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等离子体蚀刻机工艺介绍
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发布时间：
2020-10-12
等离子体蚀刻机工艺介绍：
等离子体蚀刻机蚀刻可分为两个过程：首先，等离子体中的化学活性组分，这些活性组分与固体材料物质发生反应，生成挥发性化合物，并向表面扩散、排出。以CF4为例，其离解物F与S反应生成SiF4气体，在含Si材料的表面形成微铣削结构。等离子体蚀刻是指离子蚀刻、溅射蚀刻和等离子体灰化等过程。
等离子体蚀刻机改性的深度取决于基底温度、处理时间和材料扩散特性，而改性的类型取决于基底和工艺参数。等离子体只能在表面蚀刻几个微米深，其表面性质发生了变化，但大多数材料的表面性质仍然可以保持。该技术还可用于表面清洗、固化、粗化、改变亲水性和粘附性等，同样也可用于半导体集成电路的制造过程中，可以在电子显微镜下观察到样品变薄。化学反应可以通过化学溅射产生挥发性产物。常见气体包括Ar、He、O2、H2、H2O、CO2、Cl2、F2和有机蒸气等。惰性离子型溅射比具有化学反应的等离子体溅射更接近物理过程。
等离子体F蚀刻Si在半导体设备制造中得到广泛应用，以下是蚀刻反应的三个步骤：
化学吸附：F2→F2（ads）→2F（ads）
反应：Si+4F（ads）→SiF4（ads）
解吸：SiF4（ads）→SiF4（gas）
在蚀刻工艺中，高密度等离子体源具有许多优点，可以更准确地控制工件尺寸，蚀刻率更高，材料选择性更好。高密的等离子体源能在低电压下工作，因而能减弱鞘层的振荡。在晶片的蚀刻过程中，采用高密度的等离子源蚀刻技术，需要利用独立的射频源对晶圆进行偏压，使能量和离子相互独立。由于离子的能量一般在几个电子伏特量级，所以当离子进入负鞘层后，通过能量加速会达到上百电子伏特，并且具有很高的指向性，从而使离子蚀刻具有各向异性。
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