Un graveur plasma est un dispositif qui utilise le plasma pour créer les voies de circuit nécessaires aux circuits intégrés à semi-conducteurs. Pour ce faire, le graveur plasma émet un jet de plasma précisément ciblé sur une plaquette de silicium. Lorsque le plasma et la plaquette entrent en contact l’un avec l’autre, une réaction chimique se produit à la surface de la plaquette. Cette réaction dépose du dioxyde de silicium sur la plaquette, créant des voies électriques, ou élimine le dioxyde de silicium déjà présent, ne laissant que les voies électriques.
Le plasma utilisé par un graveur plasma est créé en surchauffant un gaz contenant soit de l’oxygène, soit du fluor, selon qu’il s’agit d’éliminer ou de déposer du dioxyde de silicium. Ceci est accompli en établissant d’abord un vide dans le graveur et en générant un champ électromagnétique à haute fréquence. Lorsque le gaz passe à travers le graveur, le champ électromagnétique excite les atomes du gaz, le faisant surchauffer.
Lorsque le gaz surchauffe, il se décompose en ses atomes de base. La chaleur extrême enlèvera également les électrons externes de certains atomes, les transformant en ions. Au moment où le gaz quitte la buse de gravure au plasma et atteint la plaquette, il n’existe plus sous forme de gaz mais est devenu un jet d’ions très mince et surchauffé appelé plasma.
Si un gaz contenant de l’oxygène est utilisé pour créer le plasma, il réagira avec le silicium sur la plaquette, créant du dioxyde de silicium, un matériau électriquement conducteur. Au fur et à mesure que le jet de plasma passe sur la surface de la plaquette d’une manière contrôlée avec précision, une couche de dioxyde de silicium ressemblant à un film très mince s’accumule sur sa surface. Lorsque le processus de gravure est terminé, la plaquette de silicium aura une série précise de pistes de dioxyde de silicium à travers elle. Ces pistes serviront de chemins conducteurs entre les composants d’un circuit intégré.
Les graveurs au plasma peuvent également retirer de la matière des plaquettes. Lors de la création de circuits intégrés, il existe des cas où un dispositif donné peut nécessiter plus de surface de la plaquette pour être en dioxyde de silicium que non. Dans ce cas, il est plus rapide et plus économique de placer une plaquette déjà revêtue du matériau dans le graveur à plasma et d’éliminer le dioxyde de silicium inutile.
Pour ce faire, le graveur utilise un gaz à base de fluor pour créer son plasma. Lorsque le plasma de fluor entre en contact avec le dioxyde de silicium recouvrant la plaquette, le dioxyde de silicium est détruit dans une réaction chimique. Une fois que le graveur a terminé son travail, il ne reste que les voies de dioxyde de silicium nécessaires au circuit intégré.