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等离子清洗 工艺过程容易控制 一次清洗,基本没有残留物 | 湿法化学清洗 时间和化学溶剂对工艺灵敏 可能需要进一步取出一处理或需要清洗 |
反映副产物为气体,在通过真空系统及中和器后可直接排放大气中 | 大量的废弃物需要进一步处理 |
反映所需气体大多为无毒 | 大多数溶剂和酸有相当的毒性 |
O2 →2O·
H2O→OH·+H·
CH4→CH3·+H·
R1R2→R1·+R2·
等离子清洗技术的大特点是不分处理对象的基材类型,均可进行处理,如金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料(如:聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯)等原基材料都能很好地处理,并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。清洗的重要作用之一是提高膜的附着力,如在Si衬底上沉积Au膜,经Ar等离子体处理掉表面的碳氢化合物和其它污染,明显改善了Au的附着力。等离子体处理后的基体表面,会留下一层含氟化物的灰色物质,可用溶液去掉。同时有利于改善表面沾着性和润湿性。在清洗过程中经等离子体表面活化形成的自由基,能够进一步加成特定官能团,这种特定官能团的引入,特别是含氧官能团,对改善材料的沾着性和湿润性能起着明显的作用。实验表明:不仅引入氧的等离子体,而且,Ar,N等的等离子体同样能导入含氧的官能团。如:-OH、-OOH等,典型的是当高分子材料与氧等离子体接触时在刚生成的自由基位置羟基化或羧基化。其反应为:
R·+O·→RO·
R·+O2→ROO·
针对不同的等离子体,可能都会有一定种类的副产物出现,如四氟化碳与氧的等离子体在和聚合物发生反应裂解成水蒸汽、二氧化碳、和少量氢氟酸,这些氢氟酸是反应的副产品,有毒,但可用碱式湿法洗涤器去除。
附:等离子清洗设备工作原理简图
电源
气源
抽真空
等离子工艺常规的化学清洗具有若干优势,等离子由于使用电能催化化学反应而不是热能,因此提供了一个低温环境。等离子排除了由于湿式化学清洗带来的危险,并且与其它清洗方式相比的大优势在于清洗后无废液。总之,等离子工艺是一种简单到几乎不需管理的清洗工艺。