于正5、⼲货！掌握这两个电压（VdcVpp），就理解了DRYETCH微观原理
前⾯已经向⼤家介绍DRY ETCH的宏观原理，这⼀节通过介绍两个电压参数（Vdc&Vpp），从微观⾓度分析DRY ETCH的基本原理。
Vdc（Voltage of Direct Current）
Vdc是⼀种直流偏压（DC），也称为⾃我偏压（self bias voltage），是DRY ETCH原理上⾮常重要的⼀个参数，下⾯通过平⾏板反应离⼦蚀刻机台进⾏说明。
前⾯介绍过，平⾏板反应离⼦蚀刻（RIE）机台，上部电极接地，下部电极接交流电压，RF电源的频率为13.56 MHz。⼤家回忆⼀下⾼中物理知识，13.56 MHz意味着电场每秒变化13.56 x 10^6次，电⼦的质量为9.109×10^-31kg，离⼦的质量约为电⼦质量的100000倍。当电场变化时，电⼦容易跟随电场的变化⽽变化，离⼦由于质量重，不随电场的变化⽽变化。
当RF交流电位于正半周期时，等离⼦体中带负电的电⼦被吸引⾄下部极板，当RF交流电位于负半周期时，等离⼦中带正电的离⼦被吸引，但由于离⼦质量较⼤，⽆法跟随电场变化，其位置变化不⼤。经过⼏个周期变化后，下极板就积累相当多的电⼦，于是就产⽣了直流负电位Vdc。由于下电极为负偏压，电⼦被排斥，下极板附近⼏乎不存在电⼦，此区域被成为离⼦鞘（Ion Sheath），此区域⼏乎看不见发光，因此也被成为暗区（Dark Space）。
关于蚀刻机台chamber中电位分布见图1，等离⼦体从宏观上分析不带电，电⼦、离⼦随机分布，但从微观⾓度分析，等离⼦体也具有⼀定电压，称为Vp（Plasma Potential）。当正离⼦进⼊Plasma与Ion sheath边界时，离⼦被Vdc吸引加速轰击wafer表⾯，此时离⼦的能量为Vp Vdc，这就是DRY ETCH的微观原理。
图1  电位分布图
Vpp（Voltage of Peak to Peak）:
Vpp 指的是RF 正弦波的 Peak to Peak，波峰到波⾕之间电压绝对值之和。当 RF 在正半周期时， Vn 电位在等离⼦体中形成，吸引负电荷往 Cathode 上的 Wafer 移动。此時电荷能量为-q×Vn，当 RF 在负半周期时，将提供正离⼦电荷 q×(Vp Vdc)的能量，使正离⼦电荷往 Cathode上的 Wafer加速移动，轰击wafer表⾯，负电荷与正电荷的移动数量是相同的，这就是DRY ETCH 微观原理，。
图2 Vpp⽰意图
图3  Vpp计算值
在实际应⽤中，当Vdc或Vpp参数发⽣突变时，超出范围，⼀般说明ETCH制程有异常，需要EE check tool和PE trace wafe。