等離子體凈化是利用等離子體中的反應性自由基和離子從材料表面去除所有有害污染物的過程。等離子體用于各種應用,包括半導體、聚合物、生物材料和汽車部件?;诘入x子體技術(shù)結(jié)合了離子束技術(shù)和傳統(tǒng)等離子技術(shù)的潛力。利用等離子體技術(shù)的半導體應用包括注入、沉積和蝕刻。生物材料和聚合物的應用主要限于改變表面特性,如親水性、粗糙度、潤滑性、交聯(lián)性、增強附著力和去除污染物。
理想情況下,清潔后的表面不應包含大量不需要的材料。在微電子行業(yè)中,顆粒污染是阻礙生產(chǎn)力的主要挑戰(zhàn)之一,眾所周知,使用等離子技術(shù)的表面去污方法可以有效地清潔表面,去除不需要的物質(zhì)污染。
例如,當暴露于周圍環(huán)境時,薄氧化物層(也稱為天然氧化物)會在硅表面生長。等離子去污是一種廣為人知的方法,用于在沉積薄膜之前清潔表面,也廣為人知的表面處理。對于聚合物,為了提高對金屬表面的附著力,采用等離子清洗聚合物表面,去除碳氫化合物、水和有機物[P]。
等離子去污在材料表面改性方面的優(yōu)勢在于:
1 表面改性:等離子體處理僅影響材料的近表面,去除高度均勻的有機殘留物并留下原子級清潔的表面;它不會改變散裝材料的特性并保持基材的完整性。低溫等離子加工在低溫下進行,因此損壞的風險降至低。
2 成本低/易于使用:與化學或機械處理等現(xiàn)代方法相比,等離子處理成本更低且更易于操作。由于不再需要化學品和溶劑,因此大大降低了使用成本。它還降低了與腐蝕副產(chǎn)品產(chǎn)生的危險化學品的維護和處置相關(guān)的成本。
3. 工藝靈活性:憑借對等離子體物理和化學的深刻理解,等離子體工藝通常是可靠和可重復的。根據(jù)所使用的工藝氣體和配置,等離子處理可用于去污、活化、滅菌和表面處理表面特性的一般處理。
4、工業(yè)可擴展性:與非等離子技術(shù)相比,等離子技術(shù)在工業(yè)應用中的適應性擴展相對容易。
5兼容性:適用于多種材料(金屬、塑料、玻璃、陶瓷等)。
6環(huán)境安全:等離子凈化過程是一種環(huán)保過程,因為不需要危險或有害的化學物質(zhì)。此過程不包括有害的氯氟烴化合物、溶劑、抗氧化劑、碳殘留物、油以及各種有機化合物和酸洗化學品 [35-19]。等離子體處理在接近環(huán)境溫度下進行,沒有熱暴露風險