等离子体刻蚀机原理
华创刻蚀机射频工作原理
华创刻蚀机射频工作原理
华创刻蚀机射频工作原理：
华创刻蚀机是一种利用射频(RF) 接收机制来进行刻蚀的设备。
其工作原理如下：
1. 电源供给：将电能输入到刻蚀机中，其中包括射频发生器、功率放大器以及其他必需的电子元件，以提供射频能量。
2. 射频发生器：射频发生器是刻蚀机中的核心部件，产生高频的射频信号。
这个信号通常是一个具有可调频率和功率的正弦波。
3. 功率放大器：射频信号从射频发生器传输到功率放大器中，功率放大器将信号放大以达到所需的刻蚀要求。
4. 射频电极：射频信号通过导电介质传播至刻蚀室中的射频电极。
射频电极通常是平行板状结构，其上覆盖着刻蚀工艺所需的物质。
射频电极的设计决定了刻蚀的模式和效率。
5. 刻蚀过程：在射频电极和工件之间形成放电等离子体，引发刻蚀过程。
射频能量使气体分子激发并电离，生成离子，然后离子逐渐附着在工件表面，实现刻蚀的目的。
总之，华创刻蚀机通过射频发生器产生射频信号，通过功率放大器放大信号的功率，将射频能量传输至刻蚀室的射频电极上，通过激发气体分子实现放电等离子体，从而实现刻蚀工艺。
电子工艺技术-drie
电子工艺技术-drie电子工艺技术是指用于制造电子产品的一套工艺和技术方法。
随着电子技术的广泛应用，电子工艺技术的发展也越发重要。
下面将介绍一下常见的电子工艺技术之一：DRIE（深孔等离子体刻蚀）技术。
DRIE技术是一种用于制造微纳米结构的重要工艺技术。
它通过高速离子的刻蚀效应，可以实现对深孔和高纵横比结构的精确加工。
这种技术可以用于制造MEMS（微电子机械系统）器件、集成电路芯片的封装和夹持等领域。
DRIE技术的原理主要包括两个步骤：刻蚀和沉积。
在刻蚀过程中，可以通过调节刻蚀气体的种类和流量、调节刻蚀参数（如功率、压力等）来控制离子束对待加工物表面的刻蚀效果，从而实现对待加工物的制造。
刻蚀过程中，刻蚀气体会在真空环境中被激发形成等离子体，通过加速器把等离子体加速并束缚成为高速的离子束，然后将其引导到待加工物表面。
刻蚀气体的选择和刻蚀参数的调节都对最终的加工效果有着重要的影响。
在沉积过程中，可以通过控制刻蚀过程的一些参数来实现对待加工物表面的修复或平滑。
常见的沉积技术有PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和ALD（原子层沉积）等。
它们可以根据加工要求来选择沉积材料和控制沉积层的厚度和均匀性，从而实现对待加工物的精确加工和表面修复。
DRIE技术具有许多优点。
首先，它可以在高温、高真空和强电磁场等特殊环境下进行制造，可以制造出形状复杂且精确的微纳米结构。
其次，DRIE技术还可以实现对不同材料的加工，包括硅、玻璃、陶瓷和金属等。
这种多材料加工的能力使得DRI工艺在多个领域都有广泛的应用。
总之，DRIE技术是一种先进的微纳米加工技术，它可以制造出形状复杂且精确的微纳米结构。
随着电子技术的不断发展，尤其是MEMS技术的广泛应用，DRIE技术在电子工艺技术中起到了举足轻重的作用。
随着工艺和设备的不断改进，DRIE技术将会有更多的应用领域和发展前景。
等离子刻蚀的基本原理
大类：圆筒型和平行板型。其中圆 筒型设备在等离子腐蚀工艺中最先采用，至今仍在腐
蚀硅、多晶硅、氮化硅和去பைடு நூலகம்工艺中 广泛应用。
4)等离子腐蚀
①多晶硅的腐蚀一般采用CF4作为基本工作气体，它腐 蚀硅的活性基是F*，即有：进一步发现，对于圆筒隧 道型反应器，在CF4中加入2～6％的02能使等离子体中 的F*比例增大，提高腐蚀速率。
基塑绫金速室坦 等时，则维持等离子体状态。 等离子腐蚀就是利用放电过程中所形成的这些化学活性基与被腐蚀的膜
层发生选择性 的化学腐蚀反应，反应生成能够被气流带走的挥发性气体。其反应机理举
例如下： 其中“{”表示活性基，是具有很强的化学反应活性的物质。当它们与硅、
二氧化硅或氮化硅作用时，则反应生成可挥发的SiF等气体。 (2)等离子腐蚀特性 ①腐蚀材料的影响材料不同，腐蚀速度也不同。；
等离子腐蚀原理
在气体中，一般总存在微量的杂散电子。这些电子在高电场的加速下获
得能量，当它 跟气体中的原子或分子发生非弹性碰撞时，便产生二次发射电子。它们进
一步再与其它原 子或分子碰撞电离，就会产生气体辉光放电。在放电过程中，非弹性碰撞
可以产生分子激 励和活性基，它们的化学性质很活泼，但寿命很短，很快就被缔合。当激
对于图6一12(b)所示的石英圆管型反应器，其氧气比 例增加到50％左右。根据质量分析结果推断，在这种 情况下，由于cof*具有较长的寿命，并大都能随气流 到达硅片表面进行如下反应：
研生成的F*与Si作用，即达到腐蚀的目的。由于COF* 寿命较长，它随腐蚀区与等离子产生区距离的变化不 大，所以能快速而均匀地腐蚀硅片，
刻蚀设备与工艺介绍
刻蚀设备与工艺介绍刻蚀是微纳加工技术中一种常用的工艺步骤，用于在材料表面刻出所需要的图案或结构。
刻蚀设备主要包括刻蚀机和刻蚀液。
刻蚀机根据刻蚀的方式不同，可以分为湿法刻蚀机和干法刻蚀机两种。
湿法刻蚀机是基于液相刻蚀原理的设备，主要由液槽、温度控制系统、气泡生成系统、排液系统和控制系统等组成。
其工作原理是将刻蚀液倒入液槽中，通过加热和搅拌使刻蚀液保持一定的温度和均匀度。
在刻蚀过程中，将待刻蚀的工件放入刻蚀槽中，通过控制刻蚀液的pH值、浓度和刻蚀时间等参数，实现对工件表面的刻蚀。
干法刻蚀机是通过物理或化学方式对工件表面进行刻蚀的设备。
常用的干法刻蚀方法包括离子束刻蚀、等离子体刻蚀和反应离子束刻蚀等。
离子束刻蚀是利用高速离子束的动能击打工件表面，使其表面原子脱落从而达到刻蚀的目的。
等离子体刻蚀是通过等离子体中的化学反应，使工件表面发生化学变化，实现刻蚀效果。
