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。實際上，等離子體非常常見—99%的可見宇宙由等離子體組成。在閃電、熒光燈、電弧焊、計算機顯示器中都能找到常見的等離子體。在等離子系統(tǒng)中，我們使用電能來產(chǎn)生等離子體。這一激勵過程能夠在常溫下產(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)下不會發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)?？梢钥刂七@些高活性粒子的整體性能來進行各種表面處理，例如精密清潔、表面浸潤活化、接枝化學(xué)官能團、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、激發(fā)態(tài)的核素（亞穩(wěn)態(tài)）、光子等。等離子清洗機就是通過利用這些活性組分的性質(zhì)來處理樣品表面，從而實現(xiàn)清潔、改性、光刻膠灰化等目的。等離子體對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烈的化學(xué)作用外，其定向效應(yīng)也起到了一個重要的作用。攜帶動量的粒子到達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機物沉淀）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？對于處理對靜電敏感的器件，微波產(chǎn)生的等離子體相對于射頻具有明顯的優(yōu)勢。由于在微波等離子體電場中的頻率振蕩較高，相對于射頻等離子而言電子在轉(zhuǎn)變方向之前的運動距離更短。這意味著在每個運動周期中能夠到達器件表面的電子數(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，不會使離子加速向表面運動，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，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？對于處理對靜電敏感的器件，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用性和經(jīng)濟性上的優(yōu)勢。例如，采用大氣等離子體可以更容易進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，最近的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)解決了很多關(guān)鍵的問題，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)開啟了等離子體表面處理的新市場。

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。實現(xiàn)更小的IC封裝的關(guān)鍵可行技術(shù)是3D互聯(lián)技術(shù)和超過通常打線堆疊芯片數(shù)量的多層堆疊芯片。主導(dǎo)市場是消費類電子產(chǎn)品，它推動了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）需要薄芯片來實現(xiàn)很小的彎曲半徑和高彈性。下一個需求是功率器件市場，其目標(biāo)是用更薄的芯片來輸出更高的能量,這樣薄硅片內(nèi)產(chǎn)生的熱量會盡比較少。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”）。這兩道工序會在脆性晶圓材料上產(chǎn)生大量的應(yīng)力，尤其是使用機械的工序（研磨、劃片或激光加工）。晶圓越薄風(fēng)險越大。在這個階段晶圓和芯片是最易由于機械處理的損傷而破損的。遠程等離子刻蝕（純凈的干化學(xué)蝕刻）通過去除損壞的晶圓背部表面和芯片的邊壁來恢復(fù)這些薄芯片的機械性能。簡單來說，通過應(yīng)力釋放來提高裸片強度。

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)力去除中使用遠程等離子處理？遠程等離子體處理（等離子體距離晶圓大約60厘米）是一個純凈的干法化學(xué)刻蝕硅表面方法。氟自由基通過定向流動的氬氣流到達工作區(qū)域，對脆性的超薄晶圓進行柔和的表面處理。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。通過在原位改變氣體混合物，遠程等離子技術(shù)是應(yīng)力去除后還可進行鈍化工藝的唯一技術(shù)。為什么在應(yīng)力去除中使用遠程等離子處理？遠程等離子體處理（等離14遠區(qū)等離子體遠區(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，除了等離子體的強烈的化學(xué)作用外，定向效應(yīng)也扮演了一個重要的角色。攜帶動量向表面運動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)實現(xiàn)了它們的應(yīng)用。大氣等離子體的低價格、局部處理和原位應(yīng)用的特性已經(jīng)打開了等離子體表面改性的新市場。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、強度高、可模壓并且最重要的是廉價，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)識對于大多數(shù)聚合物來說是困難的，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、增強表面官能團等等。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，提供良好的邦定強度。使用樹脂包裹對電力/電子裝置進行的保護稱為灌裝，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，確保良好的浸潤性，使樹脂能夠在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。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，意味著接合焊盤（bondpad）在邦定時是保持原始清潔的，這樣生產(chǎn)更快。

通過接合焊盤（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，另外一個優(yōu)點是邊界膜剝離后，還可以去掉表面上的幾百納米厚度的基體材料。這樣可以使表面達到原子級別的粗糙化，從而提供更多的表面結(jié)合點，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，還可以通過等離子體中的活性原子改變表面的化學(xué)性，通過很強的和基體材料表面形成的化學(xué)鍵來形成新的化學(xué)官能團。這些極性鍵可以幫助水和粘合劑浸潤到所有塑料縫隙中。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，還可以通過等離子體中的活性原子改變表面的化學(xué)性，通過很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行粘合。除了氧氣之外，還可以用其他氣體來獲得所需要的表面，從而為材料工程師進行產(chǎn)品設(shè)計提供更多的選擇。

