ICP刻蚀简析解析
电感耦合等离子体-反应离子刻蚀
电感耦合等离子体-反应离子刻蚀下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!电感耦合等离子体反应离子刻蚀技术简介1. 什么是电感耦合等离子体反应离子刻蚀技术？电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICPRIE）技术是一种用于微纳加工的重要工艺，广泛应用于半导体制造、光电子器件制造等领域。
ICP刻蚀工艺要点讲解
ICP刻蚀工艺要点讲解ICP（Inductively Coupled Plasma）刻蚀是一种常见的刻蚀技术，广泛应用于微电子器件制造中。
以下是对ICP刻蚀工艺要点的详细讲解，供参考。
1.ICP刻蚀原理：ICP刻蚀是利用高频激励电源产生电磁场，在反应室中形成等离子体，将基片表面产生化学反应的活性物质以离子的形式输送到基片表面，从而实现对基片表面进行刻蚀的过程。
ICP刻蚀的等离子体源通常采用偏压感应耦合状的圆锥状电极结构，通过加载高频电场，在反应室中形成高密度等离子体。
2.ICP刻蚀设备：ICP刻蚀设备由等离子体源、反应室和抽气系统等组成。
等离子体源通常采用二次加热结构，通过绕组在等离子体源周围产生交变磁场，从而使等离子体得以加热。
反应室主要是一个真空室，用于容纳等离子体和基片。
抽气系统则用于维持反应室的真空度。
3.ICP刻蚀气体选择：ICP刻蚀的气体选择是关键的一步。
常见的气体有氧气（O2）、氟化物（SF6、CF4等）和氯化物（Cl2等）。
不同气体具有不同的化学反应性质，可以实现对不同材料的刻蚀。
例如，氧气常用于氧化层的刻蚀，氟化物常用于硅基材料的刻蚀，而氯化物则常用于金属层的刻蚀。
4.ICP刻蚀参数调节：ICP刻蚀参数的调节对刻蚀结果具有重要影响。
主要参数包括功率、气体流量、工作压力和刻蚀时间等。
功率的大小决定了等离子体的密度，气体流量决定了刻蚀速率，工作压力则决定了气体的密度。
刻蚀时间取决于所需的刻蚀深度。
5.ICP刻蚀模板设计：6.ICP刻蚀优点：ICP刻蚀具有许多优点。
首先，ICP刻蚀具有较高的刻蚀速率，可用于制备较深的结构。
其次，ICP刻蚀能够实现较高的刻蚀选择比，能够实现高精度的刻蚀。
再次，ICP刻蚀对基片的损伤较小，能够保持较好的表面质量。
此外，ICP刻蚀工艺在刻蚀金属、绝缘体和半导体等材料时均具有良好的适应性。
7.ICP刻蚀应用：总结：ICP刻蚀是一种常见的微纳米加工技术，具有高刻蚀速率、高刻蚀选择比、低基片损伤等优点。
半导体刻蚀工艺技术——ICP概述
半导体刻蚀工艺技术——ICP摘要：ICP技术是微纳加工中的常用技术之一，本文简单介绍了ICP刻蚀技术(inductively coupled plasma)的基本原理和刻蚀设备的结构，对ICP工艺所涉及的化学、物理过程做了简要分析。
阐述了ICP刻蚀参数对刻蚀结果的影响以及干法刻蚀的生成物。
由于ICP技术在加工过程中可控性高，具有越来越重要的地位。
以在硅基MEMS器件的ICP刻蚀为例，详细的介绍了在硅基MEMS制作过程中ICP刻蚀的反应过程，说明了在ICP刻蚀过程中如何实现控制加工深度和角度。
据近年来国内外ICP技术的发展现状和发展趋势,对其在光电子器件、半导体氧化物、Ⅲ一V族化合物等方面的应用作了一些简要介绍。
关键词：ICP、刻蚀、参数、模型、等离子体Process technology of semiconductor etching——ICPLIU Zhi Wei（Xi'an Electronic and Science University, School of Microelectronics.1411122908）Abstract：ICP technology is one of the commonly used in micro nano processing technology，This paper simply introduces ICP etching technology (inductively coupled plasma) structure and the basic principles of etching equipment,To do a brief analysis on the ICP process involved in chemical, physical process.Describes the effects of ICP etching parameters on the etching results and the resultant dry etching. Because the ICP technology in the process