RIE包含了一个高真空的反应腔,压力范围通常在1~1oO Pa,腔内有两个平行板状的电极。IC01CP如图1l△所示是RIE设各示意图,其中,一个电极与反应器的腔壁一起接地,另一个电极与晶片夹具接在RF产生器上(常用频率为13,56MHz)。

   当接通RF电源时,等离子体电位通常高于接地端。因此,即使将晶片放置于接地的电极上,也会受到离子的轰击,但此离子能量(0~100eV)远小于将晶片放置于接RF端的电极时的能量(100~1000eV)。将晶片置于接地反应外,还可利用高能量的离子轰击薄膜表面去除二次沉积的反应产物或聚合物,从而达成各向异性的刻蚀。传统RIE的优点是结构简单且价格低廉,其缺点是在增加等离子体密度的同时加大了离子轰击的能量,这会破坏薄膜和衬底材料的结构。另外,当刻蚀尺寸小于0,6um之后,刻蚀图形的深宽比将变得很大,需要较低的压力以提供离子较长的自由路径,确保刻蚀的垂直度。而在较低的压力下,等离子体密度将大幅降低,使刻蚀速率变慢。

   解决离子能量随等离子体密度变化的方法是改用三极式RIE,其设各示意图如图115所示。它有二个电极,可将等离子体的产生与离子的加速分开控制,进而达到增加等离子体密度而不增加离子轰击能量的需求。而要解决低压时等离子体密度不足的现象,则要靠后述的高密度等离子体来完成,即需要改变整个等离子体源的设计。