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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 氩气用于等离子刻蚀、等离子清洗，离子束刻蚀的比较
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hello_Jzz

银虫 (小有名气)

[交流] 氩气用于等离子刻蚀、等离子清洗，离子束刻蚀的比较

我想各位同志一定用过等离子刻蚀、等离子清洗和离子束刻蚀，或者其中的某一个，这三个仪器都可以用氩气作为气体源。所以，我很想知道，这三个有什么区别，都各自用在什么地方，怎么更好的利用这三个仪器。
请走过路过的朋友们都说说自己用的仪器以及对仪器的认识哈。
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1楼 2013-06-03 10:47:32
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

leongoall

专家顾问 (知名作家)
引用回帖:
10楼: Originally posted by 陈洁涵 at 2014-04-18 08:07:31
请问离子束镀膜里的离子束和等离子体主要区别是什么？...

离子束一半只含带正电荷的氩离子，而氩等离子体则还包含电子，等离子体整体对外显电中性！
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11楼2014-04-18 19:30:14
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季岩冰

至尊木虫 (正式写手)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
等离子体刻蚀根据工作气体成分与样品是否作用分为物理溅射刻蚀，化学反应刻蚀和离子辅助刻蚀三类，由于你用的氩气为惰性气体，难以与其他材料发生反应，因此主要是一种物理溅射刻蚀，高能离子或者原子与样品表面碰撞，样品表面结构将会被破坏，样品材料的原子将会从样品表面脱附离开。等离子体刻蚀主要用于抛光或者图形化，这个主要利用的是等离子体中的离子或者一些活性基团，对材料的作用具有一定深度。一般的，抛光的话，对粒子的能量和密度要求可能相对较高，而图形化则相对较低，但是其对粒子的能量和密度的控制要求可能更高，这个得看具体的材料，如金刚石膜的图形化与硅片的图形化就不一样。
等离子体清洗的话，主要是通过等离子体处理样品的表面，这个作用程度相对要弱一点，对粒子的能量和密度要求相对不是很高，主要是为了清理样品表面的污染物或者吸附的其他杂质。
而离子束刻蚀的话，其实很多离子源都是基于等离子体源开发出来的，所以很多文献都将两者混同，只不过每个人的叫法不同而已，刻蚀对象大部分相同。
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6楼2013-06-07 11:43:01
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leongoall

专家顾问 (知名作家)
引用回帖:
12楼: Originally posted by 陈洁涵 at 2014-04-19 03:17:57
那请问您了解表面改性处理这方面吗？我看到过低温等离子处理柔性聚合物基底，可是条件限制不方便，如果用离子束处理效果差别会很大嘛？是不是活性较低？...

不好意思，前面对氩等离子体我没有提及一些亚稳态的原子以及一些活性粒子，这些在离子束里面应该是没有或者浓度很低的，因为离子束的激发能量一般都是取定的。
对于柔性聚合物基底，用氩等离子体处理可能会改变表面一些物理特性，如吸水性（可通过测量处理前后的水滴张角来比较）等。但如果用离子束，我想效果肯定会查，因为这里主要是氩离子，如果你加一点能量，那么直接将你的聚合物溅射刻蚀掉了
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13楼2014-04-19 17:45:20
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普通回帖

leongoall

专家顾问 (知名作家)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
文字游戏而已，本质都是氩离子轰击材料表面，别被绕进去了！
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2楼2013-06-04 01:54:23
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hello_Jzz

银虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by leongoall at 2013-06-04 01:54:23
文字游戏而已，本质都是氩离子轰击材料表面，别被绕进去了！

但三者总应该有区别吧，
我看到过有说法是：离子束刻蚀是物理方法，反应离子刻蚀是化学方法。
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3楼2013-06-04 10:33:12
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lukegan

禁虫 (初入文坛)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
本帖内容被屏蔽
4楼2013-06-06 10:52:01
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leongoall

专家顾问 (知名作家)
引用回帖:
3楼: Originally posted by hello_Jzz at 2013-06-04 03:33:12
但三者总应该有区别吧，
我看到过有说法是：离子束刻蚀是物理方法，反应离子刻蚀是化学方法。...

就是，如楼上所言，你原帖中并未提及反应离子刻蚀！

物理方法还是化学方法取决于你所用的气体源与被轰击的样品表面是否存在化学反应，如果你的气体源，如原帖中提到的Ar是属于惰性气体，一般不会跟其他元素有化学反应，所以一般都是纯物理过程。而当你气体源选择活性气体，如你用氢气作为起源去轰击碳材料，那么就有化学反应生成碳氢化合物，而并非纯粹的物理过程。
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5楼2013-06-07 01:48:47
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hello_Jzz

银虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by 季岩冰 at 2013-06-07 11:43:01
等离子体刻蚀根据工作气体成分与样品是否作用分为物理溅射刻蚀，化学反应刻蚀和离子辅助刻蚀三类，由于你用的氩气为惰性气体，难以与其他材料发生反应，因此主要是一种物理溅射刻蚀，高能离子或者原子与样品表面碰撞 ...

