等離子刻蝕機(jī)，又叫等離子蝕刻機(jī)、等離子平面刻蝕機(jī)、等離子體刻蝕機(jī)、等離子表面處理儀、等離子清洗系統(tǒng)等。等離子刻蝕，是干法刻蝕中最常見的一種形式，其原理是暴露在電子區(qū)域的氣體形成等離子體，由此產(chǎn)生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體，從而形成了等離子或離子，電離氣體原子通過電場加速時(shí)，會釋放足夠的力量與表面驅(qū)逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。某種程度來講，等離子清洗實(shí)質(zhì)上是等離子體刻蝕的一種較輕微的情況。進(jìn)行干式蝕刻工藝的設(shè)備包括反應(yīng)室、電源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反應(yīng)室。氣體被導(dǎo)入并與等離子體進(jìn)行交換。等離子體在工件表面發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的揮發(fā)性副產(chǎn)物被真空泵抽走。等離子體刻蝕工藝實(shí)際上便是一種反應(yīng)性等離子工藝。近期的發(fā)展是在反應(yīng)室的內(nèi)部安裝成擱架形式，這種設(shè)計(jì)的是富有彈性的，用戶可以移去架子來配置合適的等離子體的蝕刻方法：反應(yīng)性等離子體（RIE），順流等離子體（downstream），直接等離子體（direction plasma）。
等離子刻蝕原理
感應(yīng)耦合等離子體刻蝕法（Inductively Coupled Plasma Etch，簡稱ICPE）是化學(xué)過程和物理過程共同作用的結(jié)果。它的基本原理是在真空低氣壓下，ICP 射頻電源產(chǎn)生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈，以一定比例的混合刻蝕氣體經(jīng)耦合輝光放電，產(chǎn)生高密度的等離子體，在下電極的RF 射頻作用下，這些等離子體對基片表面進(jìn)行轟擊，基片圖形區(qū)域的半導(dǎo)體材料的化學(xué)鍵被打斷，與刻蝕氣體生成揮發(fā)性物質(zhì)，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。
等離子刻蝕機(jī)結(jié)構(gòu)
ICP 設(shè)備主要包括預(yù)真空室、刻蝕腔、供氣系統(tǒng)和真空系統(tǒng)四部分。
（1）預(yù)真空室
預(yù)真空室的作用是確保刻蝕腔內(nèi)維持在設(shè)定的真空度，不受外界環(huán)境（如：粉塵、水汽）的影響，將危險(xiǎn)性氣體與潔凈廠房隔離開來。它由蓋板、機(jī)械手、傳動機(jī)構(gòu)、隔離門等組成。
（2）刻蝕腔體
刻蝕腔體是ICP 刻蝕設(shè)備的核心結(jié)構(gòu)，它對刻蝕速率、刻蝕的垂直度以及粗糙度都有直接的影響。刻蝕腔的主要組成有：上電極、ICP 射頻單元、RF 射頻單元、下電極系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)等組成。
（3）供氣系統(tǒng)
供氣系統(tǒng)是向刻蝕腔體輸送各種刻蝕氣體，通過壓力控制器（PC）和質(zhì)量流量控制器（MFC）精準(zhǔn)的控制氣體的流速和流量。氣體供應(yīng)系統(tǒng)由氣源瓶、氣體輸送管道、控制系統(tǒng)、混合單元等組成。
（4）真空系統(tǒng)
?等離子刻蝕系統(tǒng)構(gòu)造圖
真空系統(tǒng)有兩套，分別用于預(yù)真空室和刻蝕腔體。預(yù)真空室由機(jī)械泵單獨(dú)抽真空，只有在預(yù)真空室真空度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，才能打開隔離門，進(jìn)行傳送片。刻蝕腔體的真空由機(jī)械泵和分子泵共同提供，刻蝕腔體反應(yīng)生成的氣體也由真空系統(tǒng)排空
用于等離子體刻蝕的ICP源通常為平面結(jié)構(gòu)，該方式容易獲得可調(diào)的等離子體密度和等離子體均勻性分布，此外平面ICP源使用的介質(zhì)窗也易于加工。石英和陶瓷是常用的介質(zhì)窗材料。
此外感應(yīng)耦合ICP源也存在容性耦合，介質(zhì)窗作為線圈和等離子體之間的耦合層是作為一個(gè)電容器存在，在線圈的輸出端電壓達(dá)到2000V時(shí)，容性耦合將會形成。這個(gè)容性高壓可以點(diǎn)燃和維持等離子體放電，另一方面，局部高壓的形成也會導(dǎo)致介質(zhì)窗的刻蝕，導(dǎo)致顆粒的產(chǎn)生或者造成晶圓的污染。為了減小容性耦合，通常采用法拉第屏蔽或者在線圈末端串聯(lián)接地電容的方式。
等離子刻蝕一般應(yīng)用于對器件或材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，等離子刻蝕機(jī)就是實(shí)現(xiàn)這種功能的儀器。此外，科研領(lǐng)域甚至工業(yè)領(lǐng)域也常利用等離子對材料表面進(jìn)行清洗來改變材料表面性能，相對應(yīng)的儀器叫做等離子清洗機(jī)。作為材料領(lǐng)域的搬運(yùn)工，我們對等離子刻蝕機(jī)所了解的可能不多，而對等離子清洗機(jī)則較為熟悉。事實(shí)上，等離子刻蝕機(jī)和等離子清洗機(jī)工作原理沒有區(qū)別，只是應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)不一樣而已。等離子刻蝕機(jī)一般應(yīng)用于半導(dǎo)體加工領(lǐng)域，而等離子清洗機(jī)則一般應(yīng)用于材料領(lǐng)域。等離子清洗處理可改變材料的表面化學(xué)。因此能改變材料的表面性質(zhì)。例如，大氣或是氧氣等離子常用在聚合物(例如 聚苯乙烯, 聚乙烯)表面產(chǎn)生羥基。通常表面從疏水性(高水接觸角)改變至親水性(水接觸角小于30度)，并增加表面潤濕性能。等離子處理也能改變其它材料的表面化學(xué)(表面性質(zhì))，如硅、不銹鋼及玻璃。
用低溫等離子體在適宜的工藝條件下處理PE、PP、PVF2、LDPE等材料，材料的表面形態(tài)發(fā)生顯著的變化，引入了多種含氧基團(tuán)，使表面由非極性、難粘性轉(zhuǎn)為有一定極性、易黏性和親水性，有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。
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