关于等离子清洗原理及设备

信息来源于:互联网 发布于:2024-08-30

概述:是正离子和电子密度大致相等的电离气体。由离子、电子、自由激进分子、光子以及中性粒子组成,是物质的第四态。人们普遍认为的物质有三态:固态、液态、气态。区分这三种状态是靠物质中所含能量的多少。给气态物质更多的能量,比如加热,将会形成等离子体,在宇宙中99.99%的物质处于等离子状态。

清洗原理: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(一般厚度为3~30nm),从而提高工件表面活性。被清除的污染物可能为有机物、环氧树脂、光刻胶、氧化物、微颗粒污染物等。对应不同的污染物,应采用不同的清洗工艺,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。

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。

例1:O2+e-→ 2O- +e- O-+有机物→CO2+H2O

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

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。

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

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、环氧树脂溢出或是微颗粒污染物,同时进行表面能活化。

物理化学清洗:表面反应中物理反应与化学反应均起重要作用。

等离子清洗设备

等离子清洗设备的原理是在真空状态下,压力越来越小,分子间间距越来越大,分子间力越来越小,利用射频源产生的高压交变电场将氧、氩、氢等工艺气体震荡成具有高反应活性或高能量的离子,然后与有机污染物及微颗粒污染物反应或碰撞形成挥发性物质,然后由工作气体流及真空泵将这些挥发性物质清除出去,从而达到表面清洁活化的目的。是清洗方法中最为彻底的剥离式清洗,其最大优势在于清洗后无废液,最大特点是对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理,可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。

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