真空等離子清洗機它由13.56MHz射頻電源發(fā)生器、電子控制系統、自動(dòng)匹配系統和等離子體放電腔體四部分構成。外接真空泵系統可通入不同氣體，例如氬氣、氧氣、及氟化氣體等。放電腔體的兩側壁有數個(gè)可調節極板間距的支架可用于放置極板。電極板是一組平行的、極性交替的、板上均勻布置了若干通孔的金屬板，一般真空腔體中設計有多組平行電極板，電極板的數量和大小取決于真空腔體的尺寸大小。其結構簡(jiǎn)圖如圖1.1所示。
圖1.1 真空等離子清洗機結構示意圖
真空等離子清洗機運行原理如下：
真空等離子清洗機中產(chǎn)生等離子體的結構是兩個(gè)平行電極板，在密封的腔體中通電后在兩板之間產(chǎn)生強電場(chǎng)，其放電裝置如圖1.2所示。用真空泵達到一定的真空度（0.3MPa-1MPa）后，腔體內的氣體非常稀薄，氣體分子的間距以及分子或者離子的平均自由運動(dòng)長(cháng)度將會(huì )增大，它們在正負電場(chǎng)的作用下碰撞形成等離子體。這些高能離子可以打斷化學(xué)鍵，并在直接接觸的樣品表面進(jìn)行化學(xué)反應。各種氣體的等離子體具有不同的化學(xué)性質(zhì)，向真空等離子清洗機中通純氧后加電壓而形成的等離子體的氧化性能很強，不僅能完成金屬層氧化，同時(shí)還能達到清洗的目的。
圖1.2 真空等離子清洗機放電原理示意圖
真空等離子清洗機的運行流程如下：
1、打開(kāi)真空等離子清洗機反應倉門(mén)，將產(chǎn)品放入極板上，也可以放在托盤(pán)上；
2、設置好所需要的工作參數后，關(guān)閉真空反應倉門(mén)；
3、反應倉完全閉合到位后，開(kāi)始抽真空，真空工作腔內的壓力將持續下降，直至設定的基礎壓力，基礎壓力一般設定范圍在300～1000Pa，設備的極限真空為1Pa，壓升率≤0.65L/h，真空泵抽真空能力極限為0.5Pa，抽真空狀態(tài)將一直保持到輝光結束；
4、工作腔內的壓力到達基礎壓力時(shí)，開(kāi)始充入工藝氣體，不同材質(zhì)選擇不同的工藝氣體，一般流量控制在160SCCM（即標態(tài)下的ml/min）左右，隨著(zhù)工藝氣體的充入及持續的抽真空，真空工作腔內壓力將達到一個(gè)臨時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡，一般情況下為40Pa左右；
5、當達到臨時(shí)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，并持續保持5s后開(kāi)始輝光放電，對工件表面進(jìn)行等離子清洗，根據不同的清洗工件可以選擇不同的輝光放電功率及輝光時(shí)間，一般可設置成功率幾百瓦，輝光時(shí)間幾分鐘到幾十分鐘不等；
6、輝光放電計時(shí)結束，凈化開(kāi)始，充入的氮氣起到快速破真空以及形成保護氣氛的作用，這一步也可以省略，在清洗半導體元器件時(shí)可能會(huì )通入保護氣氛起到凈化作用；
7、當真空工作腔內的壓力接近常壓時(shí)，凈化停止，以防止高壓的氮氣流沖擊倉門(mén)導致危險，平衡開(kāi)啟，使常壓空氣進(jìn)入真空工作腔內直至倉門(mén)能夠開(kāi)啟；
8、清洗完畢，打開(kāi)真空腔門(mén)，取出被清洗產(chǎn)品，一個(gè)清洗流程結束。
圖1.3 真空等離子清洗機運行流程圖24489