感应耦合式电浆蚀刻原理
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。
电浆的基础讲解
原子核
基態
分解碰撞(Dissociation Collision)
电子和分子碰撞时,如果因撞击而传递到分子的能量会 比分子的键结能量要高戥,那就能打破化学键并且产生 自由基(Free Radicals)
e- + AB → A + B + e AB 是分子,而A和B两者都是由分解碰撞所產生的自由
在抽至高真空的反应室内的两个平行板电极之 间加上电压来產生电浆
电浆的产生
由於这两个平行板 电极就好像电容器 中的电极,所以也称 為电容耦合型 (Capacitively Coupled)电浆源
RF电浆的产生
两电极中通RF高电压,产生交流电场 如RF能量够高,自由电子会被加速 直到自由电子得到足够的能量来和反应室中的
游离率也与压力,电极间的距离,製程气体的种 类以及电浆反应器的设计有关
控制施加的功率→控制电子能量→控制游离率
电浆的产生
直流电浆源[Direct Current (DC) Plasma], 用 于离子佈植机(Ion Implanter)
射頻电浆源[Radio Frequency (RF) Plasma], 用于感应式耦合电浆(ICP)
离子化碰撞(Ionization Collision)
当电子与一个原子或一个分子相碰撞,它会将 部分的能量传递至受到原子核或分子核所束缚 的轨道电子上
如果轨道电子获得的能量而足以脱离核子的束 缚,它就会变成自由电子
e- + A → A+ + 2 e (e-代表电子,A代表中性原子或分子,而A+代表
原子或分子碰撞以产生另一个离子和另一个自 由电子 离子化碰撞是一连串的反应,因此整个反应室 就迅速地充满了等量的电子和离子,也就是充 满了电浆
电容屏ITO、银浆蚀刻设备工作原理
电容屏ITO、银浆蚀刻设备⼯作原理电容屏ITO、银浆蚀刻设备⼯作原理触摸屏的⼴泛应⽤，ITO导电薄膜受到⼈们的重视。
⽽紫外激光的波长短、能量集中、分辨率⾼，因此在去除焊料外壳、在电⼦线路板上钻微孔、在薄膜或薄⽚材料中制作微通道、进⾏精密切割和对移动破碎站接等微加⼯领域具有⼴泛的应⽤，现在红外光纤也在这技术上得到很好的应该。
ITO薄膜激光刻蚀设备正是利⽤紫外激光器的⾼能量特性来对ITO薄膜进⾏冷加⼯处理，在薄膜表⾯制作微细的通道，完成图形的制备。
与传统的湿法光刻技术不同，它不需要事先在薄膜上⽤光刻胶形成掩模，既简化了⼯艺流程也不会造成环境污染。
本系统刻蚀的线宽在⼏⼗微⽶，属于激光微细加⼯技术的范畴。
在加⼯过程中由于激光能量的⾼斯分布特性，在物件划槽截⾯形状为椭圆或类三⾓形，影响了ITO导电薄膜的性能，进⽽制约了液晶显⽰⾏业的发展。
本加⼯设备中⾃⾏研制了⼀套激光微细加⼯的匀光系统，使激光能量分布均匀，呈现类似的平顶分布，很好地解决了上述问题。
与市场上已经成熟的光束整形器件相⽐，匀光系统有相对的优势。
供应:激光蚀刻银浆、光刻银浆、细线印刷银浆、导电碳浆、UV⾼透绝缘油.品牌有:韩国inktec、⽇本太阳油墨、美国ECM~欢迎来电~139******** QQ：598362644E-mail:*************匀光系统介绍这⾥所⽤的激光器提供波长为355 nm的紫外光源，该光源保证单模(TEM00)输出并且截⾯能量呈⾼斯分布；激光束⾸先经过扩束镜准直，使得光束的束腰直径增⼤，发散⾓减⼩。
扩束后的激光束垂直照射到匀光系统的⼈射⾯，经匀光系统分光后，激光束由进⼊前截⾯为圆形的⼀束激光束变为截⾯为半圆形的两束激光，并且这两束激光束平⾏射出；被分光后的两束激光经聚焦镜聚焦后各⾃的光斑相互接近，此时两个光斑的能量发⽣重叠形成⼼得光斑，随着两个光斑之间距离的接近，沿垂直半圆光斑直径的中⼼，叠加后的能量分布近似为平顶，如图1所⽰。
蚀刻工艺原理
蚀刻工艺原理蚀刻工艺是一种常见的微纳加工技术，广泛应用于半导体制造、光学器件制造、生物芯片制备等领域。
蚀刻工艺的原理主要是利用化学溶液或等离子体等介质对材料表面进行物理或化学的腐蚀，从而形成所需的微细结构。
蚀刻工艺的原理可以分为湿法蚀刻和干法蚀刻两种类型。
湿法蚀刻是指利用化学溶液对材料表面进行溶解或氧化的蚀刻工艺。
在湿法蚀刻中，通常会选择一种特定的蚀刻溶液，通过控制溶液的成分、温度、浓度等参数，使得溶液与材料表面发生特定的化学反应，从而实现对材料的蚀刻加工。
湿法蚀刻工艺具有成本低、加工速度快等优点，但也存在溶液处理、废液处理等环境污染问题。
干法蚀刻是指利用等离子体或气相化学反应对材料表面进行蚀刻的工艺。
在干法蚀刻中，通常会使用高能离子束或化学气相沉积等技术，将气相中的原子或分子聚集到材料表面，通过化学反应或物理碰撞的方式对材料表面进行加工。
干法蚀刻工艺具有加工精度高、表面质量好等优点，但也存在设备成本高、加工速度慢等缺点。
