ICP와 CCP의 차이
ICP와 CCP는 건식 식각 장비와 플라즈마 CVD 장비에서 플라즈마를 만드는 두 가지 방식입니다. 장비 설명에는 'ICP 타입', 'CCP 타입'이라고만 쓰이는 경우가 많지만, 이 차이가 어떤 막을 잘 깎는지와 직결됩니다.
결론
ICP와 CCP의 가장 큰 차이는 플라즈마를 만드는 방식과, 그로 인해 잘하는 이온 조절 방식입니다. ICP는 코일에 흘린 고주파 전류가 만드는 유도 전계로 플라즈마를 만들어 낮은 압력에서 고밀도 플라즈마를 얻고, 플라즈마 밀도와 이온 에너지를 따로 조절할 수 있습니다. CCP는 평행 평판 전극 사이의 전계로 플라즈마를 만들어 밀도는 낮지만 높은 이온 에너지를 얻기 쉽고 넓은 면적에서 균일합니다. 그래서 하지막을 상하지 않게 정밀하게 깎는 도체 식각은 ICP, 강한 이온 충격이 필요한 절연막 식각은 CCP가 주류입니다.
비교표
| 항목 | ICP(유도 결합 플라즈마) | CCP(용량 결합 플라즈마) |
|---|---|---|
| 플라즈마 생성 | 유전체 창 밖 코일의 고주파 전류가 만드는 유도 전계 | 마주 보는 평행 평판 전극 사이의 고주파 전계 |
| 플라즈마 밀도 | 높음(10¹¹~10¹² cm⁻³ 정도) | 낮은 편(10⁹~10¹⁰ cm⁻³ 정도) |
| 동작 압력 | 저압(수 mTorr~수십 mTorr) | 다소 높음(수십~수백 mTorr) |
| 밀도와 이온 에너지 제어 | 코일 전원과 웨이퍼 바이어스 전원으로 독립 제어 | 전극이 생성과 가속을 겸해 연동되기 쉬움(2주파로 분리) |
| 이온 에너지 | 낮게 줄일 수 있어 하지막 손상을 줄이기 쉬움 | 높은 이온 에너지를 얻기 쉬움 |
| 주 식각 대상 | 실리콘, 폴리실리콘 게이트, 금속 배선, 실리콘 깊은 식각 | SiO₂·SiN 절연막, 콘택홀, 비아, 고종횡비 홀 |
| 대표 가스 | Cl₂, HBr, SF₆ 등 할로겐계 | C₄F₈, CF₄ 등 플루오로카본계 |
왜 도체 식각은 ICP인가
게이트나 실리콘 핀을 깎는 도체 식각에서는 단면을 수직으로 유지하면서, 두께가 몇 nm밖에 안 되는 게이트 절연막 같은 하지막에서 정확히 멈춰야 합니다. 고밀도 플라즈마는 반응종과 이온이 풍부해 저압에서도 충분한 식각 속도가 나오고, 저압에서는 이온이 덜 산란해 직진성이 좋아집니다. 여기에 바이어스 전력을 낮추면 이온 에너지를 줄여 하지막 손상을 억제할 수 있습니다. '밀도는 높게, 에너지는 낮게'라는 조합은 생성과 가속이 분리된 ICP라서 가능합니다.
왜 절연막 식각은 CCP인가
SiO₂의 Si–O 결합은 강해서 화학 반응만으로는 거의 깎이지 않습니다. 플루오로카본 가스로 표면에 폴리머를 쌓고 거기에 높은 에너지의 이온을 부딪쳐 반응을 진행시키는 것이 절연막 식각의 기본입니다. CCP는 전극 앞 시스에 큰 전압이 걸려 고에너지 이온을 만들기 쉽고, 평판 전극이라 넓은 면적의 균일성도 확보하기 쉽습니다. 지금의 절연막 식각 장비는 높은 주파수로 밀도를, 낮은 주파수로 이온 에너지를 맡기는 다주파 CCP가 일반적이며, 3D NAND의 깊은 채널 홀 식각에도 쓰입니다.
자주 묻는 질문
ICP-RIE와 RIE는 무엇이 다른가요?
RIE(반응성 이온 식각)는 이온과 라디칼을 함께 써서 이방성으로 깎는 원리의 이름이고, 플라즈마를 만드는 방식은 따지지 않습니다. 전통적인 평행 평판형 RIE는 CCP로 플라즈마를 만들고, 이를 ICP로 하는 것이 ICP-RIE입니다.
램리서치의 TCP는 ICP와 다른가요?
TCP(Transformer Coupled Plasma)는 램리서치가 자사의 유도 결합형 플라즈마원에 붙인 이름으로, 방식으로는 ICP에 속합니다.
ICP가 더 좋은 방식이고 CCP는 오래된 방식인가요?
아닙니다. 밀도는 ICP가 높지만, 절연막 식각에 필요한 높은 이온 에너지와 대면적 균일성은 CCP가 유리합니다. 우열이 아니라 깎는 막에 대한 적성의 차이입니다.
전공정 장비·공정 비교 더 보기
출처
- ドライエッチング装置とは（サムコ）
- 高密度プラズマプロセッシングの現状と将来展望（精密工学会誌 73巻9号）（精密工学会）
최종 업데이트: 2026년 10월 27일