多晶圆等离子体反应刻蚀机 - 产品信息 - 相关知识

2025-01-10 10:49:44多晶圆等离子体反应刻蚀机: 多晶圆等离子体反应刻蚀机是半导体制造中的关键设备，主要用于对晶圆表面进行高精度、高速度的刻蚀处理。它利用等离子体产生的化学反应和物理轰击作用，去除晶圆上的多余材料，形成微细结构。该设备具有刻蚀均匀性好、精度高、处理速度快等优点，能够处理多个晶圆，提高生产效率。同时，它还具备良好的工艺兼容性和稳定性，适用于多种材料和工艺需求，是半导体工艺中不可或缺的重要工具。

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多晶圆等离子体反应刻蚀机问答

2022-08-16 21:44:30福州大学离子束刻蚀机顺利验收: 福州大学离子束刻蚀机顺利验收烈日炎炎，热情满心间！后疫情时代，NANO-MASTER工程师步履不停，一站接一站为客户提供设备安装调试服务。首站福州大学，那诺-马斯特工程师已顺利安装验收NIE-3500型离子束刻蚀机！性能配置：离子束刻蚀机用于刻蚀金属和介质，z大可支持6”晶圆。配套美国考夫曼-罗宾逊 KDC160离子枪，650mA，100-1200V。刻蚀速率：~250A/min对Au；刻蚀均匀度：对4”片，片内均匀性优于±3%，重复性优于±3%。样品台可旋转，转速0-30RPM精确可控；可任意角度倾斜，支持斜齿刻蚀；带水冷功能，刻蚀后易去除光刻胶。极限真空12小时可达6x10-7Torr，15分钟可达10-6Torr量级的真空；采用双真空计，长期可靠，使用稳定。14”不锈钢立方腔体，配套一台主控计算机，20”触摸屏监控，配合Labview软件，实现计算机全自动工艺控制，并可在电源中断情况下安全恢复；完全的安全联锁；支持百级超净间使用。验收培训：安装调试视频：

2022-11-25 16:10:30离子束刻蚀（IBE）技术研究: 离子束刻蚀（IBE）技术研究 1.离子束刻蚀（IBE）技术的原理？离子束刻蚀（IBE，Ion Beam Etching）也称为离子铣（IBM，Ion Beam Milling），也有人称之为离子溅射刻蚀，是利用辉光放电原理将氩气分解为氩离子，氩离子经过阳极电场的加速对样品表面进行物理轰击，以达到刻蚀的作用。刻蚀过程即把Ar气充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面轰击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理刻蚀。工件表面有制备沟槽的掩膜，最后裸露的部分就会被刻蚀掉，而掩膜部分则被保留，形成所需要的沟槽图形。离子束刻蚀使高方向性的中性离子束能够控制侧壁轮廓，优化纳米图案化过程中的径向均匀性和结构形貌。另外倾斜结构可以通过倾斜样品以改变离子束的撞击方向这一独特能力来实现。在离子束刻蚀过程中，通常情况下，样品表面采用厚胶作为掩模层，刻蚀期间富有能量的离子流会使得基片和光刻胶过热。为了便于后面光刻胶的剥离清洗，一般需要对样品台进行冷却处理，使整个刻蚀过程中温度控制在一个比较好的范围。图1 离子束刻蚀设备结构图图2 离子束刻蚀工艺原理图 2.离子束刻蚀（IBE）适合的材料体系？可用于刻蚀加工各种金属（Ni、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ti等）及其合金，以及非金属、氧化物、氮化物、碳化物、半导体、聚合物、陶瓷、红外和超导等材料。目前离子束刻蚀在非硅材料方面优势明显，在声表面波、薄膜压力传感器、红外传感器等方面具有广泛的用途。 3. 离子束刻蚀（IBE）技术的优点和缺点？