蚀刻工艺的原理在实际应用中通常需要考虑多种因素，包括材料的选择、蚀刻溶液的配方、加工参数的优化等。
在半导体制造领域，蚀刻工艺常用于芯片的电路图案定义、衬底的表面处理等工序，对蚀刻加工的精度、均匀性、成本等方面都有较高的要求。
在生物芯片制备领域，蚀刻工艺常用于微流控芯片、生物传感器等微纳结构的加工，对蚀刻加工的生物相容性、加工速度等方面也有特殊要求。
总的来说，蚀刻工艺的原理是通过化学溶液或等离子体对材料表面进行物理或化学的腐蚀，从而实现对材料的微细加工。
不同类型的蚀刻工艺在实际应用中各有优缺点，需要根据具体的加工要求和材料特性进行选择和优化。
随着微纳加工技术的不断发展，蚀刻工艺在微纳加工领域的应用前景将更加广阔。
蚀刻工艺原理
蚀刻工艺原理
蚀刻工艺是一种将金属表面雕刻成所需图案的制造方法。
其原理是利用化学反应将金属表面部分物质溶解掉，从而形成所需的图案。
蚀刻工艺主要包括以下几个步骤：
1.设计图案：首先需要设计出所需的图案，可以使用计算机辅助设计软件进行设计。
2.制作蚀刻板：将设计好的图案打印在透明胶片上，然后将胶片放在感光涂层的铜板上，经过曝光和显影处理，形成感光涂层上的图案。
接着，在感光涂层上涂覆一层保护膜，再用酸性溶液将未被保护的部分化学反应掉，最终形成铜板上所需的凹槽和凸起。
3.蚀刻处理：将制作好的蚀刻板放入酸性溶液中进行蚀刻处理。
由于铜板上只有凹槽和凸起两种不同深度的区域，因此在酸性溶液中只会对凹槽进行化学反应，从而使其更深更宽。
而凸起部分由于受到保护膜的保护，不会被酸性溶液侵蚀。
经过一定时间的处理，铜板上的图案就被刻成了所需的形状。
4.清洗和抛光：将蚀刻板从酸性溶液中取出，用清水彻底清洗干净。
然
后进行抛光处理，使铜板表面更加光滑。
以上就是蚀刻工艺的基本原理和步骤。
蚀刻工艺具有制作精度高、生
产效率高、成本低等优点，在电子、印刷、珠宝等领域得到广泛应用。
电感耦合等离子体原理
1、物理溅射蚀刻（只有能量离子）溅射刻蚀利用能量离子对材料表面进行轰击，使原子从材料表面飞溅出去，从而实现去除材料的目的。
溅射率（每个入射离子所溅射出来的材料原子数）随着离子能量的增加而快速增加。
在离子能量一定的情况下，不同材料的溅射速率相差不大，故而这个过程选择性很差。
溅射是纯物理过程，速率一般比较低。
离子轰击的方向性很强，具有很高的各向异性，可以形成亚微米级的图形，是四种蚀刻中唯一一个可以去除非挥发性产物的过程。
离子能量高低会形成三种效果：①能力太低，轰击在蚀刻材料表面被反射回去了或吸附在材料表面②轰击材料表面导致材料表面原子溅射出去③能量太高，离子轰击到材料内部去了2、纯化学蚀刻（蚀刻粒子）等离子与蚀刻材料形成气相产物，产物必须具有挥发性，这个过程可以具有很高的选择比。
3、离子增强蚀刻（蚀刻粒子+能量离子）离子增强刻蚀是物理溅射刻蚀和化学刻蚀相结合的工艺过程。
离子轰击作用的辅助大大增强了衬底表面的化学反应活性，提高了反应生成物的挥发性，刻蚀效果有明显改善4、侧壁抑制蚀刻（蚀刻粒子+能量离子+先驱物粒子）侧壁抑制刻蚀需要在刻蚀中使用能形成阻挡层的粒子，即等离子体同时提供刻蚀粒子、能量离子和形成阻挡层的先驱物粒子。
先驱物粒子可以吸附在衬底表面形成阻挡层（聚合物薄膜），衬底正面离子轰击比较强，破坏了阻挡层的形成或形成后被去除暴露出衬底表面，而离子轰击薄弱的地方如侧壁，阻挡层附着在侧壁，保护衬底不被蚀刻。
常用的阻挡层先驱物粒子包括CF2、CF3、CCl2等，可以形成碳氟或碳氯聚合物薄膜。
此种工艺可以获得垂直侧壁的高度各向异性备注：等离子体可以包含三种：蚀刻粒子、能量离子、形成阻挡层的先驱物粒子5、工艺对ICP的影响①掩膜：如光刻胶，显影后需要有一个烘烤的过程，称为坚膜，作用有四：去除光刻胶里剩余的溶剂+增强光刻胶与衬底的附着力+提高光刻胶的抗高温、抗蚀刻能力+获得不同角度的胶坡度。
坚膜温度不能太高，否则光刻胶中溶剂太少，导致去胶困难，同时增加了光刻胶内部内应力，导致附着力差。
蚀刻技术
蚀刻技术（Etching）蚀刻技术是一种把制程中不要的薄膜部分蚀尽目前广泛应用之半导体制程的蚀刻技术湿式蚀刻(Wet Etching)利用化学溶液和薄膜间产生化学反应乾式蚀刻(Dry Etching)利用物理作用(如电浆中离子去撞击晶片表面)把制程中不要的部分蚀刻乾净等向性蚀刻非等向性蚀刻8-1 湿式蚀刻技术影响湿式蚀刻反应的效果,有下面几个参数:(1)溶液之浓度(2)反应温度(3)蚀刻时间(4)溶液的搅拌目前最常被使用之搅拌技术有:气泡(Bubble) 方式或者是超音波振荡(Ultrasonic Agitation)方式.二氧化矽(SiO2)的蚀刻二氧化矽(Silicon Dioxide, SiO2)层不仅可作为绝缘层更可作为介电层.以目前薄膜成长技术而言,是一种相当稳定且成熟之技术.此材料之蚀刻液是氢氟酸(Hydrofluoric Acid, HF)最为有效率.