真空等离子清洗机如何选型
1.确定实验样品的大小和形态
(1)根据实验样品的大小来选择合适的仪器舱体尺寸
(2)根据实验样品的形态来选择是否需要转毂装置:如果实验样品为粉末、粉 体、微小颗粒,那么就需要选择腔体内置转毂装置的设备.
(3)舱体分为:不锈钢材质(CCP 激发辉光)和石英材质(ICP 激发辉光), 同时不锈钢材质的舱体又分圆柱形和方形。
(4)如果实验气体为四氟化碳一类容易产生颗粒沉积的气体,那么建议使用石英材质的腔体设备或者是内置质量流量计(MFC)的设备.
2.确定实验目的:根据自己的实验目的和诉求来选择仪器的射频功率
常用的等离子体激发频率有三种:激发频率为 40kHz 的等离子体为中频等离子体,13.56MHz 的等离子体为高频等离子体,2.45GHz 的等离子体为微波等离子体.
中频等离子体的自偏压为 1000V 左右,高频等离子体的自偏压为 200V 左右,微波等离子体的自偏压很低,只有几十伏,而且三种等离子体的机制不同。中频等离子体(40KHZ)发生的反应为物理反应,高频等离子体(13.56MHZ)发生的反应既有物理反应又有化学反应,微波等离子体(2.45GHZ)发生的反应为化学反应(目前用的比较少)。

中频等离子体清洗(40kHz)对被清洁表面产生的影响最大,因而实际半导体生产应用中大多采用高频等离子体(13.56MHZ)清洗和微波等离子体(2.45GHZ)清洗。 中频等离子则应用于表面除胶、毛刺打磨,材料亲水、键合等处理方面,典型的等离子体物理清洗工艺是在反应腔体中加入氩气作为辅助处理的等离子体清洗;氩气本身是惰性气体,等离子体的氩气不和表面发生反应,而是通过离子轰击使表面清洁。
以物理反应为主的等离子体清洗,也叫做溅射腐蚀(SPE)或离子铣(IM),本身不发生化学反应,可以保持被清洗物的化学纯净性,典型的等离子体清洗工艺是氧气等离子体清洗。通过等离子体产生的氧自由基非常活泼,容易与碳氢化合物发生反应,产生二氧化碳、一氧化 碳和水等易挥发物,从而去除表面的污染物。
高频等离子体清洗(13.56MHz),通过加入不同的气体,可以使表面反应机制中物理反应和化学反应都起重要作用,即反应离子腐蚀或反应离子束腐蚀,两种清洗可以互相促进,离子轰击使被清 洗表面产生损伤削弱其化学键或者形成原子态,容易吸收反应剂,离子碰撞使被清洗物加 热,使之更容易产生反应;如果引入新的官能团,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,这需要通入相应的气体,需要复杂的化学反应,那么就是选择高频 13.56MHz 的电源更好。

3.气路的选择
根据实验性质选择是否需要多种气源,如果实验只是需要一种进气源,那么 就选择单气路的仪器,反之亦然,同时考虑进气量控制是否需要精准控制,如果 不需要就选择浮子流量计,如果需要就选择内置质量流量计(MFC)控制。
进气源主要分以下两类
一类是氢气和氧气等反应性气体,另一类是氩气、氮气等非反应性气体
1、氢气主要应用于清洗金属表面的氧化物,发生还原反应。在清洗表面氧化物时用纯氢虽然效率高,但这里主要考虑放电的稳定性和安全,在等离子清洗机应用时选用氩氢混合较为合适。
2、氧气主要应用于清洗物体表面的有机物,发生氧化反应。氧气,它被加速了的电子轰击成氧离子、自由基后,氧化性极强。工件表面的污染物,如油脂、助焊剂、感光膜、脱模剂、冲床油等,很快就会被氧化成二氧化碳和水,而被真空泵抽走,从而达到清洁表面,改善浸润性和粘结性的目的。
3、氮气等离子处理能提高材料的硬度和耐磨性。氩气和氦气性质稳定,并且放电电压低易形成亚稳态的原子,一方面等离子清洗机利用其高能粒子的物理作用清洗易被氧化或还原的物件, Ar+轰击污物形成挥发性污物被真空泵抽走,避免了表面材料发生反应。
4、四氟化碳(CF4),六氟化硫(SF6)等,蚀刻和去除有机物的效果会更加显着 N2、O2、NH
5、SO2等,在等离子清洗机应用时会和高分子材料反应在原先惰性表面形成活性官能基团等等。