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影响真空等离子设备清洗效果的原因

发布时间:2022-05-26 人气:242

真空等离子设备是依靠等离子体中特定物质的高能粒子流冲击待清洗物体表面,产生物理冲击(如氩等离子体)或化学反应(氧等离子体),实现去除物体表面污渍的功能。目前,大多数等离子体清洁系统通过将反应室的压力降低到100帕以下,然后以一定速度引入适当的气体并启动电源来获得等离子体。那么影响真空等离子设备清洗效果的原因有哪些?

一、电极对真空等离子设备清洗效果的影响:

电极的设计对真空等离子设备清洗效果有很大影响,主要包括电极的材料、布局和尺寸。对于内部电极的等离子体清洗系统,由于电极暴露在等离子体中,一些材料的电极会被一些等离子体腐蚀或溅射,造成不必要的污染并导致电极尺寸的变化,从而影响等离子体清洗系统的稳定性。电极布局对等离子体清洗速度和均均匀性有很大影响。较小的电极间距可以将等离子体限制在狭窄的区域,从而获得更高密度的等离子体并实现更快的清洁。随着间距的增加,清洗速度逐渐降低,但均均匀度逐渐增加。电极的尺寸通常决定等离子体系统的总容量。在电极平行分布的等离子体清洁系统中,电极通常用作托盘。较大的电极可以一次清洁更多的部件,提高设备的运行效率。

 二、工作压强对真空等离子设备清洗效果的影响:

工作压力是真空等离子设备清洗的重要参数之一,压力的增加意味着等离子体密度的增加和粒子能级均能量的减少。对于以化学反应为主的等离子体,密度的增加可以显著提高等离子体系统的清洗速度,而以物理轰击为主的等离子体清洗系统效果不明显。此外,压力的变化可能引起等离子体清洗反应机理的变化。例如,在硅晶片蚀刻工艺中使用的CF4/O2等离子体在压力较低时起主导作用,并且随着压力的增加,化学蚀刻不断增强并逐渐占据主导作用。

 三、电源功率及频率对真空等离子设备清洗效果的影响:

电源的功率对等离子体的各种参数有影响,例如电极的温度、等离子体产生的自偏压和清洁效率。随着输出功率的增加,等离子体清洗速度逐渐增加并逐渐稳定在峰值,而自偏压随着输出功率的增加而不断增加。由于功率范围基本恒定,频率是影响等离子体自偏置的关键参数,自偏置随着频率的增加而逐渐减小。此外,随着频率的增加,等离子体中电子的密度将逐渐增加,而粒子能级均的能量将逐渐减少。

 四、工作气体的选择对真空等离子设备清洗效果的影响:

工艺气体的选择是真空等离子设备清洗工艺设计的关键步骤。虽然大多数气体或气体混合物在许多情况下可以去除污染物,但是清洁速度可以相差几倍甚至几十倍。例如,将不同比例的氟化硫(SF6)添加到氧气(O2)中作为工艺气体来清洁有机玻璃。