a 优点：（1）方向性好、无钻蚀、陡直度高；（2）刻蚀速率可控性好，图形分辨率高，可达0.01um；（3）属于物理刻蚀，可以刻蚀各种材料（Si、SiO2、GaAs、Ag、Au、光刻胶等）；（4）刻蚀过程中可改变离子束入射角来控制图形轮廓，加工特殊的结构；b 缺点：（1）刻蚀速率慢、效率比ICP更低；（2）难以完成晶片的深刻蚀；（3）属于物理刻蚀，常常会有过刻的现象。 4.反应离子束刻蚀（RIBE）技术简介及优点？反应离子束刻蚀（RIBE）是在离子束刻蚀的基础上，增加了腐蚀性气体，因此它不但保留了离子束物理刻蚀能力，还增加了腐蚀性气体（氟基气体、O2）离化后对样品的化学反应能力（反应离子束刻蚀：RIBE），也支持腐蚀性气体非离化态的化学辅助刻蚀能力（化学辅助离子束刻蚀：CAIBE），对适用于化学辅助的材料可以大幅度提升刻蚀速率，提高刻蚀质量。 5. 离子束刻蚀（IBE）的案例展示典型应用：1、三族和四族光学零件2、激光光栅3、高深宽比的光子晶体刻蚀4、在二氧化硅、硅和金属上深沟刻蚀5、微流体传感器电极6、测热式微流体传感器

2022-12-13 18:01:10一文读懂ICP刻蚀技术: ICP刻蚀技术电感耦合等离子体刻蚀（ICP，Inductively Couple Plasma）刻蚀工作原理是：用高频火花引燃时，部分Ar工作气体被电离，产生的电子和氩离子在高频电磁场中被加速，它们与中性原子碰撞，使更多的工作气体电离，形成等离子体气体。导电的等离子体气体在磁场作用下感生出的强大的感生电流产生大量的热能又将等离子体加热，使其温度达到1×10^4K，形成ICP放电。电感耦合等离子体刻蚀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：ICP刻蚀技术具有刻蚀速率快、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；ICP刻蚀设备结构简单、外形小、操作简便、便于自动控制、适合大面积基片刻蚀。近年来，ICP刻蚀技术被广泛应用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金属等材料的刻蚀上 ICP刻蚀相比RIE刻蚀的优势 ICP刻蚀设备的一般构造电感耦合等离子体（ICP）刻蚀机包括两套通过自动匹配网络控制的13.56MHz 射频电源，一套连接缠绕在腔室外的螺线圈，使线圈产生感应耦合的电场，在电场作用下，刻蚀气体辉光放电产生高密度等离子体。功率的大小直接影响等离子体的电离率，从而影响等离子体的密度。第二套射频电源连接在腔室内下方的电极上，主要为等离子提供能量。这样两套RF电源的配置，使得在低离子能量条件下，可以增加离子密度，从而提高刻蚀速率的同时，保证对晶片的损伤降到最低。刻蚀的基本要求（1）负载效应刻蚀中还存在负载效应，即发生刻蚀速率变慢的情况。分为宏观负载效应和微观负载效应。刻蚀面积很大时，因为气体传输受限和刻蚀气体耗尽，刻蚀速率会较慢，这称为宏观负载效应。在微细图形的局部区域内，被刻蚀材料的密度过高造成刻蚀气体耗尽的情况称为微观负载效应。（2）图形保真度设横向刻蚀速率为V1，纵向刻蚀速率为V2，通常用A 表示刻蚀的各向异性刻蚀的程度，定义如下：A=1，表示图形转移中没有失真，刻蚀具有很好的各向异性。A=0，图形失真情况严重，刻蚀为各向同性。（3）均匀性在材料制备时，薄膜厚度一般有一定的不均匀性，而刻蚀时同一衬底片的不同位置的刻蚀速率也不同。这些都会造成图形转移的不均匀。刻蚀的均匀性在很大程度上依赖于设备的硬件参数，如反应室的设置，气流，离子浓度等均匀性情况。其次是工艺参数的影响。对于大衬底的刻蚀，如果刻蚀时间不够，膜厚处没有刻蚀完全；但是刻蚀时间太长，膜薄处会造成过刻蚀，实际情况中需要综合考虑。