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等离子清洗百科知识

2020年11月30日 点击:
 等离子清洗是利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。等离子体是物质的一种状态,也叫做物质的第四态,并不属于常见的固液气三态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的“活性”组分包括:离子、电子、原子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子清洗就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面,从而实现清洁、涂覆等目的。通过化学或物理作用对工件表面进行处理,实现分子水平的污染物去除,从而提高工件表面活性。被清除的污染物可能有有机物、环氧树脂、光刻胶、氧化物、微颗粒污染物等,所以等离子清洗是一种高精密清洗。对应不同的污染物,应采用不同的清洗工艺。一般来说,根据选择的工艺气体不同,等离子清洗分为化学清洗、物理清洗及物理化学清洗。


等离子清洗1.jpg

通过以下几个反
应式及图 1、图 2 及图 3 对清洗方式做详细说明:
一、化学清洗:
表面反应以化学反应为主的等离子体清洗,又称 PE。
 

等离子清洗2.jpg


例 1:O2+e-→ 2O※  +e-O※+有机物→CO2+H2O
  图 1 氧等离子体去除有机物
 从反应式可见,氧等离子体通过化学反应可使非挥发性有机物变成易挥发的 H2O 和 CO2。
 
例 2:H2+e-→2H※+e-H※+非挥发性金属氧化物→金属+H2O

等离子清洗3.jpg

图 2 氢等离子体去除氧化层
从反应式可见,氢等离子体通过化学反应可以去除金属表面氧化层,清洁金属表面。

二、物理清洗: 
表面反应以物理反应为主的等离子体清洗,也叫溅射腐蚀(SPE)。
 例:Ar+e-→Ar++2e-Ar++沾污→挥发性沾污

等离子清洗4.jpg

图 3 氩等离子体表面能活化
    Ar+在自偏压或外加偏压作用下被加速产生动能,然后轰击在放在负电极上的被清洗工件表面,一般用于去除氧化物、同时进行表面能活化。表面反应中物理反应与化学反应均起重要作用。