反应离子束刻蚀是在离子束中加入反应气体，使其与工件表面反应，达到刻蚀的目的。
刻蚀液是刻蚀过程中用于腐蚀材料的溶液，根据刻蚀的目的和要求可以选择不同的刻蚀液。
常用的刻蚀液包括湿式刻蚀液和干式刻蚀液。
湿式刻蚀液主要是盐酸(HCl)、氟酸(HF)和硝酸(HNO3)等，适用于大多数材料的刻蚀。
干式刻蚀液主要是气体，如氧气(O2)、氟气(F2)和氯气(Cl2)等，适用于特定材料的刻蚀，如金属和硅。
刻蚀技术在微纳加工中起到了至关重要的作用。
它可以实现微纳器件的精确加工和制造，如半导体芯片、光电元件和微机电系统等。
刻蚀技术的精度和效率对于微纳加工的成果和应用具有重要影响，因此需要不断改进和优化。
总结而言，刻蚀设备是微纳加工中一个重要的工艺步骤，包括湿法刻蚀机和干法刻蚀机两种。
刻蚀液根据刻蚀的需求可以选择不同的刻蚀液。
刻蚀技术在微纳加工中具有重要的应用价值，对于制造微纳器件起到了关键作用。
0 等离子刻蚀工艺原理介绍
Feed Gases
BCl3/Cl2 HBr/Cl2
Comments
Cl etches Si, B improves passivation HBr provides passiviation and selectivity to PR, Cl2 providdes main etchants O2 improves selectivity to SiO2 Higher etch rate, good oxide selectivity, isotropic High etch rate, but isotropic Good profile control for deep trench
--- Process Time
工艺控制和结果
工艺可控变量 Plasma 参数 结果
Temperature Gas Flows
Gas density Residence time
Etch Rate Uniformity Selectivity
Pressure
Power Time (Magnetic Field) BSC He (Gap)
Bias 功率的作用: 离子能量
功率 --> 控制离子浓度/能量。提高 Bias 功率，提高腐蚀速率。
Bias 低离子能量
--> 低的碰撞速度。
离子能量影响方向性
--> 高离子能量意 味着离子更少偏离原来运动方向。
问答
Q&A
HBr/Cl2/O2 SF6 NF3 HBr/NF3/O2
Metal Etch平衡图
物理
离子轰击
BCl3+
化学腐蚀
Cl*
化学淀积
刻蚀常见异常培训
等离子刻蚀的作用：
去除太阳能电池的周边结，扩散工艺中在硅片的上表面和周边都扩散上了N型结，如果不 去除周边的N型结会导致电池片正负极被周边的N型结联接起来，使电池正负极接通，起不到 电池的作用了。
等离子刻蚀机介绍（外观）
捷佳创刻蚀机
七星刻蚀机
等离子刻蚀机介绍（反应室）
捷佳创刻蚀机：
反应室里面是石英缸，外面是线圈， 线圈在高频电的激发下起辉放电，激发石 英缸内的特气进行反应，生成活性离子基。
送工艺气体，当压力稳定在设定值时开高频辉光放电，关高频，关工艺气体，送氮气，充 气开盖，取片，放片，开始新的工艺“（或抽空停机）。
工艺流程框图： 装片 运行开 预抽 尾气 主抽 送气（CF4 O2）稀释
取片
运行关
充气
清洗
高频辉光
等离子刻蚀效果检测：
热探针和N型半导体接触时，传导电子将流 向温度较低的区域，使得热探针处电子缺 少，因而其电势相对于同一材料上的室温 触点而言将是正的；
刻蚀白圈处理方法：
I. 出现刻蚀白圈立即空刻观察刻蚀机仓体是否异常或督查生产操作是否有误，若发现该机台异常
立即通知生产人员空刻2次，无异常情况则复机生产；
II. 对已产生的刻蚀白圈片由生产通知质量部判别是否下传，并对当班出现的刻蚀白圈进行仔细 统计;
刻蚀机的保养和安全保护事项：
1. 使用环境 温度5℃-40℃,湿度<70%，净化等级优于万级。
同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的； 此电势差可以用简单的微伏表测量； 热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙铁；
检查手法见《PN型检测SOP》。
刻蚀异常处理流程：
ICP刻蚀原理：气体、功率的选择--ICP操作流程
一、电感耦合等离子体（ICP）刻蚀原理 3二、刻蚀的基本要求9 （负载效应、图形的保真度、均匀性、表面形貌、刻蚀的清洁）三、等离子体刻蚀的基本过程11 （物理溅射刻蚀、纯化学刻蚀、离子增强刻蚀、侧壁抑制刻蚀）四、影响刻蚀效果的因素14 掩膜的影响、工艺参数的影响（ICP Power源功率、RF Power偏压功率、工作气压气体成分和流量、温度）五、附加气体的影响16六、多种条件刻蚀技术18 高速率刻蚀、高选择比刻蚀、特定剖面刻蚀一、电感耦合等离子体（ICP）刻蚀原理包括两套通过自动匹配网络控制的13.56MHz射频电源一套连接缠绕在腔室外的螺线圈，使线圈产生感应耦合的电场，在电场作用下，刻蚀气体辉光放电产生高密度等离子体。
功率的大小直接影响等离子体的电离率，从而影响等离子体的密度。
第二套射频电源连接在腔室内下方的电极上，此电极为直径205mm的圆形平台，机械手送来的石英盘和样品放在此台上进行刻蚀。
激光干涉仪端口ICP功率源水冷却的射频线圈静电屏蔽晶片夹/氦气冷却机制平板功率源实验中刻蚀三五族材料使用的是英国Oxford仪器（Oxford instruments plasma technology）公司的plasma180系统中的plasmalab system100型ICP。
