等离子刻蚀机

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等离子刻蚀机，又叫等离子蚀刻机、等离子平面刻蚀机、等离子体刻蚀机、等离子表面处理仪、等离子清洗系统等。等离子刻蚀，是干法刻蚀中常见的一种形式，其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。某种程度来讲，等离子清洗实质上是等离子体刻蚀的一种较轻微的情况。进行干式蚀刻工艺的设备包括反应室、电源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反应室。气体被导入并与等离子体进行交换。等离子体在工件表面发生反应，反应的挥发性副产物被真空泵抽走。等离子体刻蚀工艺实际上便是一种反应性等离子工艺。近期的发展是在反应室的内部安装成搁架形式，这种设计的是富有弹性的，用户可以移去架子来配置合适的等离子体的蚀刻方法：反应性等离子体（RIE），顺流等离子体（downstream），直接等离子体（direction pla***a）。

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。

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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等离子刻蚀工艺

高密度等离子体源在刻蚀工艺上具有许多优势，例如，可以更准确地控制工作尺寸，刻蚀速率更高，更好的材料选择性。高密度等离子体源可以在低压下工作，从而减弱鞘层振荡现象。使用高密度等离子体源刻蚀晶片时，为了使能量和离子通量彼此***，需要采用***射频源对晶圆施加偏压。因为典型的离子能量在几个电子伏特量级，在离子进入负鞘层后，其能量经加速将达到上百电子伏特，并具有高度指向性，从而赋予离子刻蚀的各向异性。

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