等離子刻蝕機檢視原始碼討論檢視歷史
| 等離子刻蝕機 |
等離子刻蝕機，又叫等離子蝕刻機、等離子平面刻蝕機、等離子體刻蝕機、等離子表面處理儀、等離子清洗系統等。等離子刻蝕，是干法刻蝕中最常見的一種形式，其原理是暴露在電子區域的氣體形成等離子體，由此產生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體，從而形成了等離子或離子，電離氣體原子通過電場加速時，會釋放足夠的力量與表面驅逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。某種程度來講，等離子清洗實質上是等離子體刻蝕的一種較輕微的情況。進行乾式蝕刻工藝的設備包括反應室、電源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反應室。氣體被導入並與等離子體進行交換。等離子體在工件表面發生反應，反應的揮發性副產物被真空泵抽走。等離子體刻蝕工藝實際上便是一種反應性等離子工藝。近期的發展是在反應室的內部安裝成擱架形式，這種設計的是富有彈性的，用戶可以移去架子來配置合適的等離子體的蝕刻方法：反應性等離子體（RIE），順流等離子體（downstream），直接等離子體（direction plasma）。
簡介
感應耦合等離子體刻蝕法（Inductively Coupled Plasma Etch，簡稱ICPE）是化學過程和物理過程共同作用的結果。它的基本原理是在真空低氣壓下，ICP 射頻電源產生的射頻輸出到環形耦合線圈，以一定比例的混合刻蝕氣體經耦合輝光放電，產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，基片圖形區域的半導體材料的化學鍵被打斷，與刻蝕氣體生成揮發性物質，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。ICP 設備主要包括預真空室、刻蝕腔、供氣系統和真空系統四部分。（1）預真空室預真空室的作用是確保刻蝕腔內維持在設定的真空度，不受外界環境（如：粉塵、水汽）的影響，將危險性氣體與潔淨廠房隔離開來。它由蓋板、機械手、傳動機構、隔離門等組成。（2）刻蝕腔體刻蝕腔體是ICP 刻蝕設備的核心結構，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、控溫系統等組成。（3）供氣系統供氣系統是向刻蝕腔體輸送各種刻蝕氣體，通過壓力控制器（PC）和質量流量控制器（MFC）精準的控制氣體的流速和流量。氣體供應系統由氣源瓶、氣體輸送管道、控制系統、混合單元等組成。（4）真空系統真空系統有兩套，分別用於預真空室和刻蝕腔體。預真空室由機械泵單獨抽真空，只有在預真空室真空度達到設定值時，才能打開隔離門，進行傳送片。刻蝕腔體的真空由機械泵和分子泵共同提供，刻蝕腔體反應生成的氣體也由真空系統排空。
評價
隨着主流半導體工藝技術由0.18 μm 逐漸轉移到0.13 μm工藝，以及最新的90 nm 工藝成功研發及投入使用。半導體器件的特徵尺寸進一步減小，柵氧層的厚度越來越薄。90 nm工藝中，柵氧層的厚度僅為1.2 nm。如果等離子體刻蝕工藝控制不好， 則非常容易出現柵氧層的損傷；同時， 所使用的晶片尺寸增至300mm， 暴露在等離子體轟擊下的被刻蝕面積不斷縮小，所檢測到的終點信號的強度下降，信號的信噪比降低。所有這些因素都對終點檢測技術本身及其測量結果的可靠性提出了更加嚴格的要求。在0.18 μm工藝時，使用單一的OES檢測手段就可滿足工藝需求;進入0.13 μm 工藝後，就必須結合使用OES 及IEP 兩種檢測手段。由於IEP技術可以在刻蝕終點到達之前進行預報，因而被稱為預報式終點檢測技術。[1]