エッチングとは?――必要な場所だけ材料を取り除く加工技術
Wet/Dry Etching、選択比、異方性、Etch Rate、Profile、Maskの役割を、前工程全体の中で解説する。
まず結論
エッチングは、形成した膜や基板の不要部分を選択的に取り除き、Patternを実際の材料へ転写する加工です。
「削る量」だけでなく、どの材料を、どの方向へ、どんな断面形状で、下地を傷めずに加工するかが重要です。
MaskとPattern Transfer
Lithographyで作ったResistやHard Maskが加工したくない場所を守ります。露出した材料だけを除去することでPatternが下層へ転写されます。
WetとDry
Wet Etchingは液体Chemicalによる反応・溶解を利用します。Dry EtchingはGas、Plasma、Ion、Radicalなどを利用します。
Wetは高いSelectivityやBatch処理などに強みを持つ一方、等方的に進みやすい反応ではUndercutが生じます。
DryはIonの方向性を利用してAnisotropic Profileを作りやすく、微細加工で重要です。
Etch Rate
単位時間にどれだけ材料が除去されるか。速ければ生産性は上がりますが、Profile、Selectivity、Uniformity、DamageとのTrade-offがあります。
Selectivity
目的膜AとMask/下地BのEtch Rate比です。Aを速く削りBをほとんど削らないほど選択性が高いと言えます。
Isotropic / Anisotropic
全方向へ同程度に進むのがIsotropic、特定方向へ強く進むのがAnisotropicです。微細な垂直構造では横削れを抑える必要があります。
EndpointとOver Etch
膜厚にはばらつきがあるため、平均膜厚を削った時点ですべての場所が抜けるとは限りません。Endpoint検出や一定量のOver Etchを使いますが、下地DamageとのBalanceが必要です。
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