等離子蝕刻

等離子蝕刻是指通過等離子工藝去除表面上的材料。其也被稱為干式蝕刻，因為傳統蝕刻工藝是使用腐蝕性酸進行濕式蝕刻的。工藝氣體的等離子體將待蝕刻材料從固相轉化為氣相，并通過真空泵將氣相產物抽吸出來。借助掩膜可以只對部分區域或結構進行蝕刻。

僅在低壓等離子體中進行等離子蝕刻，因為

達到規定的蝕刻作用，需要較長的處理時間

幾乎所有蝕刻氣體都只能在低壓等離子體中使用

等離子蝕刻具有很多的應用用途。對于蝕刻過程的優化而言，提供了數目眾多的可用工藝氣體，并有 3 種基本蝕刻方法以供選擇。

等離子清潔

根據具體應用情況，除了可稱為“物理清潔”，“濺射”以外，還可稱為“微噴砂”。

工藝氣體是氬氣或者其他惰性氣體，但是其離子不會形成任何自由基。電場中加速運動的電子所產生的動能會將基材中的原子和分子分離出來，這正是蝕刻作用的原理。

應用用途：

表面的微結構化，

例如，用于提高粘合力（微噴砂）

蒸鍍源的噴射（濺射）

因為離子蝕刻不發生化學作用，其幾乎適用于所有基材（幾乎沒有選擇性）。等離子體的蝕刻作用基本都是有離子加速度方向所決定的。其效果是強烈的各向異性。

化學等離子蝕刻

所用的工藝氣體（CF4、O2等），其分子在等離子體中主要分裂為自由基。蝕刻作用主要基于這些自由基與基材的原子或分子之間的反應，以及其轉化得到的氣相分解產物。

重要應用用途：

氧化層的降解

去除光刻膠（剝離）

矩陣灰化，用于分析

蝕刻 PTFE

半導體的結構化和微結構化

等離子蝕刻是非常有選擇性的，也就是說，工藝氣體和基材必須很好的進行匹配。蝕刻作用是具有各向同性的。即各個方向上的作用均是相同的，如處理產品上有電子元件，請謹慎使用，化學蝕刻會使電子元件和基板分離。

反應性離子蝕刻

氣體分子在等離子體中形成自由基和帶正電荷的離子。如果進行了等離子激發，從而使電場中的離子加速，并射入至基材，則蝕刻過程除了可以利用離子的動能之外還可以利用自由基的反應性作用。

反應性離子蝕刻綜合了離子蝕刻和等離子蝕刻的效果：其具有一定的各向異性，而且未與自由基發生化學反應的材料會被蝕刻。首先，蝕刻速率顯著增加。通過離子轟擊，基材分子會進入激發態，從而更加易于發生反應。

應用用途：

主要用于蝕刻半導體

蝕刻 PTFE

等離子體技術還適用于使塑料具有粘合性，這是因為其表面能量壁“非粘合性”材料更低。對于聚丙烯 (PP)，聚丙烯 (PP)，聚乙烯 (PE) 或聚甲醛 (POM) 而言，是通過氧氣等離子體中活化達到這一目的的。對于具有最低表面能量的塑料、PTFE 而言，僅活化處理是不夠的。在氧氣等離子體中，氟 - 碳鍵是無法斷裂的。

但是在氫氣等離子體，氫自由基會和 PTFE 的氟原子結合，并斷開碳鍵。將氟化氫氣體完全抽出，但仍然存在著非飽和性碳化合物，其會顯著吸附積聚極性液體分子。

如果 PTFE 表面上存在褐色的變色情況，則表面蝕刻成功完成。

POM 示例：等離子處理前

POM 示例：等離子處理后

PTFE 示例：等離子處理前

PTFE 示例：等離子處理后

編輯：黃飛