（1）什么是等離子體（plasma）？
等離子（plasma）是除固體、液體、氣體之外的第四種物質(zhì)狀態(tài)，主要是由氣體在高電磁場(chǎng)作用下發(fā)生解離，形成一種包括電子（帶負(fù)電），正離子（帶正電），自由基和中性氣體分子組成的高活性物質(zhì)，通產(chǎn)情況下會(huì)發(fā)光，一般情況下，等離子中的正電荷數(shù)等于負(fù)電荷數(shù)，所以整體呈電中性（Quasi-neutral）。日常生活中見(jiàn)到的閃電、日光燈、霓虹燈就是等離子體發(fā)光現(xiàn)象。
圖1 物質(zhì)的四種狀態(tài)
（2）等離子的產(chǎn)生
等離子的產(chǎn)生有很多種方法，但生成和維持都需要外部能量的輸入。電子從外加電磁場(chǎng)獲得能量，然后發(fā)生非彈性碰撞產(chǎn)生激發(fā)（excitation）、解離吸附（dissociative attachment）、解離（dissociation）、離子化（ionization）、在結(jié)合（recombination）反應(yīng)，由此產(chǎn)生二次電子、原子、分子、離子等物質(zhì)，然而在解離碰撞中，電子可能與氣體離子有再結(jié)合作用，或者因?yàn)槠萍皵U(kuò)散而離開(kāi)電磁場(chǎng)范圍等原因消失，因此當(dāng)電子產(chǎn)生與消失的速率相等時(shí)，此時(shí)的plasma即為穩(wěn)定狀態(tài)。這里列舉四種ETCH常用產(chǎn)生plasma的方法，后面會(huì)詳解介紹。
CCP：Capacitively Coupled Plasma
ICP：Inductively Coupled Plasma
TCP：Transformer Coupled Plasma
ECR：Electron Cyclotron Resonance
圖2 plasma產(chǎn)生示意圖
（3）等離子體的參數(shù)
平均自由路徑（Mean Free Path，MFP）：
粒子與粒子碰撞前能夠移動(dòng)的平均距離。MFP與環(huán)境壓力P呈反比，壓力越高，MFP越短，壓力約低，MFP越長(zhǎng)，這就是為什么plasma產(chǎn)生要在低壓近似真空環(huán)境下產(chǎn)生，因?yàn)樵诖髿鈮毫ο拢?60Torr），電子的MFP很短，很難獲得足夠的能力來(lái)使用氣體離子化。
圖3 MFP示意圖
電離度：
等離子體中電子濃度占離子和中性粒子濃度之和的比例。電離度主要取決于plasma中電子的能量，大部分plasma反應(yīng)室中的電離度低于0.01%，高密度等離子體的電離度約1%~5%，太陽(yáng)中心處的電離度近似100%。
（4）等離子體的應(yīng)用
目前等離子體技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)產(chǎn)業(yè)，如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)，食品與化工產(chǎn)業(yè)，汽車(chē)零件產(chǎn)業(yè)等，后面文章介紹plasma在半導(dǎo)體ETCH中的應(yīng)用。
圖4 ETCH chamber 示意圖
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