CCP全称是Capacitively Coupled Plasma，即电容耦合等离子。是一种广泛用于芯片制造刻蚀的工艺，能够以极高的精度和对材料的最小损伤来刻蚀晶圆材料。 CCP工作原理： 电容耦合等离子体刻蚀由两块平行金属板组成，两个金属电极相隔一小段距离。反应器中的气体压力可以小于或等于大气压。典型的 CCP 系统由单个射频(RF) 电源驱动，通常频率为 13.56 MHz。两个电极之一连接到电源，另一个接地。由于这种结构在原理上类似于电路中的电容器，因此在这种结构中形成的等离子体称为电容耦合等离子体。 当电极之间产生电场时，气体中的电子响应电场并获得能量。  离子越重，获得的能量就越少。高能电子可以直接或间接地通过碰撞使气体电离，产生二次电子。当电场足够强时，它会导致所谓的电子雪崩。雪崩击穿后，由于有大量的自由电子，气体变得导电。它通常伴随着气体中激发的原子或分子的光发射，当产生可见光时，用肉眼也可以间接观察到 等离子体的产生，。 之后等离子体中的离子受到电场的吸引，以高速冲向其中一个电极，这个电极通常是覆盖有要刻蚀材料的晶圆。 离子以高速撞击材料表面，与表面的原子或分子发生物理和化学反应，从而达到刻蚀的效果。 CCP的优势 刻蚀速度更快：因为CCP刻蚀系统能够产生高密度的等离子体，RF（射频）电源产生的电场可以加速离子，使它们以更高的能量撞击待刻蚀的材料，从而提高刻蚀速度。 刻蚀精度高：在CCP刻蚀过程中，由于射频电场的存在，离子的轰击方向性较好，这意味着离子主要是垂直于待刻蚀表面的方向移动。这种方向性轰击有助于实现高精度的刻蚀，因为它可以减少侧向刻蚀，从而提高刻蚀的深宽比。 均匀性好：由于电容耦合的特点，CCP刻蚀通常能够在较低的气压下产生稳定的等离子体。等离子体的能量分布均匀，有利于实现均匀的刻蚀过程。 ccp应用领域： 微电机系统（MEMS） 光电子器件 纳米材料研究等 CCP的常见刻蚀材料： 半导体材料，如硅、锗、砷化镓、氮化镓等。 绝缘材料，如氧化硅、氮化硅、氧化铝等。 金属材料，如铝、铜、钛、钨、金、银等。 光学材料，如玻璃、石英等。  

在芯片制程中，几乎所有的干法制程，如PVD，CVD,干法刻蚀等，都逃不过辉光放电现象。辉光放电，是一种在低压下电离气体的过程，它在半导体制程中的许多重要步骤中有着核心作用。那您知道什么是“启辉”吗？为什么会辉光放电吗？那我们就带着问题来解答。 什么是“启辉”？ 干法制程会通入反应气体，并被施加一定的高频电压。当施加在低压气体上的电压超过其击穿电压时，气体中的原子或分子将被电离，形成正离子和电子。电子在电场的作用下加速，并与其他气体分子碰撞，产生更多的离子和电子，就会形成辉光放电等离子体。浸没在辉光放电等离子体中的晶圆受到电子和离子的轰击，导致表面原子的重新排列和溅射。 当开始形成等离子体时，我们从机台外面可以看到工艺腔室中泛起了五颜六色的光晕，这个时候我们就会说“启辉”了。 启辉的颜色？ 启辉放电产生的光谱和颜色主要取决于放电气体的种类和压力，以及放电的电压。每种元素和分子都有其特定的能级，当电子从高能级跃至低能级时，会发出特定波长的光。这就是为什么不同的气体会产生不同颜色的辉光。例如，氩气则通常会发出淡紫色的光，氮气放电会形成粉紫色光。 气体的压力和浓度也会影响放电颜色。高压会导致更多的分子参与电离，放电颜色会更加亮丽。而在较低的压力下，由于电子和气体分子的碰撞几率降低，所产生的光辉会变得暗淡。电压的大小会影响电子的能量，从而影响放电的颜色。如果电压提高，电子的能量也会提高，电离的能级可能会变得更高，从而改变发出光的颜色。 干法机台如何利用启辉效应 在半导体制程中，一般用光谱分析来监控和分析辉光放电效应。光谱分析能够提供大量有关等离子体状态的信息，如离子和中性粒子的种类，粒子密度和能量等。些信息对于理解和优化启辉放电过程，调整工艺参数，以及保证工艺的重复性和稳定性是非常重要的。例如，光谱分析可以用于确定放电气体的种类和比例，监控化学反应的进行，以及检测可能存在的杂质等。 另外，光谱分析还可以用于监控设备的状态。通过分析放电过程中的光谱变化，可以发现设备的故障，从而及时进行维护和修理，保证设备的稳定运行。 一般来说，采用光谱分析的设备和工艺会比较复杂，需要较高的投入和运行成本。但在对工艺控制要求高的场合，例如在先进的半导体制程中，这种投入是非常必要的。  

