plasma等離子體干法蝕刻技術簡介

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2023-09-12

等離子體（plasma）作為物質的一種聚集狀態，被稱做物質的第四態。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子體。等離子體中包含多種物質，比如：高速運動狀態中的電子；激活狀態中的中性原子、分子、原子團（自由基）；離子化的原子、分子；未反應的分子、原子等，物質在總體上保持電中性。

等離子體與氣、液、固三態有明顯的區別：等離子體由氣態轉化時需要克服原子核對外層電子的束縛，而氣、固、液三態間的轉化只涉及分子間力的變化。等離子體具有：溫度高、粒子動能大、優良導電性，化學性質活潑，發光特性等優點。

等離子體干法蝕刻技術簡介

干法刻蝕技術是利用等離子體刻蝕薄膜，主要通過物理和化學蝕刻達到刻蝕目的。目前，干法蝕刻技術有：反應離子刻蝕（RIE）、電子回旋共振等離子體刻蝕（ECR）和感應耦合等離子體（ICP）刻蝕。

干法刻蝕按反應機理類型主要分為物理、化學性刻蝕以及反應離子性刻蝕三種。其中物理性刻蝕又稱為濺射刻蝕。

（1）物理刻蝕：氣體電離產生的離子與被刻蝕的材料發生碰撞，引起材料表面原子的濺射，達到刻蝕目的。刻蝕速度較快，具有各向異性，但選擇性差，刻蝕效果不理想。如圖1-1a所示。

（2）化學刻蝕：反應離子與刻蝕材料發生化學反應從而達到刻蝕目的。具有高度選擇性，但不具有方向性，而且刻蝕過程中形成的產物需要用機械泵或分子泵抽走。如圖1-1c所示。

（3）反應離子性刻蝕（RIE）：包括反應離子的濺射；化學刻蝕過程中副產物的物理濺射；形成刻蝕表面。刻蝕過程中，物理刻蝕與化學刻蝕同時發生，刻蝕速率比單一的物理或化學刻蝕速率快，反應離子性刻蝕既有方向性又有選擇性。如圖1-1b所示。

圖 1 -1 基本的刻蝕機制： a.物理刻蝕； b.反應離子性刻蝕； c.化學刻蝕

等離子體技術廣泛應用于集成電路、材料表面處理、生物醫學等專業領域，而且變得越來越重要。在早期的集成電路加工中，濕法刻蝕主要用于電路圖案轉移，然而，隨著時間的推移逐漸被干法刻蝕技術所取代。

目前，等離子體刻蝕的現代發展主要集中于集成電路的制造，等離子體刻蝕是去除表面材料的關鍵過程。這一過程既具有化學選擇性，即：消除一種類型的材料同時不影響其他材料；又具有各向異性，比如:去除底部溝槽的材料的同時卻不會影響側壁上的相同材料。而且，等離子體是目前唯一一種能夠利用各向異性去除表面材料的商業可行性技術。因此，它是現代集成電路制造技術中不可或缺的一部分。