反應(yīng)離子刻蝕的操作方法

通過向晶片盤片施加強(qiáng)RF（射頻）電磁場，在系統(tǒng)中啟動(dòng)等離子體。該場通常設(shè)定為13.56兆赫茲的頻率，施加在幾百瓦特。振蕩電場通過剝離電子來電離氣體分子，從而產(chǎn)生等離子體 [3]  。在場的每個(gè)循環(huán)中，電子在室中上下電加速，有時(shí)撞擊室的上壁和晶片盤。同時(shí)，響應(yīng)于RF電場，更大質(zhì)量的離子移動(dòng)相對較少。當(dāng)電子被吸收到腔室壁中時(shí)，它們被簡單地送到地面并且不會(huì)改變系統(tǒng)的電子狀態(tài)。然而，沉積在晶片盤片上的電子由于其DC隔離而導(dǎo)致盤片積聚電荷。這種電荷積聚在盤片上產(chǎn)生大的負(fù)電壓，通常約為幾百伏。由于與自由電子相比較高的正離子濃度，等離子體本身產(chǎn)生略微正電荷。由于大的電壓差，正離子傾向于朝向晶片盤漂移，在晶片盤中它們與待蝕刻的樣品碰撞。離子與樣品表面上的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但也可以通過轉(zhuǎn)移一些動(dòng)能來敲除（濺射）某些材料。由于反應(yīng)離子的大部分垂直傳遞，反應(yīng)離子蝕刻可以產(chǎn)生非常各向異性的蝕刻輪廓，這與濕化學(xué)蝕刻的典型各向同性輪廓形成對比。RIE系統(tǒng)中的蝕刻條件很大程度上取決于許多工藝參數(shù)，例如壓力，氣體流量和RF功率。 RIE的改進(jìn)版本是深反應(yīng)離子蝕刻，用于挖掘深部特征。

反應(yīng)離子刻蝕的原理

在反應(yīng)離子刻蝕中，氣體放電產(chǎn)生的等離子體中有大量化學(xué)活性的氣體離子，這些離子與材料表面相互作用導(dǎo)致表面原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成可揮發(fā)產(chǎn)物。這些揮發(fā)產(chǎn)物隨真空抽氣系統(tǒng)被排走。隨著材料表層的“反應(yīng)-剝離-排放”的周期循環(huán)，材料被逐層刻蝕到特定深度。除了表面化學(xué)反應(yīng)外，帶能量的離子轟擊材料表面也會(huì)使表面原子濺射，產(chǎn)生一定的刻蝕作用。所以，反應(yīng)離子刻蝕包括物理和化學(xué)刻蝕兩者的結(jié)合。

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離子束刻蝕機(jī)

離子束刻蝕是通過物理濺射功能進(jìn)行加工的離子銑。國內(nèi)應(yīng)用廣泛的雙柵考夫曼刻蝕機(jī)通常由屏柵和加速柵組成離子光學(xué)系統(tǒng)，其工作臺(tái)可以方便地調(diào)整傾角，使碲鎘gong基片法線與離子束的入射方向成θ角，并繞自身的法線旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。評價(jià)溝槽輪廓主要的參數(shù)有溝槽的開口寬度We、溝槽的刻蝕深度H、臺(tái)面的坡度角φ和溝槽底部的寬度Wb。我們常用的深寬比（Aspectratio）是指槽深H和槽開口寬度We的比值，本文中用R表示。深寬比是常用來作為衡量刻蝕工藝水平和刻蝕圖形好壞的評價(jià)參數(shù)。

加速1器從離子源獲得的離子束的能量一般從幾百電子伏到幾萬電子伏。因?yàn)橛酶咭鲭妷悍绞将@得較高能量的離子束受到擊穿的限制，所以必須使離子在電場和磁場中加速,這類裝置叫做加1速器(見粒子加1速器)使用各種加1速器可以使離子獲得很高的能量（如幾百吉電子伏），也可以使離子減速，以獲得能量較低的（如幾十電子伏）但流強(qiáng)很高的離子束。