等离子刻蚀（ECR）

等离子刻蚀包括微波电子回旋共振等离子体刻蚀（ECR）、反应离子刻蚀（RIE）和感性耦合等离子体刻蚀（ ICP）。

* 微波电子回旋共振等离子体刻蚀（ECR）*

微波能量被离化气体吸收形成等离子体。微波在等离子体中主要有三种吸收机制：碰撞吸收、无碰撞吸收和非线性反常吸收。吸收方式主要取决工作气体的压力还有所产生的等离子体的性质。电子回旋共振微波等离子体属于无碰撞吸收。

（微波电子回旋共振等离子体刻蚀系统总体结构示意图）

微波经传输回路引入到共振腔开口面附近的陶瓷窗上，同时陶瓷窗表面的永磁磁钢产生高强磁场，在此磁场作用下，腔体内气体分子的外层电子做圆周运动。当电子的圆周运动频率与微波角频率一致时，ECR条件成立。

在这个条件下，电子能有效地吸收微波能量并被加速，使气体大量电离，由于电子的碰撞，提高了电离效率，促使更多的气体分子电离。于是在没有放电电极的情况下，仅由等离子源便产生了高密度、低温等离子体。由于磁场梯度，产生了等离子体中的电子分布，并形成了等离子电位梯度，在这个电位梯度作用下，形成了指向样品的等离子流。

ECR的优点是可以产生很高的等离子体密度，又可以维持较低的离子轰击能量，解决了高刻蚀速率和高选择比这个原本相矛盾的问题。它的缺点是结构复杂，需要微波功率源，及微波谐振与样品基板射频源的匹配问题。而这一缺点很好被固态功率源很好地解决了。

在ECR系统启动时，等离子体还未形成，相当于负载呈开路状态，随着等离子体的逐渐形成，负载状态趋于好转。因此，能否适应负载开路是衡量微波功率源的首要指标。沃特塞恩固态功率源采用基于高健壮性的半导体功率器件的技术方案，加入极端条件下的自我保护机制，使其能适用负载动态变化的不同应用场景。

适应不同的等离子谐振腔是衡量微波功率源的另一重要指标。沃特塞恩固态功率源采用可调节频率的VCO+PLL方案，通过不断优化的算法使固态功率源自适应不同的谐振腔体，以达到反应过程中微波能量的最高效率传输。

* 反应离子刻蚀（RIE）和感性耦合等离子体刻蚀（ ICP）*

这两种刻蚀方法都利用了频率为13.56Mhzhz的功率源。沃特塞恩研制的射频功率一体机（功率源+匹配器）已于2019年8月发布，详情请联系沃特塞恩工作人员。