等离子清洗机的工作原理是通过将注入气体激发成等离子体，等离子体由电子、离子、自由基、光子以及其他中性粒子组成。由于等离子体中的电子、离子和自由基等活性粒子存在，其本身容易与固体表面发生反应。反应类型可以分为物理反应和化学反应，物理反应主要是以轰击的形式使污染物脱离表面，从而被气体带走；化学反应是活性粒子与污染物发生反应，生成易挥发物质再被带走。在实际使用过程中，通常使用Ar氩气来进行物理反应，使用O2氧气或者H2氢气来进行化学反应。
氩气等离子体参与的是表面反应以物理反应为主的等离子体清洗，也叫溅射刻蚀。氩离子在自偏压或外加偏压作用下被加速产生动能，然后轰击到放在负电极上的被清洗样品表面。氩离子撞击表面时产生的巨大能量可清除附着污染物，轰击产生的机械能可将污染物中的大分子化学键分离成小分子而汽化，随后被抽走。氩气本身是隋性气体，等离子态的氩气并不和样品表面分子发生反应，保持了被清洗物的化学纯洁性，且腐蚀作用各向异性。
Ar+e－→Ar++2e－，Ar++沾污→挥发性沾污
在非反应气体中，氩气和氦气是常用的清洗气体，其具有优良的物理性质，如击穿电压低并且等离子与其他气体相比相当稳定，氩原子的电离能为15.75eV，氩等离子中含有大量的亚稳态的氩原子，在物理反应清洗中很具优势。
在清洗过程中还可以充入两种或以上的混合气体以得到更好的清洗效果。比如氩气和氧气的结合，氩离子采用物理轰击被清洗表面污物，氧气与表面污物发生氧化反应，并且当氩气和氧气分子一经碰撞便可以使电荷转换并结合，形成新的活性原理，使电离和离子能量得到很大程度的降低，同时会产生更多的活性粒子，此时，清洗效果已经达到1+1>2的效果。
氩气等离子清洗机的原理，就是利用氩气产生活性氩等离子体清洗物件表面微粒污染物，活性氩等离子体轰击被清洗件表面后产生的挥发性污染物会被真空泵排出 。
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