什么是等離子體？(TEPLA)課件

什么是等離子體？

等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)的一種狀態(tài)。對(duì)氣體施加足夠的能量使之部分離化便成為物質(zhì)的第四態(tài)—等離子體。實(shí)際上，等離子體非常常見(jiàn)—99%的可見(jiàn)宇宙由等離子體組成。在閃電、熒光燈、電弧焊、計(jì)算機(jī)顯示器中都能找到常見(jiàn)的等離子體。在等離子系統(tǒng)中，我們使用電能來(lái)產(chǎn)生等離子體。這一激勵(lì)過(guò)程能夠在常溫下產(chǎn)生大量的化學(xué)活性粒子，從而可以在材料表面誘導(dǎo)在常態(tài)下不會(huì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。可以控制這些高活性粒子的整體性能來(lái)進(jìn)行各種表面處理，例如精密清潔、表面浸潤(rùn)活化、接枝化學(xué)官能團(tuán)、沉積涂層等。什么是等離子體？等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)的一1等離子體對(duì)氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的“活性”組分包括：離子、電子、活性基團(tuán)、激發(fā)態(tài)的核素（亞穩(wěn)態(tài)）、光子等。等離子清洗機(jī)就是通過(guò)利用這些活性組分的性質(zhì)來(lái)處理樣品表面，從而實(shí)現(xiàn)清潔、改性、光刻膠灰化等目的。等離子體對(duì)氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子2物質(zhì)的第四態(tài)固體等離子體氣體液體物質(zhì)的第四態(tài)固體等離子體氣體液體3為什么使用射頻等離子體？射頻等離子體是最廣泛使用和通用性好的等離子體技術(shù)，它應(yīng)用于醫(yī)療和通用工業(yè)的寬廣領(lǐng)域內(nèi)。在通用工業(yè)/醫(yī)療行業(yè)，需要清潔、涂覆或化學(xué)改性的材料表面被浸入到射頻等離子體的能量環(huán)境中，除了射頻等離子體的強(qiáng)烈的化學(xué)作用外，其定向效應(yīng)也起到了一個(gè)重要的作用。攜帶動(dòng)量的粒子到達(dá)材料表面后可以物理地去除更加化學(xué)惰性的表面沉淀物（如金屬氧化物和其它無(wú)機(jī)物沉淀）以及交聯(lián)聚合物以鎖定等離子體的處理。為什么使用射頻等離子體？射頻等離子體是最廣泛使用和通用性好的4射頻等離子射頻等離子5為什么使用微波等離子體？對(duì)于處理對(duì)靜電敏感的器件，微波產(chǎn)生的等離子體相對(duì)于射頻具有明顯的優(yōu)勢(shì)。由于在微波等離子體電場(chǎng)中的頻率振蕩較高，相對(duì)于射頻等離子而言電子在轉(zhuǎn)變方向之前的運(yùn)動(dòng)距離更短。這意味著在每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中能夠到達(dá)器件表面的電子數(shù)量更少，因此使表面的電荷效應(yīng)降至最低。由于最低的表面電荷，不會(huì)使離子加速向表面運(yùn)動(dòng)，從而避免不希望的表面碰撞。因此微波等離子體具有各向同性的特點(diǎn)，很適合于MEMS制造中的“器件釋放”和微芯片封裝中的“倒裝芯片底部填充”工藝。為什么使用微波等離子體？對(duì)于處理對(duì)靜電敏感的器件，微波產(chǎn)生的6微波等離子體微波等離子體7為什么用大氣等離子體？大氣等離子體的概念比低壓等離子體具有明顯的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢(shì)。例如，采用大氣等離子體可以更容易進(jìn)行在線或原位處理工藝，且不再需要使用昂貴的產(chǎn)生低壓的真空泵。歷史地看，用于工業(yè)的具有所有低壓等離子體特性的大氣等離子體源曾經(jīng)難于設(shè)計(jì)，最近的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)解決了很多關(guān)鍵的問(wèn)題，因此大氣等離子體產(chǎn)品在與低壓等離子體系統(tǒng)同樣寬廣的領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用。這些系統(tǒng)的低成本和本地化的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)啟了等離子體表面處理的新市場(chǎng)。

為什么用大氣等離子體？大氣等離子體的概念比低壓等離子體具有明8大氣等離子體大氣等離子體9為什么需要超薄晶圓？為什么需要超薄晶圓？10由于封裝產(chǎn)品的電子產(chǎn)品持續(xù)小型化，集成電路（IC）封裝器件必須遵循小型化趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)更小的IC封裝的關(guān)鍵可行技術(shù)是3D互聯(lián)技術(shù)和超過(guò)通常打線堆疊芯片數(shù)量的多層堆疊芯片。主導(dǎo)市場(chǎng)是消費(fèi)類電子產(chǎn)品，它推動(dòng)了NAND和FlashRAM等堆疊芯片的垂直整合。此外，RF標(biāo)簽（帶芯片的紙質(zhì)產(chǎn)品等）需要薄芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)很小的彎曲半徑和高彈性。下一個(gè)需求是功率器件市場(chǎng)，其目標(biāo)是用更薄的芯片來(lái)輸出更高的能量,這樣薄硅片內(nèi)產(chǎn)生的熱量會(huì)盡比較少。由于封裝產(chǎn)品的電子產(chǎn)品持續(xù)小型化，集成電路（IC）封裝器件必11為什么需要應(yīng)力釋放？為什么需要應(yīng)力釋放？12在器件加工（“前道”）和芯片（“后道”）之間，需要把晶圓減薄并切割成芯片（“預(yù)裝配”）。這兩道工序會(huì)在脆性晶圓材料上產(chǎn)生大量的應(yīng)力，尤其是使用機(jī)械的工序（研磨、劃片或激光加工）。晶圓越薄風(fēng)險(xiǎn)越大。在這個(gè)階段晶圓和芯片是最易由于機(jī)械處理的損傷而破損的。遠(yuǎn)程等離子刻蝕（純凈的干化學(xué)蝕刻）通過(guò)去除損壞的晶圓背部表面和芯片的邊壁來(lái)恢復(fù)這些薄芯片的機(jī)械性能。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，通過(guò)應(yīng)力釋放來(lái)提高裸片強(qiáng)度。

