Un incisore al plasma è un dispositivo che utilizza il plasma per creare i percorsi circuitali necessari ai circuiti integrati a semiconduttore. L’incisore al plasma fa questo emettendo un getto di plasma mirato con precisione su un wafer di silicio. Quando il plasma e il wafer entrano in contatto l’uno con l’altro, si verifica una reazione chimica sulla superficie del wafer. Questa reazione deposita il biossido di silicio sul wafer, creando percorsi elettrici, oppure rimuove il biossido di silicio già presente, lasciando solo i percorsi elettrici.
Il plasma utilizzato da un incisore al plasma viene creato surriscaldando un gas contenente ossigeno o fluoro, a seconda che si tratti di rimuovere o depositare biossido di silicio. Ciò si ottiene stabilendo prima un vuoto nell’etch e generando un campo elettromagnetico ad alta frequenza. Quando il gas passa attraverso l’etch, il campo elettromagnetico eccita gli atomi nel gas, provocandone il surriscaldamento.
Quando il gas si surriscalda, si scompone nei suoi atomi componenti di base. Il calore estremo rimuoverà anche gli elettroni esterni da alcuni degli atomi, trasformandoli in ioni. Nel momento in cui il gas lascia l’ugello dell’incisione al plasma e raggiunge il wafer, non esiste più come gas ma è diventato un getto di ioni molto sottile e surriscaldato chiamato plasma.
Se un gas contenente ossigeno viene utilizzato per creare il plasma, reagirà con il silicio sul wafer, creando biossido di silicio, un materiale elettricamente conduttivo. Quando il getto di plasma passa sulla superficie del wafer in modo controllato con precisione, sulla sua superficie si forma uno strato di biossido di silicio simile a una pellicola molto sottile. Quando il processo di incisione è completo, il wafer di silicio avrà una serie precisa di tracce di biossido di silicio attraverso di esso. Queste tracce serviranno come percorsi conduttivi tra i componenti di un circuito integrato.
Gli incisori al plasma possono anche rimuovere materiale dai wafer. Quando si creano circuiti integrati, ci sono casi in cui un dato dispositivo potrebbe richiedere una maggiore superficie del wafer per essere biossido di silicio. In questo caso, è più veloce ed economico posizionare un wafer già rivestito con il materiale nell’incisione al plasma e rimuovere il biossido di silicio non necessario.
Per fare ciò, l’incisore utilizza un gas a base di fluoro per creare il suo plasma. Quando il plasma di fluoro entra in contatto con il biossido di silicio che riveste il wafer, il biossido di silicio viene distrutto in una reazione chimica. Una volta che l’incisore ha completato il suo lavoro, rimangono solo le vie del biossido di silicio necessarie al circuito integrato.