感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機(jī)技術(shù)

1. 設(shè)備主要原理與功能

設(shè)備利用射頻天線，通過(guò)感應(yīng)耦合方式在放電腔中產(chǎn)生高密度等離子體，刻蝕工作臺(tái)同時(shí)引入射頻偏壓，在射頻偏壓作用下，等離子體垂直向下對(duì)未被掩蔽的被刻蝕材料表面進(jìn)行物理轟擊，并與材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)物理相結(jié)合刻蝕的目的。

2. 設(shè)備組成結(jié)構(gòu)

設(shè)備主要由高真空刻蝕室、真空獲得系統(tǒng)、真空測(cè)量系統(tǒng)、恒壓系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、感應(yīng)耦合電極與勻氣系統(tǒng)、射頻偏壓電極、水冷升降工件臺(tái)、氣路系統(tǒng)、電氣與全自動(dòng)控制系統(tǒng)、安全保護(hù)及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等部分組成。

3. 設(shè)備主要用途與特點(diǎn)

u 設(shè)備適用于大學(xué)、研究院所、企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)通用的感應(yīng)耦合等離子體刻蝕的科研與教學(xué)。

u 設(shè)備刻蝕材料廣泛，包括并不限于單晶硅、非晶硅、多晶硅、SiO₂、Si₃N₄、TaN、Ta、Ti、W、Mo、聚合物等。

u 采用新型柱狀耦合電極結(jié)構(gòu)，氣體離化率與等離子體密度更高。

u 可自動(dòng)在線調(diào)節(jié)刻蝕距離，適合不同工藝特性。

u 帶有自動(dòng)壓力控制系統(tǒng)，刻蝕工藝更穩(wěn)定。

u 設(shè)備采用全自動(dòng)化控制。

4. 設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)

4.1 腔體尺寸：Φ300mm*H300mm，經(jīng)氧化處理的鋁質(zhì)桶形臥式結(jié)構(gòu)，上蓋自動(dòng)開閉。

4.2 極限真空度：≤5×10^-4Pa；

4.3 系統(tǒng)漏率：5×10^-7Pa.l/s；

4.4 靜態(tài)升壓：系統(tǒng)停泵關(guān)機(jī)后12小時(shí)后，真空度≤5Pa

4.5 系統(tǒng)進(jìn)清洗充干燥N₂解除真空，短時(shí)暴露大氣后抽氣抽至5×10^-3Pa時(shí)間小于20min，至9×10^-4Pa≤40min。

4.6 射頻陰極尺寸：Φ200mm。

4.7 刻蝕均勻性：≤±5%（Φ6英寸）

4.8 主要工藝氣體配置：SF₆、CHF₃、CF₄、O₂、Ar、N₂（視具體刻蝕工藝）

4.9 電源配置

u 耦合電極（上電極）：13.56MHz，1000W，自動(dòng)匹配

u 偏壓電極（下電極）：13.56MHz，600W，自動(dòng)匹配

4.10 自動(dòng)壓力控制系統(tǒng)：包含

4.11 刻蝕距離自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍：20mm-80mm，調(diào)節(jié)精度：1mm

4.12 水冷工作臺(tái)溫度：<15℃

4.13 腔壁冷卻：包含

4.14 控制方式：基于PLC及工控機(jī)的全自動(dòng)、半自動(dòng)控制方式

4.15 包含安全報(bào)警系統(tǒng)

5. 設(shè)備主要配置

5.1 真空刻蝕腔體、樣品架系統(tǒng)、一體機(jī)架、輔助設(shè)施，1套（定制）

5.2 分子泵1臺(tái)，抽速600L/s（北京中科科儀KYKY）

5.3 直連旋片式真空泵1臺(tái)，抽速8L/s（日本真空獨(dú)資寧波愛發(fā)科）

5.4 超高真空電動(dòng)調(diào)節(jié)插板閥1臺(tái)，Φ150mm（北京中科科儀KYKY）

5.5 真空測(cè)量系統(tǒng)1套（成都睿寶/成都正華）

5.6 自動(dòng)壓力控制系統(tǒng)1套（創(chuàng)世威納），含進(jìn)口薄膜真空計(jì)（德國(guó)INFICON）。

5.7 射頻電源及自動(dòng)匹配器： 1000W，1套（美國(guó)ceres）；600W，1套（美國(guó)ceres）

5.8 質(zhì)量流量控制器：6臺(tái)（北京七星華創(chuàng)）

5.9 工藝氣路：6條（定制配套）

5.10 射頻耦合電極及射頻引入器1套（定制）

5.11 可調(diào)距離射頻陰極及射頻引入器1套（定制）

5.12 自動(dòng)控制系統(tǒng)1套。PLC及模塊（德國(guó)西門子）、工控機(jī)（研華工控）、顯示器（飛利浦）

5.13 空氣壓縮機(jī)1臺(tái)（上海岱洛）

5.14 冷卻循環(huán)隨機(jī)1臺(tái)（同洲維普）

6. 設(shè)備外形尺寸、重量

L1200mm*W900mm*H1600mm，500Kg

7. 設(shè)備使用條件

7.1配電箱：

AC380V  60A  5KW三相四線制。

留有380V  40A空開一個(gè)。

AC220V  10A三頭萬(wàn)能插座一個(gè)。

AC220V  16A三頭萬(wàn)能插座一個(gè)。

7.2排氣接口：∮40mm接口兩個(gè)。

7.3接地要求：接地電阻≤4Ω。

7.4工藝氣體進(jìn)氣口規(guī)格：1/4″不銹鋼管，雙卡套連接。

7.5工藝氣體與配套減壓閥（視工藝而定）。例如：O₂、Ar、N₂等。

 感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機(jī)-武漢賽斯特

感應(yīng)耦合等離子體刻蝕機(jī)-武漢賽斯特