等離子體刻蝕（plasma-etching）是通過等離子體中活性粒子與材料表面原子發(fā)生化學(xué)或物理反應(yīng),生成揮發(fā)性產(chǎn)物從而實現(xiàn)材料去除的過程。

等離子刻蝕示意圖

等離子刻蝕按反應(yīng)機理類型主要分為物理、化學(xué)性刻蝕以及反應(yīng)離子刻蝕三種。其中物理性刻蝕又稱為濺射刻蝕。

物理刻蝕

物理刻蝕屬于純粹的物理過程，主要通過等離子體中的離子與物質(zhì)表面分子發(fā)生的濺射反應(yīng)(sputtering reaction)來實現(xiàn)。高速運動的離子撞擊物質(zhì)表面分子，當(dāng)碰撞傳導(dǎo)的能量超過原子的結(jié)合能足以使其逃逸物體表面時，就會發(fā)生物理濺射反應(yīng)。與典型的濺射技術(shù)中的能量要求相比，等離子體中離子的能量相對較低，因此濺射反應(yīng)發(fā)生率還是比較低的濺射產(chǎn)物非常少。

(如Ar+)對基片表面的撞擊，以離子能量損失為代價, 將基片表面的原子濺射出來，形成刻蝕效果。物理刻蝕速度較快，具有各向異性，但選擇性差， 刻蝕效果不理想。

化學(xué)反應(yīng)刻蝕

化學(xué)反應(yīng)刻蝕是一種或者多種反應(yīng)氣體被激發(fā)成等離子態(tài)后，所形成的活性粒子或者活性基團與被刻蝕物體進行化學(xué)反應(yīng)，形成易揮發(fā)的反應(yīng)產(chǎn)物，從而達(dá)到刻蝕效果。化學(xué)刻蝕具有高度選擇性，但不具有方向性。

典型的等離子刻蝕反應(yīng)為：

F^*+Si→FSi₄

反應(yīng)離子性刻蝕（RIE）

反應(yīng)離子刻蝕包含化學(xué)活性物質(zhì)與高能離子轟擊之間的協(xié)同過程，刻蝕過程中，物理刻蝕與化學(xué)刻蝕同時發(fā)生，刻蝕速率比單一的物理或化學(xué)刻蝕速率快，由于離子轟擊是定向的,刻蝕具有各向異性特征，反應(yīng)離子性刻蝕既有方向性又有選擇性。

等離子體刻蝕往往是上述幾種反應(yīng)的綜合，既包含物理刻蝕，也包括化學(xué)反應(yīng)刻蝕，但氣相化學(xué)反應(yīng)刻蝕起主要作用。等離子體刻蝕可以用來去除聚合物表面雜質(zhì),改變物體的表面微觀形貌,從而改善聚合物表面親水性、可印刷性、可粘合性以及上染性等等。