等離子體刻蝕系統

反應離子腐蝕

Reactive Ion Etching - RIE

技術是一種各向異性很強、選擇性高的干法刻蝕技術。它是在真空系統中利用分子氣體等離子來進行刻蝕的，利用了離子誘導化學反應來實現各向異性刻蝕，即是利用離子能量來使被刻蝕層的表面形成容易刻蝕的損傷層和促進化學反應，同時離子還可清除表面生成物以露出清潔的刻蝕表面的作用。

平行式RIE系統采用圓柱型真空內腔，襯底載臺位于腔體底部且腔室電隔離。氣體由腔室頂部進入，從底部被真空泵抽走。

電感耦合等離子體刻蝕

Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching - ICPRIE

利用射頻感應線圈產生氣體等離子體。雖然蝕刻輪廓傾向于更加各向同性，但可以實現非常高的等離子體密度，其增加了蝕刻速率，且RF偏壓被施加到襯底上產生的定向電場可以實現更多的各向異性蝕刻輪廓。

刻蝕所用氣體的類型和數量取決于蝕刻材料和工藝；例如，SF₆通常用于Si的刻蝕，CF4常用于石英材料刻蝕，Cl2常用于金屬材料刻蝕。通過腔體內的工作壓力由流量計和蝶閥協同控制，工藝壓力通常在幾毫托和幾百毫托之間。

RIE和ICPRIE被廣泛應用于微納加工技術中，根據被刻蝕材料可簡單分類為：

● 介質刻蝕：SiO₂，Si₃N₄，Al₂O₃等

● IV族半導體刻蝕：Si，Ge

● III-V族半導體刻蝕：GaN，GaP，GaAs等

● II-VI族半導體刻蝕：InSb等

● 金屬刻蝕：Cu，Al，Au等