ICP(Inductively Coupled Plasma:電感耦合電漿)是對線圈狀天線施加射頻(RF)功率以感應出磁場,使腔體內氣體解離而產生電漿的方式。與 CCP(電容耦合電漿)同為半導體蝕刻設備的主要電漿源方式,特點是能以較低的腔體壓力(1~50 mTorr)維持較高的電漿密度(典型為10¹¹~10¹² cm⁻³)。
ICP 的運作原理是:對配置於腔體上方的線圈天線(電感)供應通常為13.56 MHz 的 RF 功率,便會產生時變磁場,腔體內的氣體電子因電磁感應而被加速,進而產生電漿。另外,對承載晶圓的下電極施加偏壓 RF 功率,即可獨立控制離子入射晶圓的能量。因此能分別最佳化「電漿密度(蝕刻速率)」與「離子能量(非等向性、選擇比)」,這是 ICP 最大的優勢。
與 CCP 相比,ICP 的優點有3項:①電漿密度高(為 CCP 的10~100倍),蝕刻速率高;②在低腔體壓力下穩定運作,離子直進性增加,非等向性高;③可獨立控制離子能量與電漿密度。另一方面,ICP 的腔體設計複雜、成本高,在低壓下控制均勻性也需要高度的設計能力。
ICP 在半導體製造中的主要用途包括高深寬比深溝加工(DRIE:Deep Reactive Ion Etching,以 Bosch 製程對矽進行數十 μm 的深蝕刻)、FinFET 鰭片形成、MEMS 製造中的矽深蝕刻,以及 GaAs、InP 等化合物半導體蝕刻等。又稱為 ICP-RIE,也被用於最先進邏輯的閘極蝕刻。
ICP 蝕刻設備的代表廠商有科林研發(Lam Research,Kiyo;該公司稱為 TCP)、東京威力科創(Tactras ICP)、應用材料(Applied Materials,Centris ICP)、SPTS Technologies(特別是 MEMS 與化合物半導體用的深蝕刻 ICP)、Oxford Instruments 等。ICP 設備作為乾式蝕刻設備的高階機種,需求持續擴大。