在器件加工（“前道”）和芯片（“后道”）之間，需要把晶圓減薄13為什么在應(yīng)力去除中使用遠(yuǎn)程等離子處理？遠(yuǎn)程等離子體處理（等離子體距離晶圓大約60厘米）是一個(gè)純凈的干法化學(xué)刻蝕硅表面方法。氟自由基通過(guò)定向流動(dòng)的氬氣流到達(dá)工作區(qū)域，對(duì)脆性的超薄晶圓進(jìn)行柔和的表面處理。該單晶圓處理工藝非常穩(wěn)定，反應(yīng)氣體不斷填充，生成的氣體不斷的被抽走。由于不使用濕化學(xué)法從而大大減少了交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)在原位改變氣體混合物，遠(yuǎn)程等離子技術(shù)是應(yīng)力去除后還可進(jìn)行鈍化工藝的唯一技術(shù)。為什么在應(yīng)力去除中使用遠(yuǎn)程等離子處理？遠(yuǎn)程等離子體處理（等離14遠(yuǎn)區(qū)等離子體遠(yuǎn)區(qū)等離子體15基于等離子體的解決方案

基于等離子體的解決方案16一、電子在通用工業(yè)·醫(yī)療行業(yè)，需要清潔、涂覆或化學(xué)改性的材料表面被浸入到射頻等離子體的能量環(huán)境中，除了等離子體的強(qiáng)烈的化學(xué)作用外，定向效應(yīng)也扮演了一個(gè)重要的角色。攜帶動(dòng)量向表面運(yùn)動(dòng)的粒子能夠物理地去除更惰性的表面雜質(zhì)和交聯(lián)聚合物以鎖定等離子體處理結(jié)果。大氣等離子體設(shè)備已經(jīng)與低壓等離子體系統(tǒng)一樣在同樣寬廣的領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了它們的應(yīng)用。大氣等離子體的低價(jià)格、局部處理和原位應(yīng)用的特性已經(jīng)打開(kāi)了等離子體表面改性的新市場(chǎng)。一、電子在通用工業(yè)·醫(yī)療行業(yè)，需要清潔、涂覆或化學(xué)改性的材17在今天制造業(yè)領(lǐng)域里材料的選擇是極為重要的，例如有些聚合物，能提供理想的結(jié)構(gòu)特性而又重量輕、強(qiáng)度高、可模壓并且最重要的是廉價(jià)，然而這種基體特性的標(biāo)準(zhǔn)定義又常常跟需要的表面性質(zhì)相沖突。粘結(jié)邦定、灌裝、封裝和噴墨標(biāo)識(shí)對(duì)于大多數(shù)聚合物來(lái)說(shuō)是困難的，用于制作密封和O形圈的彈性體，本身具有較高的摩擦系數(shù)，而免疫分析和細(xì)胞培養(yǎng)板只具有有限的生物反應(yīng).在今天制造業(yè)領(lǐng)域里材料的選擇是極為重要的，例如有些聚合物，能18與其尋找新材料來(lái)適當(dāng)妥協(xié)基體和表面的特性，不如采用氣體等離子體處理來(lái)調(diào)節(jié)多聚體的表面特性而不需要改變塊體的性質(zhì)。這意味著您仍然可以繼續(xù)使用所選擇的材料，而等離子體工藝可以保證您的產(chǎn)品能夠被粘接組裝、被印刷、具有較低的表面摩擦力、增強(qiáng)表面官能團(tuán)等等。氣體等離子體處理可以用于幾乎所有的表面的刻蝕、清潔、活化、化學(xué)改性或涂層等。與其尋找新材料來(lái)適當(dāng)妥協(xié)基體和表面的特性，不如采用氣體等離子19提高灌注物的粘合性提高灌注物的粘合性20灌裝前的等離子體活化可以確保良好的密封性，減少漏電流，提供良好的邦定強(qiáng)度。使用樹(shù)脂包裹對(duì)電力/電子裝置進(jìn)行的保護(hù)稱為灌裝，灌裝提供了電氣絕緣性，還可以防止潮濕、高/低溫、物理及電子應(yīng)力的影響，它還具有阻燃、減震、散熱的作用。灌裝材料和元器件之間的浸潤(rùn)性通常很差,從而導(dǎo)致邦定困難，形成空洞。等離子活化可以提高表面能，確保良好的浸潤(rùn)性，使樹(shù)脂能夠在PTFE、硅膠、聚酰亞胺等絕大多數(shù)的低表面能聚合物材料上充分的流動(dòng)。灌裝前的等離子體活化可以確保良好的密封性，減少漏電流，提供良21通過(guò)接合焊盤（bondpad）清潔改善絲焊最近大氣等離子體筆在應(yīng)用于接合焊盤（bondpad）清潔方面取得了難以置信的成功。在生產(chǎn)上，等離子體筆可以很容易地在線或者原位集成到絲焊器上，用于在線清潔接合焊盤（bondpad）。當(dāng)然這種類型的處理不需要襯底分級(jí)，意味著接合焊盤（bondpad）在邦定時(shí)是保持原始清潔的，這樣生產(chǎn)更快。

