icp与ccp干法刻蚀原理
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。
ICP刻蚀简析解析
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
干法刻蚀去除硬化光刻胶的原理
干法刻蚀去除硬化光刻胶的原理
干法刻蚀去除硬化光刻胶的原理主要是利用等离子体放电产生的活性粒子与光刻胶中的化学物质发生反应，使光刻胶发生降解或挥发，从而实现对光刻胶的去除。
具体来说，干法刻蚀过程通常包括以下几个步骤：
1. 预处理：在刻蚀之前，通常需要对光刻胶进行预处理，如表面清洗、烘干等，以去除光刻胶表面的杂质和水分，提高刻蚀效果。
2. 放电激活：通过施加高能电子或离子束等手段，使光刻胶表面产生等离子体放电，激活光刻胶中的化学物质。
3. 反应降解：在等离子体放电的作用下，光刻胶中的化学物质与活性粒子发生反应，形成挥发性物质，从而实现对光刻胶的去除。
4. 刻蚀速率控制：通过调节放电参数、刻蚀气体种类和压力等条件，可以控制刻蚀速率，实现对光刻胶的精细刻蚀。
5. 刻蚀后处理：刻蚀完成后，需要进行后处理，如清洗、烘干等，以去除残留的光刻胶和刻蚀产物，提高刻蚀效果。
干法刻蚀去除硬化光刻胶具有高分辨率、高纵横比、高刻蚀速率等优点，广泛应用于微电子制造、光电子制造等领域。
2019年国产半导体刻蚀设备领先企业中微公司专题研究：CCP、ICP是先进干法刻蚀设备的主流技术路径
2019年国产半导体刻蚀设备领先企业中微公司专题研究：CCP、ICP是先进干法刻蚀设备的主流技术路径正文目录中微公司：潜力深远的国产半导体刻蚀设备领先企业 (5)十余年专注发展，构建半导体刻蚀设备+MOCVD设备产业双布局 (5)受益于持续的技术创新和市场开拓，公司盈利能力逐步提升 (8)自主研发是公司发展的核心驱动力，人才激励机制保障长期竞争力 (12)市场地位稳步提升，产品竞争力迈向全球第一梯队 (15)募投项目聚焦核心产品，自主研发+外延式成长或是公司未来发展路径 (17)刻蚀技术解析：半导体工艺的“点睛之笔” (19)刻蚀工艺是复制掩膜图形的关键步骤，干法刻蚀是芯片制造主要技术路径 (20)CCP、ICP是先进干法刻蚀设备的主流技术路径 (22)中国孕育全球最大半导体设备市场，刻蚀设备是国产化前沿阵地 (26)全球刻蚀设备市场高度集中，海外龙头自主研发实力强劲 (26)国产刻蚀设备制造商奋起直追，进口替代历史机遇渐行渐近 (28)中国大陆半导体设备需求高涨，刻蚀设备19~21年均市场或达343亿元 (30)半导体设备行业估值讨论 (35)海外半导体设备公司估值方法讨论 (35)应用材料 (35)泛林半导体 (36)A股半导体设备公司估值水平 (39)风险提示 (40)图表目录图表1：中微公司主要产品情况一览 (5)图表2：中微公司设立以来主要产品的演变情况 (6)图表3：中微公司股权结构图 (7)图表4：中微公司控股和参股公司结构图 (8)图表5：近年公司刻蚀设备产品的产量和销量 (8)图表6：近年公司MOCVD设备产品的产量和销量 (8)图表7：近年公司刻蚀设备产品收入 (9)图表8：近年公司MOCVD设备产品收入 (9)图表9：近年公司主要产品的销售均价情况 (9)图表10：近年公司营业收入及增速 (10)图表11：近年公司归母净利润及增速 (10)图表12：近年公司收入的业务构成情况 (10)图表13：近年公司收入的地区构成情况 (10)图表14：近年公司主要业务毛利率情况 (11)图表15：近年公司期间费用率情况 (11)图表16：公司与同行业上市公司毛利率水平的对比 (11)图表17：公司产品的主要原材料构成及对应零部件 (12)图表18：近年公司研发投入情况 (12)图表19：公司电容性等离子体刻蚀设备（CCP）核心技术 (13)图表20：公司电感性等离子体刻蚀设备（ICP）核心技术 (13)图表21：公司深硅刻蚀设备（TSV）核心技术 (13)图表22：公司MOCVD设备核心技术 (14)图表23：公司电容性等离子体刻蚀设备（CCP）主要研发项目 (14)图表24：公司电感性等离子体刻蚀设备（ICP）主要研发项目 (14)图表25：公司MOCVD设备主要研发项目 (15)图表26：近年公司员工人数及人均产值情况 (15)图表27：2018年公司各专业分工员工人数及占比 (15)图表28：公司所处行业主要竞争者一览 (16)图表29：公司所处行业主要客户群体一览 (16)图表30：国内知名存储芯片制造企业A近期刻蚀设备份额（台数占比） (16)图表31：国内知名存储芯片制造企业B近期刻蚀设备份额（台数占比） (16)图表32：公司拟募集资金的运用 (17)图表33：半导体晶圆加工的六大生产区域示意图 (19)图表34：晶圆加工流程所需核心设备及中外代表企业 (19)图表35：干法刻蚀流程示意图 (20)图表36：主要刻蚀参数 (20)图表37：刻蚀工艺分类示意图 (21)图表38：干法刻蚀的物理和化学反应机理 (21)图表39：干法刻蚀的应用 (22)图表40：传统反应离子刻蚀机示意图 (23)图表41：电子回旋加速振荡刻蚀机（ECR）示意图 (23)图表42：电容、电感耦合等离子体刻蚀机（CCP、ICP）示意图 (24)图表43：双等离子体源刻蚀机示意图 (24)图表44：原子层刻蚀（ALE）工艺示意图 (25)图表45：2018年全球半导体设备系统及服务市场份额 (26)图表46：2018年全球前十大半导体设备供应商排名（按半导体业务营收排名） (26)图表47：全球半导体设备企业优势产品分布图（营业收入为2018财年数据） (27)图表48：2017年全球刻蚀设备市场份额分布情况 (27)图表49：2009~2017财年应用材料、拉姆研究、东京电子研发费用及营收占比情况 . 28图表50：刻蚀设备龙头公司收购相关标的情况 (28)图表51：2017年中国大陆进口半导体设备的金额占比 (29)图表52：中国半导体设备代表企业产品分布图 (29)图表53：中外刻蚀设备企业产品及技术比较 (30)图表54：2008~2017年全球GDP与半导体及设备市场规模增速比较 (31)图表55：2005~2020年全球半导体设备销售规模及预测 (31)图表56：2005~2020年全球半导体设备销售额的地区分布 (32)图表57：2005~2020年中国半导体设备销售额的全球占比 (32)图表58：2011~2020年中国大陆半导体设备销售规模及增速 (32)图表59：中国大陆晶圆厂分布及建设规划 (33)图表60：晶圆厂建设投资构成 (33)图表61：中国大陆半导体晶圆制造设备、刻蚀设备需求空间测算 (34)图表62：应用材料1987-2018年间不同估值方法情况展示 (36)图表63：泛林半导体1987-2018年间不同估值方法情况展示 (38)图表64：中国半导体设备行业主要设备制造商一览 (39)图表65：A股半导体设备上市公司估值情况 (39)中微公司：潜力深远的国产半导体刻蚀设备领先企业十余年专注发展，构建半导体刻蚀设备+MOCVD设备产业双布局中微公司是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司，是中国集成电路设备行业的领先企业，是由一大批在全球半导体设备产业长期耕耘，做出突出贡献的研发、工程技术、销售和营运专家创立和参与的科创企业。
干法蚀刻设备原理
干法蚀刻设备原理# 干法蚀刻设备原理## 1. 引言嘿，你有没有想过，那些微小的芯片或者高科技的电子元件是怎么被精准加工制造出来的呢？难道都是靠一些超级精密的魔法工具吗？哈哈，当然不是啦。