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)證實的工藝應(yīng)用。穿過多層電路板的鉆孔會在孔壁上遺留殘渣、污漬。必須首先去除這些污漬才能進行金屬化（建立導(dǎo)電性），氣體等離子體易于通過氧和氟化物如CF4的活化清除穿孔內(nèi)的殘渣，由等離子體釋放的氧和氟的激子通過化學(xué)刻蝕作用攻擊樹脂污漬，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30而使用濕法化學(xué)工藝則在遇到精細穿孔、特氟隆芯材料或使用在聚酰亞胺基插入件時用的丙烯酸膠時會呈現(xiàn)不足。對于這些應(yīng)用，低壓氣體等離子體已經(jīng)被證實是一種優(yōu)越的清潔方法。通過獨特的電極設(shè)計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?？焖傩盘杺鞑ズ蜆O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。在對特氟隆表面電鍍非電解銅之前，必須先進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。通過專有的氣體等離子體配方，能夠給特氟隆提供出色的浸潤性，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和藍光格式的出現(xiàn)，光盤技術(shù)迎來了它的第三代高密度數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。當(dāng)復(fù)制廠極力追求高生產(chǎn)率和高質(zhì)量時，光盤技術(shù)也先后發(fā)展到更高的存儲量，因此對于復(fù)制廠來說，為了與工業(yè)上的增長需要并駕齊驅(qū)，就必須使用新的技術(shù)和工藝。光盤模板清潔隨著HD-DVD和藍光格式的出現(xiàn)，光盤技術(shù)迎來了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)的用戶報告稱在工藝穩(wěn)定性、化學(xué)品和勞動力的費用節(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)前，首先要對“父版”進行氧化鈍化。同樣地，在用“母版”生成“子版”前，也要對“母版”進行鈍化。此前鈍化都是通過濕化學(xué)方法或臭氧處理進行，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通過模版調(diào)制消除復(fù)制污痕聚碳酸脂較差的脫模性會在從模板上脫下復(fù)制片時劃傷和阻斷數(shù)據(jù)點。這會導(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、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，用戶發(fā)現(xiàn)可以減少大約70%的這些缺陷，斑點可減少10%，而DVD上的水紋則全部被消除。通過模版調(diào)制消除復(fù)制污痕聚碳酸脂較差的脫模性會在從模板上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改善細胞和生物材料對臨床診斷平臺的附著力用于免疫分析、細胞培養(yǎng)介質(zhì)和其它臨床診斷的平臺主要是由合成聚合體制造的，這些材料對該行業(yè)來說具有理想的惰性、機械穩(wěn)定性和低廉的價格，但它們的表面性質(zhì)卻有著內(nèi)在的局限性，特別是細胞和生物活性分子到其表面的附著點不充足。改善細胞和生物材料對臨床診斷平臺的附著力用于免疫分析、細胞培43強力的、均勻分布的附著點是固定生物材料和體外細胞培養(yǎng)的一個前提。為了改進合成聚合物平臺細胞增殖和生物分子吸附的性質(zhì)，必須進行表面改性。蘇州Omega長期為臨床診斷基體的制造商提供免疫化驗、細胞培養(yǎng)介質(zhì)等設(shè)施的等離子體活化服務(wù)。強力的、均勻分布的附著點是固定生物材料和體外細胞培養(yǎng)的一個前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。氨基官能團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。公司最近開發(fā)了一種胺化不同聚合物平臺的新方法，該方法遠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。胺化在聚合物材料上提供生物和傳感器分子的邦定點表面胺化是45什么是等離子體？(TEPLA)課件46改善生物活性分子對細胞培養(yǎng)平臺的選擇性粘附使用氣體等離子技術(shù)的經(jīng)驗可以解決生物材料對培養(yǎng)介質(zhì)和診斷基體的粘附性問題。另外，已經(jīng)開發(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。這種工藝通過在表面提供特殊的化學(xué)官能團，使之與生物化學(xué)樣品發(fā)生共價耦合來實現(xiàn)。羧基、羥基、氨基是通過等離子工藝所獲得的很重要的化學(xué)官能團實例。改善生物活性分子對細胞培養(yǎng)平臺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)微通道到達這些器械上的探測和處理位置。這種流動可通過各種抽吸方法如電滲透、熱量、機械等方法來實現(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)致的一個主要問題就是在微通道中聚集的氣泡抑制了液體的流動。即便通道用酒精和緩沖液處理過，仍存在氣泡問題。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抽吸時同樣會影響流動速率，等離子體可以有效地對表面充電從而支持電滲透流動。這是用等離子處理微流體器件的又一個好處。由這些材料的疏水性導(dǎo)致的一個主要問題就是在微通道中聚集的氣泡50解決藥物粘附到計量腔壁的問題