可以刻蚀GaN、AlGaN、GaAs、InP、InGaAs、InGaP/AlGaInP 、InGaAs/InGaAsP等多种化合物材料。
苏州纳米所材料ICP功率：0-3000wRF功率：0-1000w压力范围：1-100mT加工范围：6寸工艺气体：Cl2,BCl3,HBr,CH4,He,O2,H2,N2氦气冷却由氦气良好的热传导性，能将芯片上的温度均匀化1torr=1.333mbarGaN刻蚀ProfileICP操作流程装片1.在Pump界面点击左边Pump图标下Stop，切换至Vent，120s后打开Loadlock2.涂抹真空油脂：根据片子尺寸大小，在托盘上涂抹均匀一层油脂3.放片：放片的时候要用镊子轻轻夹住样片，将样片一边贴在油脂上，慢慢地放下另一边，用镊子按住样片一端，在油脂上稍稍一动样片，以便赶走样片与油脂之间的气泡，使得样片与油脂紧密粘在一起。
等离子体刻蚀
6 电极材料 电极包括阴极和阳极。要求阴极材料是化学惰性的，否则 被刻蚀，消耗反应物质，影响样品的刻蚀速率。 阳极与侧壁在离子的溅射下不会形成挥发性产物，而是将 溅射产物再沉积到其他表面， 包括样品材料表面， 影响 样品的进一步刻蚀。 即使材料本身是化学惰性的，样品材料在刻蚀过程中也会 因物理溅射，尤其是掩膜材料的溅射，将溅射物沉积到阳 极或反应室腔体内部。把这种环境带给下一次实验，“记 忆效应”。 为了尽量减少这种“交叉污染”，应尽量避免同一刻蚀系 统刻蚀多种不同材料，或者要求在每一次新的刻蚀前对反 应室腔体进行等离子体 “清洁”，即在未放样品前用氧 气或氩气对腔室体预刻蚀一段时间。
根据产生等离子体的方式又分为 ICP感性耦合等 离子体（inductively coupled plasma）, CCP 容性耦合等离子体 （capacitively coupled plasma）, ECR微波电子回旋共振等离子体 （microwave electron cyclotron resonance）。
物理加化学的过程 离子的溅射和解吸附的物理特性加上化学 反应特性，刻蚀速度大于单一的任何的单 一过程。
4）具体的仪器原理介绍（RIE、 ICP和ECR）
等离子放电刻蚀技术分类
根据使用离子的物理和化学的作用，可分为 反应离子刻蚀（reactive ion etch）（物理和化 学作用）、离子溅射刻蚀(物理作用)。
等离子体刻蚀
潘华勇 1）介绍等离子体刻蚀在刻蚀方法中的位置 2）刻蚀参数 3）刻蚀的微观机理 4）具体的仪器原理介绍（RIE、ICP和ECR） 5）具体实验参数对刻蚀的影响 6）本实验室刻蚀仪器的介绍（TRION TECHNOLOGY MINILOCK IIIICP） （1）外观，结构，实验参数，一些材料的刻蚀工艺参数， 厂家提供的一些刻蚀材料的情况；（2）实验步骤； 7）作业 8) 参考文献
等离子体刻蚀机原理
等离子体刻蚀机原理什么是等离子体？▪随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
▪当气体的温度进一步升高时，其中许多，甚至全部分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。
这时物质将进入一种新的状态，即主要由电子和正离子（或是带正电的核）组成的状态。
这种状态的物质叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
等离子体的应用等离子体的应用等离子体的产生等离子体刻蚀原理▪等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。
▪这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
等离子体刻蚀反应▪首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。
CF4→CF3，CF2，CF，C，F▪其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。
▪生产过程中，在CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。
等离子体刻蚀工艺▪装片在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅片同样大小的玻璃夹板，叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。
将夹具平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。
检验方法▪冷热探针法检验原理▪热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。
▪同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。
▪此电势差可以用简单的微伏表测量。
▪热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙铁。
检验操作及判断•确认万用表工作正常，量程置于200mV。
•冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。
•用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表显示这两点间的电压为负值，说明导电类型为p，刻蚀合格。
相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为p型。
等离子刻蚀机活化作用