也可以在被刻蚀材料的下层制备截止层，截止层选用和被刻蚀材料有很高选择比的材料，这样可以加长刻蚀时间，保证膜厚处被刻蚀干净，膜薄处也不会造成明显的过刻蚀。除了同一样片不同位置的均匀性问题，同一刻蚀条件不同样片的刻蚀均匀性（也称重复性）也很重要。重复性与反应室的状况有很大的关联性。（4）表面形貌一般情况下，刻蚀后的表面形貌都希望侧壁陡直光滑，刻蚀地面平滑。但对于不同的器件有时也有特殊要求，如需倾斜剖面、微透镜结构等。（5）刻蚀的清洁刻蚀中防止玷污是非常重要的。如果在接触孔的位置出现重金属沾污也会造成漏电。对于干法刻蚀，刻蚀表面还会出现聚合物的再淀积。等离子刻蚀的基本过程等离子体刻蚀有四种基本的过程，他们分别是物理溅射刻蚀（Sputtering）、纯化学刻蚀（Chemical）、离子增强刻蚀（Ion enhanced energetic）、侧壁抑制刻蚀（Ion enhanced inhibitor）。1) 物理溅射刻蚀（Sputtering）溅射工艺是以一定能量的粒子（离子或中性原子、分子）轰击固体表面，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量而最终逸出固体表面的工艺。等离子体所提供的离子能量约为几百eV，一般来说会高于溅射产生的阈值（几十eV）。在等离子提供的能量范围内，溅射率随着离子本身能量的增大而急剧增加。不同材料的溅射速率在离子能量一定的情况下相差不大，因此溅射是纯物理的过程，这个过程选择性差，速率低。但是物理溅射刻蚀，离子轰击具有很强的方向性，使得被刻蚀材料具有很好的各向异性。2) 纯化学刻蚀（Chemical）在纯化学刻蚀中，等离子体提供中性的活性基团，这些活性基团与薄膜表面发生化学反应，生成相应的气相产物。如刻蚀Si材料常用F基气体，因为会生成易挥发的SiF4.化学刻蚀是各项同性的，活性基团会以近似角分布到达被刻蚀材料表面，反应过程中反应产物必须是可挥发的。一般来说化学刻蚀可以获得高的速率以及选择比。3) 离子增强刻蚀（Ion enhanced energetic）离子增强刻蚀是物理溅射和化学刻蚀互相结合的工艺方式。物理溅射中物理轰击的作用可以大大增强薄膜表面的化学反应的活性，刻蚀的效果相较单一的物理和化学刻蚀，效果显著。等离子体既提供了粒子通量又赋予离子能量。4) 侧壁抑制刻蚀（Ion enhanced inhibitor）这种刻蚀方式主要应用于深刻蚀，如Bosch工艺，深硅刻蚀运用分子量较大的钝化气体C4F8与SF6搭配，刻蚀和钝化交替进行，实现侧壁垂直的深刻蚀工艺。影响刻蚀效果的因素ICP 工艺中影响刻蚀效果的因素很多。工艺参数里包括源功率、偏压功率、刻蚀气体及流量、工作气压和温度等。此外，掩膜的制备和反应室内壁的情况对刻蚀结果也有很重要的影响。1.掩膜的影响ICP 刻蚀是图形转移的过程，因此掩膜的制备对刻蚀非常重要。最常见的掩膜是光刻胶(Photoresist.PR)、SiO2和金属(如A1、Ni等)。一个好的掩膜要求陡直度较高，边缘光滑。底部去除干净无残留，抗高温和抗轰击能力强。掩膜的陡直度和边缘的光滑程度直接影响刻蚀剖面的陡直度和侧壁的光滑程度。虽然可以通过工艺参数的调整改善刻蚀形貌，但是效果远不如掩膜质量的改善。因此高质量的光刻技术对刻蚀非常重要。(1)几乎所有的掩膜制备都需要由光刻制备，光刻胶掩膜的制备最容易，精度也最高。但是，光刻胶的抗高温和抗轰击能力很差，只能用于低温工艺，通常选择比也较低。(2)硬掩膜SIO2 和金属等硬掩膜一般需要光刻胶图形的二次转移，图形精度会有所损失。但是它们的抗高温和抗轰击能力很好，选择比高，可以刻蚀更深的深度。2.工艺参数的影响(1)ICP Power 源功率这个功率源的主要作用是产生高密度等离子体，控制离子通量。功率增加时，离子和活性基密度增加，刻蚀速率也增加。一般情况下，选择比也会增加。