影响等离子体的四个因素

了解等离子体的视觉特征也有助于在早期挑战成为问题之前识别它们。本文将概述影响等离子体外观的一些关键因素：（i）电流，（ii）真空，（iii）工艺气体和（iv）真空曲线。

电流
电流对等离子体外观的主要影响是固有的;更高强度的发光是由更高的力量产生的。

上图 1-4 分别展示了使用禾早仪器GDC-100 台式系统的基本空气等离子工艺。在每个示例中，使用相同的真空来维持等离子体，并且功率以25%的增量从25%上升到100%。

通常选择更高的功率来促进附着力并增强润湿性（等离子体表面活化）或用于去除碳氢化合物（等离子体清洁）。

这并不适用于所有情况。例如，在将PDMS粘合到玻璃上以生产微流体器件时，在较低功率下可以发现出色的结果。

对等离子体的亮度进行简要观察通常足以了解功率的程度，然后如果需要，可以将其与设定的输出功率进行比较。

真空
加工过程中压力的不可预测变化可能表明样品中存在高气体负荷（称为除气）。

它还可能提示潜在的污染源，故障的压力表或真空链接。这些不可预测的事件中的任何一个都有可能降低样品损失的有效性。

上面显示的图5-8显示了压力增加时对空气等离子体外观的影响。

等离子体是弥漫的，以0.2 mbar填充图5中的腔室空间。在图8中，它在壁和电极的表面和边缘附近变得更加受限。

例如，如果已经执行了特定过程，但外观已按描述进行修改，这将表明高压，则可以得出以下观察结果和最终结论：

工艺气体
等离子体也被称为“辉光放电”。辉光是由等离子体内部的高能物质产生的，这些物质在光子的表达中发射能量。

等离子体的颜色由这些光子的特定波长决定。各种气体混合物和气体会产生气体特有的特定颜色（例如，在红色霓虹灯中）。

上图9-12显示了用各种气体产生的等离子体，包括空气，氢气，氧气和氩气（均为100%功率和0.4 mbar）。

空气产生强烈的粉红色或紫色，氢气是粉红色或红色，氧气是淡淡的白色或灰色，氩气产生紫色。

图10所示的示例说明了这一点的实际应用，该示例具有氧气工艺。如图12所示，如果等离子体的颜色带有紫色或粉红色，则腔室中也可能存在一些空气。

这可能是由于样品释气、腔室泄漏，或者如果启动泵停机时间不够长，无法在腔室充满氧气之前消除足够量的残余空气。

等离子体中的颜色变化也可能是由具有大量表面污染的样品引起的。

当污染物从表面消除到气相中时，它可以与其他种类的气体混合以产生不同的分子，每种分子都可以产生特定波长的光。

有昂贵而复杂的分析设备来量化和测量气相中的特定成分，但简短的观察也可以提供大量信息。

抽气曲线
一个相关的诊断测试，有利于解释和监测系统性能，是一系列可以记录的抽气与压力时间观察。

抽气曲线通常用于记录将腔室抽真空到低压所需的时间。如果经常这样做，则可以使用它来指示系统是否正常运行或是否存在潜在问题。

5升容积HPT-200腔室的“标准”抽气曲线如下图（i）所示。同一图表描绘了存在小泄漏且样品释气的示例的抽吸曲线。

在这个例子中，上述数据中泄漏的来源是故意通过把一缕人的头发放在真空室的门封上来创造的，这可以通过用异丙醇和无绒布擦拭它并使用目视检查来简单地固定。

虽然仅使用抽空曲线来识别性能问题具有挑战性，但通过经验和一致的监控，用户可以轻松解释和识别许多具有简单修复的挑战。

阅读文章“如何选择合适的真空泵”，了解有关抽气曲线的更多详细讨论和信息。