GLOSSARY

ICP(誘導結合プラズマ)とは

ICP (Inductively Coupled Plasma)
最終更新:2026-08-12エッチング装置

ICP(誘導結合プラズマ)とは?

ICP(誘導結合プラズマ)とは、コイル状アンテナにRF電力を印加して磁場を誘導し、チャンバー内のガスを電離させるプラズマ生成方式です。1〜50mTorrという低圧で10¹¹〜10¹²cm⁻³の高密度プラズマを維持でき、プラズマ密度とイオンエネルギーを独立に制御しやすいのが特長で、低ダメージが求められるエッチング工程に向きます。

定義・解説

ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)はコイルアンテナのRF誘導でCCPの10〜100倍の高密度プラズマを低圧で生成するエッチング方式。イオンエネルギーとプラズマ密度の独立制御、3D NANDチャネルホール・MEMS深掘りへの応用をわかりやすく解説。

ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)とは、コイル状のアンテナに高周波(RF)電力を印加することで磁場を誘導し、チャンバー内のガスを電離してプラズマを生成する方式です。CCP(容量結合プラズマ)と並ぶ半導体エッチング装置の主要プラズマ源方式であり、より高いプラズマ密度(典型的に10¹¹〜10¹² cm⁻³)を低いチャンバー圧力(1〜50 mTorr)で維持できるのが特長です。

ICPの動作原理は、チャンバー上部に配置したコイルアンテナ(インダクタ)に通常13.56 MHzのRF電力を供給すると、時変磁場が発生し、チャンバー内のガス電子が電磁誘導で加速されてプラズマが生成されます。別途、ウェハを載せた下部電極にバイアスRF電力を印加することで、イオンのウェハへの入射エネルギーを独立に制御できます。これにより「プラズマ密度(エッチング速度)」と「イオンエネルギー(異方性・選択比)」を独立に最適化できることがICPの最大の強みです。

CCPと比較したICPの優位点は、①高プラズマ密度(CCPの10〜100倍)でエッチング速度が高い、②低チャンバー圧力での安定動作でイオンの直進性が増し異方性が高い、③イオンエネルギーとプラズマ密度の独立制御が可能、の3点です。一方、ICPはチャンバー設計が複雑でコストが高く、低圧での均一性制御には高度な設計が必要です。

ICPの半導体製造での主な用途は、高アスペクト比の深溝加工(DRIE:Deep Reactive Ion Etching、Boschプロセスによる数十μmのシリコン深掘り)、3D NAND用の高アスペクト比チャネルホール形成(AR>60:1)、FinFETフィン形成、MEMS製造でのシリコン深掘り、GaAsやInPなどの化合物半導体エッチングなどです。ICP-RIEとも呼ばれ、最先端ロジックのゲートエッチングにも採用されています。

ICPエッチング装置の代表メーカーはLam Research(Flex・Kiyo ICP)、東京エレクトロン(Tactras ICP)、Applied Materials(Centris ICP)、SPTS Technologies(特にMEMS・化合物半導体向け深掘りICP)、Oxford Instrumentsなどです。ICP装置はドライエッチング装置の高機能バリエーションとして需要が拡大しています。

よくある質問(FAQ)

ICPの利点は何ですか?
1〜50mTorrという低圧で10¹¹〜10¹²cm⁻³の高密度プラズマを維持できることと、プラズマ密度(コイル電力)とイオンエネルギー(バイアス電力)を独立に制御できることです。これにより高いエッチング速度と低ダメージを両立しやすくなります。
ICPはどんな工程で使われますか?
金属エッチング、ポリシリコンエッチング、化合物半導体の加工、MEMSの深堀りエッチング(Boschプロセス)など、低圧・高密度プラズマと低ダメージが求められる工程です。深いシリコン貫通孔の加工にも使われます。
ICPとCCPはどう使い分けますか?
高いイオンエネルギーが必要な高アスペクト比の酸化膜・窒化膜エッチングにはCCP、高密度プラズマと低ダメージが求められる金属・ポリシリコンエッチングにはICPというのが基本です。両者を組み合わせた装置構成もあります。

設備の製造メーカー

Lam Research米国

エッチング装置の世界的リーダー。約39%の市場シェアを持ち、原子層エッチング(ALE)技術で先端3Dチップアー…

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東京エレクトロン(TEL)日本

世界第3位の半導体製造装置メーカー。塗布現像、成膜、エッチング装置で高いシェアを誇り、先端プロセスに不可欠な技…

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Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工…

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