若遭HF溶液触及皮肤应尽速用葡萄酸钙涂抹患部数分钟,而后再用清水冲洗之以防止氢氟酸所衍生之骨蒸病(蚀骨症)缓冲氢氟酸(Buffer HF,BHF或者称BOE,Buffer Oxide Etcher) :氟化氨(NH4F)和水混合作为二氧化矽之蚀刻液,可作为氢氟酸之缓冲剂以补充氟离子在溶液因蚀刻反应所消耗之量,并有助於控制溶液之pH 值氮化矽(Silicon Nitride,Si3N4)之蚀刻氮化矽材料又是一种半导体制程应用中,常用之材料,主要可做场氧化层(Field Oxide)制程时之光罩,绝缘层,保护层(Passivation Layer)等.湿式蚀刻法利用49%HF和70%硝酸以体积比例3:10加以混合;或加热磷酸但氮化矽是一种结构很强之化合物,湿式蚀刻律很慢,大部分是使用电浆之乾式蚀科技术来进行矽材料之蚀刻矽材料本身没有高选择性之蚀刻液,通常是使用硝酸(HNO3)与氢氟酸(HF)二者之混合液来进行,利用亚硝酸将矽表面矽原子氧化成二氧化矽,然后再利用氢氟酸将生成之二氧化矽移除.Si+HNO3+6HF→H2SiF6+HNO2+H2+H2OSi2++2OH-→Si(OH)2→SiO2+H2H2O OH-+H+Si+2h+→Si2+其化湿式蚀刻之制程配方8-2 乾式蚀刻技术所谓乾式蚀刻,是以气体配合电浆(Plasma)技术来蚀刻表面原子的过程,在此制程中并不使用任何化学溶液.电浆来源是来自:(1)一个是带正电荷的离子(2)另外是带负电的电子团目前常用之电浆蚀刻技术有:1.活性离子蚀刻(Reactive Ion Etching, RIE).2.磁强化活性离子蚀刻(Magnetically Enhanced RIE, MERIE).3.活性离子蚀刻(Feactive Ion Beam Etching, RIBE).4.低电压及电密度之电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance, ECR).5.螺旋波(Helicoid Wave).6.螺旋共振器(Helicoid Resonator).7.感应耦合电浆(Inductively Coupled Plasma, ICP).电浆之基本性质电浆可视为离子化之气态,这些带正负电粒子藉著静电力之交互作用,而呈现出集体化行为(Collective Behavior)激发气体成离子化态之方式有二种方式:(1)直流电浆(DC Plasma)(2)射频交流电浆(AC Plasma) :(1)无电荷蓄积现象及(2)离子化之效果比DC方式来的强(3)反应腔真空度不必太高乾式蚀刻方法1. 电浆蚀刻技术:2. 反应性离子蚀刻技术(Reactive lon Etching, RIE)为半导体制程之主流(结合物理和化学去除薄膜之机构,具非等向性蚀刻优点和选择性蚀刻技术)有下列几种蚀刻机制:(1)非活性粒子的物理溅击作用.(2)活性粒子的物理溅击作用.(3)电浆之化学反应.(4)活性离子之化学反应.物理作用化学作用基本上,乾蚀刻依反应器对操作形态可分下面几种:1.电容耦合式电浆反应器:2.磁加强性反应式离子蚀刻法(Magnetically Enchanced RIE, MERIE):3.电子回旋共振蚀刻技术(Electron Cyclotron Resonance, ECR):4.螺旋波(Helicoin Wave)蚀刻技术:5.感应耦合电浆蚀刻技术(Inductively Coupled Plasma, ICP):电浆蚀刻之主要效应1. 氢气效应(Hydrogen Effect):CF4电浆是蚀刻Si ,SiO2最常用到之气体,二者之蚀刻率非常接近,若加入少量氢气, Si的蚀刻率随加入H2量增加而急剧下降,而SiO2之蚀刻率却缓慢下降.H2分解成自由基及离子,H自由基和F自由基结合成HF以降低F自由基浓度,而降低对Si蚀刻率Si + 4F SiF4SiO2 + 4F SiF4 + O22. 氧气效应(Oxygen Effect):CF4+O COF2+2F含氧的生成物消耗电浆内的碳原子,使F/C比例升高,因此CF4+O2的电浆对Si之蚀刻率比单纯以CF4快3. 选择性之蚀刻:控制电浆的气体贮组成,控制CF4内之H2和O2含量H(g)+F(g)→HF(g)4. 负载效应(Loading Effect):整体负载效应: 和所要蚀刻之基材面积有关,蚀刻率和晶片数成反比微负载效应(区域负载效应) :由於蚀刻活性种传输不平均所致5. 深宽比之外观效应(Aspect Ratio Dependent Etching, ARDE): 不同宽度的深沟所蚀刻的深度不尽相同,宽度较宽蚀刻后之深度较深6. 电浆蚀刻之天线效应(Antenna Effect):8-3 蚀刻技术未来走向乾式蚀刻技术之发展,在确保半导体制程线宽0.2μm以下扮演极为重要之角色,以目前所研发蚀刻技术之重点,不外乎在改善蚀刻机之非等向性,选择性与蚀刻率之问题.让电浆内离子密度和能量独立进行控制和调整以强化乾式蚀刻之非等向性,选择性与蚀刻率。
