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摘要

? ? ??等離子體蝕刻是集成電路制造中相對(duì)較新的技術(shù)。等離子體是非常復(fù)雜的“實(shí)體”，這使得它們很難理解和描述。等離子體刻蝕中的物理和化學(xué)反應(yīng)，不同粒子本身之間以及帶電粒子和電磁場(chǎng)之間的電相互作用都不是簡(jiǎn)單的。

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介紹

? ? ??等離子體是一種(部分)電離的氣體。在我們處理的等離子體中，自由電子與中性原子/分子碰撞，通過解離過程，它們可以從原子/分子中移除一個(gè)電子，這給出了2個(gè)電子和1個(gè)離子的凈結(jié)果。根據(jù)入射電子的能量，這種碰撞還會(huì)產(chǎn)生其他物種，如負(fù)離子，因?yàn)殡娮泳喓?，激發(fā)分子，中性原子和離子。等離子體發(fā)射的光是由于受激電子返回到它們的基態(tài)。由于電子態(tài)之間的能量對(duì)于每種元素都有很好的定義，每種氣體都會(huì)發(fā)出特定波長的光，這將使我們有可能分析等離子體。

? ? ??蝕刻機(jī)理適用于所有類型的等離子體，不僅僅適用于射頻電容耦合等離子體。一般來說，等離子刻蝕是化學(xué)刻蝕，不是物理刻蝕。

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實(shí)驗(yàn)

? ? ??存在兩種類型的感應(yīng)驅(qū)動(dòng)源:使用圓柱形或使用平面幾何形狀，多極永磁體的使用并不是必不可少的，但是它們的存在將增加等離子體密度，主要是等離子體的均勻性。向線圈施加射頻電壓，產(chǎn)生射頻電流，在反應(yīng)器中感應(yīng)出磁場(chǎng)。生產(chǎn)設(shè)備最常見的幾何形狀是平面線圈，它與多極磁體一起產(chǎn)生高密度和均勻的等離子體。此外，它需要較少的電介質(zhì)，這使得這種幾何形狀更容易制造。石英是一種很好的電介質(zhì)，它不會(huì)被蝕刻含氟等離子體。

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結(jié)果?

? ? ? 電子回旋共振等離子體產(chǎn)生的基本機(jī)制是交流電場(chǎng)E與電子在恒定磁場(chǎng)b中旋轉(zhuǎn)的頻率相匹配的可能性。如果可變電場(chǎng)具有相同的頻率f，電子在整個(gè)周期內(nèi)獲得能量。因此，ECR僅在低壓下工作，通常低于10毫托。

結(jié)論

? ? ? 在未來的幾年里，等離子體蝕刻仍將是集成電路和微系統(tǒng)制造中的一項(xiàng)重要技術(shù)。對(duì)于特定的應(yīng)用，主要是需要高縱橫比的應(yīng)用，低壓等離子體提供了更好的解決方案。電子回旋共振和電感耦合等離子體作為兩種選擇進(jìn)行了討論。當(dāng)使用大襯底時(shí)，電子回旋共振等離子體有嚴(yán)重的局限性，但對(duì)于較小的樣品，它們可能是一個(gè)很好的解決方案。電感耦合等離子體系統(tǒng)，主要是平面線圈，加上襯底支架上的額外偏置，已被證明非常通用，在生產(chǎn)中已經(jīng)取得了優(yōu)異的效果。對(duì)于低壓等離子體，這種設(shè)備似乎是最有前途的。

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