今天呢，咱们就来一起深入了解一下干法蚀刻设备原理，从它的基础概念开始，一直到它在各种领域的应用，中间还会给大家讲讲容易产生的误解以及一些有趣的相关知识哦。
## 2. 核心原理### 2.1基本概念与理论背景干法蚀刻呢，简单来说，就是一种在制作电子元件过程中用来去除材料的技术。
它的根源啊，可以追溯到人们对微观加工技术的需求。
随着电子设备越来越小，功能越来越强大，就需要更精准的加工手段来制造那些超级小的电路元件。
在理论上，干法蚀刻是利用等离子体或者化学反应气体来去除材料的。
比如说，等离子体就像是一群非常活跃的小粒子军团，它们有着很强的能量。
这个技术发展到现在，经历了不少的阶段呢。
最开始的时候，可能只是一些比较简单的尝试，到后来逐渐变得更加复杂和精准。
### 2.2运行机制与过程分析那干法蚀刻设备到底是怎么工作的呢？咱们来一步一步看。
首先是产生等离子体。
这就好比是在一个特殊的小天地里，给气体施加能量，就像给一群安静的小动物打了一针兴奋剂一样，让它们变得超级活跃，形成等离子体。
然后呢，这些等离子体就会冲向需要被蚀刻的材料。
打个比方，这就像是一群小士兵冲向敌人的堡垒，每个小士兵都有自己的任务。
等离子体中的粒子会和材料表面发生反应。
如果是化学反应蚀刻的话，就像是不同的化学物质见面了，然后互相作用，把不需要的部分变成其他的物质，这样就可以被轻松地去除掉了。
如果是物理蚀刻的话，就有点像用小锤子一下一下地把多余的部分敲掉。
在整个过程中，设备还得精确控制各种参数呢，比如说气体的流量啊、能量的大小啊，就像厨师做菜的时候要精确控制火候和调料的用量一样，不然做出来的东西可就不对味啦。
## 3. 理论与实际应用### 3.1日常生活中的实际应用你可能想不到，干法蚀刻设备原理在我们日常生活中的应用还挺多的呢。
ICP工艺原理
（积聚反应） （离子——原子交换反应） （置换反应）
上标“*”指示那些能量要远远大于基态的粒子。中性基团具有不完整的结合
状态并非常活跃， 离子是带电的原子或分子，它们也许会带有大于一个的正电荷 或者带有负电荷
[72]
。
化学过程的第二个主要反应是这些活性粒子与基片固体表面的相互作用， 即 刻蚀过程是一种气相与固相界面上的化学反应过程。 该反应过程一般可分为三步： 首先是固相表面对这些化学活性物质产生的化学吸附； 然后被吸附的活性物质与 固相表面进一步发生化学反应， 反应生成物应具有挥发性；最后是固相表面的反 应化合物的脱附。 刻蚀过程中主要的物理过程是离子对基片表面的轰击。 这里的物理轰击作用 不等同于溅射刻蚀中的纯物理过程，它对化学反应具有明显的辅助作用，即具有 较高动能的电子可以打断化学键， 起到刻蚀作用， 这类似于反应离子刻蚀 （RIE） 过程，还能够轰击吸附在表面，且阻挡刻蚀进一步进行的反应生成物脱附表面， 促进基片表面的化学反应及去除基片表面的非挥发性残留物。 离子相关的刻蚀机制可以通过反应斑点模型来解释。首先，活性物质由等离 子体产生并被片子表面吸附， 然后，离子通过片子表面上形成的壳层电场时被加 速并垂直向片子轰击， 如此入射到片子表面上的离子，同原子重复地进行碰撞直 至终止。能否撕成微小的碎片，要看碰撞时交换的能量。入射离子的能量通常小 于 1 keV，在片子上的注入深度通常远小于 20 nm。入射离子的能量转换为晶格 的振动能， 吸附在片子表面上的游离基团有很大的几率获得这份能量，然后在反 应斑点区域加速反应， 挥发性的产物被离子碰撞加速解吸，激活的游离基团再次 被吸附， 重复着进行如上的反应，从而在离子入射的地方发生了选择性的反应刻 蚀。 一个入射离子产生一个反应斑点， 使被吸附的数个游离基团加速了化学反应。 由于是加速化学反应，所以有高的刻蚀速率和选择性，它的反应速率常数 R 为:
半导体刻蚀工艺技术——ICP.
