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プラズマ装置が汚れを除去するメカニズムとは

半導体や電子機器、レンズなどの精密機器を製造する過程では有機物や無機物による様々な汚れが発生します。効率的に汚れを取り除いて品質の劣化を防ぐために多くの工場で使われているのがプラズマ装置です。この装置は減圧されたチャンバー内にアルゴンガスや酸素ガスを導入し、高周波電力を電極間に印加します。気体に過剰なエネルギーを与え続けると、分子から原子が離れて最終的にプラス電化のイオンとマイナス電荷の電子になります。

分子がイオンと電子に分かれた状態がプラズマであり固体や液体、気体に続く物質の第4の状態とも呼ばれます。プラズマ装置は高周波電力によってプラズマを発生させる過程で生じる原子やイオンを使い、精密機器の表面に付着した汚れを取り除きます。この装置にはRIEモードとDPモードという2種類の処理方式があります。前者は主にアルゴンガスを使い、後者は酸素ガスを使用して異なるメカニズムに汚れを除去します。

RIEモードでは高周波電力によってアルゴン原子がイオンと電子に分かれ、軽い電子が先に下部電極へ到達してマイナス電圧とイオンシースを発生させます。プラス電荷のイオンが下部電極に引き寄せられると、加速領域であるイオンシースで速度を増します。このタイプのプラズマ装置は加速したアルゴンイオンを有機物や無機物に衝突させ、物理的に弾き飛ばすという特徴があります。DPモードでは高周波電力によって酸素分子から原子が離れ、有機物と化学反応を起こします。

化学反応によって有機物は水分子と二酸化炭素に変わり、真空ポンプで外部に排出される仕組みになっています。プラズマ装置のことならこちら

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