蚀刻
• 磁场强化活性离子蚀刻是在传统的活性离子蚀刻系统中加入永久性磁 铁或线圈，产生与芯片平行的磁场，又由于自给偏压所形成的电场与 芯片垂直，因此电子将以螺旋的方式移动，如此一来可减少电子与腔 壁间的撞击，并增加电子撞击气体分子的机率，而产生较高密度的电 浆。
• 感应耦合式电浆是在反应器上方有一介电层窗，其上方有螺旋缠绕的线圈， 并藉由此感应线圈在介电层窗下方产生电浆，电浆的产生位置距离芯片只有 几个平均自由径，故只有少量的电浆密度损失，因此可达成高密度电浆。 BMR的HIETCH将传统的两种系统整合起来了。
纯物理性蚀刻分析
• 利用偏压将离子加速，进行对wafer 的sputter，此过程乃完全利用物理 上能量的转移。 • 离子撞击拥有很好的方向性，可获 得接近垂直的蚀刻轮廓（非等向性 蚀刻anisotropic)。 • 光阻与待蚀刻材料两者将同时遭受 蚀刻，造成对屏蔽物质的蚀刻选择 比变差，同时蚀刻终点(End point) 必须精确掌控，因为以离子撞击方 式蚀刻对于底层物质的选择比很低 (selectively较差）。 • 此外，它的蚀刻效率较低。
• 纯化学反应性蚀刻拥有类似于湿式蚀刻的优点及 缺点，即高选择比及等向性蚀刻。无法应用至次 微米(Å)的组件制程上，包含了线宽控制与均匀性 等问题。
纵观蚀刻过程
• 氟碳比，（Fluorin to Carbon ratio model) gasCF4
– 氟的作用是与基材表面产生化学反应，产生挥发性的产物，因此当氟的成 份增加时，蚀刻速率增加。在硅表面上的反应会消耗氟，而碳并不会损失。 – 碳在电浆中的作用为提供聚合物的来源（可保护侧壁不被蚀刻） ，因此 碳会抑制蚀刻的进行，当碳的成份增加时，将使得蚀刻速率减缓。 – 在制程中加入O2，可消耗C，氟碳比上升，蚀刻速度上升。CF4 + O2 COF2 + 2F – 在制程中加入H2，形成HF(2CF4+H2 2HF+2C),对硅而言，蚀刻速度直线下降,但 对氧化硅，因其含有氧的成分，可局部消耗碳，蚀刻速度不变，这样可提 升SiO2和Si的蚀刻选择比。
icp原理完整版
ICP/OES原理概论一、ICP/OES分析特点ICP光谱法ICP为发射光源的光谱分析法,其全称为感应耦合电浆发射光谱仪(inductively couple plasma optical emission spectrometry,简称ICP/OES).由于ICP/OES具有良好的检出限和分析精度,基质干扰小,线性动态范围宽,分析者可以用标准物资配置一系列的标准,以及样品处理简单快捷等优点,因此它被广泛运用于地质、冶金、机械制造、环境保护、生物医学等领域.ICP/OES分析的特点(1)测定元素范围广,从原理上讲它可以用于测定除氩以外所有已知光谱的元素.(2)线性分析范围广,工作曲线的直线范围可达到5~6个数量级,待测元素的质量浓度在1ppm以下一般都呈现良好的线性关系.(3)大多数元素都有良好的检出限,电浆的高温和环形结构,使分析物在一个直径约1~3mm狭窄的中间通道内充分的预热去溶,挥发,原子化,电离和激发；致使元素周期表内大部分元素在水溶液中的检出限达到0.01~10ppm.(4)可供选择的波长多,每个元素都有好几个灵敏度不同的波长供测定,因此ICP/OES适用于超微量分析到成分的测定.(5)分析的精度高,分析物由载气带入中间通道内,相当于在一个静电屏蔽区内进行原子化,电离和激发,分析物组的变化不会影响到电浆能量的变化,保证了具有较高的分析精度.当分析物浓度大于等于检测限的100倍时,测定的标准偏差(RSD)一般在1~3%的范围内.在相同情况下,其精度高于其它仪器.(6)干扰较少.在氩气电浆光源中,分析物原子化,激发,基本上没有什么化学干扰和电离干扰,基质干扰也较小,因此,一般不使用内标法.低的干扰水平和高的分析准确度,是ICP/OES最主要的优点之一.(7)同时和顺序元素的能力强.同时多元素能力是发射光谱法的共同特点,非ICP发射法特有.但是由于ICP具有低干扰和时间分布的高度稳定性以及宽的线性分析范围,因而可以更好的进行同时或顺序多元素分析.ICP/OES的局限性和不足之处是,设备费用和操作费用较高,一般需要转化为溶液,有的放射性元素以及人造元素的测试不是很适用,基质干扰仍然存在,光谱干扰不可避免,氩气消耗量大.二、电浆简介电浆是一种原子或分子大部分已经电离的气体.是电的良导体,因其中的正、负电荷密度几乎相等,所以从整体上来看它是电中性的.ICP属高温等离子体,温度可高达5000k~10000k.如图示,被测定的溶液首先进入雾化系统,并在其中转化为气溶胶,一部分细微颗粒被氩气载入电浆的环形中心,另一部分颗粒较大的则被排出.进入电浆的气溶胶高温的作用下,经过蒸发、干燥、分解、原子化和电离的过程,所产生的原子和离子被激发,并发射出各种特定波长的光,这些经光学系统让我们需要的波长的光照射到探测器上,产生电信号到计算机中,计算机其与标准电信号相比较,从而计算溶液的浓度.ICP产生的离子通过锥被引入四极杆质谱仪,进行质谱分析,则为ICP/MS.