色無(wú)味的氣體,無(wú)毒、不燃。四氟化碳(CF4)在電離后會(huì)產(chǎn)生含氫氟酸成分的刻蝕性氣相等離子體,能夠?qū)Ω鞣N有機(jī)表面實(shí)現(xiàn)刻蝕達(dá)到去除損傷層的目的。在晶圓制造、線路板制造、太陽(yáng)能電池板制造等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。工作腔體中通入CF4加O2后等離子體清洗硅晶圓Si的反應(yīng)過(guò)程如下:
O2+CF4+Si=SiF4↑+CO2↑
反應(yīng)后產(chǎn)生的SiF4能隨等離子清洗機(jī)的工作腔體抽真空抽走。
聚合物表面改性的有效方法之一就是低溫等離子體處理。尤其是CF4等離子體處理,具有溫和的刻蝕作用和強(qiáng)的氟化特性。CF4等離子體表面處理常被用來(lái)調(diào)控其表面的潤(rùn)濕性能,可以實(shí)現(xiàn)材料表面由親水向疏水轉(zhuǎn)變。其原因是CF4等離子處理后,材料表面嵌入的F元素對(duì)材料表面的疏水性具有增強(qiáng)作用,在粗糙度的增加和憎水基團(tuán)(-F或者-CFx)共同作用下,材料表面最終變得疏水。242592425924259