等离子体刻蚀金刚石膜的研究方法及现状

作者:刘好;徐菲芬;徐楚峰;胡杨 刊名:佛山陶瓷 上传者:罗映南

【摘要】等离子体刻蚀是金刚石膜的抛光、切割和图形化等加工过程中一项很重要的技术。本文综述了国内外等离子体刻蚀金刚石膜的研究成果。

全文阅读

Vol.22No.8 (Serial No.192)FOSHAN CERAMICS 作者简介: 刘好(1963-),男,汉族,广东茂名人,硕士,广东石油化工学院副教授,主要研究方向:金属热处理及表面工程技术、模具 CAD/CAM 及计算机仿真。 1 引言 化学气相沉积(CVD)金刚石膜拥有许多卓越的化学和物理性质,如良好的化学稳定性、高硬度、高弹性模量、高热导率、宽光谱透过范围、宽禁带宽度和极高的载流子迁移率等,因而在机械、微电子、通讯和国防工业中都有着广泛的应用[1]。 目前,工业合成的 CVD 金刚石膜一般是表面非常粗糙的圆片形多晶金刚石厚膜, 因此需要经过抛光、刻蚀图形化、切割以及金属化和焊接等加工过程,才能实现其具体的工业应用。 例如,把金刚石膜用作刀具表面的超硬涂层时, 需要先将所制备的金刚石膜进行抛光和切割,才能焊接到各种刀具上。 用作大功率集成电路的散热片和红外光学窗口时, 抛光可以降低表面传热损失和光的漫反射。 而把金刚石膜用作微电子机械器件时,需要将其进行抛光和表面微刻蚀图形化。 低温等离子体微细加工手段是材料微纳加工的关键技术,它是微电子、光电子、微机械、微光学等制备技术的 基础[2]。 特别是在超大规模集成电路制造工艺中,有近三分之一的工序是借助于等离子体加工完成的。 如等离子体薄膜沉积、等离子体刻蚀及等离子体去胶等,其中等离子体刻蚀成为最为关键的工艺流程之一, 是实现超大规模集成电路生产中的微细图形高保真地从光刻模板转移到硅片和金刚石膜上不可替代的工艺[3]。 2 主要设备与研究方法 等离子体刻蚀在金刚石膜的加工中可以起到很多方面的作用,是非常重要的基础技术之一。 例如,将金刚石膜用作微机械、微电子、微传感器和微光机电系统等方面的微纳尺度器件时,需要对所制备的 CVD 金刚石膜进行微加工以使其图形化。 除了采用离子源产生的离子束来研究微加工,如 Kaufman 离子源[4],目前主要采用等离子体来研究金刚石膜的刻蚀和微加工, 所采用的刻蚀系统主要有射频感应偶合等离子体刻蚀和电子回旋共振等离子体刻蚀。 射频感应偶合等离子体刻蚀系统(InductivelyCoupled Plasma,ICP)[5],是集成电路刻蚀中广泛采用的技术,因而在金刚石膜的刻蚀图形中,也被研究者们广泛采用。 如图 等离子体刻蚀金刚石膜的研究方法及现状 刘好,徐菲芬,徐楚峰,胡杨 (广东石油化工学院机电工程学院,茂名 525000) 摘 要: 等离子体刻蚀是金刚石膜的抛光、切割和图形化等加工过程中一项很重要的技术。本文综述了国内外等离子体刻蚀金刚石膜的研究成果。 关键词: 等离子体刻蚀;金刚石膜;进展 14 佛 山 陶 瓷2012 年第 8 期(第 192 期) 1 所示,感应偶合等离子体刻蚀系统包括真空系统、冷却水系统和电源系统。 它采用射频电磁波偶合加速电子,被加速的电子碰撞低压气体来激发产生低温等离子体。 同时在水冷却基片上加上偏压来促进离子在等离子体鞘层中的加速,以加强等离子体的各向异性刻蚀。 通常,感应线圈可以环绕在石英管上, 也可以由内到外地盘绕在石英窗口面上,以产生所需的更大面积高密度的等离子体。 电子回旋共振等离子体刻蚀系统(ECR, Electron Cy-clotronResonance)[6],是应超大规模集成电路(VLSI)技术的发展而开发的新型大面积高密度等离子体技术。 它具有无金属电极污染、均匀性好、极低气压下高离化率、工艺设备简单等优点, 被认为在集成电路的刻蚀中拥有美好的应用前景。 因此,在金刚石膜的刻蚀图形中,也被研究者

参考文献

引证文献

问答

我要提问