通過(guò)接合焊盤（bondpad）清潔改善絲焊最近大氣等離子體22等離子體筆在它的火焰處不產(chǎn)生電壓或電流，因此不會(huì)損壞電子裝置。雖然它的溫度低，但是等離子體筆產(chǎn)生的能量比電暈放電一類的技術(shù)的清潔效率更高。系統(tǒng)的低運(yùn)行成本（壓縮空氣是反應(yīng)氣體）和低投資使得等離子體筆成為接合焊盤（bondpad）清潔應(yīng)用中的最激動(dòng)人心的最新革新。等離子體筆在它的火焰處不產(chǎn)生電壓或電流，因此不會(huì)損壞電子裝23改善塑料材料的粘結(jié)邦定性能等離子技術(shù)很適合處理膠接前的塑料、金屬、陶瓷、玻璃等材料。在應(yīng)用中，疏松的邊界膜被去掉，留下非常清潔的表面。在處理塑料時(shí)，另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是邊界膜剝離后，還可以去掉表面上的幾百納米厚度的基體材料。這樣可以使表面達(dá)到原子級(jí)別的粗糙化，從而提供更多的表面結(jié)合點(diǎn)，改善粘合效果。

改善塑料材料的粘結(jié)邦定性能等離子技術(shù)很適合處理膠接前的塑料、24同時(shí)，還可以通過(guò)等離子體中的活性原子改變表面的化學(xué)性，通過(guò)很強(qiáng)的和基體材料表面形成的化學(xué)鍵來(lái)形成新的化學(xué)官能團(tuán)。這些極性鍵可以幫助水和粘合劑浸潤(rùn)到所有塑料縫隙中。這樣就可以極大地改善粘接性能。在有些應(yīng)用中，結(jié)合力甚至可以提高50倍以上。同時(shí)，還可以通過(guò)等離子體中的活性原子改變表面的化學(xué)性，通過(guò)很25

等離子體還可以改變聚合物表面的化學(xué)性能以便和特定的粘合劑進(jìn)行粘合。除了氧氣之外，還可以用其他氣體來(lái)獲得所需要的表面，從而為材料工程師進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供更多的選擇。

等離子體還可以改變聚合物表面的化學(xué)性能以便和特定的粘合劑26Image(a)

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crosssectionofPW27使用等離子體改善搭接邦定剪切強(qiáng)度的例子

等離子體處理前等離子體處理后比例PSIPSIRatioPolyimide(PMR?-15)/Graphite/石墨42026006.2PolyphenyleneSulfide(Ryton?R)聚苯硫醚29013604.7PolyetherSulfonne(Victrex?4100G)聚醚砜130314024.2Polyethylene/PTFE(Tefzel?)聚乙烯/聚四氟乙烯verylow320050+HDPE高密度聚乙烯31531259.9LDPE低密度聚乙烯37014503.9Polypropylene聚丙烯37030808.3Polycarbonate(Lexan?)聚碳酸酯4109282.3Nylon尼龍85040004.7Polystyrene聚苯乙烯57040007.0MylarA?邁拉（聚酯薄膜商標(biāo)名）53016603.1PVDF(Tedlar?)聚偏二氟乙烯28013004.6PTFE聚四氟乙烯7575010.0使用等離子體改善搭接邦定剪切強(qiáng)度的例子等離子體處理前等離子28印刷電路板印刷電路板29去膠渣等離子體去膠渣和回蝕是等離子技術(shù)在PCB領(lǐng)域已經(jīng)證實(shí)的工藝應(yīng)用。穿過(guò)多層電路板的鉆孔會(huì)在孔壁上遺留殘?jiān)?、污漬。必須首先去除這些污漬才能進(jìn)行金屬化（建立導(dǎo)電性），氣體等離子體易于通過(guò)氧和氟化物如CF4的活化清除穿孔內(nèi)的殘?jiān)傻入x子體釋放的氧和氟的激子通過(guò)化學(xué)刻蝕作用攻擊樹(shù)脂污漬，從而使得穿孔得到完全清潔。去膠渣等離子體去膠渣和回蝕是等離子技術(shù)在PCB領(lǐng)域已經(jīng)證實(shí)30而使用濕法化學(xué)工藝則在遇到精細(xì)穿孔、特氟隆芯材料或使用在聚酰亞胺基插入件時(shí)用的丙烯酸膠時(shí)會(huì)呈現(xiàn)不足。對(duì)于這些應(yīng)用，低壓氣體等離子體已經(jīng)被證實(shí)是一種優(yōu)越的清潔方法。通過(guò)獨(dú)特的電極設(shè)計(jì)可以保證等離子處理后板內(nèi)、板與板之間、批次與批次之間出色的均勻性。而使用濕法化學(xué)工藝則在遇到精細(xì)穿孔、特氟隆芯材料或使用在聚酰31特氟隆?活化特氟隆?（聚四氟乙烯）以其很低的介電常數(shù)，成為一種確?？焖傩盘?hào)傳播和極好的絕緣性的優(yōu)異材料，然而正是由于特氟隆的這些特性，使得它難于電鍍。在對(duì)特氟隆表面電鍍非電解銅之前，必須先進(jìn)行等離子體活化以增加它的表面能，從而使得銅能被粘附上。通過(guò)專有的氣體等離子體配方，能夠給特氟隆提供出色的浸潤(rùn)性，并且比使用N2和H2作為反應(yīng)氣體的常規(guī)等離子體處理工藝提供更長(zhǎng)的活化壽命。特氟隆?活化特氟隆?（聚四氟乙烯）以其很低的介電常數(shù)，成32碳去除穿透孔的金屬化經(jīng)常被激光鉆孔時(shí)形成的積碳阻擋。為了從孔洞里去除這些積碳，可將印刷電路板放到氣體等離子體中?；瘜W(xué)活性的等離子體可以安全去除孔洞里的積碳，以為金屬化工藝做好準(zhǔn)備。等離子體將碳轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)的物質(zhì)，在等離子體處理室里經(jīng)由真空泵完全排出去。

