在芯片制程中，幾乎所有的干法制程，如PVD，CVD,干法刻蝕等，都逃不過輝光放電現(xiàn)象。輝光放電，是一種在低壓下電離氣體的過程，它在半導體制程中的許多重要步驟中有著核心作用。那您知道什么是“啟輝”嗎？為什么會輝光放電嗎？那我們就帶著問題來解答。

什么是“啟輝”********

干法制程會通入反應氣體，并被施加一定的高頻電壓。當施加在低壓氣體上的電壓超過其擊穿電壓時，氣體中的原子或分子將被電離，形成正離子和電子。電子在電場的作用下加速，并與其他氣體分子碰撞，產(chǎn)生更多的離子和電子，就會形成輝光放電等離子體。浸沒在輝光放電等離子體中的晶圓受到電子和離子的轟擊，導致表面原子的重新排列和濺射。

當開始形成等離子體時，我們從機臺外面可以看到工藝腔室中泛起了五顏六色的光暈，這個時候我們就會說“啟輝”了。

啟輝的顏色

啟輝放電產(chǎn)生的光譜和顏色主要取決于放電氣體的種類和壓力****，以及****放電的電壓。每種元素和分子都有其特定的能級，當電子從高能級躍至低能級時，會發(fā)出特定波長的光。這就是為什么不同的氣體會產(chǎn)生不同顏色的輝光。例如，氬氣則通常會發(fā)出淡紫色的光，氮氣放電會形成粉紫色光。

氣體的壓力和濃度也會影響放電顏色。高壓會導致更多的分子參與電離，放電顏色會更加亮麗。而在較低的壓力下，由于電子和氣體分子的碰撞幾率降低，所產(chǎn)生的光輝會變得暗淡。電壓的大小會影響電子的能量，從而影響放電的顏色。如果電壓提高，電子的能量也會提高，電離的能級可能會變得更高，從而改變發(fā)出光的顏色。

干法機臺如何利用啟輝效應

在半導體制程中，一般用光譜分析來監(jiān)控和分析輝光放電效應。光譜分析能夠提供大量有關等離子體狀態(tài)的信息，如離子和中性粒子的種類，粒子密度和能量等。些信息對于理解和優(yōu)化啟輝放電過程，調(diào)整工藝參數(shù)，以及保證工藝的重復性和穩(wěn)定性是非常重要的。例如，光譜分析可以用于確定放電氣體的種類和比例，監(jiān)控化學反應的進行，以及檢測可能存在的雜質(zhì)等。

另外，光譜分析還可以用于監(jiān)控設備的狀態(tài)。通過分析放電過程中的光譜變化，可以發(fā)現(xiàn)設備的故障，從而及時進行維護和修理，保證設備的穩(wěn)定運行。

一般來說，采用光譜分析的設備和工藝會比較復雜，需要較高的投入和運行成本。但在對工藝控制要求高的場合，例如在先進的半導體制程中，這種投入是非常必要的。

審核編輯：劉清