細かい汚れを取り除くプラズマ装置

プラズマ装置はプラズマクリーナーとも呼ばれるドライ洗浄装置の一種で、半導体や電子デバイスなどの製造に使われています。スマートフォンなどに内蔵されている半導体や電子部品は小型化・集積化が進んでおり、様々な機能を搭載したチップから汚れを取り除くには高度なドライ洗浄の技術が必要です。プラズマ装置は電極間に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、サンプルの表面に付着した微細な汚れを取り除きます。この装置にはアルゴン原子を使うRIEモードと、酸素分子を使うDPモードという2種類の処理方式が存在します。

プラズマ装置は10Pa以下まで減圧されたチャンバーに、アルゴン原子や酸素分子を導入して印加しプラズマを発生させます。物質はエネルギーを与え続けると固体から液体、気体へと変化します。さらに連続的なエネルギーを与えると物質の第4の状態とされるプラズマになります。RIEモードでは20Paほどの高周波電力でアルゴン原子を印加し、アルゴンイオンと電子に電離させます。

電子は軽いためイオンより早く下部電極に到達し、下部電極ではマイナス電圧とイオンシースが生じます。イオンシースとは加速領域のことで、プラス電荷のアルゴンイオンが加速されてサンプルに衝突し表面の無機物や有機物を弾き飛ばします。DPモードでは80Paから130Paの高周波電力で酸素分子が印加され、電離した酸素原子がサンプル表面の有機化合物と反応して二酸化炭素や水分子になります。このタイプはサンプル表面に付着した微細な有機物を除去するのに使われています。

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