低频双模式技术破解纳米薄膜加工难题

在纳米技术飞速发展的今天，薄膜刻蚀深度已迈入几纳米到几百纳米的精细范畴，甚至石墨烯逐层刻蚀需小于 1 纳米的精准控制。传统高频反应离子刻蚀设备复杂且成本高昂，而低频 “双模式” 等离子体技术的出现，为超薄层刻蚀提供了更优选择。

一、低频双模式：超薄层刻蚀的核心优势

对于厚度小于 1 微米的薄膜，20~100kHz 低频发生器的等离子体设备能完美适配刻蚀需求。相比传统 13.56MHz 高频设备，它在保证刻蚀效果的同时，大幅简化了匹配网络与冷却系统，降低了设备复杂度和使用成本，成为科研与工业生产中极具性价比的选择。

二、双模式解析：两种工艺，灵活切换

容性耦合等离子体（CCP）的 “双模式” 指 PE 模式与 RIE 模式，用户可根据工艺需求自由选择，且能在单一配方中无缝切换，无需中断流程。

1. PE 模式（等离子体刻蚀模式）

又称“反应性中性主导” 模式，样品装载在电接地电极上，几乎无离子轰击。

典型应用包括光刻胶灰化、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）及多数表面改性工艺。

2. RIE 模式（反应离子刻蚀模式）

即“反应性离子主导” 模式，样品放置在加电电极上，高能离子轰击可提升刻蚀速率。

作为最广泛应用的刻蚀工艺，适用于各类薄膜的精准去除。

Femto Science Inc. 的 CUTE 与 COVANCE 系列科研级设备，正是凭借双模式功能，成为亚纳米至数百纳米级薄膜加工的高效工具，兼顾空间利用、设备管理与成本控制三大优势。

三、实测验证：两大参考工艺的优异表现

工艺 1：SiO₂刻蚀（RIE 模式）

样品规格：4 英寸晶圆，3000Å PECVD 氧化层，1um 厚负性光刻胶，开口面积 29.43%。

工艺条件：本底压力 80mTorr，工艺压力 200mTorr，100% CF₄气体，80W@50kHz 功率，刻蚀 15 分钟。

核心结果：刻蚀速率达 10nm/min，光刻胶选择比 1:1，刻蚀效果均匀精准。

工艺 2：聚对二甲苯刻蚀（RIE 模式）

样品规格：4 英寸晶圆，2.2um 厚 SU8-2002 光刻胶，C 型聚对二甲苯层，应用于生物传感器。

工艺条件：本底压力 80mTorr，工艺压力 500mTorr，100% O₂气体，80W@50kHz 功率。

核心结果：刻蚀速率超 150nm/min，高效满足生物传感器的加工需求。

四、设备参数参考

*刻蚀速率会因负载效应、刻蚀形貌等条件而变化

*标准工艺设置为500mTorr, 80w, 50kHz, 反应离子刻蚀（RIE）模式。

低频双模式等离子体技术以其灵活切换、成本可控、刻蚀精准的优势，正在纳米薄膜加工领域占据重要地位。无论是科研实验中的精细刻蚀，还是工业生产中的高效加工，都能提供稳定可靠的解决方案。

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