晶圆表面的亲水性与疏水性，一个很容易被人忽视的细节，可能影响到整个芯片的性能。从制备光刻胶涂层，到清洗过程，再到某些薄膜的制备，晶圆表面的湿润性影响着每一个关键步骤。今天将深入探讨这两种表面特性，解析其在半导体制程中的作用，以及如何通过各种表面处理方法来优化晶圆的亲水性和疏水性。 什么是亲水性与疏水性？ 亲水性： 亲水性表面是指当水滴接触到晶圆表面时，形成的接触角小于90度。亲水性的表面对水具有亲和力，水能在晶圆表面蔓延成为一小滩水。 疏水性： 疏水性表面则是指当水滴接触到表面时，形成的接触角大于90度。即在晶圆表面形成水珠，典型的疏水性例子是荷叶上的水珠。 亲水与疏水的原理 晶圆表面的亲水性和疏水性主要与其表面化学基团有关。化学基团决定了表面对水分子的吸引力强弱，也就决定了其亲水性或疏水性。 亲水性表面，其上的化学基团更愿意与水分子进行相互作用而形成氢键。在这样的表面上，水可以很好地铺展开来，形成一个较低的接触角。 相反，疏水性表面则不愿与水分子进行相互作用。这种表面上的化学基团更倾向于与自身进行相互作用，而排斥水分子。因此，水滴在这种表面上会形成较高的接触角，看起来像一个半球形。 亲水性与疏水性对半导体制程的影响 清洗工序：晶圆在各种工艺步骤之间都需要经过清洗，以去除杂质和残留物。亲水性表面能更好地与清洗液接触，从而实现更有效的清洗。相反，疏水性表面会使清洗液在其上形成珠状液滴，使得清洗效果不佳。 光刻步骤：光刻胶需要均匀地覆盖在晶圆表面上，形成一层薄膜。亲水性表面可以帮助光刻胶更好地铺展，从而实现更均匀的光刻胶覆盖。相反，疏水性表面的光刻胶影响匀胶的均匀性，对于光刻，晶圆亲水性要控制在一个适当范围。 晶圆如何改性？ 等离子改性：等离子体处理是一种常用的方法，利用气体等离子体对晶圆表面进行改性，生成亲水性或疏水性表面。例如，氧气等离子体处理可以使硅表面产生亲水性，而氢气等离子体处理则可以产生疏水性表面。 化学改性：使用化学试剂处理晶圆表面。例如，在半导体制程中，表面活性剂可以用来改变晶圆表面的亲水性和疏水性。表面活性剂可以吸附在晶圆表面，形成疏水基或亲水基。如果希望增强晶圆表面的疏水性，可以使用含有非极性疏水尾基团的表面活性剂。如果希望增强晶圆表面的亲水性，可以使用含有极性亲水头基团的表面活性剂

电子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance，ECR）利用电磁波（通常是微波）在磁场中产生的电子回旋共振来产生等离子体，然后利用这个等离子体来对半导体材料进行刻蚀。 2.45GHz的微波 微波是一种电磁波，其波长在1毫米到1米之间，对应的频率范围约为300兆赫（MHz）至300千兆赫（GHz）。而半导体制造中常用的微波为2.45 GHz。 这个频率的微波最为人所知的应用可能就是微波炉了。微波炉中的微波发生器产生2.45 GHz的微波，这些微波能够被待加热物品的吸收，使它们振动并产生热，从而加热和烹饪食物。 2.45 GHz的频率也在一些无线通信技术中被使用，例如Wi-Fi和蓝牙。这个频率范围由于在大多数国家/地区都不需要许可证就能使用，因此在消费电子产品中非常流行。 2.45 GHz的微波也被用于一些特定的应用，比如在电子回旋共振（ECR）系统中被用于激发电子和产生等离子体，用于半导体制程中的刻蚀过程。 使用2.45 GHz的微波在ECR系统中产生等离子体的主要优点是，这个频率的微波能量可以被等离子体中的电子有效地吸收，而且微波的能量相对较低，不会对半导体材料造成大的损伤。 首先，2.45 GHz的微波被注入到一个ECR-RIE机台腔体中，这个腔体中充满了需要刻蚀的气体（如氟或氯）。