何谓等离子刻蚀机？等离子刻蚀机又称等离子清洗机，英文名：plasma cleaner是一种全新的高新科技技术，也叫等离子表面处理仪，利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。
对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。
等离子体的“活性”组分包括：离子、电子、活性基团、激发态的核素（亚稳态）、光子等。
等离子清洗机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面，从而实现改性、清洁、涂覆、光刻胶灰化等目的。
等离子刻蚀机通过对样品表面进行改性（亲水性），同时除掉表面有机物，使多种材料之间能够进行贴合、涂覆、镀膜等工艺操作。
从研究开发到工艺生产使用，从表面微细加工到表面处理改质效果都非常好，应用广泛。
什么是等离子体？等离子体又名电浆，是由带正电的正粒子、负粒子（其中包括正离子、负离子、电子、自由基和各和活性基团等）组成的集合体，其中正电荷和负电荷相等故称等离子体，是除固态、液态、气态之外物质存在的第四态—等离子态。
如果连续为物质提供能量，其温度会相应升高，物质状态会从固态变为液态，然后过渡为气态。
如果继续提供能量，当前原子壳层会发生分裂，并产生带电粒子（带负电荷的电子和带正电荷的离子）。
这种混合物被称作等离子体或者“物质的第四态”。
简而言之：在提供能量的情况下发生了物质状态的变化：固态⇒液态⇒气态⇒等离子态在自然界中存在着等离子体，例如在闪电、极光、火焰和太阳中。
此外，氖管、焊接的时候，以及闪光灯均会产生人造等离子体。
等离子清洗机的原理：用空气或氧气等离子体中进行活化，塑料聚合物的非极性氢键被氧键替代，为表面提供自由价电子与液体分子结合，从而提高“非粘合性”塑料具有很好的粘合性和可喷涂性。
在真空等离子体中，除了空气和氧气之外还可以使用其他气体，这些气体能够在氧气的位置吸附氮气、胺类或者羰基作为反应性基团。
等离子刻蚀机处理后表面的活性在几周和几个月之后仍然有效。
但是，应该尽快进行后续加工，因为随着不断老化，会吸附新的脏污，活性丧失◆等离子刻蚀机广泛用于：1．等离子表面活化/清洗； 2.等离子处理后粘合； 3. 等离子蚀刻/活化； 4. 等离子去胶； 5. 等离子涂镀(亲水,疏水)； 6. 增强邦定性；7.等离子涂覆；8.等离子灰化和表面改性等场合。
刻蚀原理及工艺培训
刻蚀原理及工艺培训刻蚀是一种常用的微纳加工技术。
它通过在材料表面刻蚀掉一定的材料，以达到加工目的。
刻蚀过程是一个逐渐去除材料的过程，它可以用于制作微型器件、集成电路、MEMS器件、光学元件等。
本篇文章将详细介绍刻蚀的原理以及常见的刻蚀工艺。
刻蚀的原理主要是利用化学反应或物理作用使材料表面的原子在特定条件下发生转变及被移除，从而实现刻蚀过程。
常见的刻蚀方式包括湿法刻蚀和干法刻蚀。
湿法刻蚀是在液体中进行刻蚀，通过浸泡在刻蚀液中的材料表面与刻蚀液中的反应物发生反应，从而溶解或转化材料。
湿法刻蚀的刻蚀速率由刻蚀液中的反应物浓度、刻蚀液中的温度、刻蚀液的搅拌速度等因素决定。
湿法刻蚀可以实现高度的选择性，即只刻蚀特定的材料。
常用的湿法刻蚀液包括酸、碱、氧化剂等。
干法刻蚀是在气相中进行刻蚀，通过将材料表面暴露在气体环境中，利用化学反应或物理作用来去除材料表面的原子。
常用的干法刻蚀技术包括物理刻蚀和化学气相刻蚀。
物理刻蚀是利用离子束轰击材料表面，通过离子与材料表面原子的相互作用来去除材料。
物理刻蚀通常需要一个离子源和一个加速电场。
离子源根据需要选择不同的气体，例如氩气、氙气等。
物理刻蚀可以实现高度的选择性和精度，广泛应用于集成电路制造等领域。
化学气相刻蚀是利用化学反应将材料表面上的原子移除。
常用的化学气相刻蚀技术包括反应离子刻蚀和等离子体刻蚀。
反应离子刻蚀通过离子轰击材料表面，使表面原子与气相中的反应物发生化学反应，从而去除材料。
等离子体刻蚀则是利用等离子体产生的高能反应物与材料反应来刻蚀材料。
化学气相刻蚀具有高速和均匀性的优点，被广泛应用于光学元件、显示器件等领域。
除了刻蚀原理外，刻蚀工艺也是刻蚀技术中非常重要的一环。
刻蚀工艺包括刻蚀装备、刻蚀参数的选择以及刻蚀后的处理等。
刻蚀装备通常包括刻蚀机、进气装置、抽真空装置等。
不同的刻蚀装备适用于不同的刻蚀工艺，例如湿法刻蚀需要具备湿法刻蚀槽、搅拌器等设备，而干法刻蚀需要具备加速电场、离子源等设备。
等离子刻蚀工艺原理介绍
-------+- -+- +- -+ -+- +-
+
•射频功率通过隔直电容加到圆片背面，这样隔离直流
而能通过射频，使圆片和基座充电为负偏压状态(平均).
整理课件
5
圆片偏压的产生-1
• 非对称的腔体中，圆片面积<<腔体面积， 所以较高 的鞘层/暗区(Sheath/Dark Space)电压出现在Plasma到 圆片之间。
等离子刻蚀工艺原理介绍
Etch/CSMC 2011.10.14
整理课件
1
概述
等离子刻蚀工艺原理介绍包含以下几个方面：
• 等离子体基本概念 • 等离子刻蚀基本原理 • 等离子Plasma
• Plasma就是等离子体(台湾一般称为电浆), 由气体电 离后产生的正负带电离子以及分子, 原子和原子团组 成. 只有强电场作用下雪崩电离发生时, Plasma才会产 生.
time
heavy ions decay voltage slowly
plasma potential
整理课件
time wafer voltage
v2 v1
7
Plasma刻蚀中的功率耦合 • 电容耦合: RF功率通过RF电场直接传导到Plasma，涉 及到的电极也直接暴露在Plasma中(但是一般有Wafer 在基座/电极上).
