等離子體刻蝕通過外加能量激發(fā)氣體分子，形成包含離子、電子和自由基的活性粒子。耦合（Coupling）指能量輸入方式與等離子體狀態(tài)之間的相互作用關(guān)系，決定了刻蝕的效率和精度。主流的耦合方式分為：

• 電容耦合（CCP）：通過平行板電極間的交變電場激發(fā)等離子體。

• 電感耦合（ICP）：通過感應(yīng)線圈的高頻磁場產(chǎn)生等離子體。

電容耦合等離子體（CCP）原理與特點

核心組件：上下平行板電極（上電極面積＞下電極），射頻電源（RF）施加高頻電場。

激發(fā)過程：1. 初始電子在電場中加速，碰撞氣體分子產(chǎn)生電離。 2. 形成動態(tài)平衡的低溫等離子體（電子溫度遠(yuǎn)高于離子溫度）。

    技術(shù)優(yōu)勢：• 等離子體分布均勻（極板電場均勻性高）。 • 離子轟擊能量強（鞘層電壓高），適合高深寬比刻蝕。

局限：• 壓力要求高（＞50 mTorr），高階制程中離子發(fā)散問題顯著。 • 單頻CCP工藝窗口窄，多頻CCP需獨立控制高低頻電源（27MHz/2MHz）。

核心應(yīng)用：介質(zhì)刻蝕：DRAM電容器、3D NAND深孔刻蝕（深寬比＞40:1）。

電感耦合等離子體（ICP）原理與特點  

    核心組件：頂部螺旋線圈（3-5匝），射頻電源激發(fā)交變磁場。

   激發(fā)過程：1. 磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電場，加速電子碰撞電離氣體。 2. 等離子體密度高（達(dá)CCP的10-20倍），壓力可低至1-10 mTorr。

   技術(shù)優(yōu)勢：• 獨立控制等離子體密度（源射頻SRF）與離子能量（偏置射頻BRF）。 • 低壓力下離子方向性更好，適用于14nm以下先進(jìn)制程。

   關(guān)鍵設(shè)計：• 法拉第屏蔽板：消除線圈與等離子體的寄生電容干擾。 • 線圈優(yōu)化：黃銅管材質(zhì)+3-5圈設(shè)計，提升耦合效率。

   核心應(yīng)用：金屬/FinFET刻蝕：銅互連、高k金屬柵極（HKMG）結(jié)構(gòu)。

   ICP與CCP的對比分析

   ICP與CCP的差異本質(zhì)在于能量耦合方式，二者在先進(jìn)制程中形成互補。隨著三維存儲與邏輯芯片的復(fù)雜度提升，復(fù)合刻蝕技術(shù)與國產(chǎn)設(shè)備替代將成為關(guān)鍵突破方向。  

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