ICP刻蝕機(jī)的原理

感應(yīng)耦合等離子體刻蝕法（Inductively Coupled Plasma Etch，簡(jiǎn)稱(chēng)ICPE）是化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程共同作用的結(jié)果。它的基本原理是在真空低氣壓下，ICP 射頻電源產(chǎn)生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈，以一定比例的混合刻蝕氣體經(jīng)耦合輝光放電，產(chǎn)生高密度的等離子體，在下電極的RF 射頻作用下，這些等離子體對(duì)基片表面進(jìn)行轟擊，基片圖形區(qū)域的半導(dǎo)體材料的化學(xué)鍵被打斷，與刻蝕氣體生成揮發(fā)性物質(zhì)，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。

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影響因素

刻蝕率–氣壓（Pressure）。–溫度（Temperature）提高溫度會(huì)提高刻蝕率。–Micro-loading–刻蝕后腐蝕（Post-etch corrosion）。–殘留物（residual）。

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ICP刻蝕機(jī)裝片介紹

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等離子體系統(tǒng)效應(yīng)的過(guò)程轉(zhuǎn)換成材料的蝕刻工藝。在待刻蝕硅片的兩邊，分別放置一片與硅片同樣大小的玻璃夾板，疊放整齊，用夾具夾緊，確保待刻蝕的硅片中間沒(méi)有大的縫隙。冷熱探針?lè)▽A具平穩(wěn)放入反應(yīng)室的支架上，關(guān)好反應(yīng)室的蓋子。等離子刻蝕檢驗(yàn)原理為冷熱探針?lè)?，具體方法如下：熱探針和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)，傳導(dǎo)電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢(shì)相對(duì)于同一材料上的室溫觸點(diǎn)而言將是正的。同樣道理，P型半導(dǎo)體熱探針觸點(diǎn)相對(duì)于室溫觸點(diǎn)而言將是負(fù)的。此電勢(shì)差可以用簡(jiǎn)單的微伏表測(cè)量。熱探針的結(jié)構(gòu)可以是將小的熱線圈繞在一個(gè)探針的周?chē)?，也可以用小型的電烙鐵。

ICP刻蝕機(jī)檢測(cè)技術(shù)

高密度等離子體刻蝕是當(dāng)今超大規(guī)模集成電路制造過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多終點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)，終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備就是為實(shí)現(xiàn)刻蝕過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控而設(shè)計(jì)的。

光學(xué)發(fā)射:

光學(xué)發(fā)射光譜法（OES）是使用較為廣泛的終點(diǎn)檢測(cè)手段。其原理是利用檢測(cè)等離子體中某種反應(yīng)性化學(xué)基團(tuán)或揮發(fā)性基團(tuán)所發(fā)射波長(zhǎng)的光強(qiáng)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)檢測(cè)。等離子體中的原子或分子被電子激發(fā)到激發(fā)態(tài)后，在返回到另一個(gè)能態(tài)時(shí)，伴隨著這一過(guò)程所發(fā)射出來(lái)的光線。

光線的強(qiáng)度變化可從反應(yīng)腔室側(cè)壁上的觀測(cè)孔進(jìn)行觀測(cè)。不同原子或分子所激發(fā)的光波波長(zhǎng)各不相同，光線強(qiáng)度的變化反應(yīng)出等離子體中原子或分子濃度的變化。被檢測(cè)的波長(zhǎng)可能會(huì)有兩種變化趨式：一種是在刻蝕終點(diǎn)時(shí)， 反應(yīng)物所發(fā)出的光線強(qiáng)度增加；另一種情形是光線強(qiáng)度減弱。

激光干涉：

激光干涉終點(diǎn)法（IEP）是用激光光源檢測(cè)透明薄膜厚度的變化，當(dāng)厚度變化停止時(shí)，則意味著到達(dá)了刻蝕終點(diǎn)。其原理是當(dāng)激光垂直入射薄膜表面時(shí)，在透明薄膜前被反射的光線與穿透該薄膜后被下層材料反射的光線相互干涉。

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