等离子清洗机原理就是利用等离子的特性使用大量离子、激发态分子、自由基等多种活性粒子,作用到固体样品表面,不但清(除)了表面原有的污染物和杂质,而且会产生刻蚀作用,将样品表面变粗糙,形成许多微细坑洼,增大了样品的比表面。提高固体表面的润湿性能。要外加能量给电子,简单的方法就是用平行电极板加一直流电压,电子在电极中,会被带正电的电极所吸引而加速,在加速的过程中电子可以累积能量,当电子的能量达到某一程度时,就有能力来解离中性气体原子,能产生高密度等离子体的方法有很多种。等离子体在低温条件下能够产生非平衡电子、反应离子和自由基的特性。等离子体中的高能活性基团轰击表面,会造成溅射、热蒸发或光致降解。等离子体特有的清洗过程主要是基于等离子体溅射和刻蚀所带来的物理和化学变化。
物理溅射的过程中,等离子体中高能量离子脉冲式的表面轰击会导致表面原子发生位移,在某些情况下,还会造成次表层上原子的移位,因此物理溅射没有选择性。在化学刻蚀的过程中,等离子体中的活性基团和表面原子,分子发生反应,产生的挥发性物质可以通过泵抽走。在等离子刻蚀过程中,通过选择不同的工艺参数,可以对不同材料实现高选择性的化学反应刻蚀,然而这种方法对同一种材料的刻蚀是各向同性的。在离子增强刻蚀中,高能粒子撞击表面时,会在表面形成缺陷、位错或悬浮,这些缺陷提高了表面的化学反应刻蚀速率,使这种刻蚀过程同时具备可选择性和方向性。
在所有的这些清洗过程中,在碳氢化合物与衬底之间的键合被削弱,获得的能量使这些有(机)复合物从衬底上脱离。一旦脱离有(机)化合物分子基团就会被惰性气体带走。等离子体所产生的光辐照、中性粒子流和带电粒子轰击为结合键的断裂提供了能量。这些能量首先被碳氢化合物吸收后,在各种形式的二次过程中又被消耗掉。正是这些各种形式的二次过程实现了表面清洗的效(果)。在等离子体中存在大量的紫外线辐照,能量被聚合物吸收后,产生了化学性质很活跃的自由基,这些自由基和容易与等离子体中的气体发生(发)生反应,产生挥发性气体。在等离子体中,快离子与中性粒子碰撞后产生的中性自由基不断地轰击样品表面,以动能、振动‘解离和激发态的模式在中性粒子之间进行电荷交换和能量传递。运动动能和振动动能以一种温和的方式加热表面,解离和激发态产生的自由基以平动或振动的方式传递热量。如果能量超过阈值,则可能导致溅射,并伴随着自由基团的产生。处理明(显)的类似于机械的方法去除表面污染物溅射过程外,等离子体中的自由基是很重要的去除碳氢化合物的因素。