RIE设备基本结构图如图2-6所示。我们将系统简化为图2-7的几部分控制结构。
1.气体供给、流量控制两部分模块完成RIE设备气体供给和流量控制工作，配
合相关管路组成气路系统。
气体源提供工艺实验所需工艺气体，常用工艺气体有Oa, Ar, CHF3, CF4等;
流量控制模块又由质量流量计及相关气动开关阀门组成。工艺气体流经流量计，通
过对流量计设定流量大小来获得稳定的流量预设值以供腔室内部使用;而气体管路
正是连接着气体源、流量控制模块及腔室等工艺气体流经的部分。每一路流经腔室
的气体由以上三部分进行合作、连通、控制。
在应用当中依据不同的设备要求，气路的种类和数量会有所增减。
2.状态检测模块包含真空开关、阀限位信号、终点检测信号等部分，用于完成
设备的运行状态检测工作。
真空开关检测设备腔室当前工作条件是否变化;阀限位信号反应设备当中的阀
当前开或关的状态;终点检测信号一般需要添加相关终点检测装置以提供刻蚀终点
检测。这几种检测信号将当前设备运行状态反馈给实验操作人员，以供进行设备下
一步操作。抑或由设备根据软件预设进行下一步动作。
除了传感器反馈的当前状态外，在设备当中会依据不同需求对状态检测进行相
应的模块调整和选择。
在未安装终点检测装置的等离子体设备当中，人们只能凭借经验或试样来估计
产品刻蚀的终点。然而这种情况下不能保证刻蚀过程中的线条尺寸和衬底的过刻。
半导体工业当中的高密度等离子刻蚀机采用的等离子体源，例如电感祸合等离子体
}LC'P}、电子自旋共振等离子体(ECR)等。因所用的等离子体源具有较高的刻蚀速率，
在过刻的过程中会对衬底材料造成损伤，从而进一步引起器件失效。因此有时需对
刻蚀过程当中的一些参数进行严格的控制，如刻蚀所用气体、刻蚀时间、刻蚀速率
及刻蚀选择比等[25,2G]。
随着工业进程当中的精细化要求，许多国际市场出售的等离子刻蚀装备己经装
有多种方式的等离子刻蚀终点检测装置[[27]
在等离子装备当中，目前己经开发出了一些终点检测技术，目前主流的几种检
测手段包括光学发射光谱法(OES)和激光干涉法((IEP)。并且两者结合的预报式终点检
测技术也在进一步实践应用。随着检测装置的发展，一些学者提出了针对不同检测
手段的终点检测算法。并期待更好地控制等离子体的刻蚀过程[}2s,2}}
本课题研究方向以工程实际为主，目标搭建RIE设备控制系统，期待在实现工
艺实验目标的基础之上对设备稳定性及工艺实验控制角度进行进一步的分析。同时
认识到在终点检测方面的研究需从检测装置和检测分析等几方面同时入手。在以后
的工作中可对具体某一层面进行深入分析。
在实践应用中，由于设备腔室环境，设备模块组成结构均会有稍许不同，对刻
蚀的控制角度出发，由工艺人员针对所要刻蚀材料及工艺参数进行针对设备本身的
实验，并做好记录，以备完成预期目标。依据工程经验在这种条件下能够满足实验
人员所需刻蚀指标。基于成本和实验目标的角度出发，在本课题所搭建的反应离子
刻蚀机自动控制系统中未添加刻蚀终点检测装置。
3.压力控制模块由真空规、真空泵、气动阀及抽气管路等组成。气动阀作用于
真空规和腔室之间用于选择在恰当的时间打开，以备真空规进行腔室真空度的监测。
气动阀同时也作用于腔室与真空泵之间，用于选择开关状态决定是否进行抽真空。
在RIE设备工作过程中通常要求达到工艺实验所需低真空环境，考虑到不同的
本底真空要求，需要添加不同的抽真空装置，例如利用高真空所需分子泵或以机械
泵、罗茨泵等泵组完成真空抽气系统的搭建。有时可调节腔室抽气阀门的开度，可
利用插板阀和抽气管路的配合对腔室抽真空速率做进一步细调。
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