等離子刻蝕機與干法刻蝕機的原理區別

　　等離子刻蝕機與干法刻蝕機的原理差異有哪些，今天我為大家解釋一下：

　　一、 干法刻蝕機的原理(大類定義)

　　干法刻蝕是不使用液態化學試劑，而是依靠氣態物質的物理作用、化學作用或二者結合，對晶圓表面的薄膜或材料進行選擇性去除的刻蝕技術。其核心特征是以氣體為刻蝕介質，通過氣體電離、化學反應或離子轟擊等過程實現刻蝕，主要分為三大類：

　　等離子體刻蝕(化學主導，即等離子刻蝕機的核心原理)

　　離子銑刻蝕(物理主導，依靠高能離子轟擊)

　　反應離子刻蝕(RIE)(物理 + 化學結合，是等離子刻蝕的升級)

　　干法刻蝕的整體原理邏輯：

　　通入刻蝕氣體(如 CF?、O?、Cl?等)

　　利用射頻、微波等能量源激發氣體，形成等離子體 / 高能離子

　　等離子體 / 離子與晶圓表面材料發生反應或物理轟擊，生成揮發性產物

　　揮發性產物被真空泵抽出，完成刻蝕

　　二、 等離子刻蝕機的原理(分支技術)

　　等離子刻蝕機是干法刻蝕機中以化學作用為主的專用設備，其原理是通過等離子體激活刻蝕氣體，使其與被刻蝕材料發生選擇性化學反應，具體步驟如下：

　　氣體通入與等離子體激發

　　向真空腔體內通入特定刻蝕氣體(如刻蝕 SiO?用 CF?，刻蝕光刻膠用 O?)，通過射頻電源(RF)或微波電源施加能量，使氣體分子電離，形成由電子、離子、自由基組成的等離子體。

　　化學活性粒子的作用

　　等離子體中的自由基(如 F?、Cl?)具有極強的化學活性，會與晶圓表面的被刻蝕材料發生化學反應，生成揮發性化合物(如 SiO?與 F?反應生成 SiF?氣體)。

　　產物去除

　　反應生成的揮發性化合物被腔體內的真空泵持續抽出，從而實現對材料的選擇性刻蝕。

　　選擇性保障

　　通過選擇合適的刻蝕氣體和工藝參數(如溫度、壓力、功率)，可以確保刻蝕氣體只與目標材料反應，而不損傷光刻膠或底層襯底(如 Si)。

　　三、 核心差異對比(從屬關系 + 技術特點)

　　對比維度 干法刻蝕機(大類) 等離子刻蝕機(分支)

　　概念范疇 包含等離子刻蝕、離子銑、RIE 等多種技術 干法刻蝕的一種具體實現方式

　　刻蝕機制 物理作用、化學作用、物理 + 化學作用均可 以化學作用為主，物理轟擊作用極弱

　　能量來源 射頻、微波、電子束等(根據子類不同) 主要為射頻(RF)或微波

　　刻蝕特點 不同子類差異大：離子銑各向異性好，RIE 分辨率高 刻蝕速率快、選擇性高、對晶圓損傷小

　　應用場景 覆蓋半導體制造全流程(光刻膠去除、金屬刻蝕、介質刻蝕等) 主要用于介質材料(SiO?、Si?N?)、光刻膠的刻蝕

　　四、 補充說明：易混淆的 “反應離子刻蝕(RIE)”

　　反應離子刻蝕(RIE)是等離子刻蝕的改進型，屬于干法刻蝕的范疇，其原理是化學作用 + 物理作用結合：

　　化學作用：等離子體自由基與材料反應

　　物理作用：電場加速離子轟擊晶圓表面，增強刻蝕各向異性

　　RIE 兼具等離子刻蝕的高選擇性和離子銑的高分辨率，是目前半導體刻蝕的主流技術，其設備本質上是升級后的等離子刻蝕機。

　　總結

　　二者不是 “不同技術” 的對比，而是 “大類與子類” 的從屬關系 。

　　干法刻蝕機是一個技術集合，等離子刻蝕機是這個集合中化學主導型的核心設備。