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。
干法刻蚀原理
干法刻蚀原理干法刻蚀是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于集成电路制造、微纳米器件制备等领域。
干法刻蚀是指在无液体介质的条件下，利用化学气相反应或物理能量加工材料表面的过程。
本文将介绍干法刻蚀的原理及其在微纳加工中的应用。
干法刻蚀的原理主要包括物理干法刻蚀和化学干法刻蚀两种方式。
物理干法刻蚀是利用物理能量对材料进行加工，常见的有离子束刻蚀、反应离子刻蚀等。
而化学干法刻蚀则是通过化学气相反应来实现对材料的加工，包括等离子体刻蚀、化学气相沉积等。
在物理干法刻蚀中，离子束刻蚀是一种常见的方法。
离子束刻蚀是利用高能离子轰击材料表面，使其发生物理或化学变化，从而实现对材料的加工。
通过控制离子束的能量、角度和注入时间，可以实现对材料表面的精细加工。
在化学干法刻蚀中，等离子体刻蚀是一种常用的方法。
等离子体刻蚀是利用等离子体中的活性粒子对材料表面进行化学反应，从而实现对材料的加工。
通过控制等离子体中的成分和反应条件，可以实现对材料的高精度加工。
干法刻蚀在微纳加工中具有重要的应用价值。
首先，干法刻蚀可以实现对材料的高精度加工，可以制备出尺寸精密、表面光滑的微纳器件。
其次，干法刻蚀可以实现对材料的选择性加工，可以在不同材料之间实现清晰的界面。
最后，干法刻蚀可以实现对材料的大面积加工，可以满足大规模生产的需求。
总的来说，干法刻蚀是一种重要的微纳加工技术，具有高精度、选择性和大面积加工的优势。
在未来的微纳加工中，干法刻蚀将继续发挥重要作用，推动微纳器件的发展和应用。
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icp与ccp干法刻蚀原理
ICP与CCP干法刻蚀原理
一、引言
干法刻蚀是一种常用于半导体制造工艺中的刻蚀方法，其核心原理是利用化学反应或物理能量将材料表面的原子或分子移除，从而实现对材料的精确加工。
在干法刻蚀中，ICP（Inductively Coupled Plasma，感应耦合等离子体）和CCP（Capacitively Coupled Plasma，电容耦合等离子体）是两种常见的刻蚀方式。
本文将介绍ICP和CCP干法刻蚀的原理及其区别。
二、ICP干法刻蚀原理
ICP干法刻蚀是利用感应耦合等离子体（ICP）产生的高能粒子对材料表面进行刻蚀。
具体过程如下：
1. 高频电源产生高频电场，通过电感耦合将能量传递给气体，使气体处于等离子体状态。
2. 气体在高频电场的作用下，电离成等离子体，形成带电粒子，其中包括正离子、电子等。
3. 正离子通过感应耦合电场加速，进入气体与材料相接触的区域。
4. 高能正离子与材料表面的原子或分子碰撞，将其击出，形成刻蚀过程。
5. 刻蚀产物通过气体的扩散和抽真空系统的排除，离开刻蚀室。
ICP干法刻蚀的优点在于能够产生高浓度、高能量的等离子体，对于复杂结构的材料具有较好的刻蚀均匀性和精度。
然而，ICP干法刻蚀的设备复杂、成本高，且对材料表面的损伤相对较大。
三、CCP干法刻蚀原理
CCP干法刻蚀是利用电容耦合等离子体（CCP）产生的电子和正离子对材料表面进行刻蚀。
具体过程如下：
1. 电容耦合等离子体（CCP）由射频电源产生，产生的高频电场将气体电离成等离子体，形成带电粒子。
2. 电子在高频电场的作用下被加速，形成高能电子。
3. 高能电子与气体分子碰撞，使其电离，产生更多的电子和正离子。
4. 正离子通过电场加速，进入气体与材料相接触的区域。
5. 高能正离子与材料表面的原子或分子碰撞，将其击出，形成刻蚀过程。
6. 刻蚀产物通过气体的扩散和抽真空系统的排除，离开刻蚀室。
CCP干法刻蚀相对于ICP干法刻蚀来说，设备更简化、成本更低，且对材料表面的损伤较小。
然而，由于CCP产生的等离子体密度较低，刻蚀速率较慢且不均匀，对于某些复杂结构的材料可能无法满足要求。
四、ICP与CCP干法刻蚀的区别
ICP和CCP干法刻蚀的主要区别在于产生等离子体的方式和刻蚀效
果。
1. 产生等离子体的方式：ICP利用感应耦合产生等离子体，而CCP 利用电容耦合产生等离子体。
2. 刻蚀效果：ICP干法刻蚀具有较好的刻蚀均匀性和精度，但对材料表面的损伤相对较大；CCP干法刻蚀设备简化、成本更低，对材料表面的损伤较小，但刻蚀速率较慢且不均匀。
3. 应用领域：ICP干法刻蚀适用于对刻蚀均匀性和精度要求较高的材料，如集成电路制造；CCP干法刻蚀适用于对刻蚀速率要求较低的材料，如光学器件制造。
五、总结
ICP和CCP干法刻蚀是常见的半导体制造工艺中的刻蚀方法。
ICP干法刻蚀利用感应耦合等离子体产生的高能粒子对材料表面进行刻蚀，具有较好的刻蚀均匀性和精度；CCP干法刻蚀利用电容耦合等离子体产生的电子和正离子对材料表面进行刻蚀，设备简化、成本更低，对材料表面的损伤较小。
根据实际需求和材料特性，可以选择适合的干法刻蚀方法进行加工。