在腔体中，微波和磁场相互作用，产生电子回旋共振，其中电子在微波的影响下在磁场中进行螺旋上升运动。这个过程会使电子获得能量，形成高能电子。高能电子与腔体中的气体分子相撞，使气体分子激发，产生等离子体。这个等离子体包含了高能电子和离子，自由基等活性物质。等离子体被引导到半导体材料的表面，其中的活性物种与半导体材料发生反应，进行刻蚀。整个过程可以通过改变微波的功率、气体的压力和类型、以及磁场的强度来控制。 ECR的优势 1，高选择性 2，高方向性 3，低伤害 ECR的缺点 设备复杂：ECR 技术的主要缺点是商用微波电源的限制，以及产生均匀磁化等离子体所需的磁铁的物理限制，例如，要产生 875 高斯的磁场，磁铁又大又重。体积庞大的 ECR 源难以聚集用于多腔室工艺，而且它们难以处理大于 200 毫米的晶圆。 刻蚀速率相对较低：ECR刻蚀中生成的等离子体的离子能量相对较低。这有利于减少对材料的损伤，但也意味着离子轰击的效率可能较低，因此刻蚀速率也较低。 ECR的应用 浅槽隔离（Hard Mask, Si Trench） 栅电极(Hard Mask, PolySi, Side Wall, Metal) 自对准接触和互连（金属回蚀、金属硬掩模、双镶嵌沟槽）

干法刻蚀是一种使用气体或等离子对材料进行蚀刻的方法。它是微电子制造过程中的关键步骤之一，主要用于形成半导体芯片上的微细结构。 什么是等离子体？     等离子体是物质的第四种状态，除了常见的三种状态：固态、液态和气态外。等离子体是由等量的正离子和电子组成的，总电荷为零的电离气体。当物质受到高温或强电场时，其内部的电子会被从原子或分子中剥离出来，形成等离子体。等离子体有许多独特的性质，如高度的电导性和反应性，以及对电磁场的响应能力。 干法刻蚀的特性：      优异的微细加工和各向异性，干法刻蚀可以提供非常精确的刻蚀控制，适合在纳米级别进行微细加工。可以实现垂直于基板的刻蚀，形成高方向性的图案，这对于制造三维结构，如微电子器件中的深孔，沟槽特别有用    等离子用于蚀刻系统，在干法刻蚀系统中，特定类型的气体被引入到刻蚀室中，然后通过电磁场将这些气体电离，生成等离子体。这些等离子体中的离子或活性分子将撞击待刻蚀的材料表面，使材料发生物理或化学反应，从而被移除。 成本较高，干法刻蚀需要使用复杂的刻蚀设备，如等离子体刻蚀机，这些设备的购置和维护成本都比较高。 干法刻蚀机台类型： 1.ECR(Electron Cyclotron Resonance)   ECR 指电子回旋共振。将磁场施加到真空系统会启动电子的旋转运动，称为回旋加速器运动，该运动以磁场中的磁力线为中心。当入射频率为ω与转速相匹配的微波时，回旋运动与电场发生能量共振，电场能量被电子吸收。这称为电子回旋共振。它有效地加速电子并可以施加大量的能量。以这种方式施加能量而产生的等离子体称为 ECR 等离子体。ECR使用微波能量来电离气体，微波频率2.45GHZ 2.ICP(Inductively Coupled Plasma)，即感应耦合等离子体，     在ICP系统中，射频（RF）能量通过一个线圈传递给低压气体，使气体电离并形成等离子体。由于等离子体是在射频电磁场的感应作用下产生，因此被称为感应耦合等离子体。   3.CCP(Capacitively Coupled Plasma)，即电容耦合等离子体，    在CCP系统中，两个电极间的射频（RF）电压导致气体电离并形成等离子体。这些电极的一个或两个都是射频电极，它们通过电容作用将电能转化为等离子体。由于等离子体是在电容电场的作用下产生的，因此被称为电容耦合等离子体。   4.IBE(Ion Beam Etching)，也称离子束蚀刻       在这个过程中，一个集中的离子束直接打在待蚀刻的材料表面，离子与材料表面的物理撞击使得表面的原子或分子被剥离，从而实现刻蚀。 干法刻蚀是一种重要的微纳米加工技术，具有精度高、可控性强、适用材料广泛等优点，对现代科技和工业产生深远影响。工艺难度不小，需要工程师的仔细学习，琢磨，推敲。