Ein Plasmaätzer ist ein Gerät, das Plasma verwendet, um die Schaltkreispfade zu erzeugen, die von integrierten Halbleiterschaltkreisen benötigt werden. Der Plasmaätzer tut dies, indem er einen präzise gerichteten Plasmastrahl auf einen Siliziumwafer emittiert. Wenn Plasma und Wafer miteinander in Kontakt kommen, kommt es an der Oberfläche des Wafers zu einer chemischen Reaktion. Diese Reaktion lagert entweder Siliziumdioxid auf dem Wafer ab, wodurch elektrische Pfade erzeugt werden, oder entfernt bereits vorhandenes Siliziumdioxid, so dass nur die elektrischen Pfade übrig bleiben.
Das Plasma, das ein Plasmaätzer verwendet, wird durch Überhitzen eines Gases erzeugt, das entweder Sauerstoff oder Fluor enthält, je nachdem, ob es Siliziumdioxid entfernen oder abscheiden soll. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass zunächst im Ätzer ein Vakuum aufgebaut und ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Wenn das Gas durch den Ätzer strömt, regt das elektromagnetische Feld die Atome im Gas an, wodurch es überhitzt wird.
Bei der Überhitzung des Gases zerfällt es in seine Basisatome. Die extreme Hitze entfernt auch die äußeren Elektronen von einigen der Atome und verwandelt sie in Ionen. Wenn das Gas die Plasmaätzdüse verlässt und den Wafer erreicht, existiert es nicht mehr als Gas, sondern ist ein sehr dünner, überhitzter Ionenstrahl, der Plasma genannt wird.
Wird ein sauerstoffhaltiges Gas zur Erzeugung des Plasmas verwendet, reagiert es mit dem Silizium auf dem Wafer und erzeugt Siliziumdioxid, ein elektrisch leitfähiges Material. Während der Plasmastrahl genau kontrolliert über die Oberfläche des Wafers streicht, baut sich auf dessen Oberfläche eine Schicht aus Siliziumdioxid auf, die einem sehr dünnen Film ähnelt. Wenn der Ätzprozess abgeschlossen ist, weist der Siliziumwafer eine präzise Reihe von Siliziumdioxidspuren auf. Diese Spuren dienen als leitfähige Pfade zwischen den Komponenten einer integrierten Schaltung.
Plasmaätzer können auch Material von Wafern entfernen. Beim Erstellen integrierter Schaltungen gibt es Fälle, in denen ein gegebenes Gerät möglicherweise mehr Oberfläche des Wafers als Siliziumdioxid benötigt. In diesem Fall ist es schneller und kostengünstiger, einen bereits mit dem Material beschichteten Wafer in den Plasmaätzer zu legen und das nicht benötigte Siliziumdioxid zu entfernen.
Dazu verwendet der Ätzer ein Gas auf Fluorbasis, um sein Plasma zu erzeugen. Wenn das Fluorplasma mit dem den Wafer beschichtenden Siliziumdioxid in Kontakt kommt, wird das Siliziumdioxid in einer chemischen Reaktion zerstört. Hat der Ätzer seine Arbeit beendet, bleiben nur noch die Siliziumdioxidpfade übrig, die der integrierte Schaltkreis benötigt.