plasma等离子体干法蚀刻技术简介

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-09-12

等离子体（plasma）作为物质的一种聚集状态，被称做物质的第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子体。等离子体中包含多种物质，比如：高速运动状态中的电子；激活状态中的中性原子、分子、原子团（自由基）；离子化的原子、分子；未反应的分子、原子等，物质在总体上保持电中性。

等离子体与气、液、固三态有明显的区别：等离子体由气态转化时需要克服原子核对外层电子的束缚，而气、固、液三态间的转化只涉及分子间力的变化。等离子体具有：温度高、粒子动能大、优良导电性，化学性质活泼，发光特性等优点。

等离子体干法蚀刻技术简介

干法刻蚀技术是利用等离子体刻蚀薄膜，主要通过物理和化学蚀刻达到刻蚀目的。目前，干法蚀刻技术有：反应离子刻蚀（RIE）、电子回旋共振等离子体刻蚀（ECR）和感应耦合等离子体（ICP）刻蚀。

干法刻蚀按反应机理类型主要分为物理、化学性刻蚀以及反应离子性刻蚀三种。其中物理性刻蚀又称为溅射刻蚀。

（1）物理刻蚀：气体电离产生的离子与被刻蚀的材料发生碰撞，引起材料表面原子的溅射，达到刻蚀目的。刻蚀速度较快，具有各向异性，但选择性差，刻蚀效果不理想。如图1-1a所示。

（2）化学刻蚀：反应离子与刻蚀材料发生化学反应从而达到刻蚀目的。具有高度选择性，但不具有方向性，而且刻蚀过程中形成的产物需要用机械泵或分子泵抽走。如图1-1c所示。

（3）反应离子性刻蚀（RIE）：包括反应离子的溅射；化学刻蚀过程中副产物的物理溅射；形成刻蚀表面。刻蚀过程中，物理刻蚀与化学刻蚀同时发生，刻蚀速率比单一的物理或化学刻蚀速率快，反应离子性刻蚀既有方向性又有选择性。如图1-1b所示。

图 1 -1 基本的刻蚀机制： a.物理刻蚀； b.反应离子性刻蚀； c.化学刻蚀

等离子体技术广泛应用于集成电路、材料表面处理、生物医学等专业领域，而且变得越来越重要。在早期的集成电路加工中，湿法刻蚀主要用于电路图案转移，然而，随着时间的推移逐渐被干法刻蚀技术所取代。

目前，等离子体刻蚀的现代发展主要集中于集成电路的制造，等离子体刻蚀是去除表面材料的关键过程。这一过程既具有化学选择性，即：消除一种类型的材料同时不影响其他材料；又具有各向异性，比如:去除底部沟槽的材料的同时却不会影响侧壁上的相同材料。而且，等离子体是目前唯一一种能够利用各向异性去除表面材料的商业可行性技术。因此，它是现代集成电路制造技术中不可或缺的一部分。