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等離子刻蝕方式分類


等離子刻蝕分類根據(jù)方式不同有不同的分類內(nèi)容。按照實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生等離子體的設(shè)備類型可以分為容性耦合等離子刻蝕（Conductively Coupled Plasma,CCP）、感性耦合等離子刻蝕（Inductively Coupled Plasma,ICP）以及微波電子回旋共振等離子體刻蝕（microwave ElectronCyclotron Resonanceplasma,ECR)；按照等離子體工作的氣壓狀態(tài)可以分為低壓等離子刻蝕和大氣壓等離子刻蝕。

（1）容性耦合等離子刻蝕（CCP)
刻蝕設(shè)備等離子體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)主要由上下兩塊金屬極板構(gòu)成，上電極接射頻偏壓，下電極接地，與電容結(jié)構(gòu)類似，如圖1.1所示。通過射頻偏壓的作用在兩電極之間產(chǎn)生電場，電子獲取能量與氣體分子碰撞產(chǎn)生等離子體，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面的刻蝕。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，該類型產(chǎn)生的等離子體密度較小，但均勻性好，并且設(shè)備成本低，廣泛應(yīng)用于材料表面處理。
容性耦合等離子體源
圖1.1容性耦合等離子體源
 

（2）感性耦合等離子體刻蝕（ICP）
刻蝕設(shè)備等離子體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)主要由電感線圈構(gòu)成，線圈接射頻電源，如圖1.2所示。由于電流的反復(fù)變化，在腔室中會(huì)產(chǎn)生交變磁場，進(jìn)而產(chǎn)生交變電場。處于電場中的電子會(huì)加速與氣體分子碰撞然后電離產(chǎn)生等離子體，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面的刻蝕。該類型產(chǎn)生的等離子體密度與能量較高，具有較好的各向異性、可單獨(dú)控制偏壓等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備成本較高，應(yīng)用多集中于集成電路刻蝕工藝中。
感性耦合等離子體源
圖1.2 感性耦合等離子體源 
 

（3）微波電子回旋共振等離子體刻蝕（ECR）
刻蝕設(shè)備構(gòu)造非常復(fù)雜，該型等離子體源于上世紀(jì)八十年代由Dr.H.Pistma等人發(fā)現(xiàn)，被應(yīng)用很多重要技術(shù)領(lǐng)域，如芯片刻蝕領(lǐng)域。其主要通過外部微波的作用，使氣體分子的電子與微波達(dá)到共振狀態(tài)，使得電子獲得源源不斷的能量，加大碰撞次數(shù)，產(chǎn)生高密度等離子體。該類型產(chǎn)生的等離子體密度最高，能量轉(zhuǎn)化率也很高，同時(shí)可通過調(diào)控磁場間接去控制產(chǎn)生的等離子體的離子密度和能量，但是設(shè)備構(gòu)造非常復(fù)雜，成本非常高，因而在工程應(yīng)用中并不多見。

（4）大氣壓等離子刻蝕
大氣壓等離子刻蝕指產(chǎn)生刻蝕等離子體的空間并非密閉，等離子體處于大氣壓狀態(tài)下。該類型產(chǎn)生等離子的環(huán)境開放，這也導(dǎo)致了其刻蝕過程中涉及到的各種反應(yīng)十分復(fù)雜?？涛g設(shè)備制造和成本很低，同時(shí)等離子體源可移動(dòng)性高，操作簡便，工程應(yīng)用較廣，但是對(duì)于非常復(fù)雜、帶有內(nèi)凹型孔穴的表面難以處理。

（5）低氣壓等離子刻蝕
低氣壓等離子刻蝕指產(chǎn)生刻蝕等離子體的空間密閉，等離子體處于低氣壓狀態(tài)下。該類型等離子與大氣壓等離子相比，具有成分可控、能量可調(diào)節(jié)等一系列特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)材料表面改性的作用效果較好，設(shè)備使用簡單，因此在實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣泛。
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