对于容性耦合放电的真空等离子清洗机而言,无论是直流辉光放电,还是交流高频放电的放电形式,只要工艺气体是惰性气体就都会不可避免的产生溅射。在普通的产品和材料中,微弱的溅射现象并不可能影响到基体的特性,但对于要求比较严格的产品而言,诸如医疗器械,则溅射现象越少越好,所以可见不一样的材料受到的射频溅射的影响是不同的,今天我们所要聊到的便是射频溅射对于等离子清洗机处理产品的影响。
真空等离子清洗机在低压状态下射频自偏压在电极板周围会产生自偏压鞘层,鞘层内的离子受自偏压的驱动会加速向极板运动,从而对极板材料产生溅射。
金属的溅射阈值大约都在10~30eV的范围,而当离子能量增大到100eV之前,溅射率就会随之增加,在很宽的范围内,溅射率有极大值,然后就逐渐变小。例如对于300eV能量的Ar离子溅射靶,其溅射效率为0.3,600eV能量的Ar溅射靶效率为0.45,而对于300eV的氮离子注入靶溅射效率比0.3小一点。当使用圆柱式射频振荡时,如果外电极接地,内电极上自偏压相对于外电极显负电性。内电极上自偏压会在内电极周围产生一个离子鞘,内电极材料被鞘内离子溅射。
为了增加RF溅射效率,一般在溅射靶材背面加上磁铁,称为射频磁控溅射。如下图电子在磁场的靶表面回旋运动,靶表面上的等离子体密度增大,放电阻抗低,因此能获得比普通极板RF溅射高 10~100倍的溅射效率。在溅射的过程中,靶材通常温度很高,所以要有水冷。
当使用圆柱式电极RF溅射时,若在中心电极上实行溅射,可将中心电极做成中空细圆筒,在圆筒内加入磁铁,能轻松实现中心电极磁控溅射。其结构如下图所示。
容性耦合的真空等离子清洗机,无论是多层电极,抑或双层,大多数都采用铝合金作为电极,这主要是因为金属铝拥有非常良好的散热性能和对等离子体的耐候性,但是长期在等离子轰击下,电极表面仍然有铝原子逃逸出来。多层电极的结构如下图所示。
正是由于射频溅射会轰击出金属粒子,这些金属粒子会被附着在产品表面,形成污染,例如半导体引线框架,偶尔还会发现金属注入的现象,打线质量受一定的影响,又如医疗用高分子材料表面会残余金属原子,对使用的人体存在着隐患等。
为了避免或减少射频溅射对产品影响,等离子清洗机的腔体结构、电极板冷却以及工艺参数的优化都很重要,这也正是在许多等离子处理的过程中所都要注意到的。当然也不可以忽视射频溅射的非消极作用,它的处理特性也是之所以被应用的重要原因。返回搜狐,查看更加多