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| 等离子刻蚀机 |
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，是干法刻蚀中最常见的一种形式，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 plasma）。
简介
感应耦合等离子体刻蚀法（Inductively Coupled Plasma 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。ICP 设备主要包括预真空室、刻蚀腔、供气系统和真空系统四部分。（1）预真空室预真空室的作用是确保刻蚀腔内维持在设定的真空度，不受外界环境（如：粉尘、水汽）的影响，将危险性气体与洁净厂房隔离开来。它由盖板、机械手、传动机构、隔离门等组成。（2）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。（3）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。（4）真空系统真空系统有两套，分别用于预真空室和刻蚀腔体。预真空室由机械泵单独抽真空，只有在预真空室真空度达到设定值时，才能打开隔离门，进行传送片。刻蚀腔体的真空由机械泵和分子泵共同提供，刻蚀腔体反应生成的气体也由真空系统排空。
评价
随着主流半导体工艺技术由0.18 μm 逐渐转移到0.13 μm工艺，以及最新的90 nm 工艺成功研发及投入使用。半导体器件的特征尺寸进一步减小，栅氧层的厚度越来越薄。90 nm工艺中，栅氧层的厚度仅为1.2 nm。如果等离子体刻蚀工艺控制不好， 则非常容易出现栅氧层的损伤；同时， 所使用的晶片尺寸增至300mm， 暴露在等离子体轰击下的被刻蚀面积不断缩小，所检测到的终点信号的强度下降，信号的信噪比降低。所有这些因素都对终点检测技术本身及其测量结果的可靠性提出了更加严格的要求。在0.18 μm工艺时，使用单一的OES检测手段就可满足工艺需求;进入0.13 μm 工艺后，就必须结合使用OES 及IEP 两种检测手段。由于IEP技术可以在刻蚀终点到达之前进行预报，因而被称为预报式终点检测技术。[1]