粘附

固體表面剩餘力場與其緊密接觸的固體或液體的質點相互吸引發生粘附。粘附現象的本質和吸附一樣，都是兩種物質之間表面力作用的結果。 粘附作用可通過兩固相相對滑動時的摩擦、固體粉末的聚集和燒結等現象表現出來。

基本介紹

• 中文名：粘附
• 外文名：adhesion
• 性質：科學
• 類別：物理

概念

粘附是指以刻蝕法去除犧牲層時，微細的結構體附著於底板和其他結構體的現象。

在MEMS中，刻蝕去除犧牲層後，常會發生結構體附著的粘附現象。尤其是在濕法刻蝕中，水汽蒸發時表面張力引起彎月面（Meniscus）力作用，進而導致粘附，曾是一個很嚴重的問題（圖1）。但採用基於二氟化氙（XeF2）和氟化氫（HF）氣體的乾法刻蝕可解決該問題。

放粘附處理

現象

濕法蝕刻中可避免發生粘附現象的方法之一，是利用表面張力小的液體進行乾燥。例如，使用表面張力為水的1/10左右的氟（Fluorinate）液體。但光憑這些還不夠，還要採用升華的方法（冷凍乾燥）。

案例

將萘（Naphthalene）溶化後使之凝固並靜置。這樣，萘會漸漸升華，所以不會發生粘附即可乾燥。最好的方法是在稱為超臨界乾燥的液態二氧化碳中乾燥。液態二氧化碳在7.38MPa壓力、溫度超過31℃時處於超臨界狀態。超臨界狀態，是指分子形成簇狀零亂漂浮著的狀態。由於表面張力不起作用，乾燥時MEMS的微細結構不會發生粘附現象。

處理方法

即使在乾燥階段不粘附，但如果表面含有羥基，會逐漸被水浸潤並經另一側的水發生粘附。即便是採用乾法蝕刻製作的MEMS也會發生這種粘附現象。

預防

為防止該現象，關鍵是要採用表面不形成羥基的防水處理。最近，名為SAM（Self-assembled Monolayer）的具有防水處理功能的乾法蝕刻裝置已經上市。

防止發生粘附的最好方法，是從結構上防止粘附——將其製成突起狀。