プラズマ装置の原理とメリットとは

精密な電子デバイスの製造現場やシリコンを扱う工場などであれば、プラズマ装置が用いられることがあります。これは減圧環境の下でガスに高い電圧をかけることで気体を構成する原子と電子をバラバラにして、プラズマ状態を発生させるための装置です。原子をプラズマ状態にさせることで物質表面の化学的な性質を変えたり、不純物を酸化・除去させることができます。プラズマ装置の原理ですが、減圧させた容器内にガスを封入してから電極に高電圧をかけます。

高い電圧によってガスを構成する原子が電離を起こして、イオンやラジカルが生成されます。強制的に電離させられたイオンやラジカルは安定した元の状態に戻ろうとして近くにある物質と化学反応を起こしたり、酸化させて他の原子から電子を奪い取ります。対象物の表面に反応性が高められたイオンやラジカルを生成させることで、表面処理をしたり不純物を酸化させて洗浄することができます。プラズマ装置の大きなメリットは、薬品や溶剤を使用せずにドライ環境でも不純物を取り除いて洗浄をしたり、物質の表面の化学的な性質を変化させることができることです。

ラジカルを使用することにより、フッ化水素などの強力な酸を使用しなくてもシリコンなどの無機物質から成る疎水性の表面を親水性に改質することが可能です。溶剤や薬品などを一切使用しないので処理後に洗剤などを除去したり廃液を処理する必要もなく、環境に優しい方法といえるでしょう。

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