等离子体光源是六十年代发展的一类新型光谱分析用光源.出ICP外,还有直流等离子体(direct current plasma,简称DCP),微波感因等离子体(microwave induced plasma,简称MIP),其中ICP因其突出的优点而在分析中获得广泛应用.三、ICP的产生ICP光源是由高频感应电流产生的类似火焰的激发光源.仪器主要由高频产生器、电浆炬管、雾化器等三部分组成. 高频产生器的作用是产生高频电磁场供给电浆能量.频率多为27~50MHz,最大输出功率通常是2~4kW.ICP的主体部分是高频线圈内的炬管,是一个层同心的石英炬管,感应线圈S为2~5匝空心铜管.石英炬管分为三层.最外层通氩气作为保护气体,沿切线方向吹入,流量一般为10~15L/min,它的作用是把等离子体和石英炬管隔离开,可保护石英炬管不被烧毁.由于它的保护作用使电浆的扩大受到抑制而被“包裹”在炬管内.中层管通入辅助气体,用于点燃电浆.中心层以氩气为载气,把经过雾化的样品以气溶胶的形式引入到电浆中,流量一般为1.0~1.5L/min.高频产生器接通电源后,高频电流通过线圈,即在炬管中产生变化的电磁场, 炬管中若有导体就会产生感应电流.这种电流的流线呈闭合的涡旋状即涡电流.它的电阻很小,电流很大(可达几百安培),释放出大量的热能(达10000k).电流接通后, 石英炬管中内为氩气,它不导电,用高压火花点燃使炬管内气体电离.由于电磁感应和高频磁场,在时间变化上成正比例的电场在石英炬管随之产生.电子和离子被电场加速,同时和气体分子、原子等碰撞,使更多的气体电离,电子和离子各在相反的方向上在炬管内沿闭合回路流动,形成涡流,在管口形成火炬状的稳定的等离子焰炬.电浆外观象火焰,但它不是化学燃烧火焰而是气体放电.它分为3个区域：a.焰心区.感应线圈区域内,白色不透明的焰心,高频电流形成的涡流区,温度最高达10000k,电子密度也高.它发射很强的连续光谱,光谱分析应避开这个区域.样品在这里被预热,蒸发,又称预热区b.内焰区.在感应圈上10~20mm左右处,淡蓝色半透明的炬焰,温度约为6000~8000k.样品在此停留约0.002s,经历原子化、激发、电离过程,然后发射很强的原子线和离子线.这是光谱分析所利用的区域,称为观测区.观光时在感应线圈上的高度称为观测高度.这区间光谱背景低,分析元素时可获得最高的信背比.c.尾焰区.在内焰区前方,温度低于6000k,只能发射激发电位较低的谱线.四、进样系统进样系统的作用是利用载气流将液体样品雾化成细微的气溶胶状态并输入到电浆中.进样系统由雾化器、混合腔和注入管组成.1、雾化装置最常用的雾化器有气动雾化器和超音波雾化器(1)同心气动雾化器又叫麦恩哈德(Meinhard) 雾化器,它由硼硅酸盐玻璃吹制而成的,该雾化器利用通过小孔的高速气流产生的低压提升液体,并将其粉碎成细微的雾滴.这种雾化器的气体约为1L/min,线性压力比大气压高300kPa,水的提升量为1.6mL/min(指不接毛细管且没有水头压力下工作), 雾化率(已提升的液体注入电浆的比例)为1~3%.同心气动雾化器是一种常用的雾化器.液体的提升可以直接自吸喷雾,也可以利用蠕动泵输入.用此雾化器喷雾阳离子质量浓度小于4mg/mL的稀水溶液,可以长期保持稳定.但溶液盐类浓度过大时易产生“盐析”而导致部分堵塞.为避免“盐析”可采取两个措施,一是以水湿润氩气载气,二是每个样品喷雾10~20s的1mol/L HCl溶液.待测溶液一定要经过过滤才能测定.耐氢氟酸腐蚀的雾化器系由聚三氟氯化乙烯制成外管,由铂-铱合金制成毛细管,雾化器装在聚四氟乙烯制的雾室中. (2)交叉式气动雾化器其成雾机理与同心气动雾化器原理相同.对于玻璃同心雾化器,毛细管与外管之间的间隙不应大于0.1mm；而交叉式雾化器,两个喷嘴之间的垂直距离不应大于0.1mm.毛细管容易被堵塞,这是各类气动雾化器存在的主要问题,特别对于高盐分溶液或悬浮液雾化时更是如此.一般认为交叉式雾化器相对具有较强的抗高盐分和悬浮体溶液的能力.(3)超音波雾化器由超音频电发生器、进样器和混合室三部分组成,频电发生器的电磁震荡通过高频电缆与混合室中的换能器相连接.芯片在高频电压作用下产生同频率的机械震动,将电磁能转换为机械能而产生超声波.当超声波连续到液体中时,将产生周期性的压缩相位和稀疏相位.在稀疏相位时,液体被拉伸而出现细小的空穴,形成气泡；而在压缩相位时,空穴将受到迅速的冲击而闭合,气泡附近因而形成强烈的激波.超声波雾化就是利用这种液体与空气接口间的空化作用,使液体形成气溶胶.与气动雾化器相比,超声波雾化器具有许多诱人的优点,其一是换能器上气溶胶产生速率与载气流量无关,因而气溶胶产生速率及载气可以独立选择,以便ICP性能更优化；其二是所得气溶胶数量较气动雾化器约大10倍,且雾化效果更加理想；其三是气溶胶颗粒的平均大小与超声波频率有关,增大频率可产生较细的雾滴,因而分析物运输效率将提高,去溶和原子化将更容易进行；其四是可用于高盐分和悬浮液的雾化.