of processing high controllability, plays a more and more important role. Using ICP etching in silicon MEMS device as an example, describes in detail in the reaction process of silicon based MEMS in the production process of ICP etching, explains how to realize the control of machining depth and angle in the ICP etching process. According to the development status and development trend at home and abroad in recent years of ICP technology, its application in optoelectronic devices and semiconductor oxide, III a group V compound as well as some brief introduction.Key words：ICP、etching, parameter, model, plasma1引言刻蚀是微细加工技术的一个重要组成部分,微电子学的快速发展推动其不断向前。
icp刻蚀工艺
icp刻蚀工艺ICP刻蚀工艺是一种常用于半导体制造中的重要工艺，用于在硅片表面精确刻蚀出所需的结构和图案。
本文将介绍ICP刻蚀工艺的原理、特点以及应用。
一、ICP刻蚀工艺的原理ICP（Inductively Coupled Plasma）刻蚀工艺是利用高频电场和磁场耦合的等离子体来进行刻蚀的一种方法。
其原理是通过在真空室中建立等离子体，使得气体分子被激发成等离子体，然后利用等离子体中的离子和中性粒子对硅片表面进行刻蚀。
ICP刻蚀工艺主要包括四个步骤：气体注入、等离子体激发、离子轰击和副产物排除。
首先，将所需的刻蚀气体注入真空室中，通常使用的刻蚀气体有氟化物和氯化物等；接着，通过高频电场和磁场的耦合作用，激发气体分子成为等离子体；然后，利用等离子体中的离子对硅片表面进行轰击，使其发生化学反应并刻蚀；最后，通过真空泵将副产物排除，保持真空室的清洁。
二、ICP刻蚀工艺的特点1. 高刻蚀速率：ICP刻蚀工艺由于利用了高能离子轰击硅片表面，因此具有较高的刻蚀速率，可在短时间内完成较深的刻蚀。
2. 高刻蚀选择性：ICP刻蚀工艺可根据所使用的刻蚀气体的不同，实现对不同材料的选择性刻蚀。
这对于多层结构的刻蚀非常重要。
3. 高刻蚀均匀性：ICP刻蚀工艺利用等离子体对硅片表面进行刻蚀，其刻蚀均匀性较好，可以得到较为平坦的表面。
4. 低表面粗糙度：由于ICP刻蚀工艺对硅片表面的刻蚀是通过离子轰击实现的，因此其表面粗糙度较低。
5. 环境友好：ICP刻蚀工艺不需要使用有机溶剂等对环境有害的化学物质，对环境的影响较小。
三、ICP刻蚀工艺的应用ICP刻蚀工艺广泛应用于半导体制造中的多个领域，如集成电路、光学器件、微机电系统等。
在集成电路制造中，ICP刻蚀工艺可用于刻蚀金属线、多晶硅、氮化硅等材料，用于制作电路的导线、晶体管等结构。
在光学器件制造中，ICP刻蚀工艺可用于刻蚀光波导、光栅等结构，用于制作光通信器件、光传感器等。
在微机电系统制造中，ICP刻蚀工艺可用于刻蚀微结构、微通道等，用于制作微流体芯片、压力传感器等。
ICP刻蚀简析
到一定程度时，离化率趋向于饱和，此时再增加I。
刻蚀注意事项
刻蚀前的准备要点 操作者必须仔细认真阅读操作说明，并明确每个部件在刻蚀 系统中的作用 检查水、电、气是否接好，并打开电源，冷却循环水，及压 缩空气
若工作室处于真空，须先放气然后再放入刻蚀样品。 进入真空室系统的样品，要求外部干净，尤其防止将水和液 体带入系统，放好样品后，即可开始抽真空。刻蚀过程中密 切关注系统运行状况，记录实验数据。
干法刻蚀是利用射频电源使反应气体生成反应活性 高的离子和电子，对硅片进行物理轰击及化学反应 ，以选择性的去除我们需要去除的区域。被刻蚀的 物质变成挥发性的气体，经抽气系统抽离，最后按 照设计图形要求刻蚀出我们需要实现的深度
Dry Etching Characteristics
• Advantages:
第二套射频电源连接在腔室内 下方的电极上，样品放在此台 上进行刻蚀。
3 Etchants and etch products
Solid
Si, SiO2, Si3N4 PSG, and BPSG
Si Al Organic solids Photoresists, etc.
