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物質(zhì)常規(guī)有三種狀態(tài)存在，即為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，等離子體（plasma）是物質(zhì)在特定情況下以有別于3種常規(guī)狀態(tài)的特殊狀態(tài)存在，又被稱為第四態(tài)。等離子體（plasma）中存在高速運(yùn)動狀態(tài)的電子，處在激勵狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(tuán)（自由基），分子解離反應(yīng)產(chǎn)生的紫外線等，但在總體上物質(zhì)仍處于電中性的狀態(tài)。等離子體（plasma）中的物質(zhì)的波長短、能量的高低對等離子體在與物體表面物質(zhì)的相互作用中起到了重要作用。Plasma清洗技術(shù)基于等離子體的產(chǎn)生和利用活性粒子的原理，通過生成的活性離子、電子和激發(fā)態(tài)的原子和分子能與表面污染物或目標(biāo)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)表面的清洗和改性。

Plasma清洗原理

1) 自由基對物體表面物質(zhì)的清理作用

等離子體（plasma）中的原子團(tuán)（自由基）由于呈電重型，存在壽命較長，所以在與物體表面物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中起到活化作用。激勵狀態(tài)的原子團(tuán)（自由基）處于活躍狀態(tài)，與物體表面物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的原子團(tuán)（自由基），這種新形成的原子團(tuán)（自由基）同樣處在一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，會繼續(xù)進(jìn)行分解反應(yīng)，分解成更小的分子和新的不穩(wěn)定的原子團(tuán)（自由基），這個(gè)過程會一直持續(xù)，直到分解成水、二氧化碳等簡單分子從而起到清理的物體表面的作用。

2) 電子對物體表面物質(zhì)的清理作用

等離子體（plasma）中的電子處于高速狀態(tài)，在與物體表面的撞擊，有利于引起表面物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生分解或者解吸反應(yīng)，從而清理物體表面。電子攜帶著負(fù)電荷使物體表面帶有負(fù)電荷。

3) 離子對物體表面物質(zhì)的清理作用

等離子體（plasma）中帶有正電荷的離子，處于高速狀態(tài)，在物體表面被電子吸附帶有負(fù)電荷，當(dāng)帶有正電荷的離子急速沖向物體表面時(shí)，離子會獲得較大的動能，從而撞擊物體的表面，去除物體表面吸附的顆粒物質(zhì)，同時(shí)促進(jìn)物體表面化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生幾率，這種離子沖擊物體表面而引發(fā)的現(xiàn)象被稱為濺射現(xiàn)象。

4）紫外線對物體表面物質(zhì)的清理作用

等離子體（plasma）中的分子解離反應(yīng)過程中產(chǎn)生具有很強(qiáng)的光能的紫外線，這種紫外線可以促使物體表面的物質(zhì)的分子健發(fā)生斷裂，產(chǎn)生分解反應(yīng)，從而起到清理物體表面的作用。同時(shí)這種紫外線還具有很強(qiáng)的穿透能力，可以穿透數(shù)微米的物體表層而發(fā)生作用。

從上面幾點(diǎn)可知，plasma清洗原理就是利用了等離子體（plasma）中的各種物質(zhì)的特性，與附著在物體的表面物質(zhì)分子發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)從而起到了活化作用，將依附在物體表面的物質(zhì)、污垢進(jìn)行清理去除，起到清洗物體表面的效果，同時(shí)可以改善物體表面活性。

Plasma清洗的反應(yīng)原理

等離子體（plasma）與材料表面可發(fā)生的反應(yīng)有兩種，一種是靠原子團(tuán)（自由基）來做化學(xué)反應(yīng)，另一種靠離子做物理作用。

1）化學(xué)作用

H2和O2為等離子清洗工藝中最常用的2種氣體，該2種氣體通常在電極的作用下，發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生高活性的自由基，其公式如下：

e^-+H₂→2H；e^-+O₂→2O；O+O₂→O₃

這些自由基會進(jìn)一步與材料表面作反應(yīng)。反應(yīng)的生成物為易揮發(fā)性的物質(zhì)，能夠被抽走。

氧氣（O2）plasma清洗原理是利用化學(xué)作用的清洗，是利用產(chǎn)生的氧離子與附著在工件上的有機(jī)污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳?xì)怏w（CO2）和水氣體（H2O）被設(shè)備的真空泵排出，達(dá)到清洗工件的目的；

2）物理反應(yīng)

等離子體中帶有正電荷的離子，處于高速狀態(tài)，在物體表面被電子吸附帶有負(fù)電荷，帶有正電荷的離子急速沖向物體表面，從而獲得較大的動能，撞擊物體的表面，去除物體表面吸附的顆粒物質(zhì)，同時(shí)促進(jìn)物體表面化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生幾率。通過離子的撞擊移去表面分子片段和原子，將污染物從表面去除，同時(shí)能活化物體表面，提高物體表面的浸潤性能，改善物體表面膜的附著力等。常用的氣體有氬氣（Ar），這些惰性氣體并不和表面發(fā)生反應(yīng)，不會產(chǎn)生氧化副作用，保持被清洗物的化學(xué)純潔性。

氬氣（Ar）plasma清洗原理是物理反應(yīng)的清洗，是利用產(chǎn)生的氬離子高速轟擊需要清洗工件表面，將附著在工件表面的污染物（主要是氧化物）撞擊，從而剝離清洗工件表面，達(dá)到清洗工件表面的目的。