等離子刻蝕ICP和CCP優勢介紹

過去50年里，影響最深遠的技術成就也許就是晶體管小型化的穩步推進，它們的集成密度越來越高、功耗越來越低。

自從20多年前，我們就一直聽到這樣的警告：這種無窮小的演變即將結束。然而年復一年，優秀的新型創新成果還在繼續推動半導體行業進一步發展

刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕各向異性較差，側壁容易產生橫向刻蝕造成刻蝕偏差，通常用于工藝尺寸較大的應用，或用于干法刻蝕后清洗殘留物等。 等離子體刻蝕設備是一種大型真空的全自動的加工設備，一般由多個真空等離子體反應腔和主機傳遞系統構成。等離子體刻蝕設備的分類與刻蝕工藝密切相關，其原理是利用等離子體放電產生的帶化學活性的粒子，在離子的轟擊下，與表面的材料發生化學反應，產生可揮發的氣體，從而在表面的材料上加工出微觀結構。

根據產生等離子體方法的不同，干法刻蝕主要分為電容性等離子體刻蝕和電感性等離子體刻蝕。 電感性等離子體刻蝕(ICP)技術通過射頻電源激發氣體產生等離子體，是物理過程和化學過程共同作用的結果，在真空低氣壓下，ICP射頻電源產生的射頻輸出到環形耦合線圈，以一定比例混合的氣體經耦合輝光放電，產生高密度的等離子體，在下電極RF射頻作用下，這些等離子對基片表面進行轟擊，基片材料的化學鍵被打斷，與刻蝕氣體反應生成揮發性物質，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。

ICP刻蝕的優勢包括：

能夠在較低的壓力下運行，從而提供更好的剖面控制。

刻蝕速率快、選擇比高、各向異性高、刻蝕損傷小、大面積均勻性好、刻蝕斷面輪廓可控性高和刻蝕表面平整光滑等優點。

廣泛應用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金屬等材料的刻蝕上。

電容式等離子刻蝕(CCP)技術則是通過在電極上施加射頻電壓來產生等離子體，其中電極與等離子體之間形成一個電容。在CCP刻蝕過程中，電子在電場的作用下獲得能量，進而引發氣體分子的電離。CCP刻蝕通常在較高的壓力下進行，適用于氧化物、氮化物等絕緣材料的刻蝕。

CCP刻蝕的特點包括：

適用于刻蝕絕緣材料，如氧化硅、氮化硅等。

刻蝕過程中產生的離子能量較高，有利于實現深孔或高方面比結構的刻蝕。

由于其較高的工作氣壓，CCP刻蝕通常需要考慮等離子體的均勻性和刻蝕速率的平衡。

實際應用角度為：

刻蝕鍵能較大如oxide的物質，用CCP；刻蝕金屬/多晶，ICP更好。

前道難點工藝，深硅槽刻fin這種，都還是要應用ICP。后段互聯層挖深孔刻lowk這種，還是要用到CCP。

具體設備選型，要結合實際刻蝕layer的材料，現有工藝benchmark，成本、產能綜合考慮。

審核編輯：黃飛