感应耦合等离子清洗机的放电原理及特点是什么？

感应耦合真空（低压）等离子清洗机是随着半导体行业的工艺要求发展起来的，主要的用途是在晶圆制造的光刻胶去除和刻蚀。严格意义上讲，等离子刻蚀已经属于另外的工艺设备范畴，今天我们来探讨一下感应耦合等离子清洗机的放电原理、模型及特点。

当螺旋线圈通入高频电流时，在它的空间会同时存在两种电场。第一种是由线圈两端的高频电位差建立的轴向电场E1，这是E型放电的电场；第二种是由放电空间变化磁场产生的涡旋电场E0，也就是H型电场。这两种电场的比例随线圈绕制的方式不同而变化。

我们会看到一个有趣的现象，当等离子体密度较低时，放电是容性模式；在高密度时，放电转向感性模式。利用感应电场来加速电子从而维持等离子体，这种方式产生的等离子体称为感应耦合等离子体（inductively coupled plasma，ICP）ICP的中性气体气压一般低于一个大气压，102~104Pa，有时也会超出这个范围，甚至达到大气压。

感性放电等离子体是通过将射频功率加在一个非共振线圈上产生的。常见的结构有两种，比较适用于低长宽比的放电系统。第一种常见的感应耦合等离子体源结构采用圆筒螺旋状线圈类型（简称螺旋型），结构见图1所示

图1 圆筒螺旋状线圈生成感应耦合等离子体

另一种常见的感应耦合等离子体源结构采用平面盘绕状线圈类型（简称盘香型），结构见图2所示

图2 平面盘绕状线圈生成感应耦合等离子体

另外，也有将盘绕状线圈加入等离于体内部的放电类型，结构如图3所示