RIE反应离子刻蚀机的核心在于“物理轰击+化学刻蚀”的协同机制

　　RIE反应离子刻蚀机(Reactive Ion Etcher)作为一款融合等离子体物理与化学刻蚀的精密设备，能实现对材料的高选择性、高 anisotropy(各向异性)刻蚀，凭借刻蚀精度高、工艺可控性强的优势，成为微纳加工领域不可少的核心装备。
 

　　RIE反应离子刻蚀机的核心优势源于“物理轰击+化学刻蚀”的协同机制，通过精密的等离子体产生与调控系统，实现对材料的准确刻蚀，结构复杂且工艺可控性强，具体可拆解为核心结构组成和工作原理两部分：
 

　　(一)核心结构组成
 

　　设备主要由真空腔体、气体控制系统、等离子体产生系统、射频电源系统、工件台(电极)、真空系统及控制系统构成。真空腔体是刻蚀反应的核心区域，材质多为耐腐蚀不锈钢或铝合金，保障反应环境洁净与密封性；气体控制系统准确控制刻蚀气体(如CF2、O2、Ar、Cl2等)的流量、配比与通入时序，为刻蚀反应提供活性物质；等离子体产生系统通过射频电源激励气体电离，形成高密度等离子体；射频电源系统提供稳定的射频能量，同时调控电极偏压，增强离子轰击效果；工件台用于放置待刻蚀工件(衬底)，多为可加热/制冷结构，适配不同工艺需求；真空系统维持腔体内稳定的低真空环境，排出反应副产物；控制系统实时监控与调节各项工艺参数，保障刻蚀过程稳定。
 

　　(二)工作原理
 

　　RIE反应离子刻蚀机工作时，将涂覆好光刻胶图形的工件放置在工件台上，关闭真空腔体并由真空系统抽至设定真空度。随后，气体控制系统按照工艺需求，将特定配比的刻蚀气体通入腔体内，维持稳定的气体氛围。射频电源系统启动后，向腔体施加射频电场，电场能量激励腔体内的气体分子发生电离，形成包含活性离子、中性基团、电子等的等离子体。在射频偏压的作用下，带正电的活性离子会沿着电场方向加速轰击工件表面，一方面通过物理冲击力将工件表面的原子或分子溅射去除(物理刻蚀)；另一方面，活性离子与中性基团会与工件表面材料发生化学反应，生成易挥发的化合物，这些化合物被真空系统及时排出，实现材料的化学去除(化学刻蚀)。物理刻蚀与化学刻蚀的协同作用，既能保证刻蚀的各向异性(侧壁陡峭)，又能提升刻蚀速率与选择性，通过准确调控气体配比、射频功率、真空度、反应温度等参数，可实现对刻蚀效果的准确控制，复刻光刻胶上的图形至衬底材料。