碳去除穿透孔的金屬化經(jīng)常被激光鉆孔時(shí)形成的積碳阻擋。為了從孔33光盤光盤34光盤模板清潔隨著HD-DVD和藍(lán)光格式的出現(xiàn)，光盤技術(shù)迎來(lái)了它的第三代高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。當(dāng)復(fù)制廠極力追求高生產(chǎn)率和高質(zhì)量時(shí)，光盤技術(shù)也先后發(fā)展到更高的存儲(chǔ)量，因此對(duì)于復(fù)制廠來(lái)說(shuō)，為了與工業(yè)上的增長(zhǎng)需要并駕齊驅(qū)，就必須使用新的技術(shù)和工藝。光盤模板清潔隨著HD-DVD和藍(lán)光格式的出現(xiàn)，光盤技術(shù)迎來(lái)了35新型的氣體等離子體工藝，以替代濕法化學(xué)、紫外線/臭氧方法去除光刻膠或聚合物染料、鈍化模板和改善模板。使用等離子體系統(tǒng)的用戶報(bào)告稱在工藝穩(wěn)定性、化學(xué)品和勞動(dòng)力的費(fèi)用節(jié)約、更高的生產(chǎn)率和消除幾種特定的缺陷方面取得了顯著的改善。新型的氣體等離子體工藝，以替代濕法化學(xué)、紫外線/臭氧方法去除36什么是等離子體？(TEPLA)課件37模板鈍化第一次電鑄生成的模板叫“父版”。在用“父版”生成“母版”(“父版”的反信號(hào))前，首先要對(duì)“父版”進(jìn)行氧化鈍化。同樣地，在用“母版”生成“子版”前，也要對(duì)“母版”進(jìn)行鈍化。此前鈍化都是通過(guò)濕化學(xué)方法或臭氧處理進(jìn)行，等離子處理儀可使鈍化在潔凈、干燥的環(huán)境下單步完成。

模板鈍化第一次電鑄生成的模板叫“父版”。在用“父版”生成“38通過(guò)模版調(diào)制消除復(fù)制污痕聚碳酸脂較差的脫模性會(huì)在從模板上脫下復(fù)制片時(shí)劃傷和阻斷數(shù)據(jù)點(diǎn)。這會(huì)導(dǎo)致非均勻性凹坑/凹槽壁，表現(xiàn)在復(fù)制片上就是瑕疵。這些不同的瑕疵現(xiàn)象分別叫做斑點(diǎn)、水紋、粘連或幻影，更多是基于外觀原因而非盤片的可讀性原因，是我們不希望看到的。當(dāng)使用等離子體技術(shù)去除光刻膠時(shí)，用戶發(fā)現(xiàn)可以減少大約70%的這些缺陷，斑點(diǎn)可減少10%，而DVD上的水紋則全部被消除。通過(guò)模版調(diào)制消除復(fù)制污痕聚碳酸脂較差的脫模性會(huì)在從模板上39什么是等離子體？(TEPLA)課件40什么是等離子體？(TEPLA)課件41醫(yī)療診斷醫(yī)療診斷42改善細(xì)胞和生物材料對(duì)臨床診斷平臺(tái)的附著力用于免疫分析、細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)和其它臨床診斷的平臺(tái)主要是由合成聚合體制造的，這些材料對(duì)該行業(yè)來(lái)說(shuō)具有理想的惰性、機(jī)械穩(wěn)定性和低廉的價(jià)格，但它們的表面性質(zhì)卻有著內(nèi)在的局限性，特別是細(xì)胞和生物活性分子到其表面的附著點(diǎn)不充足。改善細(xì)胞和生物材料對(duì)臨床診斷平臺(tái)的附著力用于免疫分析、細(xì)胞培43強(qiáng)力的、均勻分布的附著點(diǎn)是固定生物材料和體外細(xì)胞培養(yǎng)的一個(gè)前提。為了改進(jìn)合成聚合物平臺(tái)細(xì)胞增殖和生物分子吸附的性質(zhì)，必須進(jìn)行表面改性。蘇州Omega長(zhǎng)期為臨床診斷基體的制造商提供免疫化驗(yàn)、細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)等設(shè)施的等離子體活化服務(wù)。強(qiáng)力的、均勻分布的附著點(diǎn)是固定生物材料和體外細(xì)胞培養(yǎng)的一個(gè)前44胺化在聚合物材料上提供生物和傳感器分子的邦定點(diǎn)表面胺化是生物科學(xué)材料工藝中的重要工藝，特別適用于培養(yǎng)介質(zhì)和醫(yī)療診斷平臺(tái)。氨基官能團(tuán)為惰性的聚合物材料提供添加生物和傳感器分子的邦定點(diǎn)。公司最近開(kāi)發(fā)了一種胺化不同聚合物平臺(tái)的新方法，該方法遠(yuǎn)勝于以前的氨基等離子體方法。我們最新的“Aminafix”等離子體工藝比以前的方法提供了5倍多的氨基官能團(tuán)。胺化在聚合物材料上提供生物和傳感器分子的邦定點(diǎn)表面胺化是45什么是等離子體？(TEPLA)課件46改善生物活性分子對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)平臺(tái)的選擇性粘附使用氣體等離子技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)可以解決生物材料對(duì)培養(yǎng)介質(zhì)和診斷基體的粘附性問(wèn)題。另外，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了提高生物活性分子的選擇性粘附的特殊等離子工藝。這種工藝通過(guò)在表面提供特殊的化學(xué)官能團(tuán)，使之與生物化學(xué)樣品發(fā)生共價(jià)耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。羧基、羥基、氨基是通過(guò)等離子工藝所獲得的很重要的化學(xué)官能團(tuán)實(shí)例。改善生物活性分子對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)平臺(tái)的選擇性粘附使用氣體等離子技47醫(yī)療器械：醫(yī)療器械：48改善通過(guò)微流體器件的

