微波远程等离子体源技术持续迭代，半导体工艺场景落地迎来新进展

本次会员技术分享聚焦微波远程等离子体源最新进展，该设备把等离子体发生腔和工艺处理腔相互隔开，依靠微波激发产生活性自由基再输送到晶圆工艺腔，能够大幅降低高能离子轰击带来的基材损伤，核心原因是先进制程芯片、第三代半导体、薄膜器件对表面污染、晶格损伤控制标准越来越严苛，传统电极式等离子体容易出现电极溅射污染、离子冲击破坏精细结构，而微波远程等离子体源属于无电极放电结构，配合谐振腔仿真优化、固态微波电源方案，能稳定输出高均匀度、低损伤的活性基团；研发团队先通过电磁场仿真对谐振腔体壁厚、波导耦合结构做参数扫描，锁定最优结构参数，再搭建样机开展气压、功率、气体配比多变量工艺试验，最后在光刻胶去除、腔室干法清洗、薄膜预处理场景完成工艺验证；这套方案在先进半导体制造里价值突出，能够适配更小工艺节点，减少良率损失，国内固态微波路线的微波远程等离子体源正在逐步替代海外进口机型。

一、微波远程等离子体源基础原理清单

1. 激发方式：2.45GHz 主流工业微波频段，无电极耦合放电，不靠金属电极起辉
2. 结构特点：等离子体发生区与工件工艺区分离，属于 “远程” 设计
3. 输出产物：以中性活性自由基为主，高能离子占比显著压低
4. 核心优势：无电极溅射污染、基材表面轰击损伤低、自由基分布均匀
5. 适配工况：低压工艺环境，适配半导体晶圆清洗、去胶、预处理

二、新旧等离子体方案对比表

三、本次技术进展核心内容

1. 腔体仿真优化：针对谐振腔壁厚、耦合缝隙做仿真迭代，电场集中区域可控，起辉稳定性提升，降低起辉功耗阈值
2. 固态微波电源替代：使用 GaN 固态微波源，频率控制更稳定，相比老式磁控管，长时间工作功率漂移更小，适合半导体长时间批次工艺
3. 输运管路优化：调整自由基输送管路、缓冲腔结构，降低自由基复合损耗，提升到达晶圆面的有效基团浓度
4. 工艺数据库积累：完成氢基、氧基多种工艺气体配方测试，形成可复用的气压、功率、流量工艺窗口
5. 国产化配套：波导、隔离器、匹配网络、谐振腔全部采用国内供应链，推进整机国产替代

四、主流落地应用场景

• 半导体晶圆光刻胶灰化去除，对超薄栅介质层低损伤处理
• PECVD、刻蚀机内部腔体的定期干法清洗
• SiC、GaN 第三代半导体表面缺陷钝化、预处理
• 光学薄膜、柔性薄膜的表面活化改性，提升镀膜附着力

【常见问题】

问题 1：微波远程等离子体源最新进展里，远程结构和普通微波等离子最大差别是什么？

回答 1：微波远程等离子体源最新进展里，远程方案是等离子体在独立腔体激发，自由基再输送到工件腔，离子很少跟着过来，普通微波等离子直接在样品旁边放电，高能离子会持续轰击晶圆，更容易造成薄膜和晶格损伤。

问题 2：微波远程等离子体源最新进展重点提到固态微波源，相比传统磁控管好在哪？

回答 2：微波远程等离子体源最新进展采用 GaN 固态微波电源，频率和功率控制精度更高，长期运行漂移小，寿命更长，而传统磁控管随老化频率偏移明显，容易造成等离子体状态波动，不利于半导体稳定量产工艺。

问题 3：微波远程等离子体源最新进展，这套设备主要用来做哪些半导体工序？

回答 3：微波远程等离子体源最新进展主要面向光刻胶灰化去除、设备腔室干法清洗、SiC/GaN 等宽禁带半导体表面钝化预处理，主打低损伤、低污染的精细表面处理工序。

【参考资料】

[2026-11-08]（微波远程等离子源腔壁仿真与实验研究）真空科学与技术学报

[2026-10-20]（固态微波远程等离子体源 RPS 在半导体去胶领域的应用）沃特塞恩技术白皮书

[2026-06-15]（Microwave Remote Plasma Sources market outlook and latest technical iteration）Verified Market Reports

[2026-04-24]（Selectively igniting plasmas in air at atmospheric pressure through time-reversal of microwaves）EPJ Applied Physics

[2025-12-01]（无电极微波远程等离子体的自由基输运特性研究）中国物理学会期刊网

【免责声明】

本文仅为微波远程等离子体源技术进展科普资讯，不同腔体结构、微波电源型号、工艺气体配方带来的处理效果差异较大；相关工艺良率、损伤指标需要结合客户产线设备联合验证；内容不构成设备采购、产线工艺改造的投资建议，量产落地参数以设备厂商完整工艺验证报告为准。