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1、第六章真空与等离子体第一页，本课件共有17页6.16.1真空真空工艺腔：工艺腔：一个受控的真空环境，使得一个受控的真空环境，使得化学反应能够在受控的环境下进行。化学反应能够在受控的环境下进行。20世纪世纪80年代后期，工艺腔被构造年代后期，工艺腔被构造成为成为多腔集成设备多腔集成设备。第二页，本课件共有17页工艺腔功能工艺腔功能:控制环境（去除杂质、创建化学反应控制环境（去除杂质、创建化学反应的环境）；的环境）；控制原材料的流入，化学反应的位置；控制原材料的流入，化学反应的位置；控制反应的开始和结束。控制反应的开始和结束。第三页，本课件共有17页多腔集成设备多腔集成设备装/卸台硅片控制臂硅片定
2、向器工艺腔第四页，本课件共有17页不同工艺所需要的真空范围不同工艺所需要的真空范围低级真空低级真空（0.10.1760T760T）中级真空中级真空（1010-4-41010-1-1T T）高级真空高级真空（1010-8-81010-4-4T T）超高级真空超高级真空（1010-8-8T T）第五页，本课件共有17页6.2 等离子体等离子体什么是等离子体？什么是等离子体？等离子体是如何产生的？等离子体是如何产生的？等离子体有什么作用？等离子体有什么作用？第六页，本课件共有17页等离子体等离子体固体固体冰冰液体液体水水固体固体水蒸气水蒸气固体固体等离子等离子体体 00C 1000C 100000C
3、第七页，本课件共有17页等离子体等离子体宇宙中99%的物质都是等离子体,太阳、恒星、星际物质第八页，本课件共有17页一、什么是等离子体？一、什么是等离子体？等离子体定义：等离子体定义：等离子体是一种中性、高等离子体是一种中性、高能量、离子化的气体。能量、离子化的气体。等离子体中包括：等离子体中包括：中性原子或分子、中性原子或分子、带带电离子、电离子、自由电子自由电子。第九页，本课件共有17页二、等离子的产生二、等离子的产生离子的形成：离子的形成：当从中性原子中去除一个当从中性原子中去除一个价电子时，形成正离子和自由电子。价电子时，形成正离子和自由电子。例如，当原子结构内的原子和电子数例如，当原
4、子结构内的原子和电子数目相等时氟是中性的，当一个电子从目相等时氟是中性的，当一个电子从它的核内分离出去后氟就离子化了。它的核内分离出去后氟就离子化了。第十页，本课件共有17页 F +9离子是质子（）与电子（）数不等地原子电子从主原子中分离出来.少一个电子的氟原子到原子失去一个电子时产生一个正离子 F +9具有质子（9）和电子（9）数目相等地中性粒子是原子氟原子总共有7个价电子价层环最多能有8个电子价层电子（）内层电子（）在原子核中的质子（未显示电子）离子的形成离子的形成第十一页，本课件共有17页等离子体的产生等离子体的产生 等离子体的产生：等离子体的产生：在一个有限的工艺腔内，利用在一个有限的
5、工艺腔内，利用强直流或交流磁场强直流或交流磁场或用某些电子源轰击或用某些电子源轰击气体原子都会导致气体原子的离子化。气体原子都会导致气体原子的离子化。第十二页，本课件共有17页直流辉光放电直流辉光放电产生：真空环境下，当施加电能时，混合气体中的自产生：真空环境下，当施加电能时，混合气体中的自由电子在电场作用下加速运动，由电子在电场作用下加速运动，在运动过程中与气体在运动过程中与气体原子或分子发生碰撞，从而导致气体原子或分子离化原子或分子发生碰撞，从而导致气体原子或分子离化。第十三页，本课件共有17页2.射频放电射频放电射频频率一般为射频频率一般为13.25MHz13.25MHz，400KHz4
6、00KHz，2MHz2MHz，4MHz4MHz，2.45GHz2.45GHzRFRF功率决定离子的能量和密度。功率决定离子的能量和密度。第十四页，本课件共有17页等离子体的自偏压等离子体的自偏压第十五页，本课件共有17页三、等离子体的作用三、等离子体的作用电子与原子碰撞后发生的反应：电子与原子碰撞后发生的反应：1.1.裂解裂解：e e-+AB A+B+e+AB A+B+e 2.2.离化离化：e e-+A A+A A+e+e+e+e 3.3.激发激发：e e-+A A+A A*+e+e 第十六页，本课件共有17页等离子体在半导体工艺中的应用等离子体在半导体工艺中的应用化学气相淀积（化学气相淀积（CVD）刻蚀刻蚀物理气相淀积（物理气相淀积（PVD）离子注入离子注入剥离光刻胶剥离光刻胶清洗清洗第十七页，本课件共有17页