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plasma清洗原理介紹

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-07-05
plasma是除固液氣外的物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)，是由原子以及正負(fù)電子組 成的具有導(dǎo)電特性的離子化氣體物質(zhì)。plasma清洗，最早始于20世紀(jì)初，是利用等離子體的特性與物質(zhì)相互作用達(dá)到去除表面物質(zhì)的一種工藝。plasma清洗機(jī)主要用于各種電子元件的制造、光學(xué)、航空航天等領(lǐng)域。
plasma清洗機(jī)

Plasma清洗原理如下：


plasma清洗機(jī)的工作原理主要是利用等離子體中活化基團(tuán)的“活化作用”去除基底表面污染物的過(guò)程。plasma清洗機(jī)是在真空環(huán)境中操作的，氣體的釋放和抽離都可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)徹底轉(zhuǎn)移，清洗污染物的量級(jí)達(dá)到分子級(jí)。
 

plasma清洗通常包括以下過(guò)程：


（1）無(wú)機(jī)氣體被轟擊激發(fā)為電子、離子中性粒子等等離子態(tài)氣相物質(zhì)被吸附在固體表面。
（2）被吸附的等離子基團(tuán)與基底表面分子或原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成復(fù)合基團(tuán)分子，通過(guò)惰性氣體攜帶反應(yīng)殘余物脫離基底表面。
plasma清洗技術(shù)的特點(diǎn)是對(duì)基體沒(méi)有選擇性，可囊括金屬材料、絕緣體材料、甚至高分子有機(jī)物等。并可利用等離子體的各向異性實(shí)現(xiàn)對(duì)整體和局部結(jié)構(gòu)的清洗。
plasma清洗機(jī)原理圖
plasma清洗機(jī)原理圖
 
如上圖1所示，plasma清洗機(jī)的工作機(jī)制如下：在真空環(huán)境中提供電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下，帶正電的電荷和電子等相互碰撞電離進(jìn)行輝光放電形成等離子體。電離產(chǎn)生的活性基團(tuán)攜帶巨大的動(dòng)能，可以破壞材料表面的化學(xué)鍵及分子間作用力，與斷鍵的離子或獨(dú)立的分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在半導(dǎo)體工藝中，通過(guò)控制氧氣和氬氣的通量，使具有強(qiáng)氧化性的氧等離子體與硅片表面的殘留光刻膠發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氣相結(jié)合物脫離硅片表面，達(dá)到清潔表面的作用。當(dāng)?shù)入x子體具有很強(qiáng)的腐蝕性時(shí)，可以很好地達(dá)到刻蝕材料表面的目的，且由于腐蝕性的等離子體都具有各向異性，其刻蝕效果也具有易控制、質(zhì)量高的特點(diǎn)。plasma清洗處理速度快，可達(dá)到每秒穿透幾個(gè)納米的厚度。對(duì)于只有原子層厚度的二維材料來(lái)說(shuō)，plasma清洗機(jī)可以較好地清除其表面污染物。

plasma清洗材料表面有機(jī)物質(zhì)的原理如下：在真空的環(huán)境下，基底材料受到等離子體轟擊后，瞬間進(jìn)入高溫環(huán)境，基底表面有機(jī)物迅速反應(yīng)蒸發(fā)或升華成氣相，快速被擊穿并通過(guò)抽真空帶出反應(yīng)腔。
plasma清洗原理圖
plasma清洗有機(jī)物化學(xué)原理示意圖
氧氣是利用自由原子以化學(xué)方法祛除有機(jī)物 , 清洗速度快、清洗比較干凈，適合不易氧化的載體。
plasma清洗原理示意圖
plasma清洗有機(jī)物物理原理示意圖
氬離子是利用比較重的離子以物理方法打破有機(jī)物脆弱的化學(xué)鍵 , 使表面污染物脫離載體。

plasma清洗除具有清潔功能外，還可根據(jù)需要改變特定材料表面的性能。其原理是通入等離子體，使基底表面的原子、分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂、重組以形成新的化學(xué)組成的表面材料。
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