什么是等離子蝕刻 等離子蝕刻應(yīng)用用途介紹

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(tǒng)蝕刻工藝是使用腐蝕性酸進(jìn)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(zhuǎn)化為氣相，并通過真空泵將氣相產(chǎn)物抽吸出來。借助掩膜可以只對部分區(qū)域或結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻。

僅在低壓等離子體中進(jìn)行等離子蝕刻，因為

達(dá)到規(guī)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(yīng)用用途。對于蝕刻過程的優(yōu)化而言，提供了數(shù)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(jù)具體應(yīng)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(chǎn)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(yīng)用用途：

表面的微結(jié)構(gòu)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(fā)生化學(xué)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(qiáng)烈的各向異性。

化學(xué)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(yīng)，以及其轉(zhuǎn)化得到的氣相分解產(chǎn)物。

重要應(yīng)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(dǎo)體的結(jié)構(gòu)化和微結(jié)構(gòu)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(jìn)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(chǎn)品上有電子元件，請謹(jǐn)慎使用，化學(xué)蝕刻會使電子元件和基板分離。

反應(yīng)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(jìn)行了等離子激發(fā)，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(yīng)性作用。

反應(yīng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(jìn)入激發(fā)態(tài)，從而更加易于發(fā)生反應(yīng)。

應(yīng)用用途：

主要用于蝕刻半導(dǎo)體

蝕刻 PTFE

等離子體技術(shù)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(dá)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(jié)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