等離子體蝕刻機需要與濕法蝕刻相同的元素：化學蝕刻劑和能量源。從物理上講，等離子體蝕刻機由室、真空系統、氣體供應、終點檢測器和電源組成（如下圖所示）。晶圓被裝入室中，室內的壓力被真空系統降低。真空建立后，室中充滿反應氣體。對于硅二氧化物的蝕刻，氣體通常是與氧氣混合的CF4。電源在室內的電極上產生射頻（RF）場。該領域激發氣體混合物進入等離子體態。在激發狀態下，氟攻擊硅二氧化物，將其轉化為揮發性成分，由真空系統從系統中移除。

平面等離子體蝕刻

對于更精確的蝕刻，使用平面等離子體系統。這些系統包含桶系統的基本信息，但晶圓放置在RF電極下的接地托盤上（如下圖所示）。蝕刻是在晶圓實際上在等離子體場中進行的。蝕刻離子比桶系統中的離子更具方向性，導致更各向異性的蝕刻。幾乎垂直的側壁可以通過等離子體蝕刻實現。通過在系統中旋轉晶圓托盤來增加蝕刻均勻性。

平面等離子體蝕刻系統設計為批量和單晶圓室配置。單晶圓系統因其能夠緊密控制蝕刻參數以實現均勻蝕刻而受歡迎。此外，帶有裝載鎖室的單晶圓系統可以保持高生產率，并且適合基于軌道的聯機自動化。

RF產生的平行板等離子體源正在讓位于0.35微米處理的新來源。

正在考慮的高密度、低壓力等離子體源包括電子回旋共振（ECR）、高密度反射電子、螺旋波、感應耦合等離子體（ICP）和變壓器耦合等離子體（TCP）。

干法蝕刻的優劣包括：蝕刻速率、輻射損傷、選擇性、顆粒產生、蝕刻后腐蝕和所有權成本。

蝕刻速率

等離子體系統的蝕刻速率由許多因素決定。系統設計和化學是其中兩個。其他是離子密度和系統壓力。離子密度（離子數/立方厘米）是供電量到電極的函數。（電源配置在后面章節中描述。）增加功率會產生更多離子，進而增加蝕刻速率。離子密度類似于增加液體化學蝕刻溶液的強度。離子密度在3×10^10到3×10^12范圍內。

系統壓力通過稱為平均自由路徑的現象影響蝕刻速率和均勻性。這是氣體原子或分子在與另一粒子碰撞之前平均會行進的距離。在較高壓力下，有許多碰撞使粒子具有許多方向，這反過來會導致邊緣輪廓控制的喪失。低壓力更受歡迎，但存在與等離子體損傷的權衡，如下所述。系統壓力通常在0.4到50毫托的范圍內。

蝕刻速率在600到2000埃/分鐘之間變化。

輻射損傷

似乎高密度源與低壓力是首選的系統設計。然而，存在對晶圓的輻射或等離子體損傷的相反過程。等離子體場內存在能量原子、自由基、離子、電子和光子。

這些物種，根據它們的濃度和能量水平，會在半導體中引起各種損傷。損傷包括表面泄漏、電氣參數變化、膜層退化（尤其是氧化物）以及對硅的損傷等。有兩種損傷機制。一種是簡單地過度暴露于等離子體中的高能物種。另一種是介電損耗，來自在蝕刻周期中跨介電材料流動的電流。