Refractory metals (W, Ta, Ti, Mo, etc.)
刻蚀工艺的相关参数
刻蚀速率 习惯上把单位时间内去除材料的厚度定义为刻蚀速率
刻蚀速率由工艺和设备变量决定，如被刻蚀材料类型，刻蚀机 的结构配置，使用的刻蚀气体和工艺参数设置
选择比 同一刻蚀条件下，被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材
料 的刻蚀速率的比。
选择比差：11 选择比好：10 - 1000
均匀性 衡量刻蚀工艺在整个晶片上，或整个一批，或批与批
的有效利用率等。
ICP刻蚀工艺要点
ICP刻蚀工艺要点以下是ICP刻蚀工艺中的一些关键要点：1.等离子体产生：通过在真空环境中加入惰性气体（例如氩气）并使用高频电场产生RF-ICP等离子体。
这个等离子体包含了被激发的气体分子以及各种气体离子。
2.电容电感结构：在ICP刻蚀系统中，电容电感结构（LC结构）用于产生高频电场。
这样的结构包括电感线圈和电容补偿装置，可以产生强大的电磁场以产生等离子体。
3.气体分压和流量：在ICP刻蚀工艺中，需要调整气体的分压和流量以获得所需的刻蚀速率和选择性。
刻蚀速率与气体浓度和功率有关，而选择性则与气体比例有关。
4.溅射抑制：在ICP刻蚀中，溅射是一个常见的问题，可以通过将样品表面与惰性气体保持垂直以及使用较低功率来减少溅射。
5.温度控制：在ICP刻蚀中，温度对于实现所需的刻蚀速率和选择性也非常重要。
通常，通过控制气体流量和样品加热来控制温度。
6.蚀坑形貌控制：ICP刻蚀可以产生不同形貌的蚀坑，例如平坦、斜坡或峪。
这可以通过调整刻蚀参数（例如功率、气体比例和流量）以及在刻蚀过程中使用掩膜来实现。
7.选择性控制：在ICP刻蚀中，选择性是指在刻蚀材料时同时限制刻蚀相邻层的能力。
通过调整刻蚀条件和选择合适的气体比例，可以实现所需的选择性。
8.清洗和后处理：在ICP刻蚀后，样品表面可能残留有刻蚀产物或杂质，需要进行清洗和后处理。
常用的方法包括使用化学清洗剂或高温处理。
总结起来，ICP刻蚀工艺是一种高效、精确控制的刻蚀方法。
通过调整刻蚀参数和选择合适的气体比例，可以实现所需的刻蚀速率和选择性，并进行蚀坑形貌控制。
这些要点对于成功实施ICP刻蚀工艺非常重要，能够满足不同样品材料的刻蚀需求。
icp刻蚀工艺技术
icp刻蚀工艺技术ICP（Inductively Coupled Plasma）刻蚀工艺是一种利用感应耦合等离子体进行化学气相刻蚀的技术。
该技术能够实现高精度、高均匀度的刻蚀，已广泛应用于半导体、光电子、纳米材料等领域。
下面将介绍ICP刻蚀工艺的基本原理及其应用。
ICP刻蚀工艺是利用高频电场感应在低压气体中产生的高温等离子体对材料进行刻蚀。
工艺流程一般包括预处理、腐蚀、刻蚀等几个步骤。
首先，在预处理阶段，将待刻蚀的样品进行清洗，去除表面的污染物和氧化层，以保证刻蚀的质量和精度。
然后，在腐蚀阶段，将样品放置在腐蚀室中，通过辅助电源提供电场，使得样品表面均匀地被腐蚀，形成蚀刻层。
最后，在刻蚀阶段，通过改变气体组分、功率密度等参数，控制蚀刻速率和刻蚀深度，实现对样品的精确刻蚀。
ICP刻蚀工艺具有许多优点。
首先，由于高能量等离子体的使用，ICP刻蚀能够实现更深和更均匀的蚀刻深度，刻蚀速率高。
其次，在刻蚀过程中，等离子体对样品的表面进行蚀刻，从而形成良好的刻蚀质量和表面平整度。
此外，ICP刻蚀操作简单，可以进行批量生产，提高生产效率。
ICP刻蚀工艺在各个领域都有广泛的应用。
首先，在集成电路制造中，ICP刻蚀工艺可以用于制备光刻掩膜、图案转移、开窗等工艺步骤，实现半导体器件的精细加工。
其次，在光电子器件制造中，ICP刻蚀工艺可以用于制备光栅、波导等光学元件，提高器件的性能和稳定性。
此外，ICP刻蚀工艺还被广泛应用于纳米材料的制备和研究中，可以实现对纳米结构的精细刻蚀。
然而，ICP刻蚀工艺也存在一些问题。
首先，等离子体的高温和高能量可能会导致材料的损伤和变形，降低器件性能。
其次，刻蚀过程中产生的副产物和气体可能会对设备和环境造成污染和损害。