但是超声波雾化器记忆效应大,精密度降低,这是超声波雾化器不及气动雾化器应用广泛的重要原因.2、混合腔混合腔的作用是将较大的雾滴(直径>10um)从细微的雾滴中分离出来,且阻止它们进入电浆中.各种气动雾化器产生的雾滴,其直径在0.1~100um的范围内,较大液滴进入电浆会使电浆发射信号的噪音非常大,并且能引入过多的水分将降低电浆的温度.混合腔可以使载气突然改变方向,让比较小的液滴跟随载气进入电浆中,而较大液滴由于惯性的作用,不能迅速转向而撞击到混合室壁上,聚集在一起向下流,通过最低点的管道排出.有以下几种不同类型的混合腔.3、注入管经过混合腔的分离,小颗粒的液滴将通过注入管进到电浆里,注入管有以下几种五、石英炬管炬管的结构形状对ICP光谱分析性能有直接的关系, 炬管为三管同轴式石英管(如图). 炬管的主要作用是电浆与负载线圈隔离开,并借助通入的保护气体带走电浆的热量和限制电浆大小.在ICP光谱法中,一般要求炬管易点燃、能够获得稳定的具有环状结构的电浆、氩气消耗少、功耗低以及具有良好的耦合效率,即功率转换率高.传统的炬管是垂直安装的,在侧向进行光谱观测(ICP轴与观测方向垂直,称为垂直观测),这种垂直观测主要局限于光程较短,检出能力受到一定影响,但对较高浓度组分的测定有较高的准确性和精密度,有利于金属样品,高盐分样品,有机样品或悬浮液样品中主、次和痕量元素的测定.采用轴向观测装置(即ICP轴与观测方向水平,称为轴向观测或水平观测),是最近几年推出的提高ICP灵敏度的新技术.观测光程加大,检测限下降,适合测试痕量元素.但要用气体将电浆的尾焰吹开,防止过高温度对观测设备的损坏.双向观测方式,具有同时进行垂直与水平观测的能力,可实现样品中痕量、低含量及主量元素的同时分析测试,且无须进行样品稀释,极大的扩展了测定的动态范围.。
感应耦合等离子体干法刻蚀中光刻胶异常变性的改善
感应耦合等离子体干法刻蚀中光刻胶异常变性的改善徐纯洁;张福刚;崔立加;张雪峰;徐浩;刘日久;李根范;王世凯;郑载润【摘要】通过不同感应耦合等离子体刻蚀条件下进行的玻璃基板发生光刻胶变性的位置,研究光刻胶变性与下部电极结构的相关性.研究结果表明:下部电极的Dam 区对玻璃基板的冷却效果较差,导致该区域的玻璃基板上光刻胶容易产生变性.经过对下部电极Dam区的改造可以有效增大玻璃基板的冷却范围,改善光刻胶变性残留问题.%Comparing with the degenerated map of photoresist with substrate under different condition of inductively coupled plasma(ICP)etch recipe,this article explored the relationship between the degeneration of photoresist and the structure of electrode.Research results showed that the edge of electrode,which we called Dam Area,has poor cooling performance,thus leading to much more possibility of degeneration.We also developed an optimized Dam structure of electrode that can be used to enhance the cooling performance of the substrate,and solved the degeneration issue.【期刊名称】《液晶与显示》【年(卷),期】2017(032)004【总页数】4页(P265-268)【关键词】感应耦合等离子体;干法刻蚀;下部电极;光刻胶;湿法去胶【作者】徐纯洁;张福刚;崔立加;张雪峰;徐浩;刘日久;李根范;王世凯;郑载润【作者单位】合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011;合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥 230011【正文语种】中文【中图分类】TN141.9干法刻蚀和湿法刻蚀是现代半导体工艺技术中的一个重要组成部分，湿法刻蚀是指通过化学药液与被刻蚀物质发生化学反应而去除被刻蚀物质的方法，湿法刻蚀的特点是去除过程各向同性，会产生侧向钻蚀。
感应耦合等离子体选择性刻蚀GaNAlGaN
自然科学版 " ’卷 !!!!!!!!!!!! !!!! 西安电子科技大学学报 ! !!!!!!!!!!!! !!!! 第 ’ # ! !
