隨著器件尺寸的日益縮小，半導體制造工業逐漸進入原子尺度階段。在未來10年內，可接受的特征尺寸變化幅度將被要求在3~4個硅原子量級以內。器件尺寸的不均勻性很大程度上將影響整個器件的穩定性、漏電流和電池功率損耗，引起器件失效和良率降低。等離子表面處理機為了準確控制蝕刻過程和改善蝕刻結果，原子層蝕刻技術被開發并研究。盡管原子層蝕刻技術在二十幾年前已經被報道，但是其蝕刻速率相對于傳統蝕刻技術相對較慢，較低的蝕刻工藝產量制約了它在半導體制造業中的應用。但是隨著三維結構鰭式晶體管技術的發展，等離子表面處理機原子層刻蝕技術均勻性，超高的選擇等突出優勢，使得其在一些關鍵刻蝕工藝中得到了很好的應用。
等離子表面處理機原子層蝕刻技術被認為是很有前途在原子級別實現蝕刻的方法，這與它具有自限制行為有關。自限制性行為是指隨著蝕刻時間或反應物導入量的增加，蝕刻速率會逐漸變慢達到停止。一個理想的原子層蝕刻循環可以分為以下4個階段:①向腔體中通入反應氣體，對材料表面進行改性形成單層自限制層;②停止通入反應氣體，并用真空泵除去多余的未參加反應的氣體;③向腔體中通入高能粒子，除去單層自限制層從而實現自限制蝕刻行為;④停止通入高能粒子，用等離子表面處理機真空設備泵除去多余的未參加蝕刻的粒子和蝕刻副產物。
對于實際的原子層蝕刻過程中每一個循環的反應A和B而言，理想的單層自限制蝕刻過程很難被實現。反應A包括4種不同的表面改性機理，分別為化學吸附、沉積、轉換和剝離。反應B大多需要等離子體輔助，運用離子進行各向異性蝕刻，得到高深寬比的蝕刻結構。等離子表面處理機從原子層蝕刻開發到目前為止，已經被證明適用于二十多種不同的材料，包括半導體、絕緣體和金屬等。相信在不久的將來，它會被應用于更多的材料蝕刻。24746