什么是等離子體 :

等離子體是物質的一種存在狀態，通常物質以固態、液態、氣態 3 種狀態存在，但在一些特殊情況下可以以第四種狀態存在，如太陽表面的物質和地球大氣中電離層中的物質。這類物質所處的狀態稱為等離子體狀態，又稱物質的第四態。 在等離子體中存在下列物質；處于高速運動狀態的電子；處于激發狀態的中性原子、分子、原 子團（自由基）；離子化的原子、分子；分子解離反應過程中生成的紫外線；未反應的分子、原子等，但物質在總體上仍保持電中性狀態。

等離子體處理機的基本構造根據用途的不同，可選用多種構造的等離子處理機，并可通過選用不同種類的氣體，調整裝置的特征參數等方法使工藝流程實現最佳化。 但等離子體處理機的基本結構大致是相同的， 一般裝置可由真空室、真空泵、高頻電源、電 極、氣體導入系統、工件傳送系統和控制系統等部分組成。通常使用的真空泵是旋轉油泵，高頻電源通常用13.56 MHz的無線電波。

等離子處理機的運行過程如下：

（1 ）被清洗的工件送入真空室并加以固定， 啟動運行裝置，開始排氣，使真空室內的真空程度達到10Pa左右的標準真空度。一般排氣時間大約需要2min。

（2 ）向真空室引入等離子清洗用的氣體，并使其壓力保持在100Pa。 根據清洗材質的不同，可分別選用氧氣、氫 氣、氬氣或氮氣等氣體。

（3 ）在真空室內的電極與接地裝置之間施加高頻電壓，使氣體被擊穿，并通過輝光放電而發 生離子化和產生等離子體。讓在真空室產生的等離子體完全籠罩住被處理工件，開始清洗作業。一 般清洗處理持續幾十秒到幾分鐘。

（4 ）清洗完畢后切斷高頻電壓，并將氣體及氣化的污垢排出，同時向真空室內鼓入空氣，并使氣壓升至一個大氣壓。

等離子處理機理分析 :

在高頻電場中處于低氣壓狀態的氧氣、氮 氣、甲烷、水蒸汽等氣體分子在輝光放電的情況下，可以分解出加速運動的原子和分子，這樣產生的電子和解離成點有正、負電荷的原子和分子。 這樣產生的電子在電場中加速時會獲得高能量，并與周圍的分子或原子發生碰撞，結果使分子和原子中又激發出電子，而本身又處于激發狀態或離子狀態。這時物質存在的狀態即為等離子體狀態。在高頻電場中處于低氣壓狀態的氧氣、氮 氣、甲烷、水蒸汽等氣體分子在輝光放電的情況下，可以分解出加速運動的原子和分子，這樣產生的電子和解離成點有正、負電荷的原子和分子。 這樣產生的電子在電場中加速時會獲得高能量，并與周圍的分子或原子發生碰撞，結果使分子和原子中又激發出電子，而本身又處于激發狀態或離子狀態。這時物質存在的狀態即為等離子體狀態。

等離子與材料表面可產生的反應主要有兩種，一種是靠自由基來做化學反應，另一種則是靠離子作物理反應，以下將作更詳細的說明。

（1）化學反應（Chemical reaction） 在化學反應里長用的氣體有氫氣（H2）、氧氣 （O 2 ）、甲烷（C F 4 ）等，這些氣體在電漿內反應成高活性的自由基，其方程式為：

這些自由基會進一步與材料表面作反應。 其反應機理主要是利用等離子體里的自由基來與材料表面做化學反應，在壓力較高時，對自由基的產生較有利，所以若要以化學反應為主時，就必須控制在較高的壓力下來進行此反應。

（2）物理反應（Physical reaction） 主要是利用等離子體里的離子作純物理的撞 擊，把材料表面的原子或附著在材料表面的原子打 掉，由于離子在壓力較低時的平均自由基較輕長， 有得能量的累積，因而在物理撞擊時，離子的能 量越高，越是有得作撞擊，所以若要以物理反應 為主時，就必須控制在較低的壓力下來進行反應， 這樣清洗效果教好。

等離子處理技術是一新興的領域，該領域結合等離子物理、等離子化學和氣固相界面的化學反應，此為典型的高科技行業，需跨多種領域，包括化工、 材料和電機，因此將極具挑戰性，也充滿機會。 由于半導體和光電材料在未來的快速成長，此方面應用需求將越來越大。