破解納米薄膜加工難題中的低頻雙模式技術介紹

 在納米技術飛速發展的今天，薄膜刻蝕深度已邁入幾納米到幾百納米的精細范疇，甚至石墨烯逐層刻蝕需小于 1 納米的精準控制。傳統高頻反應離子刻蝕設備復雜且成本高昂，而低頻 “雙模式” 等離子體技術的出現，為超薄層刻蝕提供了更優選擇。

一、低頻雙模式：超薄層刻蝕的核心優勢
對于厚度小于 1 微米的薄膜，20~100kHz 低頻發生器的等離子體設備能完美適配刻蝕需求。相比傳統 13.56MHz 高頻設備，它在保證刻蝕效果的同時，大幅簡化了匹配網絡與冷卻系統，降低了設備復雜度和使用成本，成為科研與工業生產中極具性價比的選擇。

二、雙模式解析：兩種工藝，靈活切換
容性耦合等離子體（CCP）的 “雙模式” 指 PE 模式與 RIE 模式，用戶可根據工藝需求自由選擇，且能在單一配方中無縫切換，無需中斷流程。

1. PE 模式（等離子體刻蝕模式）

又稱 “反應性中性主導” 模式，樣品裝載在電接地電極上，幾乎無離子轟擊。
典型應用包括光刻膠灰化、等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）及多數表面改性工藝。

2. RIE 模式（反應離子刻蝕模式）

即 “反應性離子主導” 模式，樣品放置在加電電極上，高能離子轟擊可提升刻蝕速率。
作為最廣泛應用的刻蝕工藝，適用于各類薄膜的精準去除。

Femto Science Inc. 的 CUTE 與 COVANCE 系列科研級設備，正是憑借雙模式功能，成為亞納米至數百納米級薄膜加工的高效工具，兼顧空間利用、設備管理與成本控制三大優勢。

三、實測驗證：兩大參考工藝的優異表現
工藝 1：SiO₂刻蝕（RIE 模式）
 

樣品規格：4 英寸晶圓，3000Å PECVD 氧化層，1um 厚負性光刻膠，開口面積 29.43%。
工藝條件：本底壓力 80mTorr，工藝壓力 200mTorr，100% CF₄氣體，80W@50kHz 功率，刻蝕 15 分鐘。

核心結果：刻蝕速率達 10nm/min，光刻膠選擇比 1:1，刻蝕效果均勻精準。

工藝 2：聚對二甲苯刻蝕（RIE 模式）
樣品規格：4 英寸晶圓，2.2um 厚 SU8-2002 光刻膠，C 型聚對二甲苯層，應用于生物傳感器。
工藝條件：本底壓力 80mTorr，工藝壓力 500mTorr，100% O₂氣體，80W@50kHz 功率。
核心結果：刻蝕速率超 150nm/min，高效滿足生物傳感器的加工需求。

四、設備參數參考

*刻蝕速率會因負載效應、刻蝕形貌等條件而變化
*標準工藝設置為500mTorr, 80w, 50kHz, 反應離子刻蝕（RIE）模式。

低頻雙模式等離子體技術以其靈活切換、成本可控、刻蝕精準的優勢，正在納米薄膜加工領域占據重要地位。無論是科研實驗中的精細刻蝕，還是工業生產中的高效加工，都能提供穩定可靠的解決方案。

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