分析流特性

微流體裝置需要親水性的表面以便于分析物可以持續(xù)平緩的流經(jīng)微通道到達(dá)這些器械上的探測(cè)和處理位置。這種流動(dòng)可通過(guò)各種抽吸方法如電滲透、熱量、機(jī)械等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。微射流器件由疏水性的聚合材料（聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)）制成.改善通過(guò)微流體器件的

分析流特性微流體裝置需要親水性的表面49由這些材料的疏水性導(dǎo)致的一個(gè)主要問(wèn)題就是在微通道中聚集的氣泡抑制了液體的流動(dòng)。即便通道用酒精和緩沖液處理過(guò)，仍存在氣泡問(wèn)題。用等離子體處理可以氧化微通道的表面，使它們變成親水性，從而防止氣泡的形成。表面電荷密度在采用電動(dòng)抽吸時(shí)同樣會(huì)影響流動(dòng)速率，等離子體可以有效地對(duì)表面充電從而支持電滲透流動(dòng)。這是用等離子處理微流體器件的又一個(gè)好處。由這些材料的疏水性導(dǎo)致的一個(gè)主要問(wèn)題就是在微通道中聚集的氣泡50解決藥物粘附到計(jì)量腔壁的問(wèn)題

表面“不粘”的概念在廚具上眾所周知。例如用在炒鍋上的“Teflon?（特氟隆）”涂層可以防止食物粘在表面上。然而，不粘的應(yīng)用也可延伸到炒鍋之外的領(lǐng)域，如帶有藥劑計(jì)量腔的藥物輸送裝置不允許藥劑粘附到其內(nèi)表面上，這樣才能保證從第一次到最后一次都有相同的劑量。等離子可以在計(jì)量腔內(nèi)壁上涂敷一層很薄的碳氟涂層來(lái)確保其"不粘"性。解決藥物粘附到計(jì)量腔壁的問(wèn)題

表面“不粘”的概念在廚具上眾所51

通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）可以把這種涂層很容易的粘附在大多數(shù)材料表面。PECVD的原理是在等離子體內(nèi)活化單體，誘導(dǎo)它們?cè)诨w上聚合。沉積涂層的表面性能取決于表面幾十納米的性質(zhì)。氣體等離子工藝通過(guò)在高度可控的環(huán)境下在基體上沉積聚合碳氟化合物，從而提供了一個(gè)可靠的、生物相容的和環(huán)境友好的降低材料表面活化能的方法。通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）可以把這種涂層很52增加體內(nèi)體外醫(yī)療器械

的生物兼容性增加體內(nèi)體外醫(yī)療器械

的生物兼容性53什么是等離子體？(TEPLA)課件54表面能是決定材料可濕性、可印刷性、化學(xué)抗性和生物污染的一個(gè)特性。一般來(lái)說(shuō)，具有高表面能的材料對(duì)生物材料如細(xì)胞和蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)是親水的和可濕的。反之，低表面能的物質(zhì)是疏水的和不粘的。體內(nèi)和體外醫(yī)療器械可能會(huì)需要抵抗蛋白質(zhì)或細(xì)胞粘附的表面。盛放生物廢液的可重復(fù)使用的容器需要容易清空和刷洗，這只是需要改進(jìn)表面的不粘性或抗生物污染性的幾個(gè)例子。表面能是決定材料可濕性、可印刷性、化學(xué)抗性和生物污染的一個(gè)特55采用等離子體涂敷一層氟碳化合物或聚氧化乙烯的薄涂層可以創(chuàng)建抗生物污染的涂層。當(dāng)使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積（PECVD）方法涂覆時(shí)，這種涂層易于粘附到很多種材料表面上。PECVD通過(guò)在等離子體的作用下激活適當(dāng)?shù)膯误w種類，然后在工件上誘導(dǎo)其形成聚合物。沉積的表面涂層的性質(zhì)是由最表面的幾十個(gè)納米深的材料所決定的。氣體等離子體工藝通過(guò)以一種可靠的和環(huán)境友好的方法，在一個(gè)高度可控的環(huán)境里聚合所選擇的單體到表面上來(lái)減小材料的表面能。

采用等離子體涂敷一層氟碳化合物或聚氧化乙烯的薄涂層可以創(chuàng)建抗56彈性體彈性體57減小密封件和O形圈的表面粘性具有彈性和可變形性的聚合物可用來(lái)制作密封條和O型圈。但這些性能也會(huì)導(dǎo)致表面的摩擦和磨損。等離子體工藝提供了一個(gè)可靠的、一致的、綠色的既可減少表面摩擦力，同時(shí)又能維持基體材料的性能的方法。減小密封件和O形圈的表面粘性具有彈性和可變形性的聚合物可用來(lái)58密封條和O型圈在液態(tài)、氣態(tài)或真空環(huán)境中扮演了氣體或液體屏障的作用。它們可用在圓棒、活塞、法蘭、端蓋、插栓上，以及從食物加工到半導(dǎo)體，從汽車到航天，從石化到醫(yī)藥等廣泛的工業(yè)領(lǐng)域中。密封條和O形圈的表面摩擦意味著磨損，高磨損率影響了系統(tǒng)的可靠性，需要頻繁的維護(hù)。等離子體通過(guò)可控的化學(xué)和物理改性可降低表面摩擦力。密封條和O型圈在液態(tài)、氣態(tài)或真空環(huán)境中扮演了氣體或液體屏障的59什么是等離子體？(TEPLA)課件60改進(jìn)對(duì)人造橡膠的粘結(jié)邦定眾所周知彈性體材料(人造橡膠)非常難以自粘結(jié)或與其它材料粘結(jié)。原因之一就是它們聚合鏈的易變性，這是材料彈性特性里固有的性質(zhì)。然而等離子體能夠通過(guò)一系列的途徑提高彈性體的粘接性，例如等離子體可以清除脫模劑、易揮發(fā)的碳?xì)浠衔锖推渌鼤?huì)影響邦定的基體上的污染物。改進(jìn)對(duì)人造橡膠的粘結(jié)邦定眾所周知彈性體材料(人造橡膠)非常難61氧化等離子體用于在材料表面添加氧官能團(tuán)，這會(huì)增加極性和使它具有對(duì)粘結(jié)劑的親水性和可濕性。在等離子體環(huán)境里，通過(guò)向著表面加速的離子的轟擊效應(yīng)，或化學(xué)刻蝕處理可以選擇性地改變表面特征。粗糙的表面具有更大的表面積，等同于大數(shù)量的邦定點(diǎn)，從而改善邦定性能。氧化等離子體用于在材料表面添加氧官能團(tuán)，這會(huì)增加極性和使它具62光學(xué)光學(xué)63光學(xué)鏡頭的超凈清潔清洗是等離子體最常見(jiàn)的應(yīng)用，等離子體清潔通常用來(lái)在最后去除有機(jī)薄膜。去除幾乎存在于所有物理表面上的有機(jī)污染層后就得到了非常清潔的表面。這個(gè)污染層可能只有幾個(gè)分子的厚度，但卻可以顯著地改變表面性能。必須首先用濕法或物理方法去除重油油污、灰塵顆粒等，然后通過(guò)低壓氧氣等離子清洗幾分鐘，沒(méi)有廢液需要處理。而且不同于清洗劑，等離子體不會(huì)留下任何殘余物。

