【惯性辞典】

等离子加工(Plasma Machining)

又称等离子体加工，简称PAM，是利用电弧放电效应，使气体电离成过热的等离子气体流束，靠局部熔化及强化实现去除材料或焊接目的。

精细等离子切割加工

其加工原理为：由直流电源供电，在钨电极与工件间建立的强电场作用下形成电弧，使氮、氩等工作气体电离成等量电荷的负电子和正离子。在电弧外围不断送入工作气体，电弧受到喷嘴通道的机械压缩、受热无法膨胀而形成热压缩，以及周围磁场产生磁收缩的综合作用形成等离子束流，具有极高的能量密度，加热和熔化金属。最外层的保护气体则有助于限制等离子弧的发散并去除熔渣。等离子弧可快速而较整齐地切割钛、钨及不锈钢材料，可用于金属的穿孔加工，还可作为热辅助加工，如等离子弧辅助切削加工(车削、开槽、刨削等)，即在切削前合理地提前用等离子弧加热工件待加工表面，使加工难切削材料时切削力减小、刀具寿命延长。

等离子弧

 

等离子刻蚀(Plasma Etching)

可以采用几种不同的方式：以物理溅射方式进行的腐蚀，包括溅射腐蚀和离子磨削；以及不同程度依赖化学反应(形成挥发或准挥发化合物)和物理效应的腐蚀，包括等离子腐蚀、反应离子刻蚀和反应离子束腐蚀等。

等离子刻蚀

溅射腐蚀是利用放电时所产生的高能( ≥500eV)惰性气体离子(如Ar⁺)对材料进行物理轰击，即气体放电把能量提供给轰击粒子，使它们高速运动与衬底相碰撞，这时，能量通过弹性碰撞传递给衬底原子，当超过原子的结合能时就能撞出衬底原子。由于这种腐蚀是通过动量向衬底原子转移而实现的，所以溅射或离子腐蚀的速率与轰击粒子的动量、通量密度及入射角有关。

等离子腐蚀使惰性气体(如CF₄)在高频或直流电场中受到激发并分解(如形成F^- )，然后与被腐蚀的材料起化学反应，形成挥发性物质(如SiF₄)，再由抽气泵排出去。

等离子刻蚀设备

      反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，RIE)采用类似于溅射腐蚀的腐蚀装置，但是在腐蚀过程中，用分子气体(与等离子腐蚀所用气体相同)取代了离子源中的惰性气体，通过活性离子对衬底的物理轰击和化学反应双重作用刻蚀。具有溅射腐蚀和等离子腐蚀两者的优点，同时兼有各向异性和选择性好的优点。目前， RIE已成为VLSI和微机械(MEMS)工艺中应用最广泛的主流刻蚀技术。