電漿的基礎原理www.tool-tool.com

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●電漿是由離子、電子和中性分子所組成。

●三種重要的碰撞是離子化、激發－鬆弛和分解o

●平均自由路徑是粒子在和其他粒子相碰撞之前所能移動的平均距離。它和壓力成反比。

●從分解碰撞中產生的自由基能夠提高CVD\蝕刻和乾式子清洗製程的化學反應。

●電漿的電位一定都高於電極。較高的電漿電位會產生離子轟擊。

●增加電容耦合型電漿中的射頻功率，也就會提高離子的轟擊流通量和離子的轟擊能量。

●低頻率射頻功率會讓離子有更多能量，而這也意味著會有較劇烈的離子轟擊。

●蝕刻製程比PECVD製程需要更多的離子轟擊。蝕刻反應室通常會使用一個磁場來增加低壓下的電漿密度。

●電容耦合型電漿源無法製造高密度電漿。

●蝕刻和CVD兩製程都希望在低壓下能得到高密度的電漿。

●ICP和ECR是最普遍的高密度電漿源。

●CP和ECR電漿源都能夠單獨控制離子的轟擊流通量和能量。

離子佈植

●在積體電路晶片製造中常用的摻雜物是：硼當作P型摻雜物，而磷、砷和銻當作N型摻雜物o

●互補型金氧半電晶體(CMOS)製程需要至少八道離子佈植步驟：井區、臨界電壓、LDD和源極、汲極佈植製程，在P型金氧半電晶體(PMOS)做完一次後，再為 N型金氧半電晶體(NMOS)重複做一次。

●離子佈植製程能精確地且獨立地控制摻雜物接面的深度和摻雜物的濃度。離子佈植是非等向性的，次微米製程需要用到它。

●一個離子佈植機包括了氣體系統、真空系統、電機系統、控制系統和射束線系統o

●射束線系統包括了離子源、萃取電極、質譜儀、後段加速裝置、電荷中性化系統、晶圓處理機以及射束阻擋器。

●非正常的深接面(Deep Junction)是由於長的離子射程所造成的，這是因為離子在單晶體的通道內行進之故，所以稱之為通道效應。傾斜晶圓和屏蔽氧化層是減小此效應的兩種最常用方法o

●以相同的離子種類而言，離子的能量愈高，離子的射程就愈遠。而在相同的能量之下，離子愈輕，則離子的射程就愈遠o

●佈植會造成晶體結構受損。需要佈植後的加熱退火製程來恢復單晶結構及活化摻雜物。

●離子佈植製程會使用很多種危險性的固體與氣體。它們大部分是有毒的、易燃性的、具爆炸性的，或是有腐蝕性的。其他安全性上的危險源是高電壓、X光輻射和移動中的零件。

蝕刻

●在IC晶片裝配時，四項需要蝕刻的材料是單晶矽、多晶矽、介電質（矽氧化物與氮化物）和金屬（Ti、AL·Cu和Ti）。

●主要的蝕刻製程是矽蝕刻、多晶矽蝕刻、介電質蝕刻和金屬蝕刻。

●溼式蝕刻利用化學溶液來溶解必須蝕刻的材料。

●乾式蝕刻利用化學氣體，經由物理蝕刻、化學蝕刻或兩者蝕刻的組合方式來將基片表面的材料移除。

●溼式蝕刻有高的選擇性、高的蝕刻速率和低的設備成本。受到等向性蝕刻輪廓的限制，溼式子蝕刻無法應用在圖形尺寸小於3微米的圖案化蝕刻上。

●較先進的半導體廠中仍普遍使用溼式蝕刻來剝除薄膜和檢視介電質薄膜的品質。

●在電漿蝕刻製程中，蝕刻劑注入反應室內並於電漿中分解。自由基會擴散到介面層並且被表面所吸收。在離子轟擊的幫助下，它們會和表面的原子或分子產生反應。其所產生的揮發性反應生成物會從表面釋出，擴散穿過邊界層，並且經由反應室的對流作用而被抽出。

●非等向性蝕刻機制有兩種：損傷機制和阻絕機制。介電質蝕刻使用損傷機制；矽、多晶態和金屬蝕刻則使用阻絕機制。

●介電質蝕刻使用了氟元素化學品。介電質蝕刻中經常使用CF4、CHF3和Ar。CF4是主要的蝕刻劑，而CHF3是聚合體的源材料，可用來改善PR和.矽的蝕刻選擇性。Ar則用來增強離子轟擊。O2則能增加蝕刻的速率，而H2也可用來改善對PR和矽的蝕刻選擇性。

●矽蝕刻通常使用HBr來作為主要的蝕刻劑，而O2和氣化合物則用於側壁沉積。

●多晶矽蝕刻可利用Cl2或SF6。O2 一般被用來改善對氧化物的選擇性，而HBr則有助於側壁沉積。

●金屬蝕刻中使用了Cl2、BCl3和N2來改善側壁的鈍化作用。


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