刻蝕機(jī)的中心在于這個(gè)真空的反響腔室。中間的卡盤運(yùn)用靜電吸附著晶圓,上方通入鹵族氣體、氟基類氣體等。在電極片發(fā)生的高頻電場中,氣體分子會(huì)被電離,發(fā)生帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的離子。

這團(tuán)混合物被稱為物質(zhì)在固體、液體、氣體之外的第四種狀態(tài)--等離子體。事實(shí)上,你所見到的閃電、極光也都是等離子體。而在刻蝕機(jī)里,這些高能的等離子體會(huì)轟擊在晶圓外表,將原子直接打出,或發(fā)生化學(xué)反響與晶圓上的資料構(gòu)成新的化合物揮發(fā),完成刻蝕。
這個(gè)進(jìn)程中有兩個(gè)難點(diǎn),一個(gè)是苛刻的均勻性操控,要知道,在 12 英寸的晶圓上,往往要一起加工近百億個(gè)圖形,全體的刻蝕有必要盡可能同步,刻蝕精度要操控在幾個(gè)原子層的領(lǐng)域。而這就得考慮用于激發(fā)等離子體發(fā)生的電場是否均勻,經(jīng)過調(diào)整線圈的電壓等參數(shù),構(gòu)成更均勻的電場。
此外,還得經(jīng)過精密的流量計(jì),從分子級別操控刻蝕氣體在進(jìn)氣噴嘴不同位置的流量、散布,進(jìn)而操控等離子體的密度。承載晶圓的靜電卡盤還需在內(nèi)部分區(qū)設(shè)置加熱器,對晶圓多個(gè)區(qū)域進(jìn)行溫度操控,以提高刻蝕的均勻性。