ICP 刻蝕（Inductively Coupled Plasma Etching）
在 ICP 刻蝕設(shè)備中，感應(yīng)線圈一般位于反應(yīng)腔室的上方或周圍，當(dāng)射頻電流通過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，變化的磁場(chǎng)會(huì)在腔室內(nèi)感應(yīng)出環(huán)形的電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)加速電子的運(yùn)動(dòng)，使其與氣體分子碰撞，從而使氣體分子電離，產(chǎn)生大量的離子、電子和自由基等活性粒子，形成高密度的等離子體。在這個(gè)過程中，電子的能量分布和運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)等離子體的產(chǎn)生和維持起著關(guān)鍵作用。此外，通過調(diào)節(jié)射頻電源的頻率、功率以及線圈的匝數(shù)等參數(shù)，可以有效地控制等離子體的密度和特性。
1.技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高刻蝕速率由于能夠產(chǎn)生高密度的等離子體，提供了大量的活性粒子參與刻蝕反應(yīng)，因此刻蝕速率相比 CCP 刻蝕等傳統(tǒng)方法有顯著提升。這對(duì)于大規(guī)模集成電路制造中提高生產(chǎn)效率、縮短制造周期具有重要意義。
良好的刻蝕均勻性可以較為精確地控制等離子體的分布和離子能量，使得在大面積的基片上能夠?qū)崿F(xiàn)較為均勻的刻蝕效果。這對(duì)于保證芯片制造過程中各個(gè)器件的一致性和性能穩(wěn)定性至關(guān)重要。
高深寬比刻蝕能力能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高深寬比結(jié)構(gòu)的精確刻蝕，例如在先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝中，制備納米級(jí)的垂直通孔、精細(xì)的柵極結(jié)構(gòu)等。其獨(dú)立控制等離子體密度和離子能量的特性，有助于在刻蝕高深寬比結(jié)構(gòu)時(shí)，避免底部刻蝕不足或側(cè)壁過度刻蝕的問題。
2.技術(shù)局限：設(shè)備成本較高、對(duì)氣體純度要求高。
3.工藝控制要點(diǎn)：氣體流量和比例、射頻功率調(diào)節(jié)。
4.應(yīng)用拓展：第三代半導(dǎo)體制造、光電器件制造。
CCP 刻蝕（Capacitively Coupled Plasma Etching）
在 CCP 刻蝕系統(tǒng)中，兩個(gè)平行電極板之間的距離、面積以及射頻電源的參數(shù)（如頻率、功率）對(duì)等離子體的產(chǎn)生和特性有重要影響。當(dāng)射頻電壓施加在電極上時(shí)，電子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)，與氣體分子碰撞產(chǎn)生電離。由于電子質(zhì)量較小，其運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)快于離子，在電極表面會(huì)形成鞘層。鞘層的存在會(huì)影響離子的運(yùn)動(dòng)軌跡和能量分布，進(jìn)而影響刻蝕過程。此外，CCP 刻蝕中的電場(chǎng)分布相對(duì)較為均勻，這使得等離子體在一定程度上也具有相對(duì)均勻的特性。
1.技術(shù)優(yōu)勢(shì)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易維護(hù)與 ICP 刻蝕設(shè)備相比，CCP 刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的感應(yīng)耦合系統(tǒng)。這使得設(shè)備的安裝、調(diào)試和日常維護(hù)更加方便，降低了設(shè)備的維護(hù)成本和技術(shù)門檻。
靈活性較高對(duì)于一些簡(jiǎn)單的刻蝕工藝或?qū)涛g精度要求不是特別苛刻的應(yīng)用，CCP 刻蝕可以通過調(diào)整射頻功率、氣體種類和流量等參數(shù)，快速實(shí)現(xiàn)不同的刻蝕效果。其靈活性使得它在一些小規(guī)模生產(chǎn)或研發(fā)階段具有一定的優(yōu)勢(shì)。
2.技術(shù)局限：刻蝕速率較低、刻蝕精度有限。
3.工藝控制要點(diǎn)：電極間距調(diào)整、射頻頻率選擇。
4.應(yīng)用拓展：印刷電路板（PCB）制造、微納結(jié)構(gòu)初步加工。
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