STEP 2. 活性粒子扩散到反应膜层附近
STEP 3. 活性粒子被表面吸附
STEP 4. 反应发生
STEP 5. 反应生成物能解吸附
STEP 6. 反应生成物扩散整到理气课件体当中被泵抽走
icp等离子体仪器及原理介绍
通过ICP等离子体技术，可以对材料表 面进行改性处理，改变其表面性质， 如提高润湿性、抗腐蚀性等。
在医学领域的应用
药物分析
ICP等离子体仪器可用于药物成分的检测和分析，有助于药物研发和质量控制。
医学诊断
通过检测生物样品中的元素含量，ICP等离子体仪器可以为医学诊断提供参考依 据，如检测人体微量元素水平、重金属中毒等。
05 结论
icp等离子体的未来发展方向
高效能
随着科技的发展，ICP等离子体的能量密度和稳定性将得到进一步提 高，实现更高效的分析和检测。
智能化
未来ICP等离子体仪器将更加智能化，通过引入人工智能和机器学习 技术，实现自动化、智能化的数据处理和分析。
多功能化
随着应用领域的不断拓展，ICP等离子体仪器将具备更多功能，如同 时进行多种元素和化合物的分析、实现多维度的表征等。
ICP等离子体的产生需要高频电源、感应线圈和冷却系统等设 备，其中感应线圈的作用是产生高频电磁场，使气体分子电 离。
icp等离子体的特点
ICP等离子体具有高电离度和高 温的特点，能够提供高浓度的活 性粒子，有利于实现化学反应的
活化。
ICP等离子体具有高能量密度和 均匀性的特点，能够实现快速、
高效的化学反应和材料合成。
ICP等离子体仪器在地质、环 境、生物医学、农业、材料科 学等领域有着广泛的应用前景 ，为解决实际问题提供了有效 质的专业人才，推 动了相关领域的人才培养和学 科建设。
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观测系统
光学窗口
摄像机
用于观察等离子体的透明材料，需具 备抗高温和抗腐蚀的特性。
用于记录等离子体的图像，以便后续 分析和处理。
等离子体刻蚀工艺的物理基础
等离子体刻蚀工艺的物理基础随着科技的不断发展，等离子体刻蚀工艺已经成为微电子、纳米科技、光电子等领域中不可或缺的关键技术。
本文将深入探讨等离子体刻蚀工艺的物理基础，包括基本概念、应用领域、技术细节以及未来发展趋势等方面。
等离子体刻蚀工艺是一种利用等离子体中的高速粒子对材料进行物理轰击，从而去除表面污染或刻蚀特定图形的工艺方法。
刻蚀过程中，目标材料表面的原子在等离子体粒子的撞击下获得足够的能量，从表面脱离或被溅射，最终形成刻蚀图案或去除污染物。
等离子体刻蚀工艺的基本原理是能量传递。
当高速的等离子体粒子撞击目标材料表面时，会将其能量传递给表面原子。
当这些原子的能量超过其结合能时，便会从表面脱附或被溅射。
这一过程可在气体辉光放电或电感耦合等条件下进行。
在等离子体刻蚀工艺中，有几个基本概念需要理解。
首先是刻蚀速率，它表示单位时间内材料表面的去除速率；其次是选择比，指不同材料在同样的刻蚀条件下，刻蚀速率的比值；还有刻蚀均匀性和刻蚀终止层厚度，它们分别表示刻蚀过程中材料表面受影响的均匀程度和刻蚀深度。
等离子体刻蚀工艺广泛应用于微电子、纳米科技、光电子等领域。
在微电子领域，等离子体刻蚀工艺被用于制造集成电路和半导体器件，如动态随机存储器（DRAM）和互补金属氧化物半导体（CMOS）等。
在纳米科技领域，等离子体刻蚀工艺被用于制造纳米材料、纳米器件以及纳米结构的加工。
在光电子领域，等离子体刻蚀工艺被用于制造光电子器件，如激光器、光电检测器等。
随着科技的发展，市场对等离子体刻蚀工艺的需求也在不断增加。
为了满足市场需求，业界不断研发新的等离子体刻蚀技术，以提高刻蚀速率、选择比、刻蚀均匀性和终止层厚度等指标。
在等离子体刻蚀工艺的发展历程中，出现了多种技术，如反应离子束刻蚀（RIBE）、磁控溅射刻蚀（MSPE）、电子回旋共振刻蚀（ECR）等。
这些技术在不同的应用领域有着各自的优势和局限。
高质量的等离子体刻蚀工艺需要精确控制技术参数，如等离子体的密度、温度、电场强度等。
第六讲 等离子体刻蚀
第六讲等离子体刻蚀干法体硅加工――深反应离子刻蚀技术干法体硅加工的必要性：高深宽比微结构是MEMS体系必不可少的特征之一，基于硅的优异机械特性和半导体工业的积累，硅被选择作为MEMS的主要结构材料，但是，湿法刻蚀难以实现任意形状的图形转移，复杂微结构的硅材料在高深宽比硅干法刻蚀获得进展之前是非常困难和有很多限制条件的，因此，人们在硅的深刻蚀加工方面倾注了大量的精力，因此也取得了长足进步，发展称为独具特色的专用加工设备，大有取代湿法刻蚀的趋势。
内容：等离子体刻蚀技术硅的刻蚀与高深宽比机制应用等离子体刻蚀技术等离子体的形成：当一定量的化学气体进入一定压力的腔体，在上下电极加上高电压，产生电弧放电，生成大量的离子和自由电子，这种由部分离化的气体组成的气相物质被称为等离子体对于气体分子AB，其等离子体中可能含有： A,B,A,B,AB,A,B,AB，e其中激发态的粒子会自发放电，产生辉光，称为辉光放电现象。
于是：直流激发的辉光放电被称为直流辉光放电射频电流激发的放电就称为射频放电对于直流等离子体反应，其典型气压约在1mTorr，典型装置如下：+++***平板间距决定了激发电源的电压，大约是5厘米对应500V，10厘米对应1000V 的水平处于两极之间的等离子体，正电粒子向负极运动，电子向正极运动，电子更快。
离子最终撞击阴极将产生更多的二次电子，二次电子再向正极运动，并被极间电场加速，当能量足够高时，与腔室内的气体分子碰撞，又可以产生新的离子，如此反复，就可以维持腔室内一定区域的等离子状态。