综上所述，ICP刻蚀工艺是一种高精度、高均匀度的刻蚀技术，广泛应用于半导体、光电子、纳米材料等领域。
随着对器件制备和研究要求的不断提高，ICP刻蚀工艺将会得到更广泛的应用和发展。
详述蚀刻ICP-TCP
详述蚀刻原理及类型不要单一的理解plasma的激发方式。
一般来讲，常见的有：RIE：Reactive Ion EtchingICP：Inductively coupled plasmaTCP：transformer coupled plasmaCCP：Capacitively Coupled Plasma话说80年代，半导体处于6寸-8寸时代。
大部分厂家使用RIE，这个就是比较通用chamber。
上部电极接地，下部接power。
基本上就满足了当时plasma的蚀刻要求。
要我说，这个就是武林中的九阴真经。
RIEInteraction between ions & neutral reactive species(radicals) in a reactive gasTop = groundedBot = RF 13.56MHzBot = negatively biased (self_bias voltage Vdc)as if DC voltage were appliedVdc several hundreds of VPositive ions accelerated by this voltage > anisotropyDamage: due to energy of ion bombardment (ion sputtering)到了90年代，三国鼎立，出现AMAT ICP，Lam TCP ，TEL CCP的强势武功。
本来大家都是从九阴真经的RIE发展而来。
所以骨子里面还是有相同的地方。
大师兄：AMAT我嫡传RIE，然后在RIE基础上加了一个类似锅盖的线圈，通电加上power以后，多了一个控制plasma 的有利武器。
可以精确的控制plasma的激励浓度和电子密度。
称霸一时。
Inductively-- 感应式，就是靠通电线圈激发的。
二师兄：LAM。
大师兄既然搞了一个Inductively，我不能抄袭，干脆把桶形的线圈变成盘形，一个是结构更见简单，另外，和wafer 合成平行板型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
射频电源 真空室
插板阀 开关
电控柜
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。
4）、反应气体的选择和配比。
刻蚀注意事项
刻蚀前的准备要点 操作者必须仔细认真阅读操作说明，并明确每个部件在刻蚀 系统中的作用 检查水、电、气是否接好，并打开电源，冷却循环水，及压 缩空气
若工作室处于真空，须先放气然后再放入刻蚀样品。 进入真空室系统的样品，要求外部干净，尤其防止将水和液 体带入系统，放好样品后，即可开始抽真空。刻蚀过程中密 切关注系统运行状况，记录实验数据。
Anisotropic etch profile is possible Chemical consumption is small Disposal of reaction products less costly Suitable for automation, single wafer, cassette to cassette • Disadvantages: Complex equipment, RF, gas metering, vacuum, instrumentation Selectivity can be poor Residues left on wafer
之间刻蚀能力的参数。
U(%) = ( Emax – Emin ) / ( Emax+ Emin)
刻蚀剖面 被刻蚀图形的侧壁形状
各向异性：刻蚀只在垂直
于晶片表面的方向进行
各项同性：在所有方向上以
相同的刻蚀速率进行刻蚀
2 ICP 刻蚀：Inductively Couple Plasma Etch 感应耦合等离子体刻蚀
刻蚀工艺的相关参数