光學(xué)鏡頭的超凈清潔清洗是等離子體最常見(jiàn)的應(yīng)用，等離子體清潔通64什么是等離子體？(TEPLA)課件65提高隱形眼鏡的浸潤(rùn)性

等離子體廣泛地應(yīng)用在隱形眼鏡的生產(chǎn)中。等離子用來(lái)在鍍膜前活化鏡片材料，也可用來(lái)侵蝕表面，暴露出下面的表層。在這兩個(gè)應(yīng)用中等離子體都可以替代難用的、耗時(shí)的、昂貴的濕化學(xué)方法。提高隱形眼鏡的浸潤(rùn)性等離子體廣泛地應(yīng)用在隱66用于制造隱形眼鏡的玻璃模具帶有成型時(shí)產(chǎn)生的聚合物污染層（例如CR-39或PC）和/或脫模劑。通常用濕法清洗來(lái)洗掉這些殘余物，但隨之而來(lái)的不完全的噴淋、水痕、建造清洗槽等會(huì)影響表面的完美性，而用等離子體可以很好地清潔這些鏡片.用于制造隱形眼鏡的玻璃模具帶有成型時(shí)產(chǎn)生的聚合物污染層（例如67什么是等離子體？(TEPLA)課件68改善光纖連接器的光學(xué)傳輸

玻璃纖維的有機(jī)污染會(huì)降低傳輸率，影響性能的穩(wěn)定性。即使保持光學(xué)路徑的清潔，塑料放氣、粘合劑流出、指紋等也會(huì)造成有機(jī)污染。等離子可以分解這些表面污染，使之變成惰性的和揮發(fā)性的氣體。改善光纖連接器的光學(xué)傳輸玻璃纖維的有機(jī)污染會(huì)降低傳輸率，69什么是等離子體？(TEPLA)課件70半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用微波等離子工藝用于芯片制造、MEMS器件、光伏電池、平板顯示器和探測(cè)器等領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。在光刻膠灰化、晶圓減薄和應(yīng)力去除、打線前的bondpad清潔、封膠前的活化等應(yīng)用中用安全的微波等離子對(duì)硅、三五族化合物、鈮酸鋰等半導(dǎo)體材料進(jìn)行處理。微波等離子體特別適合于處理對(duì)靜電敏感的器件。半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用微波等離子工藝用于芯片制造、MEMS器件、71PVAtepla還提供量測(cè)工具用于先進(jìn)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)過(guò)程中評(píng)估晶圓。SIRD系統(tǒng)是用于機(jī)械應(yīng)力測(cè)量，TWIN用于離子注入劑量檢測(cè)。我們的量測(cè)系統(tǒng)可處理300毫米的晶圓，并滿足1級(jí)潔凈室的所有要求。PVAtepla還提供量測(cè)工具用于先進(jìn)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)過(guò)72光刻膠灰化

