Um elemento essencial na fabricação de chips – Plasma

O plasma foi descoberto pela primeira vez por William Crookes em 1879 e denominado "plasma" por Irving Langmuir em 1929. A aplicação do plasma na fabricação de chips é muito comum e importante, pode-se dizer que sem o plasma a produção de chips não seria possível. O plasma está quase sempre envolvido em ataque a seco, PVD, CVD, modificação de superfície de wafer e litografia.

O que é plasma?

plasma é o quarto estado de uma substância. Embora a maioria das pessoas tenha a impressão de que a matéria tem apenas três estados (sólido, líquido e gasoso), mais de 99% da matéria observável no universo está no quarto estado, como nas estrelas, nas nebulosas e no meio interestelar. , e o plasma também está presente na Terra, como na ionosfera e na magnetosfera acima da Terra. O plasma consiste em gases ionizados contendo quantidades aproximadamente iguais de elétrons e íons, produzidos pelo aquecimento dos gases a altas temperaturas, bombardeando-os com descargas elétricas ou expondo-os a radiação ionizante. Como os plasmas estão sujeitos a forças de campos eletromagnéticos externos ou a campos gerados por correntes e cargas dentro do plasma, sua dinâmica é bastante diferente daquela dos gases comuns.

O que é ionização?

A ionização de gás é o processo de remoção de elétrons de átomos ou moléculas de um gás. Na ionização de gás, energias externas (como campos elétricos, radiação luminosa ou altas temperaturas) fornecem energia suficiente para fazer com que os elétrons nas moléculas ou átomos do gás se separem de seus orbitais atômicos ou moleculares para formar íons carregados e elétrons livres. A ionização gasosa é a base da formação do plasma. Uma vez que ocorre a ionização de um gás, ela leva à ionização de átomos ou moléculas e à criação de um grande número de elétrons e íons livres, e quando átomos suficientes são ionizados para afetar significativamente as propriedades elétricas do gás, ele se torna um plasma. O plasma responde e gera uma força eletromagnética.

A composição do plasma

O plasma é uma mistura gasosa de íons, elétrons, radicais livres, átomos neutros e moléculas. Os íons em um plasma são átomos ou moléculas com carga positiva ou negativa. Eles são formados pela perda ou ganho de um ou mais elétrons em um átomo ou molécula. O tipo e o número de íons dependem da composição do plasma e de como ele é produzido. Os elétrons livres se separam dos átomos ou moléculas e se tornam partículas carregadas negativamente. Os elétrons livres têm alta energia e podem se mover e conduzir eletricidade em resposta a um campo elétrico. Além dos elétrons e íons livres, também existem algumas partículas neutras no plasma, ou seja, átomos ou moléculas que não foram ionizados. Estas partículas neutras desempenham um papel no equilíbrio de íons e elétrons no plasma, mantendo a neutralidade elétrica geral do plasma. Os radicais livres são uma classe de produtos químicos com elétrons desemparelhados que desempenham um papel importante nas reações químicas e nos organismos vivos. Os radicais livres são geralmente muito reativos porque tendem a emparelhar elétrons, prendendo-os ou doando-os.

Propriedades do plasma

As propriedades do plasma são diferentes de outros estados da matéria como gás, sólido ou líquido, com alta condutividade, propriedades ópticas únicas e oscilações do plasma. Em primeiro lugar, é um condutor elétrico e pode conduzir corrente. Isso ocorre porque existe um grande número de elétrons livres no plasma, que podem se mover sob a ação de um campo elétrico e formar uma corrente elétrica. Em segundo lugar, o plasma tem uma forte interação com a radiação eletromagnética e pode emitir, absorver e espalhar luz. Além disso, o plasma também possui propriedades termodinâmicas únicas, como alta temperatura, baixa pressão e alta densidade de energia.

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