I. Влияние основных параметров плазмы

Интенсивность активности плазмы напрямую определяет способность к очистке, основные параметры включают тип газа, мощность плазмы, давление воздуха.

Тип очищающего газа

Тип газа определяет реактивные свойства плазмы (в основном физическая или химическая очистка) и должен быть выбран в зависимости от типа загрязнителя и материала образца:

Физически очищенный газ: представлен инертными газами, такими как аргон (Ar) и гелий (He). Ионы высокой энергии, образующиеся в результате ионизации таких газов, удаляют твердые загрязнители с поверхности образца (например, пыль, металлические обломки) с помощью эффекта физической бомбардировки, подходят для очистки неорганических загрязнителей, которые не растворяются в реакции, и имеют небольшое повреждение поверхности образца, подходящее для прецизионных устройств (таких как полупроводниковые чипы, оптические линзы).

Химически очищенные газы: представлены кислородом (Oneneneek), воздухом, и в некоторых сценах используется водород (H2B), азот (N2B) или смесь газов. Кислородная плазма производит сильную окисленность свободных радикалов кислорода, может окислять органические вещества (например, загрязнение нефтью, фоторезист, остаточные полимеры), образуя летучие вещества, такие как CO2O и H2O, для достижения полной дезактивации, является широко используемым очищающим газом в лабораториях и промышленности; Водородная плазма подходит для удаления окислительного слоя металлической поверхности.

Смешанные газы, такие как смесь O2C + Ar, сочетающая физическую бомбардировку с химическими реакциями, более эффективная очистка и подходит для сложных загрязнителей (органическое + неорганическое смешанное загрязнение).

Мощность плазмы

Мощность определяет степень ионизации плазмы и энергию активных частиц:

Когда мощность слишком низкая, газ недостаточно ионизирован, концентрация активных частиц низкая, скорость очистки медленная, эффект плохой;

Когда мощность слишком высока, энергия активных частиц слишком велика, что может вызвать чрезмерную коррозию поверхности образца (например, привести к разрыву сцепления поверхности высокомолекулярного материала, увеличению шероховатости металлической поверхности) или даже повредить структуру образца.

Различные образцы должны соответствовать мощности: например, образцы полимеров подходят для низкой мощности (50 - 100 Вт), а образцы металлов / керамики могут выдерживать более высокую мощность (200 - 500 Вт).

Рабочее давление полости

Давление воздуха влияет на средний свободный пробег и частоту столкновений активных частиц в плазме и является ключом к регулированию однородности очистки:

Высокое давление воздуха (например, > 100Па): средний свободный пробег активных частиц короткий, частые столкновения, большие потери энергии, снижение эффективности очистки и легко приводит к чрезмерной температуре поверхности образца;

Слишком низкое давление (например, < 10 Па): низкая концентрация активных частиц, трудно покрыть поверхность образца, плохая однородность очистки;

В большинстве сценариев атмосферное давление варьируется от 20 до 50 Па, когда концентрация активных частиц и энергетический баланс являются оптимальными с точки зрения эффективности и однородности очистки.

II. Воздействие характеристик образцов

Материал образца, состояние поверхности и тип загрязнителя напрямую определяют адаптивность процесса очистки и являются внутренними причинами, влияющими на эффект очистки.

Образец материала

Металлические / керамические материалы: химически устойчивые, устойчивые к высокой мощности и длительной плазменной очистке, подходящие для удаления поверхностных органических веществ и окислительных слоев смесью O2B или O2B + Ar;

Высокомолекулярные материалы (например, пластмассы, каучук): поверхность подвержена плазменному травлению или активации, необходимо контролировать низкую мощность, кратковременную очистку, чтобы избежать чрезмерной модификации поверхности;

Чувствительные материалы (например, фоторезисты, биологические образцы): Требуется умеренная физическая очистка инертным газом (AR), использование окисляющих газов запрещено.

Состояние поверхности образца

Чем больше шероховатость поверхности образца, тем легче загрязняющие вещества скрываются в щелях, необходимо продлить время очистки или увеличить мощность;

Если на поверхности образца имеется плотный оксидный слой или пассивированная пленка, необходимо выбрать целевой газ (например, плазму H2Plas для удаления оксидного слоя металла), иначе его трудно эффективно дезактивировать.

Тип и содержание загрязнителей

Органические загрязнители (загрязнение нефтью, остаточные растворители): приоритет отдается химической очистке с использованием плазмы O2C, реакция тщательна и не остаточна;

Частичные загрязнители (пыль, металлический порошок): приоритет отдается физической бомбардировке плазмой AR, чтобы избежать химической очистки для получения новых продуктов реакции;

Когда содержание загрязняющих веществ слишком велико, его необходимо промывать поэтапно (сначала грубо промыть, а затем тщательно промыть) или увеличить расход газа, чтобы своевременно выпустить продукты реакции.

III. Влияние технологических условий

Время, температура, способ размещения образца и другие технологические параметры в процессе очистки напрямую влияют на однородность и тщательность очистки.

Время чистки

Время очистки слишком короткое, загрязняющие вещества не полностью удалены; Слишком длительное время может привести к повреждению поверхности образца или чрезмерной активации.

Оптимальное время необходимо определить экспериментальным путем: общее время очистки органических загрязнителей составляет 5 - 30 минут, а время очистки твердых загрязнителей - 10 - 60 минут в зависимости от толщины и мощности загрязняющих веществ.

Температура полости

Процесс плазменного разряда производит тепло, что приводит к повышению температуры полости:

Высокая температура может привести к деформации высокомолекулярных образцов, инактивации биологических образцов, необходимо контролировать температуру путем снижения мощности, сокращения времени или включения функции охлаждения полости;

Надлежащее потепление (например, 40 - 60°C) может ускорить скорость реакции окисления органических загрязнителей и повысить эффективность очистки.

Режим размещения и обработки образцов

Образцы должны быть равномерно распределены на несущей платформе, избегая укладки или затенения, обеспечивая, чтобы плазменные активные частицы покрывали все поверхности, подлежащие очистке;

Образцы сложной конструкции (например, пористые материалы, прецизионные устройства) должны регулировать угол размещения или использовать вращающийся несущий стол для обеспечения эффекта очистки щелей и мест слепых отверстий;

Перед очисткой образец должен быть предварительно обработан (например, ультразвуковая очистка для удаления крупных частиц загрязняющих веществ), что снижает давление плазменной очистки.