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

Plasma清洗原理

1) 自由基對物體表面物質的清理作用

等離子體（plasma）中的原子團（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化學反應中起到活化作用。激勵狀態的原子團（自由基）處于活躍狀態，與物體表面物質發生化學反應，形成新的原子團（自由基），這種新形成的原子團（自由基）同樣處在一種不穩定的狀態，會繼續進行分解反應，分解成更小的分子和新的不穩定的原子團（自由基），這個過程會一直持續，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的清理作用

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

3) 離子對物體表面物質的清理作用

等離子體（plasma）中帶有正電荷的離子，處于高速狀態，在物體表面被電子吸附帶有負電荷，當帶有正電荷的離子急速沖向物體表面時，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，同時促進物體表面化學反應的發生幾率，這種離子沖擊物體表面而引發的現象被稱為濺射現象。

4）紫外線對物體表面物質的清理作用

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

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

Plasma清洗的反應原理

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

1）化學作用

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，發生反應而產生高活性的自由基，其公式如下：

e^-+H₂→2H；e^-+O₂→2O；O+O₂→O₃

這些自由基會進一步與材料表面作反應。反應的生成物為易揮發性的物質，能夠被抽走。

氧氣（O2）plasma清洗原理是利用化學作用的清洗，是利用產生的氧離子與附著在工件上的有機污染物發生氧化反應，生成二氧化碳氣體（CO2）和水氣體（H2O）被設備的真空泵排出，達到清洗工件的目的；

2）物理反應

等離子體中帶有正電荷的離子，處于高速狀態，在物體表面被電子吸附帶有負電荷，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，同時促進物體表面化學反應的發生幾率。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生反應，不會產生氧化副作用，保持被清洗物的化學純潔性。

氬氣（Ar）plasma清洗原理是物理反應的清洗，是利用產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，達到清洗工件表面的目的。