等离子刻蚀ICP和CCP优势介绍

过去50年里，影响最深远的技术成就也许就是晶体管小型化的稳步推进，它们的集成密度越来越高、功耗越来越低。

自从20多年前，我们就一直听到这样的警告：这种无穷小的演变即将结束。然而年复一年，优秀的新型创新成果还在继续推动半导体行业进一步发展

刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀各向异性较差，侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于工艺尺寸较大的应用，或用于干法刻蚀后清洗残留物等。 等离子体刻蚀设备是一种大型真空的全自动的加工设备，一般由多个真空等离子体反应腔和主机传递系统构成。等离子体刻蚀设备的分类与刻蚀工艺密切相关，其原理是利用等离子体放电产生的带化学活性的粒子，在离子的轰击下，与表面的材料发生化学反应，产生可挥发的气体，从而在表面的材料上加工出微观结构。

根据产生等离子体方法的不同，干法刻蚀主要分为电容性等离子体刻蚀和电感性等离子体刻蚀。 电感性等离子体刻蚀(ICP)技术通过射频电源激发气体产生等离子体，是物理过程和化学过程共同作用的结果，在真空低气压下，ICP射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例混合的气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极RF射频作用下，这些等离子对基片表面进行轰击，基片材料的化学键被打断，与刻蚀气体反应生成挥发性物质，以气体形式脱离基片，从真空管路被抽走。

ICP刻蚀的优势包括：

能够在较低的压力下运行，从而提供更好的剖面控制。

刻蚀速率快、选择比高、各向异性高、刻蚀损伤小、大面积均匀性好、刻蚀断面轮廓可控性高和刻蚀表面平整光滑等优点。

广泛应用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金属等材料的刻蚀上。

电容式等离子刻蚀(CCP)技术则是通过在电极上施加射频电压来产生等离子体，其中电极与等离子体之间形成一个电容。在CCP刻蚀过程中，电子在电场的作用下获得能量，进而引发气体分子的电离。CCP刻蚀通常在较高的压力下进行，适用于氧化物、氮化物等绝缘材料的刻蚀。

CCP刻蚀的特点包括：

适用于刻蚀绝缘材料，如氧化硅、氮化硅等。

刻蚀过程中产生的离子能量较高，有利于实现深孔或高方面比结构的刻蚀。

由于其较高的工作气压，CCP刻蚀通常需要考虑等离子体的均匀性和刻蚀速率的平衡。

实际应用角度为：

刻蚀键能较大如oxide的物质，用CCP；刻蚀金属/多晶，ICP更好。

前道难点工艺，深硅槽刻fin这种，都还是要应用ICP。后段互联层挖深孔刻lowk这种，还是要用到CCP。

具体设备选型，要结合实际刻蚀layer的材料，现有工艺benchmark，成本、产能综合考虑。

审核编辑：黄飞