2004年05月19日

ドライエッチ

前々回長すぎるから分割、とやったが、昨日何気なく下のほうにスクロールして、前の記事を見ると前々回の比じゃないほど長いのもある。これは、レイアウトを変えて記事の部分をセンターに持ってきたために、縦長になってしまったせいだ。いまさら全部を分割して適当な長さにする気にもならないので、そのままほっておくことにした。

さて、今回は予告通りドライエッチの話だ。一般的にはドライエッチはRIE(Reactive Ion Etching)のことをさす。CDE(Chemical Dry Etching)なんてのもあるが、これは少数だろう。

ドライエッチのさわりを説明しよう。

ドライエッチは、チャンバーと呼ばれるおわんをひっくり返したような形のドーム中にウェハーをセットして、そこを真空にして処理を行う。真空になったら、エッチングガスを流し、プラズマ状態にして、ドームの上のほうにある電極とウェハーに接触させている電極の間で、ガスを加速しウェハーにぶつける。

非常に模式的で大まかだが、以下の図を見てもらおう。

RIE

図にあるようにチャンバー内にガスを流し、高周波電源でプラズマを発生させる。このとき、プラズマ中にはイオン化された反応ガスと電気的に中性な反応ガス(ラジカル)が混在している。でもって、まずウェハー上のエッチングしたい膜にラジカルがくっつく、それを上部下部の電極間で加速されたイオン化反応ガスをぶつけることによってエッチングを進めていく。ラジカルが反応しただけでは、取れないからイオンでメカニカルに取っ払ってしまうという2段階攻撃をするわけだ。取れたらVacuumしてしまう。

このとき、電極で一方向にガスが引っぱられ垂直に入射するので、エッチングの断面が垂直方向にスパッと切れるわけだ。これがウェットエッチとの大きな違いである。ただ、これも何らかの装置トラブルでエッチング時間が長くなってしまったりすると、ウェットほどではないがサイドエッチが増えてしまう。

ちなみに、ウェットエッチのように縦横と同じようにエッチングされるものを等方性エッチ(Isotorpic Etch)といい、ドライエッチのように垂直に切れるのを異方性エッチ(Unisotoropic Etch)と呼ぶ。

ドライエッチの場合ガスが垂直方向に入るのに加えて、反応して取り除かれた反応性生物がサイドエッチを抑える働きをしている。つまり、ほとんどの反応性生物は真空ポンプでVacuumされてしまうが、一部がエッチングされた膜の側壁にへばりついて、それ以上のサイドエッチを押さえているわけだ。すごいねー。

さらにこのドライエッチ、非常にうまくできていて、装置が勝手にエンドポイントというのを測定していて、そのポイントから数秒したらエッチングを終わるというようになっている。確か、反応の光を検知しているんだと思う。ここのナイトライドエッチの場合、ナイトライドのEtching Rateと下地の酸化膜のEtching Rateが違うので、発光状態が変わり、そこでエンドポイントを検知できるわけだ。

ちょっと長いから、ここでいったん切る。続きは選択比の話から。
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posted by ピッコロ大魔王 at 10:35| Comment(1) | TrackBack(0) | Etching | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
ぐぐってたら懐かしいキーワードが
OAPM301Bとか使ってました
Nitrideのエッチング
発光強度を測定して微分波形でエッチングの具合がわかる
ときどきオーバーエッチされなかったりするけどウェはのエッジが明らかに青いのですぐわかりますけど
使用してるプロセスガスとかまったくなつかしい

Posted by kitukitu at 2007年05月07日 06:17
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