在前道半導(dǎo)體制造中，在刻蝕和注入等工藝后去除光掩膜是一個(gè)最重要且經(jīng)常進(jìn)行的步驟。根據(jù)器件的復(fù)雜程度，光刻的周期次數(shù)也從10次至25次不等。每個(gè)周期都需要一個(gè)去除光刻膠工藝。這個(gè)剝離光掩膜的過(guò)程可以使用干燥的、環(huán)保的等離子工藝（‘灰化’）。光刻膠灰化在前道半導(dǎo)體制造中，在刻蝕和注入等工藝后去除光掩73PVATePla是使用微波激勵(lì)的批次式等離子光刻膠灰化機(jī)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。微波批次等離子體技術(shù)具有高產(chǎn)能、成本低的特點(diǎn)。所需成本只是單晶圓灰化機(jī)的一小部分。微波激勵(lì)的等離子體不會(huì)對(duì)柵氧化層產(chǎn)生任何損壞，和傳統(tǒng)的射頻等離子灰化機(jī)相比具有更高的灰化效率。PVATePla是使用微波激勵(lì)的批次式等離子光刻膠灰化機(jī)的74什么是等離子體？(TEPLA)課件75晶圓背面的應(yīng)力去除晶圓的背面研磨工藝會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力并傳導(dǎo)到晶圓本體上導(dǎo)致晶圓變脆。這種晶圓變脆的效應(yīng)可以用PVATePla的等離子應(yīng)力去除工藝來(lái)去除。背面研磨帶在減薄工藝（從725μm通過(guò)研磨減薄到目標(biāo)厚度，例如75μm）時(shí)用以保護(hù)晶圓高活性的一面。晶圓背面的應(yīng)力去除晶圓的背面研磨工藝會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力并傳導(dǎo)到晶圓本76之后，用遠(yuǎn)程等離子對(duì)晶圓背面進(jìn)行應(yīng)力去除,將減薄后留下的3μm厚的損傷硅層去除。遠(yuǎn)程冷等離子是潔凈、干燥、各向同性的化學(xué)刻蝕工藝，不含可能會(huì)對(duì)晶圓表面充電的自由離子或電子。通過(guò)把工藝溫度控制在70°C以下來(lái)保護(hù)背面研磨帶，避免對(duì)背面研磨帶產(chǎn)生任何的損壞。應(yīng)力去除可以和鈍化、晶圓減薄一起在原位進(jìn)行。之后，用遠(yuǎn)程等離子對(duì)晶圓背面進(jìn)行應(yīng)力去除,將減薄后留下的377什么是等離子體？(TEPLA)課件78什么是等離子體？(TEPLA)課件79芯片邊緣修復(fù)（CSH）在切割工藝中用高速旋轉(zhuǎn)的鋸片或高能激光束來(lái)切割芯片。在接近“street”的硅料受到的損傷相當(dāng)于研磨時(shí)晶圓背部表面受到的損傷。邊緣壁面的質(zhì)量是決定裸片強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵因素。芯片邊緣修復(fù)（CSH）在切割工藝中用高速旋轉(zhuǎn)的鋸片或高能激光80遠(yuǎn)程等離子體可以在劃片后立刻處理邊緣壁面。純凈干燥的化學(xué)等向型刻蝕可以應(yīng)用在切割（DBG工藝）后背面或從前部表面劃片后的背面。我們把這個(gè)工藝叫做CSH（芯片邊緣修復(fù)）。一旦硅片的所有邊緣壁面和背部表面都被處理后，就可以使裸片達(dá)到最大的物理強(qiáng)度（“完美裸片”）。芯片邊緣修復(fù)可以和鈍化一起原位進(jìn)行。遠(yuǎn)程等離子體可以在劃片后立刻處理邊緣壁面。純凈干燥的化學(xué)等向81什么是等離子體？(TEPLA)課件82后CMP處理遠(yuǎn)程冷等離子表面處理可以結(jié)合其他傳統(tǒng)的晶圓應(yīng)力去除方法（例如CMP）來(lái)處理晶圓，為后續(xù)的工藝步驟做準(zhǔn)備。例如，等離子體用來(lái)處理功率器件背面的金屬化做準(zhǔn)備。等離子清洗，伴隨著它的微粗糙作用，可以改變CMP處理后的鏡面表面，從而提高了金屬化的能力。后CMP處理可以和應(yīng)力去除、晶圓減薄一起在原位進(jìn)行。后CMP處理遠(yuǎn)程冷等離子表面處理可以結(jié)合其他傳統(tǒng)的晶圓應(yīng)力去83使用遠(yuǎn)程冷等離子進(jìn)行干法化學(xué)刻蝕后被粗燥化的硅表面實(shí)例

使用遠(yuǎn)程冷等離子進(jìn)行干法化學(xué)刻蝕后被粗燥化的硅表面實(shí)例使用遠(yuǎn)程冷等離子進(jìn)行干法化學(xué)刻蝕后被粗燥化的硅表面實(shí)例使用84全自動(dòng)遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)

全自動(dòng)遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)

85晶圓減薄(<30μm)為了堆疊裸片，芯片的最終厚度必須要減少到了30μm甚至以下。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，這樣的厚度已經(jīng)不可能由研磨來(lái)實(shí)現(xiàn)了，特別是在大批量生產(chǎn)50μm及以下的厚度,應(yīng)力去除變成了一個(gè)重要的問(wèn)題時(shí)。晶圓減薄(<30μm)為了堆疊裸片，芯片的最終厚度必須要減86用于3D互連的銅制成需要進(jìn)行無(wú)金屬污染的自由接觸處理。在該應(yīng)用中PVATePla提供了使用柔和的遠(yuǎn)程等離子刻蝕的用于晶圓減薄的先進(jìn)技術(shù)。依靠出色的均勻性，我們可以使用我們的應(yīng)力去除工藝來(lái)進(jìn)行晶圓減薄。ASYNTIS2.2是為了該先進(jìn)市場(chǎng)的高產(chǎn)能生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的。晶圓減薄可以和應(yīng)力去除、鈍化在原位進(jìn)行。用于3D互連的銅制成需要進(jìn)行無(wú)金屬污染的自由接觸處理。在該應(yīng)87表面鈍化有三個(gè)重要的原因需考慮表面鈍化：1.在線的晶圓減薄工藝中，研磨和裝配之間的時(shí)間太短以至于游離的硅鍵沒(méi)法捕獲空氣中的氧氣。一旦游離的硅鍵接觸到切割帶，膠水會(huì)與切割帶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，裸片的粘結(jié)力會(huì)隨著時(shí)間而增加。使用遠(yuǎn)程等離子體進(jìn)行氧化鈍化處理可以在薄晶圓生產(chǎn)中有效地阻止這些粘附問(wèn)題。

