等离子蚀刻过程

蚀刻是将一种材料从另一种材料的表面去除的过程。蚀刻的方式主要有两种。一是湿法蚀刻，二是干法蚀刻，又称等离子体蚀刻。在蚀刻过程中使用化学药剂或蚀刻剂去除基底材料，称为湿法蚀刻。利用等离子体或蚀刻剂气体去除基底材料，称为等离子体蚀刻。等离子体蚀刻可用于制造集成电路或单片机集成电路。

自从 1985 年以来，等离子体蚀刻已成为一种普遍使用的结构蚀刻技术。与其他用于芯片制造的蚀刻技术相比，等离子体蚀刻在 1980 年以前，在微电子业界之外还是默默无闻。正是在这个时期，新的蚀刻工艺被探索和引入。等离子体蚀刻的成功率相对较高，成为厂家首选的蚀刻方式。

什么是等离子蚀刻？

简单地说，等离子体蚀刻（或干式蚀刻）是用等离子体代替液体蚀刻剂进行蚀刻的过程。这种方式很像“溅射”（sputtering）。在此过程中，并不需要沉积层，而是同时蚀刻材料的表面。等离子体蚀刻的主要挑战是产生正确类型的等离子体，这种等离子体位于需要蚀刻的晶片与电极之间。如果操作得当，晶圆就可以正确蚀刻。要进行等离子体蚀刻，压力腔的压力必须小于 100 帕。只有辉光电荷才能发生电离。相应的激励通过外部来源发生，它可以提供高达 30 千瓦的功率，而频率则介于 50 赫兹（直流）到 5-10 赫兹（脉冲直流），以及无线电和微波频率（MHz-GHz）。

等离子体蚀刻的类型

等离子体蚀刻工艺可分为两种类型：第一种是微波等离子体蚀刻，它在微波频率下进行，其频率介于 MHz 和 GHz 之间。第二种是氢等离子体蚀刻，它是等离子体蚀刻工艺的变体，以气体作为等离子体。目前，这两种工艺都被用于加工半导体材料，以供制造电子产品。

氧等离子体蚀刻简介

氧等离子体蚀刻工艺使用低压等离子体。氧气作为一种前体气体，被导入到装有晶圆的真空腔中，然后对腔体施加高功率无线电波。无线电波加上真空腔的压力，导致氧分子电离，形成等离子体。然后，氧等离子体腐蚀光刻胶，使光刻胶变成灰烬。为确保表面无异物，要用高压真空泵将灰烬清除。这也是氧等离子体蚀刻通常被称为“灰化”的原因之一。

结论

由于等离子体蚀刻的诸多优点，不难看出，在未来很多年内，等离子体蚀刻仍将是微系统和集成电路的重要蚀刻技术。此外，对于许多应用来说，使用电容耦合射频等离子体将是最佳选择。对于特殊应用，特别是需要高宽比的地方，使用低压等离子体可以不失为更好、更有效的解决方案。ECR 等离子体在用于大型基质时有一定的局限性，但对于小型样品来说，它们是理想的选择。另一方面，事实证明，使用平面线圈和基底支架处额外偏置的电感耦合等离子体系统具有极高的通用性。在制造或集成电路和微系统方面，电感耦合等离子体系统的效果极佳。

视频: VacuTEC | 真空等离子处理器