电浆原理与电浆清洗机简介I
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Source of some figures: gouge.free.fr/ AND http://ridge.icu.ac.jp/biobk/BioBookCHEM1.html
為什麼電漿有用？
電漿中含有電子、離子以及氣體原子。低溫電漿是 因為僅有一部份質量輕的電子在快速躍動著，而氣 體中的原子與分子相互碰撞。通常高溫是化學反應 的必要條件，但在這裡低溫也能有所作為。 另一方面，電漿能發出各式各樣的顏色光(紫外光和 可見光等等)，而我們能利用這個特性來做照明。
Turbo pump
機台部品使用
多用途真空計控制器 Ion Gauge高真空計
MKS 627B (金屬外殼可加熱式)
熱對流式低真空計
機台部品使用
RF power Generator
ICP Power與Bias Power均使用美國 AE dressler 或是 德國Cito系列 13.56MHz 的RF Power，含相位鎖 定功能，不會產生power之間的干擾。 ICP Power Max: 1000 Watt Bias Power Max.: 600 Watt
腔體需加裝ㄧ介電窗才可導入感應磁場
為得到更有效率的蝕刻製程，便發展出所謂變 壓耦合式電漿源（Transformer Coupled Plasma, TCP）以及感應式耦合電漿源的高密 度電漿系統。TCP與ICP兩者在名稱上雖有不 同，但其實為同一原理。統稱為ICP system。 基材與腔體等電位
Down Stream Mode (Inductive Coupled Plasma)
Pressure Control
Pumping
Temperature Control
機台部品使用
Angle Valve
Inline Valve
Solenoid valve
Diaphragm valve
Slit Valve
機台部品使用
Oil Rotary pump
Dry pump
Roots PUMP
Pump
RIE mode
可清潔擴充 環藍膜晶粒
13.56MHz RF Power
Eazy cleaner 設備設計示意圖
For Chip wire bond
Pum pdown Buffer plate Magazine Radical Gas inlet Shower head
Pump
RIE mode
+ + +
+ +
+ +
+
3)電漿能量將氧轉 變成正離子
4)中性氧原子及正氧離子與光 阻中之碳及氫反應
基板
光阻 陽極
RF產生器
Eazy cleaner 設備設計示意圖
For wafer clean
Pum pdown Buffer plate Wafer Radical Gas inlet Shower head
PE mode
13.56MHz RF Power
真空電漿設備系統簡介
DC/AC Power and Matching
Feed Stock Gas and Flow Control
Vacuum Chamber
Process Reaction
Substrate Deliver and System Control
處理物幾何形狀無限制：大或小，簡單或複雜，部件或紡織品，均可進行電漿表面處理。先 進製程，可滿足半導體微小線寬製程要求。
電漿產生型態: PE mode
基材置於接地電極的一側，另一端為接上13.56MHz 的射頻電 極，電子在兩電極間來回震盪激發氣體分子成為電漿態。腔體 內的電漿電位Vp 一般維持約10V~20V 之間，依據系統設計的 不同將會有所差異。在PE-Mode 的系統內，最大的直流偏壓 就是電漿電位，兩電極板承受相同但並不劇烈的離子轟擊。 (適合低溫製程＜70℃) 在製程中PE-Mode 的優點在於離子損傷較 小，操作壓力一般在100 mTorr 左右，整個 蝕刻過程以化學反應機制呈現，蝕刻的選擇 性高，可應用於整面有機物、油膜殘留或是 光阻的移除以及薄膜表面的電漿改質等等。 基材與腔體等電位
PE Mode ( Plasma Etching)
電漿產生型態: RIE mode
為了增強離子轟擊，也就是為了增加蝕刻製程的非等向性所做的設 計，與PE-Mode 的配置恰好相反，此時基材將置於接上13.56MHz 射頻電極的一側， 電極，產生一自我偏壓（self-bias），電子同樣 在兩電極間來回震盪激發氣體分子成為電漿態，陰極極板所承受的 離子轟擊此時變為電漿電位加上自我偏壓的合，蝕刻速率較高，但 是基材表面溫度易高於120℃) RIE 的設計使得製程傾向於更具非等向 性的物理性蝕刻機制，在同時具有物理 及化學特性的電漿系統之下，也讓蝕刻 製程變的更有效率。缺點是製程損傷較 為嚴重。 基材至於RF端
TCL(Ni/Au) Deposition Ni)/Au PR p-GaN n-GaN Sapphire
捷毅電漿清洗機台設計特點
