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容性耦合等離子體源

容性耦合等離子體(CapacitivelyCoupledPlasma，CCP)源是材料加工的關(guān)鍵等離子體源之一，容性耦合放電在微電子工業(yè)中廣泛應(yīng)用，在蝕刻過程中可以獲得非常小的特征尺寸，基片表面的高能離子轟擊是容性耦合放電中發(fā)生的一種基本物理現(xiàn)象，這使得它們?cè)?b>等離子體處理設(shè)備中非常有用。

容性耦合等離子體源分為單頻容性耦合等離子體源和雙頻容性耦合等離子體源。對(duì)于單頻容性耦合等離子體源，其放電裝置類似于平行板電容器。為了使電容器放電，必須加上一個(gè)相對(duì)較高振幅的電壓，這將提供一個(gè)相對(duì)較大的電容。放電板與單個(gè)射頻源相連，等離子體中的電子通過射頻電場獲得能量。圖1.1(a)展示了單頻容性耦合等離子體的常用器件圖。針對(duì)許多等離子體過程,都要求產(chǎn)生大規(guī)模的均勻等離子體，但同時(shí)也必須對(duì)等離子體密度與離子轟擊量能實(shí)現(xiàn)雙重調(diào)控。為了在不損壞芯片的情況下實(shí)現(xiàn)蝕刻和提高其他工藝的效率，需要一個(gè)雙頻容性耦合等離子體源。根據(jù)連接方法的不同，將兩個(gè)射頻源連接在同一個(gè)極板上的叫做雙頻單極容性耦合等離子體源，將兩個(gè)射頻源分別連接在兩個(gè)不同極板上的叫做雙頻雙極容性耦合等離子體源。雙頻單極容性耦合等離子體常見設(shè)備圖如圖1.1(b)所示，雙頻雙極容性耦合等離子體常見設(shè)備圖如圖1.1(c)所示，由于雙頻控制能夠非常有效地控制等離子體密度與離子轟擊能量的分離，從而也得到了更廣泛的使用，也很好地解決了單頻容性耦合等離子體源的弊端。雙頻容性耦合等離子體源一般由兩個(gè)射頻源和兩個(gè)平行板所構(gòu)成。其優(yōu)勢是不但有利于保證形成穩(wěn)定大規(guī)模、均勻分布的等離子體，而且還有利于獨(dú)立調(diào)節(jié)等離子體密度和離子轟擊能量。所以，容性耦合等離子體源以其獨(dú)特的優(yōu)勢成為工業(yè)應(yīng)用中最常用的等離子體源。

圖 1.1 容性耦合等離子體常見裝置圖

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容性耦合等離子體源