常压等离子清洗机设备的作用及半导体制造中的应用！

常压等离子清洗机设备的作用及半导体制造中的应用！

常压等离子清洗机反应机理

1、激活键能-交联作用

等离子体中的粒子能量在0~20eV，而聚合物中大部分的键能在0~10eV，因此等离子体作用到固体表面后，可以将固体表面的原有的化学键产生断裂，等离子体中的自由基与这些键形成网状的交联结构，大大地激活了表面活性。

2、对材料表面轰击-物理作用

主要是利用等离子体里大量的离子、激发态分子、自由基等多种活性粒子作纯物理的撞击，把材料表面的原子或附着材料表面的原子打掉，不但清除了表面原有的污染物和杂质，而且会产生刻蚀作用，将样品表面变粗糙，形成许多微细坑洼，增大了样品的比表面积，提高固体表面的润湿性能。由于离子在压力较低时的平均自由基较轻长，得到能量的累积，因而在物理撞击时，离子的能量越高，越是有更多能量作撞击，所以若要以物理作用为主时，就必须控制较低的压力下来进行反应，这样清洗效果较好。

3、形成新的官能团–化学作用

化学作用其反应机理主要是利用等离子体里的自由基来与材料表面做化学反应，压力较高时，对自由基的产生较有利，所以若要以化学反应为主时，就必须控制较高的压力来近进行反应。

在化学反应里常用的气体有氢气（H2）、氧气（O2）、甲烷（CF4）等，这些气体在等离子清洗机内反应成高活性的自由基，引入反应性气体，那么在活化的材料表面会发生复杂的化学反应，引入新的官能团，如烃基、氨基、羧基等，这些官能团都是活性基团，能明显提高材料表面活性。

常压等离子清洗机作用：

（1）表面清洗

材料表面尝尝会有油脂、油污等有机物及氧化层，在粘合、焊接前，需要用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。适用于金属、玻璃、陶瓷灯多种材料。

（2）表面活化

塑料、玻璃、陶瓷与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟（PTFE）等一样是没有极性的，因此这些材料在印刷、粘合、涂覆前要进行处理。在惰性材料表面生成活性基团，增强表面极性，提高表面能。等离子处理与灼烧处理相比，不会损害样品，同时还可以十分均匀地处理整个表面，不会产生有毒烟气，盲孔和带缝隙的样品也可以处理。

（3）表面刻蚀

在等离子刻蚀过程中，通过处理?气体的作用，被刻蚀物会变成气化物（例如在使用氟气对硅刻蚀时）。处理?气体和基体气化物质被真空泵抽出，表面连续被新鲜的处理?气体覆盖。无需刻蚀部分应使用相应材料覆盖起来（例如半导体行业用铬做覆盖材料。）

（4）表面接枝与聚合

在等离子体表面活化产生的基团或等离子体引发聚合层不能与材料表面牢固结合时，采用等离子体接枝的方法来改善。等离子体接枝的原理为：首先利用表面活化在材料表面产生新的活性基团，利用此基团与后续的活性物质产生化学共价键结合，后续的活性物质中带有能够满足应用的特定基团，以达到既能满足表面特性又能牢固结合的目的。

常压等离子清洗机在半导体制造中的应用

等离子体辅助清洗技术是一种先进制造工业中的精密清洗技术，在许多工业领域都可以运用到这种清洗技术，下面为大家介绍一下，常压等离子清洗机清洗技术在半导体制造中的应用。化学气相沉积（CVD）和刻蚀被广泛应用于半导体加工过程中，利用CVD可以沉积多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜和金属薄膜（如钨）。此外，微三级管及电路中起连接作用的细导线也是在绝缘层上通过CVD工艺制成的。

在CVD过程中，部分残留物会沉积到反应腔室内壁上。这里的风险是，这些残留物会从内壁上脱离，对后续的循环过程造成污染。因此，在新的沉积过程开始之前需要对CVD腔室用等离子清洗机清洗来维护产品的合格产出。传统的清洗剂是PFCs和SF6这类含F的气体，可以被当成等离子体发生气体用于将CVD腔室内壁的Sio2或者Si3N4去除干净。再循环过程中，FFC在等离子体作用下分解出来的F原子可以刻蚀掉残留在电极、腔室内壁和腔内五金器件上的残留物。

理解FFC需要很高的能量。因此，在常压等离子清洗机进行清洗的过程中腔室内相当一部分的FFC不会离解成活性F原子。这部分未反应的含F气体除非使用减排技术，否则最终还是会流入大气中。这些气体在大气层中的寿命很长，会在很大程度上加剧全球变暖，其热能比二氧化碳高出4个量级，因此国际环保组织从1994年开始发展减少这种气体排放的技术。NF3对温室效应的影响较小，可以替代上述的含F气体。

另一个应用于半导体行业的制造步骤是利用等离子清洗机清洗去除硅胶片上元件表面的光敏有机材料制造的光刻胶。在沉积工艺开始前，需要将残留的光刻胶去除干净。传统的去胶方法采热的硫酸和过氧化氢溶液，或其他的有毒的有机溶剂。然而，使用等离子清洗机清洗可以用三氧化硫等气体去胶，这种方法减少了对化学溶剂和有机溶剂的依赖。对于一般的制造厂来说，采用等离子体清洗技术去胶可使化学溶液的使用量减少1000倍，不仅环保，还能为企业节约大量资金。