等離子體拋光機理的研究.pdf

1、等離子體拋光技術(shù)是一種成本低、無污染、無廢棄物的新興超光滑表面加工方法，能夠獲得傳統(tǒng)加工方法難以達到的處理效果，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)及光學元件制造中，并且成為微電子學、光電子學和微光學元件制作領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文以射頻低壓電容耦合等離子體拋光實驗平臺為基礎(chǔ)，研究了不同工藝參數(shù)下等離子體拋光的拋光效果與拋光速率，分析了射頻電源功率、氣體種類與流量對拋光效果的影響，并通過使用朗繆爾靜電探針與發(fā)射光譜診斷技術(shù)對等離子體特

2、性進行了診斷，明確了等離子體特性與拋光后基片表面粗糙度及拋光效率的相互關(guān)系，初步揭示了等離子體拋光的機理。
　　 實驗結(jié)果表明：使用氬等離子體拋光時，石英玻璃的表面粗糙度與拋光效率隨著射頻電源功率的增加而增大，但射頻電源功率過大時純氬等離子體會對石英玻璃表面產(chǎn)生轟擊、濺射作用，破壞石英玻璃表面形貌；氬氣作為基底氣體為拋光過程中其他化學氣體的等離子反應(yīng)提供活性氛圍，六氟化硫為拋光過程中的反應(yīng)氣體，含氟的等離子體能夠降低基片的表面粗

3、糙度；添加氧氣會對SF6/Ar等離子體的拋光效果產(chǎn)生影響，當六氟化硫與氧氣的比例為1:1時，拋光后的樣片表面粗糙度最低，表面粗糙度由1.43nm拋光至1.00nm；當六氟化硫與氧氣的比例為2:1時，拋光速率最高，可達3.6nm/min。
　　 利用經(jīng)典探針理論計算出純氬等離子體的電子溫度隨射頻電源功率的增加而增加，分布范圍為2.41～5.03eV；電子密度隨射頻電源功率的增加而增加，分布范圍為1.2844～7.7893×1016