水平式等離子清洗機：在平行板電極兩端施加13.56M的高頻功率，通入工作氣體，在該頻率的持續激勵下，產(chǎn)生等離子體，因平行電極板結構與電容器類(lèi)似，故這種在平行電極兩端產(chǎn)生的等離子體的等離子清洗設備被稱(chēng)之為水平式等離子清洗機。
水平式等離子清洗機腔體示意圖
等離子體概述
等離子體即“電離了的氣體”，又稱(chēng)“物質(zhì)的第四態(tài)”。通常情況下，等離子體中存在電子、正離子和中性粒子等成分，中性粒子中又包含有分子、原子和原子團等。無(wú)論是部分電離還是完全電離了的氣體，在某些方面跟普通氣體有相似之處，但主要性質(zhì)卻發(fā)生了本質(zhì)變化。在等離子體中，電離度超過(guò)千分之一，其行為主要由電子和離子之間的庫倫力所支配，所以“電離了的氣體”是一種導電率很高的導電流體，它的運動(dòng)受電磁場(chǎng)的影響非常明顯。鑒于在這種聚集態(tài)中，電子的負電荷總數和離子的正電荷總數在數值上相等，所以等離子體在宏觀(guān)上呈電中性。
當前常用低溫等離子體發(fā)射源可分為：容性耦合射頻源、感性耦合射頻源、微波電子回旋共振源和螺旋波源。其中，容性耦合射頻（CCP）源的結構簡(jiǎn)單、能在低輸入功率下產(chǎn)生大面積低溫等離子體，從而被優(yōu)先選擇于制備低溫等離子。
水平式等離子清洗機工作原理
工業(yè)生產(chǎn)中用到的的水平式等離子清洗機就是使用容性耦合（CapcitvielyCoupledPlasma，CCP）射頻放電來(lái)產(chǎn)生等離子體，其放電結構如圖1所示，由兩部分組成：放電腔室和兩塊金屬極板，一塊極板需要牢固的接地，另一塊極板經(jīng)匹配器連接到等離子體源上，這就組成了平行板式容性耦合等離子體，這種結構的原型最早出現在20世紀70年代。當電源接通后,放電腔內的兩平板電極組成的電容結構之間產(chǎn)生高頻電場(chǎng)，電子在電場(chǎng)的作用下被賦能，做快速的往復運動(dòng)，激發(fā)原子放電。由于電子的平均自由程要比放電腔室的尺寸大得多，這些電子會(huì )轟擊在極板上并產(chǎn)生二次電子發(fā)射，從而獲得電子倍增，這些金屬極板上產(chǎn)生的二次發(fā)射電子將穩定地維持這種放電并起主要作用，而由氣體電離所產(chǎn)生的二次發(fā)射電子起次要作用。
圖一https://www.jinlaiplasma.com/asse/jinlai/chanpin/denglizibiaomianchuli14.png水平式等離子清洗機原理示意圖CCP典型放電條件：①壓強10Pa-100Pa；②電極間距1cm-5cm；③高頻功率20W-200W，生成等離子體密度約為1016m-3量級
CCP放電優(yōu)勢：能夠較容易生成大口徑等離子體，放電現象較為穩定。
圖1是常規CCP水平等離子清洗機的工作原理：通過(guò)利用匹配器和直流隔離電容將13.56MHz的射頻功率加到高頻電極A，這里匹配器的作用主要是保護射頻電源，以及保證該裝置在放電時(shí)獲得最佳的功耗。在這里值得一提的是:在實(shí)際工業(yè)應用中，接地電極B的有效面積要大于高頻電極A的面積而形成非對稱(chēng)放電。進(jìn)一步地，若期望使用等離子體對某材料進(jìn)行處理，此時(shí)基板應置于電極A之上，因為電極A加載著(zhù)射頻電源，此時(shí)會(huì )產(chǎn)生自給偏壓（負直流電壓），等離子體中的正離子會(huì )被電極鞘層加速而轟擊高頻電極A，從而對材料表面進(jìn)行改性。24459