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。等離子可以在計量腔內(nèi)壁上涂敷一層很薄的碳氟涂層來確保其"不粘"性。解決藥物粘附到計量腔壁的問題

表面“不粘”的概念在廚具上眾所51

通過等離子增強化學(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)它們在基體上聚合。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。通過等離子增強化學(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特性。一般來說，具有高表面能的材料對生物材料如細胞和蛋白質(zhì)來說是親水的和可濕的。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)療器械可能會需要抵抗蛋白質(zhì)或細胞粘附的表面。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，這只是需要改進表面的不粘性或抗生物污染性的幾個例子。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)使用等離子體增強化學(xué)汽相沉積（PECVD）方法涂覆時，這種涂層易于粘附到很多種材料表面上。PECVD通過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納米深的材料所決定的。氣體等離子體工藝通過以一種可靠的和環(huán)境友好的方法，在一個高度可控的環(huán)境里聚合所選擇的單體到表面上來減小材料的表面能。

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制作密封條和O型圈。但這些性能也會導(dǎo)致表面的摩擦和磨損。等離子體工藝提供了一個可靠的、一致的、綠色的既可減少表面摩擦力，同時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。等離子體通過可控的化學(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改進對人造橡膠的粘結(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)的碳氫化合物和其它會影響邦定的基體上的污染物。改進對人造橡膠的粘結(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，這會增加極性和使它具有對粘結(jié)劑的親水性和可濕性。在等離子體環(huán)境里，通過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，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，這會增加極性和使它具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的應(yīng)用，等離子體清潔通常用來在最后去除有機薄膜。去除幾乎存在于所有物理表面上的有機污染層后就得到了非常清潔的表面。這個污染層可能只有幾個分子的厚度，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，然后通過低壓氧氣等離子清洗幾分鐘，沒有廢液需要處理。而且不同于清洗劑，等離子體不會留下任何殘余物。

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。等離子用來在鍍膜前活化鏡片材料，也可用來侵蝕表面，暴露出下面的表層。在這兩個應(yīng)用中等離子體都可以替代難用的、耗時的、昂貴的濕化學(xué)方法。提高隱形眼鏡的浸潤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。通常用濕法清洗來洗掉這些殘余物，但隨之而來的不完全的噴淋、水痕、建造清洗槽等會影響表面的完美性，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

玻璃纖維的有機污染會降低傳輸率，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、指紋等也會造成有機污染。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污染會降低傳輸率，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、平板顯示器和探測器等領(lǐng)域的市場領(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硅、三五族化合物、鈮酸鋰等半導(dǎo)體材料進行處理。微波等離子體特別適合于處理對靜電敏感的器件。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還提供量測工具用于先進的質(zhì)量監(jiān)測和生產(chǎn)過程中評估晶圓。SIRD系統(tǒng)是用于機械應(yīng)力測量，TWIN用于離子注入劑量檢測。我們的量測系統(tǒng)可處理300毫米的晶圓，并滿足1級潔凈室的所有要求。PVAtepla還提供量測工具用于先進的質(zhì)量監(jiān)測和生產(chǎn)過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最重要且經(jīng)常進行的步驟。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。每個周期都需要一個去除光刻膠工藝。這個剝離光掩膜的過程可以使用干燥的、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是使用微波激勵的批次式等離子光刻膠灰化機的市場領(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。所需成本只是單晶圓灰化機的一小部分。微波激勵的等離子體不會對柵氧化層產(chǎn)生任何損壞，和傳統(tǒng)的射頻等離子灰化機相比具有更高的灰化效率。PVATePla是使用微波激勵的批次式等離子光刻膠灰化機的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)力去除工藝來去除。背面研磨帶在減薄工藝（從725μm通過研磨減薄到目標(biāo)厚度，例如75μm）時用以保護晶圓高活性的一面。晶圓背面的應(yīng)力去除晶圓的背面研磨工藝會產(chǎn)生應(yīng)力并傳導(dǎo)到晶圓本76之后，用遠程等離子對晶圓背面進行應(yīng)力去除,將減薄后留下的3μm厚的損傷硅層去除。遠程冷等離子是潔凈、干燥、各向同性的化學(xué)刻蝕工藝，不含可能會對晶圓表面充電的自由離子或電子。通過把工藝溫度控制在70°C以下來保護背面研磨帶，避免對背面研磨帶產(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行。之后，用遠程等離子對晶圓背面進行應(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切割芯片。在接近“street”的硅料受到的損傷相當(dāng)于研磨時晶圓背部表面受到的損傷。邊緣壁面的質(zhì)量是決定裸片強度的一個關(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，就可以使裸片達到最大的物理強度（“完美裸片”）。芯片邊緣修復(fù)可以和鈍化一起原位進行。遠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行。后CMP處理遠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使用遠程冷等離子進行干法化學(xué)刻蝕后被粗燥化的硅表面實例