刻蚀速率的增加是由 于高 能量的 离子能 更有 效 0 / 2 3 4 的刻蚀速率随着偏压或离子能量的增加单调地增长 ! 地击破材料的化学键 ! 同时更有利于刻蚀 产 物 从 表 面 被 溅 蚀 去 除 . 图*和!所示刻蚀过程中其他刻蚀参数 # # 压力*V $ 自偏压* 由于 2 % 为" ( / ’ "K / K : ;! 0 1流量* "K / K : ;$ 3 # "Z$ U ( V 功率# " "H. 3 4 材料中 2 3 ! 流量 而0 %4 的 键能 为* 所 以在 相同 刻蚀条 件下 0 4 的键能为,. % ! E Z! / 2 3 4中0 / *. # ! E Z! / 2 3 4比2 3 4 的刻 蚀速率慢 . 图* 中 2 而图 ! 中两者的选择比在自偏压由 3 4和0 / 2 3 4 的选择比随U ( V 功率的增大基本不变 ! 在自偏 压由# 选择比随 ! " Z 增大到 # " Z 的过程中由 % 逐渐减小到 *. #! "Z增 大 到* ! "Z过 程 中 逐 渐 接 近 *. 自偏压变化是由于 0 当自偏压大 / 2 3 4 材料刻蚀速率 在 自 偏 压 小 于# "Z时 随 自 偏 压 的 增 大 速 率 增 加 缓 慢 ! 而2 于# "Z时刻蚀速率迅速增大 ! 3 4 的刻蚀速率从! "Z到* ! "Z一直随自偏压增大而增大 .
收稿日期 ! ! " " # $ " % $ " % 基金项目 ! 国家重大基础研究项目 ! " 资助 ! " # 国家部委预研项目资助 ! " % & ’ ! " " ! ( ) ’ * * % " + + * ’ " , " " * " 作者简介 ! 王 ! 冲! " $ 男$ 西安电子科技大学博士研究生 . * % & , $
蚀刻原理
蚀刻原理在氯化铜溶液中加入氨水,发生络合反应, CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2 在蚀刻过程中,基板上面的铜被〔Cu (NH3)4〕2+络离子氧化,其蚀刻反应：Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl所生成的〔Cu(NH3)2〕1+不具有蚀刻能力,在过量的氨水和氯离子存在的情况下,能很快地被空气中的氧所氧化,生成具有蚀刻能力的〔Cu(NH3)4〕2+络离子,其再生反应如下：2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2 →2Cu(NH3)4Cl+H2O所以在蚀刻时,应不断补加氨水和氯化铵,也称子液.Cu(NH3)2Cl 氯化二氨合铜(I) 氯化亚铜氨Cu(NH3)4Cl2 氯化四氨合铜(II) 氯化铜氨氨水少量：CuCl2 + 2 NH3H2O = Cu(OH)2↓ + 2 NH4Cl Cu2+ + 2 NH3H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH4+ 氨水过量：CuCl2 + 4 NH3H2O = [Cu(NH3)4]Cl2 + 2 H2O Cu2+ + 4 NH3H2O =[Cu(NH3)4]2+ + 2 H2O2014-12-04 2个回答氯化铜与氨气反应？应该是在溶液中反应吧。
溶液中反应有两种情况：一种是少量氨水：CuCl2+2NH3.H2O=2NH4Cl+Cu(OH)2↓，则有蓝色沉淀生成一种是氨水过量，则生成的沉淀会与氨水进一步生成络合物[Cu(NH3)4]Cl2，沉淀又会消失，方程式为：CuCl2+ ...2014-11-28 3个回答碱性与酸性蚀刻的特点时间:2011-07-20 23:54:09点击:YM-W235碱性蚀刻液为高速、高含铜量，针对细线路特别设计的电路板蚀刻液，药液稳定，且适合各种如锡、锡铅、镍、金等抗蚀刻材料。
使明1．高稳定性，不会沉淀，维护容易2．可调控高速蚀刻速率3．高铜含量4．良好的水洗YM-W235碱性蚀刻液为高速、高含铜量，针对细线路特别设计的电路板蚀刻液，药液稳定，且适合各种如锡、锡铅、镍、金等抗蚀刻材料。
蚀刻机工作原理
蚀刻机工作原理
蚀刻机是一种利用化学反应原理进行加工的机器，它可以将图案、文字等图形刻在各种材料表面上。
蚀刻机的工作原理是利用化学反应原理，将图案、文字等图形刻在各种材料表面上。
蚀刻机的工作原理是利用化学反应原理，将图案、文字等图形刻在各种材料表面上。
蚀刻机的主要部件包括：蚀刻槽、电源、控制器、喷嘴、泵等。
蚀刻机的工作过程分为三个步骤：准备工作、蚀刻加工、清洗处理。
进行准备工作。
将需要刻印的图案、文字等图形设计好，然后将其转化为数字信号，通过控制器将数字信号传输到蚀刻机中。
接着，将需要刻印的材料放入蚀刻槽中，加入蚀刻液，调整蚀刻液的浓度和温度，使其达到最佳的蚀刻效果。
进行蚀刻加工。
蚀刻机通过喷嘴将蚀刻液喷洒在材料表面，蚀刻液与材料表面发生化学反应，使其表面被蚀刻掉，形成图案、文字等图形。
蚀刻加工的时间和深度可以通过控制器进行调整，以达到最佳的蚀刻效果。
进行清洗处理。
