1. 应用介绍
行业领域：真空镀膜 / 半导体 / 材料研究
工艺设备：各类真空镀膜机、真空互联系统
加工材料：金属、半导体、绝缘体、聚合物等
工件类型：晶圆、光学元件、电子显微镜样品
工艺背景：
镀膜前基片表面的清洁度直接影响薄膜的附着力、形貌和性能。物理吸附的水分子、碳氢化合物，化学吸附的天然氧化物、残留加工液，都是导致薄膜缺陷和失效的常见原因。传统湿法清洁无法与真空工艺在线集成，且可能引入新的污染。
工艺目标：
在真空环境下对样品表面进行原位、无损、高效率的离子束清洁与活化，为后续镀膜或分析提供原子级洁净表面。
2. 推荐产品
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本应用将 KDC 40 考夫曼离子源集成于镀膜机预处理腔室或真空互联系统，专门用于样品沉积/分析前的原位离子清洁。
选型依据：
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工艺需求 |
KRI KDC 40 解决方案 |
|---|---|
|
原位清洁 |
真空集成，镀膜前在线处理，无大气暴露风险 |
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普适性 |
可清洁金属、半导体、绝缘体、聚合物等各类材料 |
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选择性去除 |
通过调节离子能量控制清洁深度，可选择性去除有机污染 |
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温和清洁 |
低能量模式适用于表面敏感样品 |
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快速高效 |
数分钟内完成清洁，不显著延长工艺周期 |
3. 工艺实现与技术优势
清洁机理：
低能离子束轰击样品表面，通过物理溅射作用去除表面污染层。离子能量、束流密度、处理时间、气体种类均可调节，实现不同材料和污染类型的优化清洁。
清洁能力：
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污染类型 |
去除对象 |
离子源方案 |
|---|---|---|
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物理吸附污染 |
水分子、吸附气体、碳氢化合物残留 |
低能 Ar⁺ 轰射，物理溅射脱附 |
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化学吸附污染 |
天然氧化物、加工残留物 |
较高能量 Ar⁺ 或反应离子轰击 |
工艺优势：
a. 真空在线处理，清洁后表面保持洁净状态
b. 干法工艺，无化学残留，环境友好
c. 处理时间短，数分钟即可完成
d. 离子能量可调，从温和脱附到深度清洗
e. 可通入反应气体，增强氧化物去除能力
4. 关键性能参数（源自KRI官方数据表）
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参数名称 |
技术规格 |
|---|---|
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离子源型号 |
KRI Kaufman KDC 40 |
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放电方式 |
DC 热离子放电 |
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栅极直径 |
4 cm Φ |
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最大离子束流 |
>120 mA（@1000eV） |
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离子能量范围 |
100 - 1200 eV |
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离子束类型 |
聚焦、平行、散射（可选） |
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工作气体 |
Ar, O₂, H₂ 等 |
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气体流量范围 |
2 - 10 sccm |
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典型工作压力 |
< 0.5 mTorr |
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中和器 |
灯丝型 |
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配套电源 |
KSC 1202 控制器 |
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源体尺寸 |
长度：17.1 cm，直径：9 cm |
5. 应用成果与客户价值
工艺效果：
a. 表面洁净度提升：有效去除碳氢化合物、吸附气体、天然氧化物
b. 附着力增强：清洁表面提供新鲜的成键界面，薄膜结合强度显著提高
c. 接触角降低：离子活化后表面能增加，润湿性改善
d. 无损伤清洁：低能量模式适用于电子显微镜样品等表面敏感材料
客户收益：
a. 镀膜工艺良率提升，薄膜脱落、起泡等缺陷显著减少
b. 真空在线清洁避免大气暴露，适用于超高真空互联系统
c. 干法工艺无废液排放，符合环保要求
d. 快速处理不拖累主工艺节拍，适合批量生产
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