研究表明：等离子体中绝大多数仍为气体分子，自由基和带电粒子只占很小部分，对于简单的直流放电等离子体，自由基约占1%，而离子更是只有大约0.01% 因此，一般等离子体刻蚀反应主要是由自由基去完成的对于表面不导电的介质薄膜，直流辉光放电产生的等离子体电荷会积聚在绝缘层的表面，最终导致极间电场消失，等离子体也会耗尽。
为此，以交变的电压激发等离子体，使之交替驱动带电粒子轰击两个电极，当高频电压的频率大于10KHz（如13.56MHz），气体中的离子便跟不上电压的变化，而自由电子在电场作用下加速，获得能量。
等离子蚀刻机的工作原理
等离子蚀刻机的工作原理
等离子蚀刻机的工作原理是将气体通过高频电场激发成等离子体，利用等离子体的化学和物理反应对半导体材料表面进行高精度的加工。
具体来说，等离子体在工件表面发生反应，反应的挥发性副产物被真空泵抽走。
等离子刻蚀具有更高的准确性、更好的控制性和更高的效率，相比传统机械切割和磨削方式。
它广泛应用于微电子芯片制造、太阳能电池、生物芯片等领域，是半导体制造过程中不可或缺的设备之一。
以上信息仅供参考，如有需要，建议您咨询专业技术人员。
刻蚀机作业指导
刻蚀机作业指导引言概述：刻蚀机是一种常用的半导体制造设备，用于在硅片表面进行微细加工。
正确的刻蚀机操作是确保制造过程高质量和高效率的关键。
本文将为您提供一份刻蚀机作业指导，以帮助您正确使用刻蚀机。
一、刻蚀机的基本原理与操作1.1 刻蚀机的基本原理刻蚀机利用化学反应或物理过程，将特定材料从硅片表面去除。
常用的刻蚀方法包括湿法刻蚀和干法刻蚀。
湿法刻蚀是利用化学溶液溶解材料，而干法刻蚀则是利用气体或等离子体去除材料。
1.2 刻蚀机的操作步骤（1）准备工作：首先检查刻蚀机的各项设备是否正常运行，确保刻蚀室干净无尘。
然后将硅片放置在刻蚀机的夹持装置中，并确保夹持装置牢固。
（2）设定刻蚀参数：根据所需刻蚀的材料和深度，设定刻蚀机的相关参数，如刻蚀时间、功率等。
这些参数的设定需要根据实际情况和经验进行调整。
（3）开始刻蚀：关闭刻蚀室的门，启动刻蚀机，并根据设定的参数开始刻蚀。
在刻蚀过程中，要注意观察刻蚀情况，以确保刻蚀效果符合要求。
二、刻蚀机的操作注意事项2.1 安全操作在进行刻蚀机操作时，要注意安全。
首先，佩戴适当的个人防护装备，如手套、防护眼镜等。
其次，要确保刻蚀机的电源接地良好，以防止静电引起的危险。
此外，刻蚀室内的化学品要妥善存放，避免泄漏和误操作。
2.2 确保刻蚀质量刻蚀质量是刻蚀机操作的核心目标。
在刻蚀过程中，要确保刻蚀室的温度和湿度适宜，以保证刻蚀效果。
同时，要定期检查刻蚀机的设备和刻蚀液的质量，及时更换和维护，以确保刻蚀质量的稳定和一致性。
2.3 确保设备维护刻蚀机是一种复杂的设备，需要定期进行维护和保养。
维护工作包括清洁刻蚀室、更换刻蚀液、检查和更换刻蚀机的零部件等。
定期维护可以延长刻蚀机的使用寿命，提高设备的稳定性和可靠性。
三、常见刻蚀机故障及处理方法3.1 刻蚀液泄漏刻蚀液泄漏是刻蚀机常见的故障之一。
处理方法包括立即停止刻蚀并关闭刻蚀室的门，清理刻蚀液，并检查刻蚀机的密封性。
3.2 刻蚀不均匀刻蚀不均匀是刻蚀机操作中常见的问题。
dps刻蚀机原理 -回复
dps刻蚀机原理-回复DPS刻蚀机原理DPS刻蚀机是一种常用于半导体制造和微纳米加工领域的设备，它是通过刻蚀工艺来实现细微结构的制造的。
本文将一步一步回答关于DPS刻蚀机原理的问题，来帮助读者了解该设备的工作原理。
第一步：什么是刻蚀？刻蚀是一种通过化学反应或物理作用，将物质从固体表面去除的过程。
在微纳米加工中，刻蚀被广泛应用于制造微细结构和纳米尺度的器件。
刻蚀分为湿式刻蚀和干式刻蚀，其中干式刻蚀更为常见。
第二步：什么是DPS刻蚀机？DPS刻蚀机是一种干式刻蚀设备，它使用离子束或等离子体来去除材料表面的部分物质，以实现细微结构的制造。
DPS是Distributed Plasma Source的缩写，表明了该设备采用分布式等离子体源来产生离子束。
第三步：DPS刻蚀机的工作原理是什么？DPS刻蚀机的工作原理如下：1. 等离子体源产生：DPS刻蚀机中的等离子体源可以通过两种方式产生等离子体，一种是射频（RF）电离，另一种是微波电离。
这些方法都可以通过电离气体来产生高能量的等离子体。
2. 等离子体束形成：产生的等离子体在一个称为微环境中被约束。
微环境是由原子或分子在磁场中运动而形成的，可以将等离子体束焦聚在一个较小的区域内。
3. 离子轰击：被加工的材料（通常是硅片）被放置在等离子体束的路径上。
等离子体束中的高能离子将轰击材料表面，撞击出部分物质。
4. 物理和化学刻蚀：等离子体束中的离子和被撞击出的材料发生反应，形成新的化合物。
这些化合物可以是气体、液体或固体。
材料被物理剥离或化学腐蚀，最终形成所需的结构。
5. 刻蚀深度控制：刻蚀过程中，刻蚀深度的控制非常重要。
刻蚀深度可以通过控制刻蚀时间、离子束能量和其他工艺参数来实现。
6. 清洗和喷淋：刻蚀结束后，材料需要经过清洗和喷淋等步骤，以去除残留的刻蚀物和其他杂质，准备下一道工序。
第四步：DPS刻蚀机的应用领域是什么？DPS刻蚀机被广泛应用于半导体制造、光学器件、纳米加工等领域。
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等离子体刻蚀机原理什么是等离子体？▪随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。
它们统称为物质的三态。
