反應(yīng)離子刻蝕的操作方法

通過向晶片盤片施加強RF（射頻）電磁場，在系統(tǒng)中啟動等離子體。該場通常設(shè)定為13.56兆赫茲的頻率，施加在幾百瓦特。振蕩電場通過剝離電子來電離氣體分子，從而產(chǎn)生等離子體 [3]  。在場的每個循環(huán)中，電子在室中上下電加速，有時撞擊室的上壁和晶片盤。同時，響應(yīng)于RF電場，更大質(zhì)量的離子移動相對較少。當(dāng)電子被吸收到腔室壁中時，它們被簡單地送到地面并且不會改變系統(tǒng)的電子狀態(tài)。然而，沉積在晶片盤片上的電子由于其DC隔離而導(dǎo)致盤片積聚電荷。這種電荷積聚在盤片上產(chǎn)生大的負電壓，通常約為幾百伏。由于與自由電子相比較高的正離子濃度，等離子體本身產(chǎn)生略微正電荷。由于大的電壓差，正離子傾向于朝向晶片盤漂移，在晶片盤中它們與待蝕刻的樣品碰撞。離子與樣品表面上的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但也可以通過轉(zhuǎn)移一些動能來敲除（濺射）某些材料。由于反應(yīng)離子的大部分垂直傳遞，反應(yīng)離子蝕刻可以產(chǎn)生非常各向異性的蝕刻輪廓，這與濕化學(xué)蝕刻的典型各向同性輪廓形成對比。RIE系統(tǒng)中的蝕刻條件很大程度上取決于許多工藝參數(shù)，例如壓力，轟擊離子束刻蝕機，氣體流量和RF功率。 RIE的改進版本是深反應(yīng)離子蝕刻，用于挖掘深部特征。

離子束刻蝕機的工作原理

通入工作氣體ya氣，氣壓10-2- 10-Torr之間，陰極放1射出的電子向陽極運動，在運動過程中，轟擊離子束刻蝕機品牌，電子將工作氣體分子電離，在樣品室內(nèi)產(chǎn)生輝光放電形成等離子體。其中電子在損失能量后到達陽極形成陽極電流，而ya離子由多孔柵極引出，在速系統(tǒng)作用下，形成一個大面積的、束流密度均勻的離子束。為減少束中空間電荷靜電斥力的影響，減少正離子轟擊基片時，造成正電荷堆積，離子束離開加速電極后，被中和器發(fā)出的電子中和，使正離子束變成中性束，打到基片上，進行刻蝕。

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離子束刻蝕機

離子束刻蝕機由真空室、工作臺、快門、真空抽氣系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、電源和  電器系統(tǒng)等主要部分組成，圖1-1所示為離子束刻蝕機的工作原理圖。該機在正常工作  時，首先將真空室的壓力抽至2×10-3Pa或更低，再調(diào)節(jié)Ar氣流量，使真空室壓力保持  在1×10-2~2×10-2Pa(如需要輔助氣體，轟擊離子束刻蝕機工作原理，如O2、CH2等，則可按一定比例與之混合)，  然后啟動離子源各電源，使離子源正常工作，從離子源引出一定能量和密度的離子束  被中和器發(fā)射的電子中和后，轟擊工件進行濺射刻蝕。

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