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根據(jù)蝕刻技術(shù)的不同，等離子體蝕刻技術(shù)可以分為三類：純物理性質(zhì)的沖擊蝕刻、純化學反應的化學蝕刻和物理化學反應的沖擊蝕刻。純粹的物理沖擊顯然與濺射物理學相似，氬元素（Ar）是由電離輝光釋放而成，利用氬離子的力量，將氬離子陰極微金屬沖擊在陰極板（晶圓）的位置，沖擊通過薄薄的頂層，氬離子陷阱蝕刻以再生轟擊，從而加速其實現(xiàn)蝕刻目標。以這種方式轟擊粒子實現(xiàn)的蝕刻被稱為具有純物理特性的沖擊蝕刻，因為它是將純能量轉(zhuǎn)化為物理特性。物理性質(zhì)的優(yōu)點是激勵波明顯分離加速和強定向，因此輪廓清晰，轉(zhuǎn)向圈具有良好的寬度和高各向異性。然而，通過純粹的物理沖擊實現(xiàn)蝕刻目標的缺點是，當要蝕刻的薄膜被蝕刻時，暴露在等離子體上的金屬涂層也被蝕刻，導致蝕刻的選擇性比率很差。這是因為金屬離子也會接觸到涂層基材，所以刻蝕的終點也需要精密控制，以避免造成基層的破壞。此外，由于受沖擊的材料通常是固體顆粒，這種化合物可以沉積在刻蝕膜的表面和側(cè)壁上，導致涂膜下的材料表面出現(xiàn)材料染色。

然后通過等離子體擴散到未拉伸的薄膜和薄膜層材料的表面化學反應基團中，產(chǎn)生化學反應，純化學反應，化學反應中產(chǎn)生的物質(zhì)帶有高度揮發(fā)性，并隨著未反應的物質(zhì)一同被排出反應腔體。純化學反應蝕刻和濕法蝕刻一樣，也有優(yōu)點和缺點，如良好的刻蝕選擇性比率、各向同性的蝕刻、成本低。

反應離子刻蝕原理

另一種方法就反應離子刻蝕(RIE)，是一種物理和化學共同作用的刻蝕工藝，刻蝕速率快，并且兼具各向異性和高的選擇比等優(yōu)點。通過最優(yōu)的參數(shù)組合，保持一定的刻蝕速率及方向性，并且減小刻蝕損傷。因此成為了干法刻蝕技術(shù)應用的主要方法。

反應離子刻蝕是對通常影響生化反射的物理特性的反應。反應離子刻蝕的特點是選擇率高，因為它刻蝕了化學反應性物質(zhì)的組成。反應離子刻蝕有兩個主要的優(yōu)點：首先，刻蝕膜中的分子鍵被粘合或打破，使刻蝕速度更容易提高；其次，仍沉積在刻蝕膜上的聚合物和反應產(chǎn)物被刻蝕下來，使等離子體擴散回刻蝕膜中，并進行化學反應。再次沉淀的聚合或化學反應產(chǎn)生物并不只出現(xiàn)于被刻蝕的薄層面上，而且沉淀于整體硅片上，因而在覆膜的側(cè)墻中會殘留著未遭到正離子轟擊的再次沉淀的聚合或化學反應產(chǎn)生物，從而隔離了化學反應的繼續(xù)進行，這可以防止側(cè)壁被刻蝕，從而提供各向異性刻蝕的效果。接下來，利用反應點模擬解釋了反應性離子刻蝕的機制。首先，進入腔體的反應氣體通過輝光電池排出，形成一組化學活性等離子體分子，擴散并吸附到膜層中。血漿分子被膜中的精英電場加速并撞擊膜的表面層。分子的輸入能量通常小于1kev，對膜的影響深度通常小于20nm。膜在吸收表面上標記的離子輸入動能時振動，膜表面的整個活性吸附基團吸收了動能，從而在化學反應中促成了區(qū)域染色，隨著物體的形成和與殘余氣體的粘附被去除，新的反應基團被吸附在膜表面。并應再重復一次該程序。因此，在離子入射區(qū)，化學反應和侵蝕之間的高選擇性比率正在發(fā)生。

每個反應點都有一個入射的離子質(zhì)量，它加速了最基本的速率，從而將能量轉(zhuǎn)移到吸附在膜層上的各種自由基，增加了侵蝕速率的選擇性。反應速率常數(shù)R為：

R=Aexp（-E/kT）

式中，A為頻度因素；E為反應的激發(fā)能；T即物理化學反映的溫度。換言之，在正離子刻蝕的有機化學轉(zhuǎn)化中，由于正離子分離引起的明顯作用，物理化學中的活性能E減少，并且常數(shù)R增加。

在有機化學刻蝕的外壁上，有機化學刻蝕通常只作用于自由基團，很少檢測到正離子。為了改善各向異性腐蝕，正離子束的輻射水平必須高于基態(tài)?；灸Ｐ偷乃俣入S著溫度降低而降低，因此被稱為低溫刻蝕過程，因為反應的刻蝕速率從各向同性的優(yōu)勢變?yōu)楦飨虍愋缘膬?yōu)勢。

獲得各向異性侵蝕特征的另一個主要方法是保護側(cè)壁。一般來說，聚合物的侵蝕和沉淀反應也存在于侵蝕腔中。換句話說，由等離子體和調(diào)節(jié)反應形成的聚合物沉積物同時在膜中形成。盡管入射的離子光通常不會進入膜的底部，但這種反應的侵蝕速度比聚合物沉積的速度快，即聚合物膜層并不能抑制等離子體對膜底面的刻蝕作用；因此如果可以增加聚合物膜層的側(cè)壁的沉積速度，并根據(jù)膜層的側(cè)壁對等離子體轟擊力度逐漸減弱的特性，然后可以在薄膜層的側(cè)壁上形成一個保護性的聚合物鈍化層，以防止側(cè)壁刻痕。

相對于涂層表面的入射角，離子角的單位是各向異性刻蝕的基礎。由于入射角和涂層表面垂直，入射角更均勻，各向異性的刻蝕幾何形狀更容易獲得。氣體分子入射方向的準確性可以通過減少涂層表面的鞘狀電場的增加或降低工藝壓力，或降低高頻電源的壓力或增加電子密度來改善。然而，氣體分子的數(shù)量不能增加太多，因為不同入射角的主要原因是氣體分子之間的接觸和層內(nèi)電離，而空腔的壓力直接決定了氣體分子的數(shù)量。