等離子清洗機氣體選用及氣體流量對清洗效果的影響
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-06-12
針對不同待等離子清洗機清洗產(chǎn)品，選取適當?shù)那逑礆怏w是等離子清洗工藝設計的關(guān)鍵步驟之一，雖然常規(guī)情況下，大多數(shù)氣體或混合氣體都能用與去除產(chǎn)品表面污染物，但清洗速率可能相差很大。
等離子清洗機不同氣體種類適用如下表1.1所示：
表1.1等離子清洗機不同氣體選用對照表
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氣體(混合比) |
適用實例 |
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氧氣(100％） |
有機污染物去除／去除光致抗蝕劑/提高親水性 |
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氫氣(混合氣，氫氣少于10％) |
去除金屬表面氧化物 |
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氬氣(100％) |
去除有機污染物／光致抗蝕劑／聚合物，增加濕潤度 |
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氦氣(100％) |
去除氧化物，增加濕潤度
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氮氣(100％) |
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C2H4(100％) |
去除有機污染物和銀漿 |
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CF4／SF6(100％) |
硅蝕刻（Silicone etching) |
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DS300(97％02+3％CF4) |
硅蝕刻(Silicone etching) |
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DSl6281(99％N2+1％02) |
去除有機污染物，去除光致抗蝕劑 |
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DSl80(97％02+3％CF4) |
去除光致抗蝕顯影膠 |
等離子清洗實驗中通常選用氬氣、氫氣或者氧氣作為清洗氣體。氬氣等離子清洗的原理是通過射頻激發(fā)氬氣產(chǎn)生等離子體撞擊待清洗產(chǎn)品表面，由于氬氣分子量比較大，清洗時會用較大能量和高速方式撞擊污染物表面，使其脫離產(chǎn)品表面而后隨真空泵排出，而且氬氣是惰性氣體，屬于物理清洗，本身不會參加化學反應，故不會二次污染產(chǎn)品表面。氫氣或氧氣等離子清洗原理則不同，氫氣被射頻激發(fā)為活性粒子，與待清洗產(chǎn)品表面污染物發(fā)生化學反應，生成易揮發(fā)的小分子(水和二氧化碳等)隨真空泵抽真空抽出，氫氣等離子清洗通常被用來清除金屬表面有機污染物；氧氣在等離子清洗時也參與化學反應，通常被用來清除油脂類有機污染物，但氧氣等離子清洗容易產(chǎn)生二次污染，會在待清洗產(chǎn)品表面生成新的氧化物，故使用氧氣等離子清洗時，需要合理考慮配比；如在氧氣與氟化硫(SF6)進行適當配比作為清洗氣體來清洗有機玻璃，可以大幅提高清洗速度。在實際生產(chǎn)中使用化學和物理方法同時進行清洗，其清洗速率通常比單獨使用物理清洗或化學清洗快。
在等離子清洗時，射頻激發(fā)出等離子體中的活性粒子會與待清洗產(chǎn)品表面污染物或者氧化物進行物理撞擊或是化學反應。若單位時間內(nèi)激發(fā)出的活性粒子較少，其作用于產(chǎn)品表面的效果也不明顯，水滴角數(shù)值變化范圍也不會太大，如下圖所示：
如圖1.2，工藝氣體流量在10SCCM到26SCCM之間逐漸增人時，水滴角測量值反而會逐漸減小，究其原因，等離子體活性粒子濃度逐漸增大，單位時間內(nèi)參與反應的粒子也不斷增多，·從而提高清洗效率。之后隨著氣體流量再增加，水滴角數(shù)值不降反升，是因為當活性粒子超過一定范圍值時，活性粒子與固體表面作用會在產(chǎn)品表面形成穩(wěn)定結(jié)合物，降低待清洗產(chǎn)品表面的親水性能。
圖1.2 等離子清洗氣體流量大小與水滴角的關(guān)系
等離子清洗機的不同工藝氣體種類選擇、工藝氣體流量大小都會對清洗效果產(chǎn)生影響，客戶可以在等離子清洗設備屏幕上很簡便地調(diào)節(jié)數(shù)值,達到合理的匹配,獲得較好的清洗效果。
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