反应离子刻蚀
基本原理：
反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching, RIE）是一种常用于半导体制造和微电子加工中的干法刻蚀技术。它利用等离子体中的活性离子和中性粒子与材料表面发生化学反应，从而去除材料。
反应离子刻蚀结合了化学刻蚀和物理溅射两种机制：
1. 化学反应：等离子体中的活性气体（如氯气、氟气等）分解产生的活性离子和中性粒子与待刻蚀材料表面发生化学反应，形成挥发性副产物，从而去除材料。
2. 物理溅射：高能离子在电场作用下加速，并与材料表面发生碰撞，物理地去除材料表面原子。
加工能力：
工艺流程：
1. 样品准备：将待刻蚀的样品放置在刻蚀腔内的基座上。
2. 真空处理：将刻蚀腔抽真空，达到所需的低压环境。
3. 气体引入：引入反应气体，如四氟化碳（CF4）、氧气（O2）等。
4. 等离子体激发：施加高频电场，激发反应气体产生等离子体。
5. 刻蚀过程：等离子体中的活性离子和中性粒子与样品表面发生反应，进行刻蚀。
6. 刻蚀终止：达到预定刻蚀时间或监测到所需刻蚀深度后，停止刻蚀过程。
7. 样品取出：通入惰性气体，恢复常压，取出样品。
应用场景：
反应离子刻蚀广泛应用于半导体制造和微电子加工领域，包括：
集成电路（IC）制造：用于形成微小的器件结构，如栅极、电极和接触孔等。
微机电系统（MEMS）：用于制作微机械结构，如微齿轮、微阀门等。
光电器件：如LED、激光器等的制作。
优点：
高各向异性刻蚀：能够实现垂直侧壁，适合高精度微细结构的制造。
刻蚀速率可控：通过调整工艺参数，如气体流量、功率等，可以精确控制刻蚀速率。
适用材料广泛：可以刻蚀多种材料，包括硅、金属、氧化物和氮化物等。
刻蚀精度：
反应离子刻蚀的精度主要取决于工艺参数的控制，包括刻蚀速率、选择性、各向异性等。一般来说，RIE可以实现亚微米级甚至纳米级的刻蚀精度。具体精度取决于以下因素：
刻蚀气体的选择：不同气体对材料的选择性不同，影响刻蚀精度。
等离子体参数：如功率、频率、气体流量和压力等，都会影响刻蚀结果。
掩膜材料和图形：掩膜的种类和图形尺寸对最终刻蚀精度有直接影响。