▪当气体的温度进一步升高时，其中许多，甚至全部分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。
这时物质将进入一种新的状态，即主要由电子和正离子（或是带正电的核）组成的状态。
这种状态的物质叫等离子体。
它可以称为物质的第四态。
等离子体的应用等离子体的应用等离子体的产生等离子体刻蚀原理▪等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。
▪这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
等离子体刻蚀反应▪首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。
CF4→CF3，CF2，CF，C，F▪其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。
▪生产过程中，在CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。
等离子体刻蚀工艺▪装片在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅片同样大小的玻璃夹板，叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。
将夹具平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。
检验方法▪冷热探针法检验原理▪热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。
▪同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。
▪此电势差可以用简单的微伏表测量。
▪热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙铁。
检验操作及判断•确认万用表工作正常，量程置于200mV。
•冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。
•用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表显示这两点间的电压为负值，说明导电类型为p，刻蚀合格。
相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为p型。
•如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批硅片需要重新装片，进行刻蚀。
一．等离子体刻蚀工艺原理:等离子体刻蚀机是基于真空中的高频激励而产生的辉光放电将四氟化碳中的氟离子电离出来从而获得化学活性微粒与被刻蚀材料起化学反应产生辉发性物质进行刻蚀的。
同时为了保证氟离子的浓度和刻蚀速度必须加入一定比例的氧气生成二氧化碳。
二．主要用途及适用范围：该设备主要对太阳能电池片周边的P—N结进行刻蚀，使太阳能电池片周边呈开路状态。
也可用于半导体工艺中多晶硅，氮化硅的刻蚀和去胶。
三．使用环境及工作条件：1）环境温度：5℃—40℃；2）相对湿度：<70%；3）环境净化等级：>10000级；4）大气压强：一个标准大气压；5）电源：三相交流380（1±10%）V，频率50 （1±10%）Hz；6）所用气体压力：0.1Mpa—0.2 Mpa；所用气体为四氟化碳、氧气和氮气。
7）每台设备要有良好的，独立的接地且接地电阻最好小于0.1Ω；四．总体结构：本设备由真空管路系统、气路系统、反应室、压力控制系统、SY型射频功率源、电源供电及控制部分组成。
1）真空管路系统主要由2X—15型旋片式真空泵、电磁隔断放气阀、波纹管、碟阀、预抽阀、电磁隔断阀组成。
2）气路系统主要由控制四氟化碳、氧气、尾气、稀释、氮气的电磁阀及不锈钢管和软管组成。
其中为了精确控制四氟化碳和氧气10:1的混合比例，在控制四氟化碳和氧气电磁阀的后级加了质量流量计。
（这里要附带讲一下关于工作压差的问题，我们所用的质量流量计的工作压差为0.1Mpa—0.5Mpa。
而反应室的辉光工作压力为80Pa或更低，尤其是在充气瞬间。
因此这就是为什么要求供气压力设定为0.1Mpa—0.2 Mpa的原因。
以前出现过由于硅片刻不通，操作工以为供气压力小，盲目的将供气压力调至0.6 Mpa。
导致质量流量计无法正常工作，影响了反应室中四氟化碳和氧气10:1的混合比例，无法满足辉光工作压力，无法正常辉光。
另外每次检修开机前也一定要检查供气压力，最好设定至0.15Mpa。
）3）反应室主要由石英管及上下密封圈组成，密封的好坏直接关系到刻蚀的效果。
正常情况下辉光颜色呈乳白色，如果为粉红色，说明有漏气情况，这时候应检查密封圈和石英管的好坏。
当然还有其他情况在此就不一一说明了。
4）压力控制系统主要由压力控制仪、电容式薄膜压力变送器和电动执行器组成。
本系统通过压力控制仪设定的辉光工作压力与电容式薄膜压力变送器实际检测压力进行比较, 将差值反馈回压力控制仪，压力控制仪再去控制电动执行器的开度。
从而实现闭环负反馈系统。
5） SY型射频功率源采用它激式、石英晶体稳频、前级采用FU—50F电子管，后级功率输出采用金属陶瓷四级管FU—100F。
感性负载与匹配器之间采用编织铜线连接，匹配是否良好由通过式功率计指示并通过匹配器上的电容进行匹配调节。
