反應(yīng)離子刻蝕的操作方法

通過向晶片盤片施加強(qiáng)RF（射頻）電磁場(chǎng)，在系統(tǒng)中啟動(dòng)等離子體。該場(chǎng)通常設(shè)定為13.56兆赫茲的頻率，施加在幾百瓦特。振蕩電場(chǎng)通過剝離電子來電離氣體分子，從而產(chǎn)生等離子體 [3]  。在場(chǎng)的每個(gè)循環(huán)中，電子在室中上下電加速，有時(shí)撞擊室的上壁和晶片盤。同時(shí)，響應(yīng)于RF電場(chǎng)，更大質(zhì)量的離子移動(dòng)相對(duì)較少。當(dāng)電子被吸收到腔室壁中時(shí)，它們被簡單地送到地面并且不會(huì)改變系統(tǒng)的電子狀態(tài)。然而，沉積在晶片盤片上的電子由于其DC隔離而導(dǎo)致盤片積聚電荷。這種電荷積聚在盤片上產(chǎn)生大的負(fù)電壓，通常約為幾百伏。由于與自由電子相比較高的正離子濃度，等離子體本身產(chǎn)生略微正電荷。由于大的電壓差，正離子傾向于朝向晶片盤漂移，在晶片盤中它們與待蝕刻的樣品碰撞。離子與樣品表面上的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但也可以通過轉(zhuǎn)移一些動(dòng)能來敲除（濺射）某些材料。由于反應(yīng)離子的大部分垂直傳遞，反應(yīng)離子蝕刻可以產(chǎn)生非常各向異性的蝕刻輪廓，這與濕化學(xué)蝕刻的典型各向同性輪廓形成對(duì)比。RIE系統(tǒng)中的蝕刻條件很大程度上取決于許多工藝參數(shù)，例如壓力，氣體流量和RF功率。 RIE的改進(jìn)版本是深反應(yīng)離子蝕刻，用于挖掘深部特征。

離子束刻蝕機(jī)

離子源的主要參數(shù)有：①離子束流強(qiáng)。即能夠獲得的有用離子束的等效電流強(qiáng)度，用電流單位A或mA表示。②有用離子百分比。即有用離子束占總離子束的百分比。一般來說，離子源給出的總離子束包括單電荷離子、多電荷離子、各種分子離子和雜質(zhì)元素離子等的離子束。③能散度。由于離子的熱運(yùn)動(dòng)和引出地點(diǎn)的不同，使得離子源給出的離子束的能量對(duì)要求的單一能量有一定離散，一般希望能散度盡量小，在的離子束應(yīng)用中尤其是這樣。④束的聚焦性能。以離子束的截面和張角表示。聚焦不好的離子束在傳輸過程中會(huì)使離子大量丟失。獲得良好聚焦特性的離子束的終障礙是束中離子之間的靜電排斥力，為了克服這一障礙，應(yīng)盡早使離子獲得較高能量。⑤離子源的效率。以離子束形式引出的工作物質(zhì)占總消耗的工作物質(zhì)的比例。⑥工作壽命。離子源一次安裝以后使用的時(shí)間。

離子束分析具有一定能量的離子與物質(zhì)相互作用會(huì)使其發(fā)射電子、光子、X射線等，還可能發(fā)生彈性散射、非彈性散射以及核反應(yīng)，產(chǎn)生反彈離子、反沖核、γ射線、氫核、氚核、粒子等核反應(yīng)產(chǎn)物，可以提供有關(guān)該物質(zhì)的組分、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等信息。利用這些信息來分析樣品統(tǒng)稱離子束分析。在離子束分析方法中，比較成熟的有背散射分析X射線熒光分析、核反應(yīng)分析和溝道效應(yīng)（見溝道效應(yīng)和阻塞效應(yīng)）與其他分析相結(jié)合的分析方法等。此外，利用低能離子束還可作表面成分分析,如離子散射譜(ZSS)、次級(jí)離子質(zhì)譜(SZMS)等。超靈敏質(zhì)譜（質(zhì)譜）、帶電粒子活化分析、離子激發(fā)光譜、離子激發(fā)俄歇電子譜等正在發(fā)展中。用于離子束分析的MV級(jí)已有專門的商業(yè)化設(shè)備。