等離子體拋光機(jī)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(dá)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(xué)元件制造中，并且成為微電子學(xué)、光電子學(xué)和微光學(xué)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jī)理。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用氬等離子體拋光時(shí)，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(shí)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(xué)氣體的等離子反應(yīng)提供活性氛圍，六氟化硫?yàn)閽伖膺^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(dāng)六氟化硫與氧氣的比例為1:1時(shí)，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(dāng)六氟化硫與氧氣的比例為2:1時(shí)，拋光速率最高，可達(dá)3.6nm/min。
　　 利用經(jīng)典探針理論計(jì)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