5. 1 ) SY型射频功率源的主要技术性能；5.1.1 )规格: 1KW；5.1.2 )板极电压: 100V—2500V连续可调；5.1.3 )板极电流:≤0.5A；5.1.4 )输出功率: 1.8—1KW连续可调；5.1.5 )连续工作时间:4小时；5. 1 )频率: 13560KHz；5. 2 )联调辉光：所谓联调辉光是指在反应室中工作压力满足要求时进行辉光。
第一次起辉时，将板压调到500V左右，按下绿色按钮（注意事项：辉光前必须按下SY型射频功率源面板上的橙色按钮对电子管已经预热15—20分钟以上。
），同时观察功率计及反应室，如反射功率过大，调节匹配器上的真空电容C1和C2使之先起辉，暂且先不管反射功率有多大。
如果不起辉，可以降低真空度。
因为真空度低容易起辉。
如果还不起辉，可采用短时间内加大功率的方法。
如果还不起辉，马上调低一点板压，再调一下匹配器上的电容，再略提高一点板压，如此反复进行，直至起辉。
起辉后观察功率计上的反射功率指针，调节匹配器上的真空电容C1和C2直至反射功率最小。
（注意事项：调节匹配器上的电容要按一定规律进行，C2可调至固定几点，比如200P、300P、500P，C1则从大到小，从小到大均可。
同时电容的调节幅度切勿过大，调节的速度切勿过快。
）如果起辉时真空度低，起辉后可逐渐提高真空度,同时跟踪调节匹配器上的电容。
(这里附带讲一下更换FU—100F电子管时,手不能碰电子管的陶瓷部位,以免手上汗迹沾在陶瓷部位降低电子管的耐压,最好戴汗布手套操作。
)6) 电源供电及控制部分组成。
6.1) 电容式薄膜压力变送器的电源由微型计算机电源供给±15V电源。
6.2) 关于控制部分可以参阅具体的电气原理图。
五．使用与操作：1）打开电源控制柜断路器电源开关及射频电源断路器开关，打开操作面板的电源按钮开关2）打开工作气体（N2，O2，CF4）开关阀，并调整压力在0.15Mpa左右； 3）打开真空泵与射频电源电子管“预热”按钮，待机15—20分钟；4）戴好防护手套，将转换开关打到“手动”状态，并按下“充气”按钮，反应室内外压力一致时会有报警提示，此时可以打开密封盖；5）将硅片按照工艺要求装夹，并小心放入反应室内，盖好密封盖；6）将转换开关打到“自动”状态，并按下“运行”按钮，此时设备将自动运行；7）本机的工艺过程为：预抽—主抽—充气—辉光—抽空—充气；8）结束时报警提示，关掉“运行”按钮后才能打开上盖，取片；9）最后一批次结束后，依次关掉气源、射频开关“预热”按钮、泵开关和面板电源开关；10）注意事项：a）变动工艺时即变动装夹负载容量时必须匹配调试；B）气体流量及各工作过程时间设定严格根据工艺进行变动.；c）辉光时密切注意反射功率情况。
等离子体刻蚀机维修指南1．在SY射频功率源能正常工作情况下1．1 由于操作工粗心大意或不当操作将反应腔的上端盖放偏了，从而导致真空抽不下。
射频功率源不能正常起辉。
1．1．1告诫工人将上端盖放正。
1．2 由于操作工在拿放硅片的过程当中有硅片的小角碎裂散落在反应腔与上端盖的密封圈之间导致真空抽不下，射频功率源不能正常起辉。
1．2．1清理碎片。
1．3反应腔上端由于积有污垢导致反应腔与上端盖的密封圈之间有微小漏气，影响了四氟化碳与氧气浓度比例。
1．3．1用沾有酒精的布擦拭反应腔上端与上端盖的密封圈上的污垢。
1．4 由于供气压力超过质量流量计正常工作压差0.1—0.5Mpa范围，从而导致质量流量计失控影响了四氟化碳与氧气浓度比例及正常的起辉压力。
1．4．1及时调整供气压力在0.15—0.2之间（视刻蚀机多少具体分析。
因一，二，三线使用台数不同。
）1．5 员工在行走当中碰到四氟化碳或氧气质量流量显示仪上的阀控开关，使其置于关闭或清洗状态也会影响四氟化碳与氧气浓度比例。
1．5．1将四氟化碳或氧气质量流量显示仪上的阀控开关拨至中间档位即阀控位。
1．6 石英管由于受到长时间的刻蚀，管壁某部位会急剧变薄，出现小针眼。
影响真空度，射频功率源不能正常起辉。
1．6．1更换石英管。
1．7 预抽阀与反应腔的连接软管有小孔或软管两头的接头不紧将导致微小漏气影响四氟化碳与氧气浓度比例。
1．7．1更换软管，拧紧接头。
1．8 真空明显抽不下。
1．8．1先查电磁隔断阀与电磁隔断放气阀是否动作，如不动作。
查电磁隔断阀与电磁隔断放气阀的保险丝是否融断，融断更换保险丝。
如线路板的元器件烧坏有备件以与更换，无备件应逐一检查线路板上的电容，电阻，桥路，二极管，中间继电器等等。
一般整流桥路易坏。
1．8．2真空泵工作时声音异常无节奏感，一般环氧板坏。
拆开上端盖，更换氧板坏。
1．9 在辉光颜色（乳白色）及供气压力正常的情况，多台刻蚀机同时出现刻不通。
1．9．1检查检测工具（万用表，表线，电烙铁的好坏）。
1．10 通至反应室软管的接头处漏气或软管有破裂将导致辉光颜色呈红色严重时将不能辉光。
1．10．1更换软管或对接头处进行处理。
1．11 控制CF4或O2的电磁阀烧坏不能动作将导致刻不通。
1．11．2 更换电磁阀。
2．在SY射频功率源不能正常工作情况下2．1 一般情况下先查保险丝和时间继电器是否坏了。
2．1．1 如果坏了更换。
2．2 如果有板压无板流。
2．2．1 板压接线断，电子管没有板压。
此时应根据图纸查找断线并对其进行焊接。
2．3 有板压，板流小且无入射功率和反射功率。
2．3．1 将射频源和匹配器之间的连接电缆插头及插座用酒精棉球擦干净即可。
2．4 有板压，板流小，有入射功率和有反射功率，但反射功率较大，调不起辉。
2．4．1 有可能是电子管电极与外壳短路，此时应根据图纸查找具体的短路点对其进行处理。
2．5 板压和板流小都很大。
2．5．1 更换电子管，如果没用可能是前级故障。