ishien vacuum 部落格

【什麼是電漿？】

如果將氣體加熱至極高溫或任意其與高能量粒子相撞擊，電子可由原分子中釋

出，形成一帶正負電粒子的集合體，稱為電漿。電漿是近代物理化學史上的重

大發現之一，可稱為物質的第四態。 

【電漿系統具備下列的基礎特性】

 為一多體系統，具有約等量電荷的游離電子與離子，荷電粒子間以庫倫力交

   互作用。 

 粒子的熱動能甚高，遠大於一般氣體，進行高速運動。 

 能量較低的電漿並非完全解離，除離子、電子外，並具基礎態與各型激發態

   的中性原子、分子。 

 電漿中粒子間的複雜作用形成一高度非線性系統，可展現不同的波動行為。

   在不同的操作區間可展現不同的穩定性與非穩定性。

【電漿蝕刻的反應與作用，主要有三個部分】

1.對低壓狀態下的容器內氣體施以電壓，會把氣體分子激發或解離成各種不同

  的帶電荷離子（Charged Ion）、原子團（Radical）、分子和電子；這些粒

  子組成便是電漿。接著電漿對蝕刻氣體分子進行碰撞解離即電漿放電，而得

  到具有大量腐蝕性的活性自由基離子及帶電荷離子，可以和被蝕刻物進行化

  學腐蝕反應。電漿也會把這些化學成份離子化，使其帶有電荷。 

2.這些離子是會對薄膜或晶圓產生反應，形成具揮發性（Volatile）的生成物

  ；此生成物之鏈結相當穩定，不易在電將中分解，大部分皆可經由真空系統

  抽離。 

3.電漿中的的高能離子撞擊薄膜或晶圓，可使得蝕刻速率（Etching Rate）增

  加。此外，晶圓則是置於帶負電的陰極上，當帶正電荷的離子被陰極吸引，

  並加速向陰極方向前進時，其會以垂直角度撞擊到晶圓表面，晶片製造商即

  是運用此特性來獲得絕佳的垂直蝕刻。

電漿蝕刻包含物理性（Physical）與化學性（Chemical）蝕刻。物理性蝕刻是

指電漿中帶電荷的離子與電子受電極板所產生的電位差影響而加速朝向薄膜或

晶圓上撞擊，然後將表面的原子擊出；此法的優點是擁有極佳的非等向性，蝕

刻後的pattern邊緣接近 90 度，缺點是過程當中不能只選取一部分範圍來進行

反應。化學性蝕刻是指電漿將蝕刻氣體解離成各種離子，然後這些離子對薄膜

或晶圓產生化學反應；此法的優點是我們可以藉由材料的選擇來決定蝕刻的大

小、範圍，缺點是不具有非等向性蝕刻的效果。

『反應式離子蝕刻法』（RIE：Reactive Ion Etch）

則是一種同時包含物理性與化學性蝕刻優點的方法，因此也成為蝕刻製程的

主流。