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等离子刻蚀方式分类

等离子刻蚀分类根据方式不同有不同的分类内容。按照实现产生等离子体的设备类型可以分为容性耦合等离子刻蚀（Conductively Coupled Plasma,CCP）、感性耦合等离子刻蚀（Inductively Coupled Plasma,ICP）以及微波电子回旋共振等离子体刻蚀（microwave ElectronCyclotron Resonanceplasma,ECR)；按照等离子体工作的气压状态可以分为低压等离子刻蚀和大气压等离子刻蚀。

（1）容性耦合等离子刻蚀（CCP)
刻蚀设备等离子体产生结构主要由上下两块金属极板构成，上电极接射频偏压，下电极接地，与电容结构类似，如图1.1所示。通过射频偏压的作用在两电极之间产生电场，电子获取能量与气体分子碰撞产生等离子体，实现对材料表面的刻蚀。由于设备结构的限制，该类型产生的等离子体密度较小，但均匀性好，并且设备成本低，广泛应用于材料表面处理。

图1.1容性耦合等离子体源

（2）感性耦合等离子体刻蚀（ICP）
刻蚀设备等离子体产生结构主要由电感线圈构成，线圈接射频电源，如图1.2所示。由于电流的反复变化，在腔室中会产生交变磁场，进而产生交变电场。处于电场中的电子会加速与气体分子碰撞然后电离产生等离子体，实现对材料表面的刻蚀。该类型产生的等离子体密度与能量较高，具有较好的各向异性、可单独控制偏压等优点，但设备成本较高，应用多集中于集成电路刻蚀工艺中。

图1.2 感性耦合等离子体源

（3）微波电子回旋共振等离子体刻蚀（ECR）
刻蚀设备构造非常复杂，该型等离子体源于上世纪八十年代由Dr.H.Pistma等人发现，被应用很多重要技术领域，如芯片刻蚀领域。其主要通过外部微波的作用，使气体分子的电子与微波达到共振状态，使得电子获得源源不断的能量，加大碰撞次数，产生高密度等离子体。该类型产生的等离子体密度最高，能量转化率也很高，同时可通过调控磁场间接去控制产生的等离子体的离子密度和能量，但是设备构造非常复杂，成本非常高，因而在工程应用中并不多见。

（4）大气压等离子刻蚀
大气压等离子刻蚀指产生刻蚀等离子体的空间并非密闭，等离子体处于大气压状态下。该类型产生等离子的环境开放，这也导致了其刻蚀过程中涉及到的各种反应十分复杂。刻蚀设备制造和成本很低，同时等离子体源可移动性高，操作简便，工程应用较广，但是对于非常复杂、带有内凹型孔穴的表面难以处理。

（5）低气压等离子刻蚀
低气压等离子刻蚀指产生刻蚀等离子体的空间密闭，等离子体处于低气压状态下。该类型等离子与大气压等离子相比，具有成分可控、能量可调节等一系列特点，同时对材料表面改性的作用效果较好，设备使用简单，因此在实验室等科研机构应用广泛。