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等離子刻蝕方式分類


等離子刻蝕分類根據方式不同有不同的分類內容。按照實現產生等離子體的設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)
刻蝕設備等離子體產生結構主要由上下兩塊金屬極板構成，上電極接射頻偏壓，下電極接地，與電容結構類似，如圖1.1所示。通過射頻偏壓的作用在兩電極之間產生電場，電子獲取能量與氣體分子碰撞產生等離子體，實現對材料表面的刻蝕。由于設備結構的限制，該類型產生的等離子體密度較小，但均勻性好，并且設備成本低，廣泛應用于材料表面處理。
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）
刻蝕設備等離子體產生結構主要由電感線圈構成，線圈接射頻電源，如圖1.2所示。由于電流的反復變化，在腔室中會產生交變磁場，進而產生交變電場。處于電場中的電子會加速與氣體分子碰撞然后電離產生等離子體，實現對材料表面的刻蝕。該類型產生的等離子體密度與能量較高，具有較好的各向異性、可單獨控制偏壓等優點，但設備成本較高，應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）
刻蝕設備構造非常復雜，該型等離子體源于上世紀八十年代由Dr.H.Pistma等人發現，被應用很多重要技術領域，如芯片刻蝕領域。其主要通過外部微波的作用，使氣體分子的電子與微波達到共振狀態，使得電子獲得源源不斷的能量，加大碰撞次數，產生高密度等離子體。該類型產生的等離子體密度最高，能量轉化率也很高，同時可通過調控磁場間接去控制產生的等離子體的離子密度和能量，但是設備構造非常復雜，成本非常高，因而在工程應用中并不多見。

（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下。該類型產生等離子的環境開放，這也導致了其刻蝕過程中涉及到的各種反應十分復雜。刻蝕設備制造和成本很低，同時等離子體源可移動性高，操作簡便，工程應用較廣，但是對于非常復雜、帶有內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生刻蝕等離子體的空間密閉，等離子體處于低氣壓狀態下。該類型等離子與大氣壓等離子相比，具有成分可控、能量可調節等一系列特點，同時對材料表面改性的作用效果較好，設備使用簡單，因此在實驗室等科研機構應用廣泛。
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