等离子体刻蚀（等离子体刻蚀工艺）

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等离子体刻蚀是什么？

等离子体刻蚀（也称干法刻蚀）是集成电路制造中的关键工艺之一，其目的是完整地将掩膜图形复制到硅片表面，其范围涵盖前端CMOS栅极（Gate）大小的控制，以及后端金属铝的刻蚀及Via和Trench的刻蚀。在今天没有一个集成电路芯片能在缺乏等离子体刻蚀技术情况下完成。刻蚀设备的投资在整个芯片厂的设备投资中约占10%~12%比重，它的工艺水平将直接影响到最终产品质量及生产技术的先进性。

最早报道等离子体刻蚀的技术文献于1973年在日本发表，并很快引起了工业界的重视。至今还在集成电路制造中广泛应用的平行电极刻蚀反应室（Reactive Ion Etch-RIE）是在1974年提出的设想。

图1显示了这种反应室的剖面示意图和重要的实验参数，它是由下列几项组成：一个真空腔体和真空系统，一个气体系统用于提供精确的气体种类和流量，射频电源及其调节匹配电路系统。

等离子刻蚀的原理可以概括为以下几个步骤：

● 在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体，等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中

的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团（Radicals）

● 活性反应基团和被刻蚀物质表面形成化学反应并形成挥发性的反应生成物

● 反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。

在平行电极等离子体反应腔体中，被刻蚀物是被置于面积较小的电极上，在这种情况，一个直流偏压会在等离子体和该电极间形成，并使带正电的反应气体离子加速撞击被刻蚀物质表面，这种离子轰击可大大加快表面的化学反应，及反应生成物的脱附，从而导致很高的刻蚀速率，正是由于离子轰击的存在才使得各向异性刻蚀得以实现。

资料来自：

反应等离子体刻蚀的反应室工作压强

工作压强是等离子清洗的重要参数之一，压强的提高意味着等离子体密度的增加和粒子平均能量的降低。

对化学反应为主导的等离子体，密度的增加能显著提高等离子系统的清洗速度，而物理轰击主导的等离子清洗系统则效果并不明显。

此外，压强的改变可能会引起等离子体清洗反应机理的变化。如硅片刻蚀工艺所采用的CF4/O2等离子体，当压强较低时离子轰击起主导作用，而随着压强的增加，化学刻蚀不断加强并逐渐占据主导作用。

等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子 *** 到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。

操作方法：

通过向晶片盘片施加强RF（射频）电磁场，在系统中启动等离子体。该场通常设定为13.56兆赫兹的频率，施加在几百瓦特。振荡电场通过剥离电子来电离气体分子，从而产生等离子体。

在场的每个循环中，电子在室中上下电加速，有时撞击室的上壁和晶片盘。同时，响应于RF电场，更大质量的离子移动相对较少。当电子被吸收到腔室壁中时，它们被简单地送到地面并且不会改变系统的电子状态。

然而，沉积在晶片盘片上的电子由于其DC隔离而导致盘片积聚电荷。这种电荷积聚在盘片上产生大的负电压，通常约为几百伏。由于与自由电子相比较高的正离子浓度，等离子体本身产生略微正电荷。

等离子体刻蚀的种类?紧急求助！！

等离子蚀刻的分类有很多种，纯物理性蚀刻、纯化学反应性蚀刻等等。

楼主的问题是不是蚀刻的种类。

蚀刻可分为湿法蚀刻和干法蚀刻。

早期半导体制程中所采用的蚀刻方式为湿式蚀刻，即利用特定的化学溶液将待蚀刻薄膜未被光阻覆盖的部分分解，并转成可溶于此溶液的化合物后加以排除，而达到蚀刻的目的。湿式蚀刻的进行主要是藉由溶液与待蚀刻材质间的化学反应，因此可藉由调配与选取适当的化学溶液，得到所需的蚀刻速率(Etching Rate)，以及待蚀刻材料与光阻及下层材质良好的蚀刻选择比(Selectivity)。

然而，随着积体电路中的元件尺寸越做越小，由于化学反应没有方向性，因而湿式蚀刻是等向性(Isotropic)的，此时，当蚀刻溶液做纵向蚀刻时，侧向的蚀刻将同时发生，进而造成底切(Undercut)现象，导致图案线宽失真。因此湿式蚀刻在次微米元件的制程中已 *** 式蚀刻所取代。

干式蚀刻通常指利用辉光放电(Glow Discharge)方式，产生包含离子、电子等带电粒子及具有高度化学活性的中性原子与分子及自由基的等离子来进行图案转印(Pattern Tran *** er)的蚀刻技术，即等离子蚀刻。

等离子体的氦气可以进行刻蚀吗

可以。等离子体，又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。等离子体的氦气可以进行刻蚀。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。

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