等离子体

等离子表面处理机气体团簇离子束(Gas cluster ion beam)蚀刻具有一系列传统等离子体蚀刻所不具备的特性。在传统等离子体中，电子与离子的能量分布范围很广，少数的高能粒子可以在对目标材质进行蚀刻的过程中穿透表面几层原子对衬底造成伤害。所以，如何优化等离子表面处理机等离子体离子能量分布始终是等离子体蚀刻技术发展的一个方向。气体团簇离子束在这一方面优势十分突出。气体团簇是在物理或化学作用下，由几个到数万个原子或分子组成的相对稳定的聚集体。气体团簇在电子的轰击下，可以电离化，而电离化的气体团簇在电场的作用下获得很大的动能，也可以在磁场的作用下进行过滤，进而得到能量分布更为集中的气体团簇离子束。等离子表面处理机气体团簇离子束在加速电极的作用下可以获得很高的能量，在一个局部区域形成较高的能量密度，在目标材质表面附近激发很多种物理和化学反应。但是团簇中每个粒子的速度相间，每个粒子的平均能量很低。所以在与传统等离子体平均能量相同的情况下，粒子的能量分们要远远优于等离子体，在与目标材料反应的过程中不会对目标材料的深层原子造成伤害。这一优势使得气体团簇离子束在很多方面可以得到很好的应用。例如等离子表面处理机表面平滑处理、表面分析、浅层注入、薄膜沉积、颗粒去除、蚀刻反应等。随着能量的增加，从气体团簇沉积过渡到气体团簇蚀刻、气体团簇浅层注入等不同反应。等离子表面处理机产生团簇的具体方法包括气体聚集，超声膨胀、激光蒸发、磁控溅射、离子溅射、弧光放电、电喷射液态金属法和氦液滴提取法。

等离子表面处理机