感應(yīng)耦合等離子體刻蝕的原理

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感應(yīng)耦合等離子體刻蝕法（Inductively Coupled Plasma Etch，簡稱ICPE）是化學(xué)過程和物理過程共同作用的結(jié)果。它的基本原理是在真空低氣壓下，ICP 射頻電源產(chǎn)生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈，以一定比例的混合刻蝕氣體經(jīng)耦合輝光放電，產(chǎn)生高密度的等離子體，在下電極的RF 射頻作用下，這些等離子體對基片表面進行轟擊，基片圖形區(qū)域的半導(dǎo)體材料的化學(xué)鍵被打斷，與刻蝕氣體生成揮發(fā)性物質(zhì)，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。

感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機的結(jié)構(gòu)二

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刻蝕腔體刻蝕腔體是ICP 刻蝕設(shè)備的核心結(jié)構(gòu)，它對刻蝕速率、刻蝕的垂直度以及粗糙度都有直接的影響。刻蝕腔的主要組成有：上電極、ICP 射頻單元、RF 射頻單元、下電極系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)等組成。

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感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機的結(jié)構(gòu)三

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供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)是向刻蝕腔體輸送各種刻蝕氣體，通過壓力控制器（PC）和質(zhì)量流量控制器（MFC）精準的控制氣體的流速和流量。氣體供應(yīng)系統(tǒng)由氣源瓶、氣體輸送管道、控制系統(tǒng)、混合單元等組成。

等離子刻蝕工藝

等離子體刻蝕分為兩個過程：首先，等離子體中產(chǎn)生化學(xué)活性組分；其次，這些活性組分與固體材料發(fā)生反應(yīng)，形成揮發(fā)性化合物，從表面擴散排走。例如，CF4離解產(chǎn)生的F，與S反應(yīng)生成SiF4氣體，結(jié)果是在含Si材料的表面形成了微觀銑削結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕是一個通用術(shù)語，包括離子刻蝕、濺射刻蝕以及等離子體灰化等過程。

基底和工藝參數(shù)決定了表面改性的類型，基底溫度、處理時間和材料擴散特性決定了改性深度。等離子體僅能在表面刻蝕幾個微米的深度，改性后的表面特性發(fā)生了改變，但大部分材料的特性仍能得以保持。這項技術(shù)還可以用于表面清洗、固話、粗化、改變親水性及粘結(jié)性等，同樣也可以使電子顯微鏡下觀察的樣品變薄以及應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路的制造過程中。在化學(xué)濺射中會發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生揮發(fā)性產(chǎn)物。常用的氣體包括Ar、He、O2、H2、H2O、CO2、Cl2、F2和有機蒸氣等。與存在化學(xué)反應(yīng)的等離子體濺射相比，惰性離子濺射更像是一個物理過程。

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