在先进制造领域，刻蚀技术正向更高精度、更高一致性与更广材料适配性不断演进。低温刻蚀(Cryogenic Etching)通过对反应腔体与衬底温度的深度控制，使工艺在纳米尺度依然保持稳定，是半导体加工、光电制造以及科研平台中愈发关键的核心技术。
低温刻蚀是在 –80°C 至 –150°C(甚至更低)条件下进行的等离子刻蚀方式。衬底在深低温环境中维持恒温，使反应物在材料表面形成稳定钝化膜，从而让刻蚀过程更具可控性。
核心机制包括：
低温抑制侧蚀：侧壁钝化更充分，获得更笔直的剖面。
反应更均匀：低温降低反应速率波动，提高结构稳定性。
表面质量更好：减少粗糙度，有利于光电与高敏器件加工。
① 更强的高纵深比加工能力
在深硅刻蚀、微通道、MEMS 结构等应用中能够保持极高的纵深比与垂直侧壁。
② 更高的一致性与重复性
深低温使刻蚀速率更稳定，适合对批次工艺一致性要求极高的制造场景。
③ 更广的材料兼容性
适用于多种材料体系，包括：
硅
氧化物
氮化物
特定聚合物
光子材料(如 LiNbO₃)
④ 更低表面损伤
可减少离子轰击造成的缺陷，适用于光学元件、红外探测器、微结构表面加工等高敏场景。
典型系统由以下模块构成：
低温腔体与电极台：实现深低温稳定运行
等离子源（RF/ICP）：产生高密度反应粒子
温控系统（冷却设备）：维持工艺窗口稳定
气体路系统：支持如 SF₆、O₂ 等工艺配方
闭环控制系统：协调温度、压力、功率、气体等关键参数
其中，温控能力是低温刻蚀能否维持工艺稳定性的关键。
在微纳加工的完整流程中，低温刻蚀设备常与激光微加工系统并行使用，例如玻璃通孔制程、光子器件加工、晶圆标记等。两者虽然温控目标不同：
低温刻蚀：需要将晶圆降至深低温;
激光系统：需要将激光器维持在接近室温的恒定窗口;
但它们对 温度稳定性都有极高要求。
为保证激光器输出的功率、模式与光束质量长期稳定，通常会搭配 高精度激光冷水机。例如在超快激光应用中，温控精度需达到 ±0.1°C 或更高(如 ±0.08°C)，才能确保长时间加工的一致性。
在行业实际应用中，如 超快激光冷水机 CWUP-20ANP（±0.08°C） 等恒温设备，可在长时运行中提供稳定水温，协助激光加工环节保持光束品质与重复性。这类温控配置与低温刻蚀设备共同构建了完整的微纳加工温控体系。
低温刻蚀广泛用于深硅刻蚀(DRIE)、光子芯片结构加工、MEMS 器件制造、微流控通道、精密光学结构以及科研平台的纳米级图形加工等对侧壁垂直度、表面平滑度和批次一致性要求极高的场景，是实现高质量微纳结构的关键工艺。
低温刻蚀并不仅仅是将温度降低，而是通过深低温的稳定控制，实现传统刻蚀方式难以达到的微纳尺度可控性。随着半导体、光电与纳米制造不断迈向更高精度，低温刻蚀正在成为高端设备不可替代的核心技术之一，而可靠的温控系统，也正是其持续发挥性能的坚实基础。
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