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，也稱為反應離子刻蝕。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活性。

反應與物理刻蝕：

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，與表面的硅材料發生化學反應。例如，氟離子（F?）和氟自由基（F·）會與硅反應生成揮發性的四氟化硅（SiF4）。

同時，離子的物理轟擊作用也會剝離已經反應的硅材料，進一步增強刻蝕效果。這種結合了化學反應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向刻蝕，保持良好的刻蝕剖面控制。

循環刻蝕：

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