等离子刻蚀是一种基于等离子体活化反应的干法刻蚀技术，广泛应用于半导体制造、光电器件及微机电系统(MEMS)等领域。其核心原理是通过高频电磁场激发气体形成等离子体，利用高能离子与自由基的物理轰击和化学反应，实现材料表面的原子级精度去除。以下从技术特点、应用场景及发展趋势三方面展开说明：
技术特点
高精度与高各向异性
等离子刻蚀可实现亚微米级(甚至纳米级)的线宽控制，且刻蚀方向性优异，侧壁垂直度可达85°以上。例如，中国自主研发的等离子刻蚀机已突破5纳米精度，支持3D NAND等先进器件制造。
材料适应性广
适用于硅基材料(如多晶硅、氮化硅)、III-V族化合物(如GaAs、InP)、金属及聚合物等多种材料。典型刻蚀速率：
InP材料：500 nm/min
GaAs材料：>700 nm/min
GaN材料(使用SiO₂硬掩模)：>600 nm/min
工艺类型多样
ICP（电感耦合等离子体）刻蚀：通过环形耦合线圈产生高密度等离子体，适用于硅基材料高速刻蚀(速率>1000 nm/min)，选择比高。
CCP（电容耦合等离子体）刻蚀：利用电容耦合产生高能离子流，更适合氧化硅、氮化硅等绝缘材料的深孔刻蚀。
RIE（反应离子刻蚀）：结合物理溅射与化学反应，实现高精度方向性刻蚀，广泛应用于微处理器、光纤通信器件制造。
应用场景
半导体制造
芯片制造中的关键环节，与光刻技术互补，实现光刻胶图案的高保真转移。
支持3D NAND闪存、逻辑器件等先进结构的加工，刻蚀均匀性控制在±3%以内(300mm晶圆)。
光电领域
制造LED、激光器等器件的微结构，如光纤耦合器件、光栅等。
例如，RIE技术可用于制备高精度光波导，提升光电转换效率。
微机电系统（MEMS）
加工传感器、加速度计等器件的微结构，实现复杂三维形貌的精确控制。
典型应用包括惯性导航系统中的微陀螺仪制造。
发展趋势
精度提升与工艺优化
中国企业中微公司开发的等离子体刻蚀设备已具备0.5纳米线宽控制能力，CCP刻蚀反应台全球累计付运量超3600台。
美国研发的DirectDrive技术将刻蚀精度提升至埃级(1Å=0.1nm)，支持6F² DRAM器件微缩至4F²结构。
环保与效率改进
部分机型(如SCE等离子刻蚀机)采用无氟氯化碳工艺，减少污水与有毒气体排放，符合绿色制造趋势。
通过优化气体供应系统(如质量流量控制器)和真空系统，刻蚀效率提升30%以上。
智能化与集成化
结合AI算法实现刻蚀参数实时优化，如通过光学发射光谱(OES)监测等离子体成分，动态调整气体流量与功率。
模块化设计支持多工艺切换，一台设备可兼容硅刻蚀、金属刻蚀及介质刻蚀等多种需求。
