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等離子刻蝕機(jī)
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等離子刻蝕機(jī),又叫等離子蝕刻機(jī)、等離子平面刻蝕機(jī)、等離子體刻蝕機(jī)、等離子表面處理儀、等離子清洗系統(tǒng)等。等離子刻蝕,是干法刻蝕中常見的一種形式,其原理是暴露在電子區(qū)域的氣體形成等離子體,由此產(chǎn)生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體,從而形成了等離子或離子,電離氣體原子通過電場加速時(shí),會(huì)釋放足夠的力量與表面驅(qū)逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。某種程度來講,等離子清洗實(shí)質(zhì)上是等離子體刻蝕的一種較輕微的情況。進(jìn)行干式蝕刻工藝的設(shè)備包括反應(yīng)室、電源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反應(yīng)室。氣體被導(dǎo)入并與等離子體進(jìn)行交換。等離子體在工件表面發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)的揮發(fā)性副產(chǎn)物被真空泵抽走。等離子體刻蝕工藝實(shí)際上便是一種反應(yīng)性等離子工藝。近期的發(fā)展是在反應(yīng)室的內(nèi)部安裝成擱架形式,這種設(shè)計(jì)的是富有彈性的,用戶可以移去架子來配置合適的等離子體的蝕刻方法:反應(yīng)性等離子體(RIE),順流等離子體(downstream),直接等離子體(direction plasma)。
感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機(jī)的結(jié)構(gòu)二
刻蝕腔體刻蝕腔體是ICP 刻蝕設(shè)備的核心結(jié)構(gòu),它對(duì)刻蝕速率、刻蝕的垂直度以及粗糙度都有直接的影響??涛g腔的主要組成有:上電極、ICP 射頻單元、RF 射頻單元、下電極系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)等組成。
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感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機(jī)的結(jié)構(gòu)三
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供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)是向刻蝕腔體輸送各種刻蝕氣體,通過壓力控制器(PC)和質(zhì)量流量控制器(MFC)精準(zhǔn)的控制氣體的流速和流量。氣體供應(yīng)系統(tǒng)由氣源瓶、氣體輸送管道、控制系統(tǒng)、混合單元等組成。
等離子刻蝕工藝
等離子體刻蝕分為兩個(gè)過程:首先,等離子體中產(chǎn)生化學(xué)活性組分;其次,這些活性組分與固體材料發(fā)生反應(yīng),形成揮發(fā)性化合物,從表面擴(kuò)散排走。例如,CF4離解產(chǎn)生的F,與S反應(yīng)生成SiF4氣體,結(jié)果是在含Si材料的表面形成了微觀銑削結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕是一個(gè)通用術(shù)語,包括離子刻蝕、濺射刻蝕以及等離子體灰化等過程。
基底和工藝參數(shù)決定了表面改性的類型,基底溫度、處理時(shí)間和材料擴(kuò)散特性決定了改性深度。等離子體僅能在表面刻蝕幾個(gè)微米的深度,改性后的表面特性發(fā)生了改變,但大部分材料的特性仍能得以保持。這項(xiàng)技術(shù)還可以用于表面清洗、固話、粗化、改變親水性及粘結(jié)性等,同樣也可以使電子顯微鏡下觀察的樣品變薄以及應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路的制造過程中。在化學(xué)濺射中會(huì)發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生揮發(fā)性產(chǎn)物。常用的氣體包括Ar、He、O2、H2、H2O、CO2、Cl2、F2和有機(jī)蒸氣等。與存在化學(xué)反應(yīng)的等離子體濺射相比,惰性離子濺射更像是一個(gè)物理過程。
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