反应腔内部件材料的选择，特别是曝露在等离子体环境下的部件材料的选择，是刻蚀设备设计的重要部分，它对芯片的缺陷，金属污染，刻蚀的重复性和稳定性，以及生产成本都有关键性的影响。除了满足电学和机械方面的基本要求，材料选择还要遵循以下原则:纯度高，以免造成污染:化学成分最好与反应气体(如氟、碳)或被刻蚀材料(如硅、氧化硅)-致， 以避免其他元素的干扰:在等离子体中的消耗率低，以增加稳定度及寿命。

通常反应腔部件使用的导体材料有硅、碳化硅和铝合金(如6061A)等;绝缘体材料有石英(氧化硅)、陶瓷(氧化铝、氮化铝和氧化钇)、表面阳极氧化铝合金等。表8-45列出了等离子体刻蚀设备反应腔部件的常用材料，等离子体刻蚀设备反应腔部件示意图如图8-162所示。

有时单一材料不能满足所有要求，必须加以平衡，这对于反应腔中的消耗性部件尤为重要。

以电容耦合等离子体刘蚀设备中最重要的清耗件置 于圆片周围的聚焦环(Foeus Ring)为例，如果采用石英材料，其纯度高，对获得低金属污染最有利，但它在氧化物气体的等离子体中腐蚀清耗( Ension)太快，寿命太短，不仅使成本增加，还会因为需要置换面停机，缩短了设备的在线率:若选用陶瓷，寿命足够长，但由于它处于高能量离子的麦击区域，溅击逸出的铝与等离子体中的氟反应会形成不挥发的氟化物( 如氯化铝等)，如果不能被抽除而沉积在圆片边缘的器件表面或光刻胶上，就会在后续步骤中阻止对生成物和光刻胶的去除，影响产品合格率。比较合适的材料是单晶硅或碳化硅，然面单品硅便宜但寿命短，碳化硅价格高但寿命稍长，各有优缺点，需根据实际情况加以取舍。如果设备使用事高。其在线率比较重要，应采用碳化硅:如果此部件的损耗成本占比不是太高，则应采用单晶硅。有些生产商尝试用氧化亿喷涂在氧化倡聚焦环表面，后来发现忆原子被溅击逸出仍然会对圆片边缘造成影响。

但是，氧化忆以其极低的腐蚀消耗率，制备技术成熟，价格低廉，在反应腔上电极板和绝缘顶板等其他部件上得到了广泛应用，其原因是上电极的离子轰击能量往往比较低，不易造成忆原子的最击逸出。图8- 163所示的是五种常用材料在同一等离 子体刻蚀条件下的相对刻蚀速率比较。新材料的开发和完善是刻蚀设备得以发展的重要条件。以电容概合等离子体刘蚀设备反应腔的上电极板为例，最早采用表面阳极氧化的铝，当然会遇到氧化层的击穿和侣元素污染等问题，后来采用多晶硅和单品硅，但在生产大面积硅板时遇到瓶颈，而且在某些含氟气体的等离子体条件下会产生所谓“黑硅”( Black Silicon) 现象，引起硅表面特性改变和产生微尘。

20 世纪80年代中后期，研究人员成功引人CVD方法制造碳化硅镀膜，一方面解决了 “黑硅” 间题，延长了电极板的寿命;另一方面还可以获得整块大面积的上电极板，克服了当时微加工设备从200mm圆片转换至300mm圆片所面对的难题。过去十多年，氧化钇镀膜技术及含钇陶瓷的发展也为反应腔上电极板和很多其他部件提供了更多、更好的选择。更多的新材料正在火热的研发之中，如石墨烯材料已经展示出卓越的电学性能和机械性能，若能解决抗等离子体能力问题，将是绝好的反应腔部件材料。