半導体用語集
エッチング
英語表記：etching
集積回路製作におけるエッチングとは、各種リソグラフィで形成された微細レジストをパターンをマスクにして下地基板を掘るプロセスである。この方法として、フッ酸などの溶液を用いるウェット(湿式)工ッチングと、ハロゲン原子を含む反応性ガスのプラズマから生じる活性なラジカル照射やイオン衝撃を用いたドライ、またはプラズマエッチングがある。ウェット法には広義的にはウェハ洗浄も分類される。ドライ法にはAr+イオンのよう な不活性イオンによるイオンビームエッチングも入る。
半導体初期にはウェット工ッチングしかなかったが、70年代後半からドライ法に置き換わり、特にRIE (反応性イオンエッチング) によるマスク寸法と正確に,垂直な工ッチング形状がえられるようになって以来、この間のLSIの微細化・高密度化の推進にリソグラフィとともに主要な役割を果たしてきた。
ウェット法ではフッ酸・硝酸系によるSiの鏡面・平滑化、アルカリ系によるSi異方性加工、緩衝フッ酸によるSi02工ッチングなどが知られ、工ッチング機構はいずれも酸化・遠元反応で行われるが、ウェット法のLSI加工での有用性の低下により機構研究は進んでいない。この中で、Si異方性加工はマイクロマシーンやX線マスクなどに広く応用されている。また、ウェハ洗浄はウェット法が独断場であるが、今後高アスペクト比化が進む孔・溝の中のウェット洗浄も早晩限界に達すると予想され、ドライ洗浄の促進が望まれる。
一方、ドライエッチングは、ラジカルや原子・分子が吸着した表面にイオンが衝撃する表面反応で行われる。現在、ULSIの工ッチングプロセスではドライエッチングがほぼ100%使われ、不可欠となっているが、昨今の微細化の進展とともに、大口径化ウェハへ高イオン朿を均一に照射して高速に高アスペクト比構造を加工する要求から、種々の大口径・低圧・高密度プラズマの発生法が、プラズマ諸パラメータの種々計測法と合わせて盛んに研究されている。しかし、反応性ガスの解離やイオン化過程など反応性プラズマの中身の理解は十分とはいえない。
さらに、被工ッチング基板の表面では、積層膜間の高選択性、マイクロローディングの克服や高アスペクト比 構造の形状制御、照射損傷低下、そして新被エッチング材料加工、再現性やパーティクル発生と密接に関係している壁との相互作用の解明など、今後
0.1μm以下の超高集積化に対して課題が山積みしている。
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名大院工、尾崎 孝太朗
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