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容性耦合等离子体源

容性耦合等离子体(CapacitivelyCoupledPlasma，CCP)源是材料加工的关键等离子体源之一，容性耦合放电在微电子工业中广泛应用，在蚀刻过程中可以获得非常小的特征尺寸，基片表面的高能离子轰击是容性耦合放电中发生的一种基本物理现象，这使得它们在等离子体处理设备中非常有用。

容性耦合等离子体源分为单频容性耦合等离子体源和双频容性耦合等离子体源。对于单频容性耦合等离子体源，其放电装置类似于平行板电容器。为了使电容器放电，必须加上一个相对较高振幅的电压，这将提供一个相对较大的电容。放电板与单个射频源相连，等离子体中的电子通过射频电场获得能量。图1.1(a)展示了单频容性耦合等离子体的常用器件图。针对许多等离子体过程,都要求产生大规模的均匀等离子体，但同时也必须对等离子体密度与离子轰击量能实现双重调控。为了在不损坏芯片的情况下实现蚀刻和提高其他工艺的效率，需要一个双频容性耦合等离子体源。根据连接方法的不同，将两个射频源连接在同一个极板上的叫做双频单极容性耦合等离子体源，将两个射频源分别连接在两个不同极板上的叫做双频双极容性耦合等离子体源。双频单极容性耦合等离子体常见设备图如图1.1(b)所示，双频双极容性耦合等离子体常见设备图如图1.1(c)所示，由于双频控制能够非常有效地控制等离子体密度与离子轰击能量的分离，从而也得到了更广泛的使用，也很好地解决了单频容性耦合等离子体源的弊端。双频容性耦合等离子体源一般由两个射频源和两个平行板所构成。其优势是不但有利于保证形成稳定大规模、均匀分布的等离子体，而且还有利于独立调节等离子体密度和离子轰击能量。所以，容性耦合等离子体源以其独特的优势成为工业应用中最常用的等离子体源。

图 1.1 容性耦合等离子体常见装置图