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プラズマ装置によるドライ洗浄について

物質にエネルギーを加えると固体から液体、気体へと変化しさらにエネルギーを加え続けるとプラズマと呼ばれる状態になります。プラズマとは物質の第4の状態と呼ばれており、薬液を使わないドライ洗浄に利用されています。半導体や電子部品など微細な汚れを取り除く必要がある製品を製造するためには、高度なプラズマ洗浄の技術が重要です。プラズマ装置にはRIEモードとDPモードという2種類の処理方式が存在します。

いずれも電極間に高周波電圧を印加して電場を発生させるという点では同じですが、汚れを除去する仕組みに違いがあります。電場によって加速された電気エネルギーが中性気体の分子に衝突して解離したものが原子になり、さらに原子に電子が衝突すると正イオンと電子になります。原子から正イオンと電子が生じる現象は電離と呼ばれており、この現象によって生じた荷電粒子を含む気体がプラズマです。RIEモードのプラズマ装置では、アルゴン原子を減圧されたチャンバーに導入し高周波電力で印加します。

アルゴン原子はイオンと電子に電離され、プラス電荷の印はマイナス電圧の下部電極に引き寄せられます。加速領域であるイオンシースでスピードが増したイオンは、サンプルに衝突して有機物や無機物を弾き飛ばし汚れを落とします。DPモードのプラズマ装置では、減圧されたチャンバーに酸素分子を導入し高周波電力で印加すると酸素原子が生じます。酸素原子とサンプル表面の有機化合物との間で化学反応が起き、二酸化炭素や水分子となって汚れを落とします。

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