SAMCO RIE-10NR 反应离子刻蚀机技术分析

一、设备概述

二、核心技术参数

1. 等离子体与功率系统

• 射频功率：13.56MHz，300W（标配），可选500W升级

• 电极配置：直径240mm平行极板，间距可调（10-80mm）

• 等离子体密度：1×10¹⁰-1×10¹² ions/cm³

2. 工艺能力

• 晶圆尺寸：最大8英寸（200mm），支持4/6英寸兼容

• 刻蚀均匀性：±1%（6英寸晶圆，排除边缘15mm）

• 刻蚀速率：SiO₂约18nm/min（CF₄/O₂ chemistry），Si约50nm/min（SF₆）

• 气体兼容性：

  
  

• 氟基：CF₄、CHF₃、SF₆

• 氧基：O₂、N₂O

• 惰性气体：Ar、He

• 特殊气体：BCl₃（选配）

3. 真空与控制系统

• 真空系统：干泵（500L/min），极限真空5×10⁻⁴ Pa

• 压力范围：0.1-100 Pa（自动压力控制）

• 控制系统：触摸屏操作，支持100组Recipe存储，10步工艺序列

三、应用场景

1. 材料刻蚀

• 硅基材料：Si、Poly-Si、SiO₂、SiN的各向异性刻蚀，用于MEMS结构释放

• 化合物半导体：GaAs、InP的 mesa 刻蚀，GaN基HEMT的隔离槽加工

• 2D材料：石墨烯接触电极的hBN选择性刻蚀（采用CF₄/Ar等离子体）

2. 工艺开发

• 失效分析：SiO₂/SiN层的精准剥离（选择比>50:1）

• 2D器件：MoS₂/WS₂的图形化刻蚀，边缘粗糙度<5nm

• 传感器：压力传感器的Si深槽刻蚀（深宽比>10:1）

四、技术优势与局限性

优势：

1. 四方向排气设计：对称气体流场实现片内均匀性±1%

2. 多晶圆处理：支持5片4英寸或3片6英寸晶圆同时加工，提升研发效率

3. 安全系统：气体泄漏检测、过温保护及紧急关断功能，符合SEMI S2标准

局限性：

1. 产能限制：单片处理模式，量产 throughput 仅30片/小时（8英寸）

2. 高深宽比能力：深槽刻蚀速率<1μm/min，难以满足TSV工艺需求

3. 腐蚀性气体兼容性：标配不支持Cl基气体，需定制化改造

   
   

五、市场定位与替代方案

• 主要用户：麻省理工学院、RIKEN、中科大等研发机构

• 替代型号：

  
  

• 升级选项：SAMCO RIE-200NL（负载锁定型，适合小批量生产）

• 竞品方案：Oxford Plasmalab 80+（英国牛津仪器）

数据来源：

• SAMCO官方技术白皮书（RIE-10NR Datasheet）

• 学术论文《Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS》应用案例

• 二手设备平台CAE Online配置清单

本文结合互联网AI生成，内容仅供参考。