表面鈍化有三個(gè)重要的原因需考慮表面鈍化：882.客戶使用我們的“遠(yuǎn)程等離子鈍化”的第二個(gè)原因是因?yàn)榭赡懿东@金屬離子。氧化鈍化、滲氮或其他適合的表面處理有助于提高靜電敏感產(chǎn)品的產(chǎn)能，例如NAND和DRAM。3.使用鈍化的第三個(gè)好處是改變表面能，由疏水改為親水。親水性的表面容易清洗，由于芯片背面的殘余微粒導(dǎo)致的封膠彈出效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)也隨之減小。2.客戶使用我們的“遠(yuǎn)程等離子鈍化”的第二個(gè)原因是因?yàn)榭?9太陽(yáng)能電池片蝕在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中用等離子刻蝕多晶硅的快速、可靠、特別是經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)得到了認(rèn)可。等離子刻蝕已經(jīng)被證明了是邊緣隔離、去除背部表面氮化物或PSG（磷硅酸鹽玻璃）的最有效方法。一方面有很高的刻蝕速率，另一方面直接微波等離子體技術(shù)使電池片溫度保持在很低的水平從而避免產(chǎn)生熱應(yīng)力。先進(jìn)的堆疊和裝載裝置還可以很方便的操作電池片。太陽(yáng)能電池片蝕在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中用等離子刻蝕多晶硅的快速、90什么是等離子體？(TEPLA)課件91有效的SU-8灰化&犧牲層去除SU-8膠的許多非凡的性能很適合使用在制造MEMS和微射流器件上。SU-8是陰性成像環(huán)氧樹(shù)脂型，近紫外光刻膠，可均勻延展的厚度可達(dá)2毫米，由于其優(yōu)良的透明度可以用標(biāo)準(zhǔn)的光照曝光機(jī)來(lái)處理它。有效的SU-8灰化&犧牲層去除SU-8膠的許多非凡的性能很適92這種適合于MEMS制造的光刻膠的眾多優(yōu)點(diǎn)中有一項(xiàng)是它的化學(xué)穩(wěn)定性。只是這樣SU-8太穩(wěn)定了以至于很難去除。PVAtepla已成功開(kāi)發(fā)出是用等離子灰化去除SU-8的工藝.這種適合于MEMS制造的光刻膠的眾多優(yōu)點(diǎn)中有一項(xiàng)是它的化學(xué)穩(wěn)93什么是等離子體？(TEPLA)課件94平板顯示為了確保最佳的像素排列和最大的發(fā)光度，PLED顯示屏的噴墨列印需要一個(gè)特殊的表面狀況。使用直接微波等離子技術(shù)處理該表面，可以精確的達(dá)到所需的表面能（親水或疏水）。直接微波等離子技術(shù)是安全的，也可以為下一代的母板玻璃尺寸升級(jí)。

平板顯示為了確保最佳的像素排列和最大的發(fā)光度，PLED顯示95使用有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的電致發(fā)光器件正在迅速的成為主流顯示技術(shù)。它們的基本結(jié)構(gòu)由兩個(gè)電極和夾在其間的一層或多層發(fā)光材料組成。其中的一個(gè)電極必須是透明的(ITO)，且經(jīng)常做在玻璃基體上。對(duì)于高分子OLED器件(PLED)，使用有機(jī)光學(xué)成像材料在ITO上制作儲(chǔ)存槽。然后通過(guò)噴墨列印把PLED材料從溶液中分配到儲(chǔ)存槽里。使用有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的電致發(fā)光器件正在迅速的成為主96ITO電極的表面性能將決定PLED器件的電學(xué)和光學(xué)性能。表面的潔凈根本上是為了使空穴傳輸層（例如PEDOT）或發(fā)光聚合物（LEP）和ITO緊密地接觸。ITO表面必須有很好的浸潤(rùn)性（親水性）來(lái)確保完全的像素填充并均勻的覆蓋。另外，在沉積LEP之前提高ITO的功函數(shù)可以極大地提高電荷向有機(jī)層內(nèi)的傳送。ITO電極的表面性能將決定PLED器件的電學(xué)和光學(xué)性能。表面97需要控制像素儲(chǔ)存槽的邊緣結(jié)構(gòu)的表面以避免噴墨分配后LEP溢出到鄰近的像素中。在這種情況下儲(chǔ)存槽邊緣需要不浸潤(rùn)，或疏水。這個(gè)任務(wù)的難點(diǎn)在于ITO要變得親水而儲(chǔ)存槽邊緣則要變得疏水。使用微波等離子體的表面工程學(xué)可以很容易的克服這些制造難題需要控制像素儲(chǔ)存槽的邊緣結(jié)構(gòu)的表面以避免噴墨分配后LEP溢98什么是等離子體？(TEPLA)課件99平板光刻膠灰化等離子灰化機(jī)具有去膠速度快、處理大基片均勻性好的特點(diǎn)。我們的低壓微波等離子工藝具有高濃度的活性組分、高密度的等離子體等優(yōu)點(diǎn)。微波等離子中的原子和分子組分中的動(dòng)能很小，可以盡量減少微粒的污染和由等離子體工藝導(dǎo)致的熱量。微波等離子體具有各向同性的特點(diǎn)，即使是用于像素儲(chǔ)層等細(xì)距結(jié)構(gòu),也可以實(shí)現(xiàn)徹底的清潔。平板光刻膠灰化等離子灰化機(jī)具有去膠速度快、處理大基片均勻性好100什么是等離子體？(TEPLA)課件101工藝均勻性無(wú)論對(duì)單一的基片還是對(duì)各批次的重復(fù)性來(lái)說(shuō)，均勻性是維持出色的工藝控制的基本要求。這是滿足高制造要求的一個(gè)必要標(biāo)準(zhǔn)，尤其是針對(duì)去除膠渣等工藝。工藝安全性也是需要重點(diǎn)考慮的，尤其是對(duì)于下一代的玻璃尺寸。工藝均勻性無(wú)論對(duì)單一的基片還是對(duì)各批次的重復(fù)性來(lái)說(shuō)，均勻性是102相對(duì)于RF或RIE等離子技術(shù)來(lái)說(shuō)，由微波激發(fā)出的等離子體在表面完