氧等離子體處理是一種有效的表面清潔和改性技術，可去除有機污染物并增加材料的親水性。氧氣電離產生氧等離子體，氧等離子體是由氧分子、原子、離子以及電離出的電子構成的集合體。氧等離子體含有多種類型的高活性物質，其主要組分包括O⁺、O^-、O₂⁺、O₂^-、O、O₃、臭氧離子、亞穩態O₂和自由電子等粒子。當材料表面暴露于氧等離子體中時，就會引起表面的一系列反應，引起材料表面的物理形貌和化學結構的變化，或產生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯層，或引入含氧極性基團，使親水性、粘接性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善，從而提高材料的表面性能，但材料的基本性能基本上不受影響。

清洗有機物

氧等離子體清洗去除有機污染物

有機物主要是由C元素和H元素組成的化合物，對于有機物的清洗最為重要的是亞穩態的活性氧和有機物分子之間的反應:C_xH_y+O₂^*→CO₂+H₂0

亞穩態氧分子和其他活性氧粒子會與有機物分子相結合相結合產生如CO₂、H₂O等易于去除的小分子。

增加親水性

污染物去除后，O2等離子體中的物質會與表面產生的自由基發生反應。該反應會使含氧官能團（例如羰基（C=O）、羧基（-COOH）和羥基（-OH））接枝到材料表面上。這些極性官能團增加了疏水材料表面的親水性，提高其潤濕性和附著力。

使用O2等離子體對硅晶片進行表面活化

就硅片而言，氧等離子體中的活性物質與硅表面碰撞，去除有機污染物，并用含氧官能團和懸空鍵（自由基）取代表面原子，使硅片表面的羥基顯著增加，從而大大增加表面極性和親水性。

硅片等離子清洗前后水滴角對比

硅片氧等離子清洗前后水滴角對比，左邊清洗前，右邊清洗后

如圖所示經過氧等離子清洗的硅片水滴角明顯下降變得十分親水。