视频来源：Lam
干法蚀刻设备是一种使用等离子体蚀刻或去除基板上多余材料的设备。干法蚀刻设备通常分为三种类型：电介质/氧化物、硅和金属。
以下是干法蚀刻设备工作原理：
等离子体生成：干法蚀刻的核心涉及等离子体的产生，利用等离子室，其中引入气体（如 CF₄、SF₆ 或 O₂）。向室施加高电压，使气体电离并形成由反应离子和自由基组成的等离子体。
蚀刻过程：一旦生成等离子体，它就会被导向基板，通常是带有图案化光刻胶的晶圆。等离子体中的离子与基板表面发生反应，打破键并精确蚀刻掉材料。与湿法蚀刻不同，干法蚀刻避免使用液体化学品，可以更好地控制蚀刻图案并最大限度地减少底切。
以下详细总结下干法刻蚀设备的结构和相关技术难点：
1. 等离子室
等离子室是干法蚀刻设备的核心。它是一个真空密封环境，等离子体就是在此产生。
真空控制：采用真空系统降低室内压力，使等离子体形成。真空环境对于控制离子密度和防止大气颗粒污染至关重要。
材料兼容性：该室需要耐受蚀刻中使用的气体，例如氟或氯基化合物。这些气体具有反应性，可能会腐蚀或损坏未正确选择的材料。
2. 射频电源和电极
为了产生等离子体，干法蚀刻设备使用连接到等离子体室内的电极的射频 (RF) 电源。射频功率使气体电离，将其变成等离子体。通常有两个电极：一个通电电极（阳极）和一个接地电极（阴极）。
功率控制：射频功率可调节，以控制离子密度和能量。功率强度会影响蚀刻速率和图案的精度。
双电极设计：通电电极用于产生等离子体，而接地电极确保等离子体分布均匀。该配置对于控制蚀刻均匀性至关重要。
3. 气体输送系统
气体输送系统将蚀刻气体（如 CF₄、SF₆ 或 Cl₂）引入等离子体室。这些气体对于蚀刻过程中发生的化学反应至关重要。
气体流量控制：精确控制气体流速对于保持等离子体的最佳条件至关重要。流速会影响蚀刻速率和图案质量。
气体混合：通常使用气体混合物来实现所需的化学反应。系统必须确保均匀混合以确保一致的蚀刻。
4. 晶圆卡盘
晶圆支架或卡盘在蚀刻过程中将晶圆固定到位。它通常是平坦的表面或真空卡盘，可以固定晶圆，同时允许等离子体与表面相互作用。
晶圆方向：卡盘可实现精确的晶圆对准。重要的是将晶圆保持平坦以确保均匀蚀刻。
冷却系统：晶圆卡盘通常配备有冷却系统，以在过程中保持适当的温度，防止对晶圆造成热损伤。
5. 气体排气和清洗系统
蚀刻过程结束后，需要从等离子室中去除残留气体和副产品。气体排气系统将这些气体引导至洗涤系统，洗涤系统会过滤有害化学物质，然后再将其释放到大气中。
排气流量：排气系统必须能够以高流量处理气体去除，以保持真空条件并避免污染。
洗涤效率：有效的洗涤系统可中和有害气体（如氯或氟），以确保环境安全并保护设备。
6. 压力和温度控制
在整个干蚀刻过程中，必须精确控制压力和温度，以保持等离子体生成和蚀刻的最佳条件。
压力控制：使用真空泵和压力表仔细监测和调整等离子室的压力。适当的压力可确保等离子体具有正确的特性，例如离子密度和能量。
温度调节：温度传感器和冷却系统对于防止晶圆和腔室过热至关重要。高温会损坏晶圆或导致蚀刻不均匀。
7. 蚀刻气体来源和分配
蚀刻气体通过分配系统从气瓶引入等离子室。分配系统确保气体以正确的量均匀地到达腔室。
材料兼容性：系统必须由能够承受氟或氯等腐蚀性气体的材料制成。
流量均匀性：确保气体均匀流入腔室对于在整个晶圆表面实现一致的蚀刻结果至关重要。
总结：干蚀刻设备的结构组成涉及几个相互连接的组件，旨在产生等离子体、引入气体、控制蚀刻过程以及保护设备和操作员。蚀刻过程的成功依赖于对所有参数的精确控制，包括气流、温度和压力。每个组件在确保半导体制造和其他应用的高精度蚀刻方面都发挥着关键作用。
下面分享LAM刻蚀设备的爆炸图资料两份文档共一千多页，对研究这种设备的结构非常有价值！以下为部分截图：
以上刻蚀机爆炸图资料已放入星球，请下图扫码入知识星球获取！
加入后可直接一次获取资料总包！同时还有大量半导体设备3D图纸和manual整套资料在持续增加，成功加入星球的后续资料全部免费下载！（加微信8折优惠：diy-machine 考虑清楚再加微信！）
下图为资料总包（部分）清单：
以上部分内容来自网络资料个人搜集整理和总结，部分文字和图片来自LAM等官网，版权归原作者所有，如有不妥可联系删除！
推荐阅读：
