等離子清洗機(jī)的工作原理是通過(guò)將注入氣體激發(fā)成等離子體，等離子體由電子、離子、自由基、光子以及其他中性粒子組成。由于等離子體中的電子、離子和自由基等活性粒子存在，其本身容易與固體表面發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)類型可以分為物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)主要是以轟擊的形式使污染物脫離表面，從而被氣體帶走；化學(xué)反應(yīng)是活性粒子與污染物發(fā)生反應(yīng)，生成易揮發(fā)物質(zhì)再被帶走。在實(shí)際使用過(guò)程中，通常使用Ar氬氣來(lái)進(jìn)行物理反應(yīng)，使用O2氧氣或者H2氫氣來(lái)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
氬氣等離子體參與的是表面反應(yīng)以物理反應(yīng)為主的等離子體清洗，也叫濺射刻蝕。氬離子在自偏壓或外加偏壓作用下被加速產(chǎn)生動(dòng)能，然后轟擊到放在負(fù)電極上的被清洗樣品表面。氬離子撞擊表面時(shí)產(chǎn)生的巨大能量可清除附著污染物，轟擊產(chǎn)生的機(jī)械能可將污染物中的大分子化學(xué)鍵分離成小分子而汽化，隨后被抽走。氬氣本身是隋性氣體，等離子態(tài)的氬氣并不和樣品表面分子發(fā)生反應(yīng)，保持了被清洗物的化學(xué)純潔性，且腐蝕作用各向異性。
Ar+e－→Ar++2e－，Ar++沾污→揮發(fā)性沾污
在非反應(yīng)氣體中，氬氣和氦氣是常用的清洗氣體，其具有優(yōu)良的物理性質(zhì)，如擊穿電壓低并且等離子與其他氣體相比相當(dāng)穩(wěn)定，氬原子的電離能為15.75eV，氬等離子中含有大量的亞穩(wěn)態(tài)的氬原子，在物理反應(yīng)清洗中很具優(yōu)勢(shì)。
在清洗過(guò)程中還可以充入兩種或以上的混合氣體以得到更好的清洗效果。比如氬氣和氧氣的結(jié)合，氬離子采用物理轟擊被清洗表面污物，氧氣與表面污物發(fā)生氧化反應(yīng)，并且當(dāng)氬氣和氧氣分子一經(jīng)碰撞便可以使電荷轉(zhuǎn)換并結(jié)合，形成新的活性原理，使電離和離子能量得到很大程度的降低，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的活性粒子，此時(shí)，清洗效果已經(jīng)達(dá)到1+1>2的效果。
氬氣等離子清洗機(jī)的原理，就是利用氬氣產(chǎn)生活性氬等離子體清洗物件表面微粒污染物，活性氬等離子體轟擊被清洗件表面后產(chǎn)生的揮發(fā)性污染物會(huì)被真空泵排出 。
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