• 具有架構簡單、占地面積小、生產率高等優點。 • 裝片容量大、清洗均勻性好、單一批次可以多層放置， 提高單批次產能競爭力。
• 電漿清潔製程中提供再現性高、可控性強、高駕動率， 以及低營運成本的特性。
Applications
封裝打線前處理
Ar Plasma 對基材做物理離子轟擊
Before wire bond Plasma Cleaning Process
Applications
LED chip蒸鍍前處理
PhotolithographyⅡ(TCL) PR p-GaN
n-GaN
Sapphire
電漿特徵
Plasma – 離子化氣體 (物質第四態)
整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，也就是帶負電粒子的密度與 帶正電粒子的密度是相同的。 因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比一，因此電漿呈現電中性。 電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有一部分受到外力作用時，遠處 部份的電漿，乃至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做「電漿的群體 效應」。 具有良好的導電性和導熱性。
由於這些原因，電漿能作到固體、液體、氣體所不 能作到的。因此，電漿被認為能應用在各種領域上： 能源、環境、奈米科技、半導體、醫療、生物等等。
電漿表面處理的優點
安全性:電漿提供一個使用一個電能去促進表面清潔，比加熱更低溫的化學反應環境，排除 了濕式化學的危險性。 環保技術：電漿反應過程是氣體解離的乾式反應，不消耗水資源，無需添加化學藥劑，反應 物不需回收處理，對環境無污染無環保問題。 溫度低：接近常溫，特別適於高分子材料，比電暈和火焰方法有較長保存時間和較高表面張 力。 廣適性：不分處理物件的基材類型，均可進行處理。如金屬、半導體、氧化物和大多數高分 子材料等等均可進行處理。 功能強：僅涉及各種改質材料之表面層進行清潔，可以保持材料本身特性的同時，賦予其一 種或多種新的功能。(親水性或是疏水性功能) 低成本：裝置簡單，易操作維修，可長時間連續運行，處理費用便宜、沒有溶液的浪費，清 洗成本會大大低於濕法清洗。 全製程可控參數：提供簡單製程，提昇工作效能，所有參數可由電腦設置和資料記錄，進行 品質控制。
Ion Beam Mode - (Linear Ion Beam Source)
電漿原理在蝕刻製程應用
RF產生器
1)蝕刻氣體進入 反應室 氣體傳送 2)電場將反應 物分解
陽極 電場 蝕刻製程反應室 l
3)電子與原子的結 合產生電漿
副產物
8)副產物之 移除
l
4)反應性正離子 轟擊表面 5)反應性離子在 表面之吸附 6)原子團與膜表面 的表面反應
電漿產生型態: Ion Beam mode
是ㄧ種強調物理轟擊的蝕刻機制，也可以通入O2或是Ar氣體，但 是要先經由ㄧ磁場設計的Ion Source，並中和帶電荷的電子，產 生純粹中性的離子，是ㄧ種屬於非電漿應用。這種機制強調分子 平均自由徑要長，所以通常操作壓力要小於10-3torr較有效。
無電漿設計
如何產生人造電漿？
電場
Gas Plasma (discharge)
Breakdown
Gas
電子崩潰
◎電漿產生方式
藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子獲得能量並加速撞擊不帶 電中性粒子，由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生離子 與另一帶能量的加速電子，這些被釋出的電子，在經由電場加速與 其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效應(gas breakdown)，形成電漿狀態。
RIE Mode ( Reactive Ion Etching)
電漿產生型態: Down stream mode
ICP 腔體的結構示意圖，於上電極RF power一般為13.56MHz 或其倍 頻，主要作為控制電漿密度之用，一般稱作source-RF，而陰極電極可 接地。ICP system 最重要的結構之一在於陽極電極的感應線圈設計， HDP 的線圈形式種類繁多，有立體繞組、平面繞組、或多重線圈繞組 等設計。藉以提高電漿解離率，增加效率，也是適合低溫製程，但是 匹配線路複雜。
JetEazy System Co.,Ltd.
Plasma Principles and Eazy Cleaner Tank introduction
Kevin Lo ======================== Jeteazy, Differ From Difference
電漿原理簡介 電漿產生型態介紹 電漿表面處理原理與應用 真空系統電漿設備簡介 Plasma Clean簡介 操作系統簡介
排氣
7)副產物之 去吸附
異向性蝕刻
基板 陰極பைடு நூலகம்
等向性蝕刻