刻蚀速率 习惯上把单位时间内去除材料的厚度定义为刻蚀速率
刻蚀速率由工艺和设备变量决定，如被刻蚀材料类型，刻蚀机 刻蚀条件下，被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料
的刻蚀速率的比。
选择比差：11 选择比好：10 - 1000
均匀性 衡量刻蚀工艺在整个晶片上，或整个一批，或批与批
➢产生聚合物和硅刻蚀交替进行； ➢快速切换；
Deep dry etching
有意形成聚合物（侧壁钝 化） ，目的是在侧壁上形 成抗腐蚀膜，从而防治横 向刻蚀，形成高的各项异 性刻蚀。
刻蚀相关参数
1）、工作压力的选择：对于不同的要求，工作压力的选择很重要，压力取决于通气 量和泵的抽速，合理的压力设定值可以增加对反应速率的控制、增加反应气体 的有效利用率等。
第二套射频电源连接在腔室内 下方的电极上，样品放在此台 上进行刻蚀。
3 Etchants and etch products
Solid
Si, SiO2, Si3N4 PSG, and BPSG
Si Al Organic solids Photoresists, etc.
Refractory metals (W, Ta, Ti, Mo, etc.)
CO, CO2, HF WF6 …..
GaCl3, AsCl5, ….
BOSCH ICP
The Bosch process uses two chemistries, one to generate polymers and the other to etch silicon. The etch machine switches between the two every few seconds to ensure that the sidewalls are covered with polymer allowing fast, deep trench etching.
ICP刻蚀简析
1 刻蚀简介 2 ICP刻蚀原理 3 ICP刻蚀及检测
1 刻蚀：
通过物理和/或化学方法将下层材料中没有被上 层掩蔽膜材料掩蔽的部分去掉，从而在下层材料 上获得与掩蔽膜图形完全对应的图形。
光刻
湿法刻蚀与干法刻蚀
湿法刻蚀即利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学 反应来去除薄膜未被光刻胶掩膜覆盖的部分，而达 到刻蚀的目的。
GaAs, InP
Etch gas
CF4, SF6, and NF3
Cl2 and CCl2F2 BCl3, CCl4, Cl2
O2 O2 + CF4
CF4
Cl2 and CCl2F2
Etch product
SiF4
SiCl2 and SiCl4 Al2Cl6 and AlCl3 CO, CO2, H2O
Wet Etching Characteristics
• Advantages: Simple equipment High throughput High selectivity
• Disadvantages: Isotropic etching leads to undercutting Chemical costs are high Disposal cost are high
2）、RF功率的选择：RF功率的选择可以决定刻蚀过程中物理轰击所占的比重，对 于刻蚀速率和选择比起到关键作用。RF功率、反应气体的选择和气体通入的方 式可以控制刻蚀过程为同步刻蚀亦或是BOSCH工艺。
3）、ICP功率：ICP功率对于气体离化率起到关键作用，保证反应气体的充分利用。 在气体流量一定的情况下，随着ICP功率的增加气体离化率也相应增加，可增加 到一定程度时，离化率趋向于饱和，此时再增加ICP功率就会造成浪费。
干法刻蚀是利用射频电源使反应气体生成反应活性 高的离子和电子，对硅片进行物理轰击及化学反应 ，以选择性的去除我们需要去除的区域。被刻蚀的 物质变成挥发性的气体，经抽气系统抽离，最后按 照设计图形要求刻蚀出我们需要实现的深度
Dry Etching Characteristics
• Advantages: