典型材料的等离子表面处理设备结构及反应过程是什么样？

在等离子体辅助材料处理过程中，气相和固体表面上发生的化学反应起关键作用。关于这一点，我们可以先通过用来刻蚀二氧化硅薄膜的典型反应器中发生的过程来了解一下，发生过程如下图所示。这里通入的原料气体是四氟化碳和氧气的混合物，等离子体由射频或微波电场激发。电子碰撞电离过程产生了各种离子，如CF3 、CF2 、O2 、O-和F-等；而电子碰撞分解过程产生了CF3、CF2、O和F等自由基。在气相中和在二氧化硅表面上发生的化学反应会产生另外一些分子，如CO、CO2、SiF2和SiF4等。这些粒子的浓度和能量分布影响着反应器的性能指标，如刻蚀速率、各向异性指数和选择性等。

一些普通物理化学过程决定了这些粒子的浓度。这些过程包括电子-离子对的产生；自由基的产生；负离子的产生；气相化学反应；离子向表面的输运；自由基向表面的输运；表面相反应。反应过程用下列式子分别表达：

当这些反应和其他反应发生时，系统一定会从外界吸收能量，而能量的来源就是激励电源。例如，在电离、激发、弹性碰撞和分解，即上面列出的第二个式子的过程中，电子能量会损失掉。所以在建立放电模型时，必须包括所有这些能量损失过程。另外，反应物的能量分布或温度会极大地影响反应速率。