低温等离子体通常应用于材料表面清洗，具有很高的作用强度高和低穿透能力，工艺处理简单且效果好，环保节能等特点，可与材料表面发生一系列复杂的物理反应或是化学反应。等离子体清洗原理即是等离子体通过其内部具有特定反应活性或高能量的粒子，如离子、电子、激发态的原子和分子以及自由基等等，去撞击待清洗材料表面，将附着在表面的污染物或微颗粒物剥离或与产品表面的有机物发生反应生成易挥发的气体，随真空泵排出，从而达到清洁材料表面的目的，属于干法清洗技术，在不破坏材料表面特性的情况下，有效清除待清洗材料表面的污染物，其优势明显，能替代传统的湿法清洗技术。

等离子清洗原理过程如下图1.1：

图1.1等离子清洗过程说明

射频激发清洗气体产生等离子体；处于激发态的粒子在待清洗材料表面发生溅射、浸蚀从而进行等离子清洗反应。因为等离子体中存有电子、离子和自由基等活性粒子，其本身很容易和固体表面发生物理或是化学反应。(1)原子团等自由基与待清洗产品表面的作用：等离子体自由基多于电子，而且呈现电中性，处于激发态的自由基具有很高的能量，容易与产品表面分子相结合不断产生新的自由基，新形成的自由基也有很高的能量，易引发分解反应产生小分子和新的自由基，从而引发产品表面上的物质发生连续化学反应最终分解成水和二氧化碳等易挥发物质；(2)电子与产品表面的作用：电子撞击产品表面，促使附着在产品表面的气体分子产生化学分解或解吸，且大量的电子聚集于产品表面撞击易引发化学反应；(3)离子与产品表面的作用：通常带正电荷的阳离子会加速向带负电荷表面运动，导致产品表面的原子或分子获得较大的动能，最终逃逸出产品表面，该现象被称为溅射现象；(4)紫外线与产品表面的作用：其具有很强的光能，且穿透能力很强，可以将附着在产品表面的物质分子键断裂，可穿透产品的表层并深达数微米而进行反应。总之，利用等离子体内的各种高能量的物质的活化性能，进行产品表面清洗，将附着在待清洗产品表面的氧化物及污染物脱附。

等离子清洗可分为化学清洗、物理清洗及物理化学清洗三大类。

(1) 化学反应为主的等离子清洗

通过等离子体中射频激发出的高活性自由基与待清洗材料表面的有机污染物进行化学反应，能够形成特定官能团，如含氮、氧官能团等，可以大大提升材料表面的粘附和润湿性能。采用氧气等离予体清洗，使不容易挥发的有机物与氧气发生化学反应生成易挥发的形态，通过抽真窄排出设备腔体。化学清洗的优点是清洗速度快、对有机污染物选择性好且处理效果好，其主要缺点是生成的氧化物可能再次污染待清洗材料表面。引线键合进行时，焊盘表面最不希望存有氧化物，可以通过适当优化清洗参数避免该现象。

(2) 物理反应为主的等离子清洗

通过等离子体中射频激发的高活性离子进行物理撞击，将待清洗材料表面附着的原子剥离，被称为溅射腐蚀(SputteringEtching)。采用氩气等离子清洗，其本身为惰性气体，不会与产品表面发生化学反应，是通过其内部离子足够的能量撞击待清洗材料表面，去除产品表面污染物。而且氩气等离子清洗结束后，材料表面的微观结构会变得更加粗糙，表面活性和润湿性能有效改善，其表面的粘结性能也增强很多。氩气等离子清洗的优点是材料清洗后表面不会形成任何氧化物。不足之处是可能发生过度清洗或污染物微颗粒重新积聚在其它不希望出现的产品表面，可进行清洗参数优化克服这些缺点。

(3) 物理化学反应同时存在的等离子清洗

某些清洗场合，物理反应与化学反应都非常重要。如采用氩气与氧气的适当比例混合气体进行等离子清洗时，相比单独使用氩气或是氧气反应速率都要快。被加速后的氩离子产生的动能会提高氧离子的化学反应能力，故利用物理和化学方法来清除严重污染的材料表面。等离子清洗选用的方式主要取决于待清洗产品表面特点和污染物类型，以及后工序工艺对产品表面要求等。对于不同的场合选用适当的清洗工艺和参数，能有效提高产品可靠性和良品率。

等离子清洗优势：

等离子清洗与传统湿法清洗相比具有如下优点：(1)等离子清洗在常温或者低温条件下清洗效果便很好，无需预先加热；(2)等离子清洗无需使用化学溶液，如酸、碱或其它有机溶剂等，无腐蚀等隐患，安全可靠；(3)等离子清洗后无废液产生，有利于环境保护；等离子清洗也不区分待清洗产品的材料类型，对金属材料、晶圆或是芯片基板表面的氧化物和大多数高分子材料，包含各种高聚物等都能有效的进行清洗，并且可以实现复杂结构的清洗，其独特的优势正越来越多的应用于国内各生产行业。