但过高时，均匀性会下降。同时，源功率增加会带给衬底更多的热负荷，衬底温度会明显升高，对于需要低温的工艺影响较大，需要更好的温控系统。(2)RF Power 偏压功率偏压功率源主要作用是控制离子轰击能量。对刻蚀速率和台阶角度影响很大。偏压功率增加，刻蚀速率明显增加。但是同时对掩膜的刻蚀也明显增加，可能导致选择比下降，台阶形貌变差。偏压功率过高有时会在台阶底部形成“trenching”沟槽。(3)工作气压ICP 刻蚀的工作气压一般都小于 50mTorr，典型值在几个 mTorr 至十几mTorr。在这样的低气压条件下，粒子的平均自由程很长，方向性好，离子轰击作用也较强。同时，低气压也有利于挥发性刻蚀产物的解吸附，易获得好的刻蚀结果。气压对均匀性影响很大，气压减小时均匀性更好。因此，气压减小，刻蚀的各向异性增加，均匀性和台阶角度会更好。气压对刻蚀速率的影响随刻蚀材料和气体的不同而有明显的差异。对于化学作用较强的工艺，如 GaAs 的刻蚀，气压较大时因为活性基和离子密度增加，刻蚀速率和选择比会有较大增加。而对物理作用较强的工艺，如 SiO2 的刻蚀，气压增加时刻饨速率变化不大。(4)气体成分和流量等离子体刻蚀中经常使用含多种成分的混合气体。这些气体大体可分为三类。第一类是主要刻蚀反应气体，与被刻蚀材料发生化学反应生成挥发性产物。如 CI2、CF4、SF6 等。第二类是起抑制作用的气体,可以在侧壁形成阻挡层,实现高的各向异性刻蚀,如 CHF3、 BCl3、SiCI4、CH4等。第三类是起稀释或特殊作用的惰性气体，如 Ar、He、N2 等。可以增强等离子体的稳定性，改善刻蚀均匀性，或增加离子轰击作用在(如 Ar)来提高各向异性和提高选择比(如 H2、O2)等。为了实现不同的刻蚀结果，平衡每一类气体的作用(选用合适的流量比)非常重要。如果需要获得较高的刻钟速率,应选择和被刻蚀材料反应积极并目生成物非常易干挥发的反应类气体，同时可以适当提高其百分比浓度。但是，如果是被刻蚀层偏薄，对下层材料的选择出又较低的情况，常常提高抑制气体和稀释气体的比例来降低刻蚀速露，以实现对刻钟终点的精确控制。(5)温度温度对刻蚀速率的影响主要体现在化学反应速率的变化。因此为了保证刻蚀速率的均匀性和重复性，必须精确的控制衬底温度。高温可以促进化学反应的进行，同时也有利于挥发性产物的解吸附。对于刻蚀生成物挥发温度较高的工艺，如 InP的刻蚀，高温会带来有利的影响，但是对于以光刻胶为掩膜的低温工艺来说，温度必须控制在较低的水平。温度过高时光刻胶会软化变形，造成刻蚀图形的偏差。严重时光刻胶会碳化，导致刻蚀后很难去除。如果必须使用较高的衬底温度，需要改为 SiO2、金属等硬掩膜。外加功率在很大程度上会转化为热量。对于ICP 这种等离子体，功率一般很高，反应中衬底温升很快。如果工艺对温度非常敏感，在参数设置时应更加注意。

2025-09-30 17:00:20微波等离子体原子发射光谱仪是什么: 这篇文章聚焦微波等离子体原子发射光谱仪（MP-AES），从原理、优势与局限、典型应用场景以及方法开发要点出发，帮助读者全面理解 MP-AES 在环境、食品、金属分析等领域的实际价值。文章坚持以专业视角阐述，避免无关性推理，旨在为实验室选型与方法建立提供清晰指导。微波等离子体原子发射光谱仪利用微波能激发的等离子体作为分析源，使样品中的元素在高温下发射特征光谱线。相比传统等离子体源，MP-AES 常以空气或氮气为载体，运行成本较低、气体需求更灵活，适合日常快速定量分析。光谱检测通过高分辨率光学系统捕捉各元素的特征线，再结合仪器内置或外部校准实现定量。与 ICP-OES 相比，MP-AES 在成本、易维护和对复杂基质的适应性方面具有明显优势，但灵敏度与线性范围在某些元素上可能不及高端等离子体设备，因此在方法开发阶段需关注基质效应、线性区间及内标策略。