远程等离子清洗原理

等离子体是一种由离子、电子和中性粒子组成的一种电离态气体，其中中性粒子主要包括分子、原子和自由基团，等离子体宏观上呈现电中性。在等离子体表面清洗工艺中，等离子体中包含的离子、电子和自由基团等中性粒子在工艺中会产生不同的效果。电子的质量小，电子的移动速度比离子快很多，电子比离子更早到达待清洗表面并使物体表面带负电荷，有利于进一步激活反应，另一方面，电子与待清洗表面物质的碰撞会产生激发态中性原子或自由基团，达到清洗的目的;离子的作用通常指阳离子的作用，阳离子在电场中加速，动能提高，到达待清洗表面的阳离子的动能很大足以撞击和去除附着在待清洗表面的物质，对物体表面起到清洗的作用;激发态下的自由基团具有较高的能量，很容易和待清洗表面物质发生化学反应形成新的物质或自由基，新的自由基又进一步和待清洗表面物质发生化学反应，达到清洗的效果;另外，等离子体中的发射光具有较强的光能，可以使待清洗物体表面的物质分子键断裂断裂达到清洗的作用。

常规等离子体清洗中，工件与等离子体发生器的距离非常近，等离子体中包含的电子、离子和激发态自由基团对工件的处理都有影响。

远程等离子清洗原理

等离子体包含的电子、离子、激发态自由基团等中性粒子会在复合过程中消失，复合的过程包括正离子与负离子复合、电子与正离子复合和自由基团与自由基团的复合等，电子与离子复合，负离子与正离子的复合速率为10^-7cm³/s，激发态自由基团复合速率为10^-33cm³/s。远程等离子清洗技术利用等离子体中不同粒子的复合速度不同，将工件放在远离等离子体发生器的位置上，等离子体从等离子体发生区域到达待清洗工件表面的过程中，电子和离子复合速度快，浓度逐渐降低，自由基团等中性粒子复合速度更慢，浓度逐渐升高。到达工件表面的等离子体主要通过自由基团等中性粒子与工件表面发生化学反应达到清洗的效果，可以减少离子轰击紫外辐射对工件表面的损伤，反应温和，副反应少，可控性强。

远程等离子清洗,最显著的特点就是等离子体产生区域和反应区域不在同一个腔体，远程等离子体源所用于的清洗平台将发生腔体与反应腔体分离,其结构如图1所示。等离子体的产生和与待清洗样件的反应是在不同的腔室内完成的。反应气体进入等离子体激发腔室内,在外加电场的作用下被电离产生等离子体,然后通过管道或者特定的过滤装置进入反应腔室。由于带电粒子在传输过程中会被管道器壁或者特定的装置过滤掉,中性的自由基会进入反应腔室与清洗样件表面的污染物进行反应。因为没有带电粒子,整个反应过程不会造成反应腔体的损坏。

图1 远程等离子清洗原理示意图