各位回答的都很好，我也自己去调研了一下，得到了如下的结论，和大家一起分享。
一般的刻蚀方法有：反应离子刻蚀RIE，等离子体清洗、刻蚀PE，离子束刻蚀IBE。反应离子刻蚀，顾名思义，就是利用活性气体通过四个过程进行样品表面加工，物理溅射、离子反应、产生自由基、自由基反应。所以RIE可以简单的归纳为离子轰击辅助的化学反应过程。主要控制的参量有反应气体流速、放电功率、反应室气压、样品材料表面温度等。
等离子体清洗、刻蚀Plasma Etching，主要是化学刻蚀，因为样品是放在阳极表面的，而清洗和刻蚀的区别，主要是看阳极板的大小，阳极板大的，用于清洗，阳极板小的用于刻蚀；参数桐RIE类似。
最后的离子束刻蚀是一个纯粹的物理刻蚀过程，一般的气体源都是惰性气体，就是用惰性离子去轰击样品表面，值得注意的是，IBE对金属、光刻胶等的刻蚀速率都很高。不过适当选择离子能量和束流还是可以得到期望的结果的。
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7楼2013-06-07 12:50:50
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leongoall

专家顾问 (知名作家)
引用回帖:
7楼: Originally posted by hello_Jzz at 2013-06-07 05:50:50
各位回答的都很好，我也自己去调研了一下，得到了如下的结论，和大家一起分享。
一般的刻蚀方法有：反应离子刻蚀RIE，等离子体清洗、刻蚀PE，离子束刻蚀IBE。反应离子刻蚀，顾名思义，就是利用活性气体通过四个过 ...

总结的不错，慢慢深入吧，因为路还长着呢。。。
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8楼2013-06-07 14:02:06
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陈洁涵

金虫 (初入文坛)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
2楼: Originally posted by leongoall at 2013-06-04 01:54:23
文字游戏而已，本质都是氩离子轰击材料表面，别被绕进去了！

请问离子束镀膜里的离子束和等离子体主要区别是什么？
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10楼2014-04-18 15:07:31
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陈洁涵

金虫 (初入文坛)
引用回帖:
11楼: Originally posted by leongoall at 2014-04-18 19:30:14
离子束一半只含带正电荷的氩离子，而氩等离子体则还包含电子，等离子体整体对外显电中性！...

那请问您了解表面改性处理这方面吗？我看到过低温等离子处理柔性聚合物基底，可是条件限制不方便，如果用离子束处理效果差别会很大嘛？是不是活性较低？
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12楼2014-04-19 10:17:57
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毛荣荣

铁虫 (初入文坛)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
请问离子束刻蚀和等离子体、反应性离子刻蚀一样吗？
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14楼2014-05-28 09:15:59
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hello_Jzz

银虫 (小有名气)
引用回帖:
14楼: Originally posted by 毛荣荣 at 2014-05-28 09:15:59
请问离子束刻蚀和等离子体、反应性离子刻蚀一样吗？

当然不一样了。
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15楼2014-05-28 10:21:47
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Vimon

铜虫 (正式写手)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
7楼: Originally posted by hello_Jzz at 2013-06-07 12:50:50
各位回答的都很好，我也自己去调研了一下，得到了如下的结论，和大家一起分享。
一般的刻蚀方法有：反应离子刻蚀RIE，等离子体清洗、刻蚀PE，离子束刻蚀IBE。反应离子刻蚀，顾名思义，就是利用活性气体通过四个过 ...

请问反应离子刻蚀中的用以刻蚀的工质是不是等离子体？RIE和等离子体化学刻蚀的强度相比如何？如果工质是惰性气体是否一定是离子束溅射？
另外，离子铣削（氩离子）是否与离子束溅射同义？
我目前了解的是，离子铣削的强度要大于RIE，等离子体刻蚀/抛光相比RIE主要缺点是各向同性。
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16楼2015-08-18 10:39:15
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林深之夏

铁虫 (正式写手)
★
hello_Jzz(金币+1): 谢谢参与
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6楼: Originally posted by 季岩冰 at 2013-06-07 11:43:01
等离子体刻蚀根据工作气体成分与样品是否作用分为物理溅射刻蚀，化学反应刻蚀和离子辅助刻蚀三类，由于你用的氩气为惰性气体，难以与其他材料发生反应，因此主要是一种物理溅射刻蚀，高能离子或者原子与样品表面碰撞 ...

想问层主，如果做si纳米线，刻蚀是否用掩膜，还是发射离子的直接可以发射离子阵列，直接刻蚀？
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17楼2016-02-16 20:44:56
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haixiawu9楼
2013-06-14 00:49   回复  
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