MP-AES 的多元素分析能力通常覆盖常见金属与部分非金属元素，适用于水、土壤、食品、合金等样品的快速筛选与定量。仪器组成方面，MP-AES 通常包括微波等离子体腔、燃料与载气系统、样品进样单元、光学检测系统以及数据分析模块。样品前处理以可控的消解或直接进样为主，关键在于制样的一致性与基质匹配。方法开发时应关注标准曲线的建立、内标的选取、基质效应的校正以及检测限的评估。在数据处理与质控方面，建立准确的校准模型、定期使用质控物质、并进行方法的再现性评估与不确定度分析，是确保分析结果可靠性的核心。日常运行中应注意气源质量、耗材一致性、清洗与维护周期，避免因器件沉积或光路污染影响灵敏度与稳定性。未来发展趋势显示，MP-AES 正朝着更小型化、自动化与智能化方向演进，同时与便携分析、现场快速检测相结合的应用场景在增加。综合来看，微波等离子体原子发射光谱仪以其成本效益、操作简便与较强适用性的组合，在元素分析领域仍然具备重要地位，能够为环境监测、产业分析及质量控制提供稳定的技术支撑。专业应用中，结合合适的样品制备、校准与质控体系，MP-AES 能实现可靠的数据输出。

2025-09-30 17:00:20微波等离子体原子发射光谱仪怎么分析: 本文围绕微波等离子体原子发射光谱仪的分析过程展开，核心在于通过微波等离子体激发样品中的元素，并以发射光谱的特征线实现定性与定量分析。文章系统梳理从样品制备、仪器设置到数据处理的全流程，强调方法学要点、参数优化及结果的可靠性评估。原理与系统构成：微波等离子体原子发射光谱仪以高频微波功率驱动等离子体，等离子体在激发样品的同时放射特征谱线。仪器通常包含微波功率源、等离子体腔、激发气氛、光学系统、分光与检测单元，以及计算机数据处理模块。借助高分辨率光谱仪和敏感探测器，能够在多元素范围内实现线性定量。样品制备与前处理：MIP-AES对样品形态和基体的要求较高，常见步骤包括样品粉碎、消解或溶解、以及适当的稀释与基体匹配。需要建立合适的基体校正策略，避免粉尘、湿度、颗粒度等因素引入误差。内部标准物质的选用要贴合样品基体特征，以减少随机干扰。谱线选择、干扰与校准：选择接近特征元素的谱线时，要兼顾灵敏度、背景噪声和可能的谱线重叠。背景扣除、相对强度修正和离子化效应校正是常用手段。建立内标或外标校准曲线，覆盖样品的工作范围；必要时使用标准加入法以克服基体效应。数据处理与定量分析：通过拟合校准曲线实现定量，计算检测限和定量范围，评估线性相关性、回收率、相对标准偏差等指标。峰面积或峰强度的选取应一致，背景扣除要稳定。软件模块通常提供自动化处理、灵敏度分析和质控图表，帮助实验室快速评估结果。方法验证与质控：方法学的有效性依赖严格的质控流程，包括每日的仪器自检、分析空白、标准品与样品的平行分析，以及控制样品的重复性和再现性测试。建立方法可追溯性，确保数据符合行业标准及法规要求。应用领域与案例：微波等离子体原子发射光谱仪在环境监测、水体与土壤重金属分析、食品与饮料中的微量元素以及地质矿产样品的成分分析中具有优势。结合批量样品和快速检测需求，MIP-AES能实现较低成本的多元素分析，提升实验室效能。优化要点与常见问题：改善灵敏度与线性区间可通过优化样品前处理、选用合适的基体稀释比和内标；降低背景与干扰则依赖光谱分辨率和背景扣除算法。仪器保养、气体纯度、腔体清洁等日常维护对稳定性影响显著，建议建立定期维护计划。结论与展望：在准确性、可重复性和工作流效率之间取得平衡，是微波等离子体发射光谱分析的核心目标。通过标准化的操作规程和持续的参数优化，MIP-AES将继续在环境、食品和地质分析等领域发挥关键作用。

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