使用遠程冷等離子進行干法化學(xué)刻蝕后被粗燥化的硅表面實例使用遠程冷等離子進行干法化學(xué)刻蝕后被粗燥化的硅表面實例使用84全自動遠程等離子體系統(tǒng)

全自動遠程等離子體系統(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。然而在實際生產(chǎn)中，這樣的厚度已經(jīng)不可能由研磨來實現(xiàn)了，特別是在大批量生產(chǎn)50μm及以下的厚度,應(yīng)力去除變成了一個重要的問題時。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行無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程等離子刻蝕的用于晶圓減薄的先進技術(shù)。依靠出色的均勻性，我們可以使用我們的應(yīng)力去除工藝來進行晶圓減薄。ASYNTIS2.2是為了該先進市場的高產(chǎn)能生產(chǎn)而設(shè)計的。晶圓減薄可以和應(yīng)力去除、鈍化在原位進行。用于3D互連的銅制成需要進行無金屬污染的自由接觸處理。在該應(yīng)87表面鈍化有三個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間太短以至于游離的硅鍵沒法捕獲空氣中的氧氣。一旦游離的硅鍵接觸到切割帶，膠水會與切割帶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，裸片的粘結(jié)力會隨著時間而增加。使用遠程等離子體進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題。

表面鈍化有三個重要的原因需考慮表面鈍化：882.客戶使用我們的“遠程等離子鈍化”的第二個原因是因為可能捕獲金屬離子。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)險也隨之減小。2.客戶使用我們的“遠程等離子鈍化”的第二個原因是因為可89太陽能電池片蝕在太陽能電池生產(chǎn)中用等離子刻蝕多晶硅的快速、可靠、特別是經(jīng)濟性已經(jīng)得到了認可。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。先進的堆疊和裝載裝置還可以很方便的操作電池片。太陽能電池片蝕在太陽能電池生產(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)氧樹脂型，近紫外光刻膠，可均勻延展的厚度可達2毫米，由于其優(yōu)良的透明度可以用標(biāo)準(zhǔn)的光照曝光機來處理它。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)點中有一項是它的化學(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)點中有一項是它的化學(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。

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。其中的一個電極必須是透明的(ITO)，且經(jīng)常做在玻璃基體上。對于高分子OLED器件(PLED)，使用有機光學(xué)成像材料在ITO上制作儲存槽。然后通過噴墨列印把PLED材料從溶液中分配到儲存槽里。使用有機發(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性（親水性）來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。在這種情況下儲存槽邊緣需要不浸潤，或疏水。這個任務(wù)的難點在于ITO要變得親水而儲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具有去膠速度快、處理大基片均勻性好的特點。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。微波等離子中的原子和分子組分中的動能很小，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，即使是用于像素儲層等細距結(jié)構(gòu),也可以實現(xiàn)徹底的清潔。平板光刻膠灰化等離子灰化機具有去膠速度快、處理大基片均勻性好100什么是等離子體？(TEPLA)課件101工藝均勻性無論對單一的基片還是對各批次的重復(fù)性來說，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必要標(biāo)準(zhǔn)，尤其是針對去除膠渣等工藝。工藝安全性也是需要重點考慮的，尤其是對于下一代的玻璃尺寸。工藝均勻性無論對單一的基片還是對各批次的重復(fù)性來說，均勻性是102相對于RF或RIE等離子技術(shù)來說，由微波激發(fā)出的等離子體在表面完