深硅刻蝕機的工作原理主要基于干法刻蝕中的Bosch工藝，該工藝是一種等離子體增強化學刻蝕技術(shù),，也稱為反應(yīng)離子刻蝕,。以下是其詳細的工作原理：

等離子體生成：

在封閉的腔室內(nèi)注入特定的氣體,，如CF4（四氟化碳）,、CHF3（三氟化碳）、Ar（氬氣）等,，并施加射頻（RF）電源,。射頻電源產(chǎn)生的高頻電場使氣體分子電離，形成由離子,、電子和自由基組成的等離子體,。這些等離子體具有高反應(yīng)活性。

反應(yīng)與物理刻蝕：

等離子體中的活性離子和自由基在電場作用下加速撞擊硅片表面,，與表面的硅材料發(fā)生化學反應(yīng),。例如，氟離子（F?）和氟自由基（F·）會與硅反應(yīng)生成揮發(fā)性的四氟化硅（SiF4）,。

同時,，離子的物理轟擊作用也會剝離已經(jīng)反應(yīng)的硅材料，進一步增強刻蝕效果,。這種結(jié)合了化學反應(yīng)和物理撞擊的雙重機制,，使得刻蝕過程能夠高效進行。

脈沖模式：

Bosch工藝采用脈沖模式,，包括刻蝕階段和鈍化階段的交替進行,。

在刻蝕階段，強電場開啟,，等離子體中的離子和自由基強烈沖擊硅片表面,，進行快速刻蝕。

在鈍化階段,，電場強度降低或關(guān)閉,，此時通入鈍化氣體，如SiH4（硅烷）或Si2H6（乙硅烷）等硅烷類氣體,，有時也包括少量的O2（氧氣）或N2（氮氣）,。這些氣體在硅片表面快速沉積一層薄而穩(wěn)定的鈍化膜，如硅氧化物或硅氮化物,。這層鈍化膜可以抑制側(cè)向刻蝕,，保持良好的刻蝕剖面控制。

循環(huán)刻蝕：

通過精確控制每個階段的時間,、氣體流量和等離子體參數(shù),，維持刻蝕速率與鈍化膜生長速率之間的平衡?？涛g和鈍化階段交替進行,，形成雙周期循環(huán)。隨著循環(huán)次數(shù)的增加,，溝槽逐漸加深,，同時保持良好的側(cè)壁形貌,。