Технологии плазменной очистки, активации, травления
Плазменная обработка является мощным инструментом для очистки поверхностей материалов от загрязнений, уменьшения шероховатости, повышения поверхностной энергии и ее модификации. Использование установок плазменной обработки в цепочке технологического оборудования является общемировой тенденцией.
В отличии от иных видов обработки вакуумно-плазменная очистка модифицирует свойства поверхности без изменения параметров самого материала, что важно для изделий оптического и оптоэлектронного назначения.
С помощью плазменного воздействия можно влиять на смачиваемость – создать гидрофобную, гидрофильную поверхность (обладающую необходимыми свойствами). Такие процессы возможны в результате формирования поверхностного слоя с определенными химическими свойствами.
От параметров процесса плазменной обработки зависит степень и уровень модификации поверхности материала. В плазме можно проводить как очистку и травление (удаление загрязнений и снятие слоев), так и осаждение (нанесение материала), активацию (создание активных центров на поверхности металлов для последующей обработки).
В приборах и устройствах спектр применения материалов весьма обширный: оптические стекла, ситаллы, полупроводниковые материалы, полимеры, оптические покрытия, оптоволокно и др.
Качество вакуумно-плазменной очистки можно определить путем разрыва водной пленки, методом распыления, измеряя угол смачивания или с помощью сравнения чистоты подложек. Чаще всего для определения качества обработки поверхности материалов от загрязнений применяется оценка по углу смачивания. Пример подобного анализа вы можете увидеть на видео, расположенном на нашем сайте или по данной ссылке
Для диэлектриков целесообразно использовать обработку в плазме высокочастотного (ВЧ) разряда, поскольку в таком ВЧ переменном поле с частотой 13,56 МГц электроны обеспечивают эффективную нейтрализацию положительного заряда, возникающего на поверхности подложек при их взаимодействии с положительно заряженными ионами рабочего газа.
Для ионно-плазменной обработки металлов, например, рамок корпусов светодиодов, а также для более массовой обработки могут быть использованы другие настольные и напольные установки серии MPC – с низкочастотной плазмой 40 кГц, с увеличенным размером камеры до 100 литров и более, или с повышенной мощностью генератора плазмы до 1 кВт.
Характеристики
Плазменные процессы обработки можно разделить на основных 3 направления: очистка, активация, травление. Рассмотрим их механизм.
Плазменная очистка
Поверхность физически очищается от загрязнений за счет бомбардировки ионами, а также химически – за счет химических реакций (при подаче реактивного газа, например, кислорода). Загрязнения переводятся в газовую фазу и удаляются из камеры откачной системой. Получается чистая поверхность с высокими гидрофильными свойствами.
Плазменная активация
Ионно-плазменный процесс, приводящий к образованию радикалов, значительно повышающих адгезионные свойства и химическую активность материала. Получается активированная поверхность с высокими гидрофильными и адгезионными свойствами.
Плазменное травление
Поверхностный слой удаляется под воздействием ионов рабочего газа. В зависимости от применяемого газа слой либо физически распыляется, либо химически взаимодействует с ионами газа, и удаляется откачной системой.
Возможно для механизма плазменного травления использование комбинации этих механизмов в одном технологическом процессе при подаче смеси инертного и реактивного газов.
В зависимости от необходимого вида обработки побирается тип установки плазменной обработки.
Наши эксперты всегда готовы проконсультировать Вас по возникшим вопросам. GN tech является производителем оборудования, поэтому, в случае необходимости, возможна индивидуальная разработка и проектирование.
Область применения
Плазменная обработка (активация, травление, очистка) применяется во многих областях:
- производство полупроводниковых приборов (очищение подложки для нанесения технологических слоев проводника, травление заготовки в процессе изготовления микросхем)
- в оптических приборах (очистка линз и зеркал)
- в медицине и других областях, где требуется удалить загрязнение, сделать поверхность более активной, произвести травление микроструктуры или модифицировать поверхностный слой.