等离子刻蚀

等离子体刻蚀（plasma-etching）是通过等离子体中活性粒子与材料表面原子发生化学或物理反应,生成挥发性产物从而实现材料去除的过程。

等离子刻蚀示意图

等离子刻蚀按反应机理类型主要分为物理、化学性刻蚀以及反应离子刻蚀三种。其中物理性刻蚀又称为溅射刻蚀。

物理刻蚀

物理刻蚀属于纯粹的物理过程，主要通过等离子体中的离子与物质表面分子发生的溅射反应(sputtering reaction)来实现。高速运动的离子撞击物质表面分子，当碰撞传导的能量超过原子的结合能足以使其逃逸物体表面时，就会发生物理溅射反应。与典型的溅射技术中的能量要求相比，等离子体中离子的能量相对较低，因此溅射反应发生率还是比较低的溅射产物非常少。

(如Ar+)对基片表面的撞击，以离子能量损失为代价, 将基片表面的原子溅射出来，形成刻蚀效果。物理刻蚀速度较快，具有各向异性，但选择性差， 刻蚀效果不理想。

化学反应刻蚀

化学反应刻蚀是一种或者多种反应气体被激发成等离子态后，所形成的活性粒子或者活性基团与被刻蚀物体进行化学反应，形成易挥发的反应产物，从而达到刻蚀效果。化学刻蚀具有高度选择性，但不具有方向性。

典型的等离子刻蚀反应为：

F^*+Si→FSi₄

反应离子性刻蚀（RIE）

包括反应离子的溅射；化学刻蚀过程中副产物的物理溅射；形成刻蚀表面。刻蚀过程中，物理刻蚀与化学刻蚀同时发生，刻蚀速率比单一的物理或化学刻蚀速率快，反应离子性刻蚀既有方向性又有选择性。

等离子体刻蚀往往是上述几种反应的综合，既包含物理刻蚀，也包括化学反应刻蚀，但气相化学反应刻蚀起主要作用。等离子体刻蚀可以用来去除聚合物表面杂质,改变物体的表面微观形貌,从而改善聚合物表面亲水性、可印刷性、可粘合性以及上染性等等。