等離子體發(fā)生機(jī)理:對氣體施加足夠的能量使之離化成為等離子體,包括離子、電子、原子、活性基團(tuán)、激發(fā)態(tài)的核素、光子等。直流等離子是通過施加直流電流產(chǎn)生電弧放電,激發(fā)通入的氣體,使其成為等離子體;直流等離子之外的常用等離子體激發(fā)頻率有3種:激發(fā)頻率為40kHz的等離子體為超聲等離子體,13.56MHz的等離子體為射頻等離子體,2.45GHz的等離子體為微波等離子體,如圖1所示。其中,射頻等離子是通過施加射頻范圍內(nèi)的交流電壓產(chǎn)生輝光放電,激發(fā)通入的氣體,使其成為等離子體;微波等離子是通過微波高能電磁場激發(fā)通入的氣體,使其成為等離子體。
圖一 等離子激發(fā)頻率三種等離子清洗機(jī)頻率的區(qū)別:
激發(fā)頻率40kHz的等離子體為超聲等離子,發(fā)生反應(yīng)為物理反應(yīng);自偏壓高,等離子體密度較低,離子能量高,容易產(chǎn)生較高的工藝溫度和不必要的濺射;
13.56MHz等離子體為射頻等離子體,發(fā)生反應(yīng)為物理和化學(xué)反應(yīng);自偏壓偏低,等離子密度較高,離子能量較高;
頻率達(dá)到2.45GHz的等離子體為微波等離子體,離子濃度最高,無自偏壓,發(fā)生反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng),典型的工藝是氧氣或氫氣等離子體工藝。
粒子密度和能量與電場頻率的關(guān)系
下圖1是粒子能量和粒子密度隨電場頻率變化的關(guān)系,從圖中可以清晰地看出粒子密度與電源頻率成正比關(guān)系,而粒子能量與之相反與電源放電頻率成反比關(guān)系。當(dāng)頻率為13.56MHz時(shí)粒子能量與粒子密度相對平衡。
粒子密度和能量與電場頻率的關(guān)系那么該如何選擇真空等離子清洗機(jī)的頻率呢?
射頻13.56MHz等離子清洗機(jī)兼具物理和化學(xué)清洗的作用,由于對基板表面有機(jī)層具有更強(qiáng)的清潔和粗化效果。
中頻40KHz等離子清洗機(jī)主要發(fā)生物理反應(yīng),適合表面需要刻蝕或者粗化的產(chǎn)品,對有機(jī)物的去除效果就不那么明顯了。
微波...