蚀刻加工完成后，需要将材料表面的蚀刻液清洗干净，以免对材料表面造成损伤。
清洗处理可以通过泵将清洗液喷洒在材料表面，将蚀刻液清洗干净。
蚀刻机是一种利用化学反应原理进行加工的机器，它可以将图案、
文字等图形刻在各种材料表面上。
蚀刻机的工作原理是利用化学反应原理，将图案、文字等图形刻在各种材料表面上。
蚀刻机的工作过程分为准备工作、蚀刻加工、清洗处理三个步骤，通过控制器可以调整蚀刻加工的时间和深度，以达到最佳的蚀刻效果。
单晶硅电感耦合等离子刻蚀加工
单晶硅电感耦合等离子刻蚀加工
单晶硅电感耦合等离子刻蚀（Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching, ICP-RIE）是将可燃性气体放入容器内加热后，通过电感耦合器产生高能电子，从而形成等离子体的一种前沿技术。
它兼具刻蚀和光刻的优点，加工的物料可以是在常温下刻蚀不受影响的金属和金属氧化物，也可以是在常温下不刻蚀的聚酰胺和硅酸盐等半导体的表面。
单晶硅电感耦合等离子刻蚀首先是在真空容器中定置一个能够有效生成高能等离子体的电感耦合器。
在产生高能等离子体的过程中，可以采用较宽范围的输入电压和输入电流，有利于分解可燃性气体，或安装多个喷嘴，用于进行半导体加工时的活性气体调节。
此外，ICP-RIE还增加了可以在真空容器中安装地片的机制。
地片就像一个巨大的电极，能够用来检测，并通过改变电极之间的电压，来改变高能等离子体的位置，进而控制刻蚀加工。
总之，单晶硅等离子电感耦合刻蚀技术，由于其兼具刻蚀和光刻两种特性，可以加工传统刻蚀技术无法加工的聚合物及混合物，也可以非常精确的刻蚀半导体，因此在电子行业、军工行业中广泛应用。
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1.蚀刻的定义：
蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术
2. 什么是电浆：具有等量的正電荷和負電荷的離子氣體
電漿就是有著帶電與中性粒子之準中性的氣體，基本上电浆式由部分解离的气体及等量的带正，负电荷的粒子所组成，其中所含的气体具有高度活性，它式利用外加的电场驱动而形成，并且会产生辉光放电现象。
（蚀刻用的电浆中，气体的解离程度很低，属于低密度电浆）
3. 电浆的形成：
电浆是介由直流（DC）偏压或交流射频（RF）偏压下的电场形成，如下图所示
在电浆中的电子来源通常由二：一为分子或原子解离后所产生的电子，另为离子撞击电极所产生的二次电子，在直流(DC)电场下产生的电浆其电子主要以二次电子为主，而交流射频（RF）电场下产生的电浆其电子源其以分子或原子解离后所产生的电子为主。
4.为什么A3采用交流射频（RF）电场产生电浆粒子：
在电浆蚀刻中以直流方式产生辉光放电现象，会由一下确定1。
，需要消耗较高的功率，这样产生的粒子密度低。
不利于快速生产。
2.需要以粒子撞击电极产生二次电子，如此将造成电极材料的耗损;3.所需电极材料必须为导体，如此一来将不适用于晶圆制程中。
在射频放电（RF Discharge）状态下，由于高频操作，使得大部分的电子早半个周期内没有足够的时间移动到正电极，因此这些电子将会在电极间震荡，并与气体分子产生碰撞。
而射频放电所需的震荡频率下限将视电极间的间距，压力，射频电场振幅的大小及气体分子的解离能为而决定。
一般的射频系统所采用的操作频率大都为13.56HZ
相较与直流放电，射频放电具有一下优点：1.放电的情况可一直持续下去而无需二次电子的发射，当晶圆本身即为电极的一部分时，这点对半导体材料制程显得十分重要了。
;2.由于电子来回的震荡，因此粒子化的几率大为提高，蚀刻速率因此而提升；3.可在较低的电极电压下操作，以减少电浆对元器件所导致的损坏；4.对于介电质材料同样可以运作。
5.A3机台电浆蚀刻的基本物理及化学现象
在电浆蚀刻中，随着制程参数及电浆状态的改变，可以区分为两种极端的性质蚀刻方式，即纯物理性蚀刻与纯化学反应蚀刻。
纯物理蚀刻可视为物理溅镀（Sputter）方式它式利用辉光放电，将气体如Ar,解离程带正电的粒子，再利用偏压将电子加速，溅击在被蚀刻物的表面，而将被蚀刻物质原子击出。
此过程乃完全利用物理上的能量转移，故称之为物理性蚀刻。
其特色为粒子撞击拥有很好的方向性，可变为接近垂直的蚀刻轮廓。
但缺点式由于粒子式以撞击的方式蚀刻的目的，因此光阻与待蚀刻材料两者将同时遭受蚀刻，造成对遮罩物质的蚀刻选择比较差，同时蚀刻终点必须精确掌控，因为以粒子撞击方式蚀刻对底层物质的选择比较低，且被击出的物质往往是非挥发性物质，而这些物质容易再度沉积至被蚀刻物薄膜的表面或侧壁。
加上蚀刻效率偏低，因此，以纯物理性蚀刻方式在集成电路制造过程中很少被用到。
化学反应蚀刻，是利用电浆产生化学活性极强的原（分）子团，此原（分）子团扩散至待蚀刻物质的表面，并与待蚀刻物质反应产生挥发性反应生成物，并被真空设备抽
离反应腔室。
因此种反应完全利用化学来达成，故称之为化学反应，此种蚀刻方式相近于湿法蚀刻，只是反应物及产物的状态由液态改变为气态，并利用电浆来促进蚀刻的速率。