感应耦合等离子体刻蚀的原理

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感应耦合等离子体刻蚀法（Inductively Coupled Pla***a Etch，简称ICPE）是化学过程和物理过程共同作用的结果。它的基本原理是在真空低气压下，ICP 射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极的RF 射频作用下，这些等离子体对基片表面进行轰击，基片图形区域的半导体材料的化学键被打断，与刻蚀气体生成挥发性物质，以气体形式脱离基片，从真空管路被抽走。

感应耦合等离子体刻蚀机的结构二

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刻蚀腔体刻蚀腔体是ICP 刻蚀设备的核心结构，它对刻蚀速率、刻蚀的垂直度以及粗糙度都有直接的影响。刻蚀腔的主要组成有：上电极、ICP 射频单元、RF 射频单元、下电极系统、控温系统等组成。

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感应耦合等离子体刻蚀机的结构三

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供气系统供气系统是向刻蚀腔体输送各种刻蚀气体，通过压力控制器（PC）和质量流量控制器（MFC）精准的控制气体的流速和流量。气体供应系统由气源瓶、气体输送管道、控制系统、混合单元等组成。

等离子刻蚀工艺

等离子体刻蚀分为两个过程：首先，等离子体中产生化学活性组分；其次，这些活性组分与固体材料发生反应，形成挥发性化合物，从表面扩散排走。例如，CF4离解产生的F，与S反应生成SiF4气体，结果是在含Si材料的表面形成了微观铣削结构。等离子体刻蚀是一个通用术语，包括离子刻蚀、溅射刻蚀以及等离子体灰化等过程。

基底和工艺参数决定了表面改性的类型，基底温度、处理时间和材料扩散特性决定了改性深度。等离子体仅能在表面刻蚀几个微米的深度，改性后的表面特性发生了改变，但大部分材料的特性仍能得以保持。这项技术还可以用于表面清洗、固话、粗化、改变亲水性及粘结性等，同样也可以使电子显微镜下观察的样品变薄以及应用于半导体集成电路的制造过程中。在化学溅射中会发生反应并产生挥发性产物。常用的气体包括Ar、He、O2、H2、H2O、CO2、Cl2、F2和有机蒸气等。与存在化学反应的等离子体溅射相比，惰性离子溅射更像是一个物理过程。

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