最後更新:2026年10月8日蝕刻蝕刻中國大陸:CCP(电容耦合等离子体)

CCP(電容耦合電漿)是什麼

CCP (Capacitively Coupled Plasma)

CCP(電容耦合電漿)是在2片平行平板電極間施加 RF 功率,以電場使氣體解離而產生電漿的方式。結構簡單且容易獲得高離子能量,適用於高深寬比的氧化膜蝕刻與 PECVD。電漿密度雖低於 ICP,但長年以來一直是許多乾式蝕刻設備所採用的基本方式。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

CCP(Capacitively Coupled Plasma:電容耦合電漿)是在上下2片平行平板電極間施加射頻(RF)功率,以電極間的電場使氣體解離而產生電漿的方式。由於結構簡單,長年來作為最基本的乾式蝕刻方式被廣泛使用,目前仍被許多半導體蝕刻製程與 PECVD 設備採用。

CCP 的運作原理是:對上電極或下電極(或兩者)施加 RF 功率(13.56 MHz 或27 MHz、60 MHz 等),電極間便會形成交變電場,使氣體解離而產生電漿。離子在 RF 鞘層(電漿與電極間的邊界層)中被加速,垂直入射晶圓表面,從而實現非等向性蝕刻。在雙頻(DF 系統:2頻率 CCP)中,可獨立調整高頻(HF:控制電漿密度)與低頻(LF:控制離子能量)。

與 ICP 相比,CCP 的特性為:①電漿密度較低(10⁹~10¹⁰ cm⁻³,為 ICP 的1/10~1/100);②腔體壓力較高(10~200 mTorr);③結構簡單、成本低;④在大面積晶圓上產生均勻電漿的能力優異。在電漿密度與獨立控制性上雖不如 ICP,但基於300mm 晶圓的均勻處理、成本與可靠度,也有許多用途選擇 CCP。

CCP 的代表性半導體用途包括矽氧化膜(SiO₂)與氮化膜(SiN)的蝕刻(層間介電層接觸窗等)、使用氟碳氣體(C₄F₈、CF₄)的絕緣膜高選擇比蝕刻,以及 BEOL 導線的通孔蝕刻等。PECVD 設備也以 CCP 電漿為標準,適合低溫沉積 SiO₂、SiN 薄膜。先進邏輯為了精密控制多採用 ICP,但在成熟節點,CCP 仍是主力。

搭載 CCP 的蝕刻設備主要廠商有科林研發(Lam Research,2300 Flex CCP)、應用材料(Applied Materials,Producer Etch、Mesa)、東京威力科創(CCP Etch)與日立高新技術(Hitachi High-Tech)。CCP 在 PECVD 薄膜沉積中也是主要電漿源,搭載於應用材料(Producer GT)與科林研發(Vector)的設備上。

CCP(電容耦合電漿)的常見問題

CCP 的特點是什麼?
平行平板結構簡單且穩定,可獲得經電極間電場加速的高離子能量。藉由這種強烈的離子撞擊,能以高深寬比垂直蝕刻堅硬的氧化膜與氮化膜。
為什麼氧化膜蝕刻使用 CCP?
因為 SiO₂ 的鍵結強,僅靠化學反應無法充分蝕刻,需要高能量離子的物理撞擊。CCP 容易施加高偏壓,適合 3D NAND 這類超高深寬比的鑽孔加工。
什麼是雙頻 CCP?
是結合高頻(用於產生電漿)與低頻(用於控制離子能量)2個 RF 電源的方式。單一頻率時電漿密度與離子能量會互相連動,將頻率分開後,即可在一定程度上獨立控制兩者。

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