之前发的这篇半导体工艺（八）里有较多错误，在这里重新更正后发表~对之前的错误若有对各位老师的误导，说声抱歉。

这一篇就主要说说干法刻蚀中的刻蚀设备以及简单描述其工作原理等等

常用的等离子体刻蚀设备可以根据等离子体源分为电容耦合等离子体（Capacitively Coupled Pla***a，CCP）刻蚀，电感耦合等离子体（Inductively Coupled Pla***a，ICP）刻蚀,这两种是工业界应用最多的两种。其余还有Helicon Pla***a（螺旋波等离子体）和微波等离子体（Microwave Pla***a）后两种工业界应用较少因此在这里不做详细介绍。

1.电容耦合等离子体刻蚀设备（CCP）

是一种施加在极板上的射频电源通过电容耦合的方式在反应腔内产生等离子体并用于刻蚀的设备。最初应用的CCP是单频的，频率一般为13.56MHz(美国无线电协会指定频率)。

为了更好地解耦等离子体密度和离子能量，现今使用的CCP一般是双频的，其中高频电源主要控制等离子体密度，低频电源主要控制离子能量，一般来说两个频率并不是任意选择的，高频电源一般是低频电源的整数倍，如80MHz和2MHz 来保证更好地耦合效果。

CCP的优势是其反应腔室小，离子能量相对于其他等离子体源（如ICP）较大。因此常用于“硬材料”如SiO2, Si3N4 这种绝缘介质蚀刻。更高的离子能量可以更快地蚀刻样品。反应腔室地工作气压一般在10~500mTorr. 在此范围内更低的气压可以增强气体的扩散效果（自由程增加，减少碰撞频率从而使电子能量分布的高能部分增加，从而提高了等离子体的电子温度，电子温度的增加将增加等离子体边缘的鞘层厚度进而使得离子能量增大加快刻蚀。同时，较高的偏压可以使入射离子的角度分布变窄从而有利于高深宽比蚀刻。一般使用 ~KV这种数量级的偏压。离子能量的大小以及分布对刻蚀的细小部分以及对器件的损伤也是有很明显的影响。

2.电感耦合等离子体设备（ICP）

电感耦合等离子体（ICP）刻蚀设备是一种将射频电源（13.56MHz）的能量经由电感线圈（天线），以电磁波耦合的形式进入反应腔内部，电磁波的能量被吸收产生高能电场（此可类比为一个变压器等效电路），腔室内的自由电子被电场加速到一定能量产生链式电离过程使中性分子电离形成离子和电子。

相比于CCP，ICP具有较高的等离子体密度和较低的离子能量，其中ICP的一大优势是双频ICP对于密度控制和离子能量控制的解耦程度大大好于双频CCP。下极板一般是容性耦合控制离子能量。

ICP 主要应用于硅，碳，金属等材料的蚀刻

使用CCP或ICP进行样品刻蚀的一般机理被称作反应离子刻蚀（RIE），也称作等离子体刻蚀，是一种采用化学反应和物理离子轰击去除样品表面材料的技术。

一个反应腔室内的刻蚀来源可被简单分为三个，纯化学刻蚀，物理溅射，和反应离子刻蚀，化学刻蚀的优势是选择性高但各向同性，物理溅射方向单一但是选择性差，反应离子刻蚀综合了前两者的优点，并且还能以比远高于前两者的速度进行蚀刻，一般主流的机理解释分为两种，一种是中性粒子的化学吸附降低了表面材料的结合能从而使高能粒子更容易地去除表面材料，另一种是中性分子和样品反应在侧壁会生成的难蚀刻聚合物阻挡横向蚀刻。前者的典型例子是 Cl2/Ar 刻蚀硅，后一种的典型例子是 Cl2/BCl3 刻蚀铝。

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半导体工艺（八）干法刻蚀2.0之修正篇