Plasmaätzen
Ätzverfahren
Oberflächenverbesserung
Sandstrahlen

'Etching' = Gravure (ou Attaque) par plasma basse pression

1. Quel est le principe du 'Etching', la gravure plasma?

Dans le cas de la gravure plasma (connu en anglais sous le terme de ‘Etching’), les gaz de procédé sont choisis de manière à attaquer la surface du substrat, et conduire à la conversion de la surface du matériau de base à graver en composés volatiles. Le gaz chargé de ces composés volatiles issus du matériau de base est  pompé en permanence tandis que des gaz de traitement ‘frais’ sont injectés dans la chambre. L’attaque de la surface est ainsi continue. Des systèmes de masquage résistants au plasma (par ex. à base de chrome) peuvent être utilisés pour protéger les zones contre le gaz de procédé. De cette manière, une surface peut être attaquée localement de façon ciblée, et permettre ainsi sa structuration. L’échelle de la structuration est nanométrique.

ApplicationFamilleMateriau     Type de gaz  Pression [mbar]Performance [%]Durée[min]
GravureMétalAluminiumCCl40.2 - 0.510030 - 120
'Etching'AluminiumBCl30.2 - 0.510030 - 120
TitaneNF30.1 - 0.410030 - 120
PlastiquePOMO2 / O2+CF40.1 - 0.410030 - 120
PPS(O2)0.1 - 0.410030 - 120
PTFEH20.2 - 0.510020 - 120
Céramique   Al2O3Cl2+Ar0.1 - 0.610030 - 120
SiO2CF40.1 - 0.3100 (avec RIE)30 - 120

'Etching' ou gravure en mode RIE avec générateurs basse fréquence (LF) et haute fréquence (HF ou RF = 13.56 MHz)

Opération de gravure du PTFE avec un générateur basse fréquence ou un générateur RF (13,56 MHz)

2. Le 'Etching', la gravure des métaux est-elle possible?

La gravure, 'le etching', des métaux est en principe possible, mais uniquement avec utilisation de gaz hautement corrosifs, à même de ‘corroder’ le métal. Pour renforcer l'effet de d'attaque des surfaces, les pièces à graver peuvent être préchauffées, ou dès lors qu’un système chauffant est installé dans la chambre du système plasma, les pièces peuvent être continument chauffées.

Famille  MatériauType de gazPression [mbar]Performance [%]Durée[min]
MétalAluminium

Ar

(gravure par pulvérisation)

0.2 - 0.510030 - 120
ArgentAr0.1 - 0.410030 - 120
TitaneNF30.1 - 0.410030 - 120

(Les paramètres du procédé, y compris performance et durée de traitement doivent être ajustés en tenant compte des spécifications de l'équipement (type de générateur, puissance, configuration des électrodes) mais aussi des propriétés spécifiques des pièces sur lesquelles est effectué le traitement.)

3. Quels plastiques peuvent être gravés (‘Etched’)?

Les surfaces plastiques sont tout particulièrement candidates à la gravure par ces procédés. Le ‘Etching’, la gravure des plastiques est tout particulièrement importante pour les plastiques difficiles à peindre et coller, elle est une étape obligée pour le POM, PPS et le PTFE. Une meilleure adhérence est obtenue principalement suite à l'augmentation de la surface associée à la micro-rugosité. Parmi les gaz de gravure typiques on trouve l'Oxygène, diverses combinaisons de gaz Fluorés ou Chlorés, ainsi que l'Hydrogène.

FamilleMatériauType de gazPression [mbar]Performance [%]Durée[min]
Plastiques   POMO2 / O2 + CF40.1 - 0.410030 - 120
PPS(O2)0.1 - 0.410030 - 120
PTFEH20.2 - 0.510020 - 120

(Les paramètres du procédé, y compris performance et durée de traitement doivent être ajustés en tenant compte des spécifications de l'équipement (type de générateur, puissance, configuration des électrodes) mais aussi des propriétés spécifiques des pièces sur lesquelles est effectué le traitement.)

'Etching' - Gravure du POM

4. Les verres et les céramiques peuvent-ils être gravés (attaqués)?

La gravure plasma (‘etching’) du verre sous vide est un processus long et coûteux. Le verre n’est que lentement attaqué par les particules de gaz ionisées. Les verres qui se composent pour l’essentiel de SiO2, peuvent en principe être gravés à l’aide de gaz fluorés (avec addition d'oxygène).

La modeste vitesse d'érosion conduit à des durées de processus particulièrement longs, responsables d’un prix de revient élevé.

Les céramiques (telles que Al2O3) peuvent être gravées avec des gaz corrosifs, ainsi qu'avec des gaz non corrosifs.

Les gaz corrosifs comprennent l’ensemble des gaz chlorés et fluorés. L’argon aussi employé, se range quant à lui dans la catégorie des gaz non corrosifs.

En règle générale, les gaz fluorés amènent une vitesse d'érosion supérieure aux autres gaz non corrosifs. Les gaz chlorés sont plus efficaces que les gaz non corrosifs dans leur effet de gravure.

Ce sont les gaz fluorés qui conduisent à la plus grande vitesse d’ablation (de gravure) de l’alumine (Al2O3).

FamilleMatériauType de gazPression [mbar]Performance [%]Durée[min]
AutreAl2O3CF40.1 - 0.610030 - 120
SiO2CF40.1 - 0.3100 (avec RIE)30 - 120

(Les paramètres du procédé, y compris performance et durée de traitement doivent être ajustés en tenant compte des spécifications de l'équipement (type de générateur, puissance, configuration des électrodes) mais aussi des propriétés spécifiques des pièces sur lesquelles est effectué le traitement.)

5. Quelles sont les applications possibles?

Vous pourrez trouver de plus amples information dans le paragraphe  "Applications".