RIE、ICP-RIE 與 ALE 的差異：壓力、電漿密度、離子能量、精度比較
三者都是使用電漿的乾式蝕刻，但電漿的產生方式與蝕刻方式不同。電容耦合電漿（CCP）式 RIE 是對平行平板電極施加高頻功率的方式，結構簡單，但難以分別決定電漿密度與離子能量。ICP-RIE 以線圈產生高密度電漿，再以晶圓側的另一個電源決定離子能量，因此能快速蝕刻並抑制損傷。ALE 是交替重複表面改質與移除，每 1 個循環只蝕刻原子層等級的量的方法，速度雖慢，卻能極為精密地控制深度。
| 項目 | 電容耦合電漿 RIE（CCP） | ICP-RIE | ALE（原子層蝕刻） |
|---|---|---|---|
| 電漿的產生方式 | 在平行平板電極之間施加高頻功率。典型為 13.56 MHz。也有許多設備使用 2 種頻率 | 讓高頻電流流過介電質窗外側的線圈，以感應產生的電場加速電子。晶圓側另有偏壓電源 | 沒有固定的方式。多半在 ICP 型等蝕刻設備中，逐步切換氣體的供給與偏壓來進行（電漿 ALE） |
| 典型壓力 | 約數 Pa 至數十 Pa | 約 0.1 Pa 至數 Pa 的低壓 | 依步驟分別設定。改質時讓氣體吸附，移除時照射離子 |
| 電漿密度 | 較低（約 10⁹ 至 10¹⁰ cm⁻³） | 高（約 10¹¹ 至 10¹² cm⁻³） | 取決於所用設備。比起密度，更重要的是各步驟能自我限制地停止 |
| 離子能量的控制 | 1 個功率同時決定密度與自偏壓，難以分別控制。以 2 種頻率部分解耦 | 可用線圈的源功率控制密度，以晶圓側的偏壓功率控制離子能量，幾乎可分別控制 | 將移除步驟的離子能量調整在只移除改質層、不濺射底層的狹窄範圍內（典型為數十 eV） |
| 蝕刻速率 | 中等（依條件約數十至數百 nm/min） | 快（矽約數百 nm/min 至數 µm/min） | 非常慢。每 1 個循環約 0.1 至 0.5 nm，且氣體切換與吹淨需要時間 |
| 方向性 | 藉由離子轟擊與側壁保護可得到非等向性 | 在低壓下離子幾乎垂直入射，有利於高深寬比的非等向性加工 | 電漿 ALE 具有方向性，可只蝕刻底面。熱 ALE 為等向性 |
| 損傷 | 離子能量偏高，容易造成底層損傷與帶電 | 只要降低偏壓，就能在維持速度的同時抑制損傷 | 最小。使用低能量離子，表面也能保持平滑 |
| 深度的控制 | 由時間與終點偵測決定。難以停在數 nm | 由時間與終點偵測決定。接近底層時切換條件以提高選擇比 | 由循環次數決定。可停在原子層等級，密集圖案與稀疏圖案的差異也小 |
| 產能 | 高 | 高 | 低。僅用於製程最後的關鍵部分 |
| 主要用途 | 以氟碳系氣體蝕刻氧化膜、氮化膜，接觸孔等絕緣膜的加工 | 矽、多晶矽的閘極，STI，金屬導線，化合物半導體，MEMS 的深蝕刻（Bosch 製程） | GAA 奈米片或閘極周圍等需停在數 nm 的製程、極薄膜的加工、低損傷的凹陷蝕刻 |
數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。