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半導体製造におけるウェットエッチングプロセス

現代の半導体製造において、エッチングプロセスの品質は歩留まりを大きく左右します。当社のウェットエッチングプロセスは、複雑な金属層(メタルレイヤー)からMEMS向けの微細構造化にいたるまで、薬液反応を精密に制御することで、最大限の均一性とプロセス安定性を実現することに注力しています。

ウェットエッチングにおける核心的な課題は、化学薬品の効率を管理しつつ、均一性を維持することである。高度に制御されたエッチングプロセスは、不均一性のばらつきを最小限に抑え、フッ酸(HF)、水酸化カリウム(KOH)、または複雑な混酸のいずれを使用する場合であっても、すべてのウェーハバッチ間で優れた再現性を保証する。

FEOLおよびBEOLのプロセス適用例 (あるいは 応用分野)

金属エッチング

AlCu、AlSi、AlSiCuなどの合金に対する高選択比エッチング。

フレックル・バリア層エッチング

BOE、BHF、またはHFベースの混酸を用いたプロセス。面内均一性(In-wafer uniformity)1%未満を達成。

Siパターニング

厳格な温度管理下でのKOHまたはTMAHを用いた、MEMS向けの狙い通りの構造化(異方性エッチング)。

酸化膜エッチング

BOE、BHF、またはHFベースの混酸を用いたプロセス。面内均一性(In-wafer uniformity)1%未満を頻繁に達成。

ガラスエッチング

高濃度HFプロセスによる、マイクロ流路(マイクロチャネル)やフローセルの形成。

3層メタルエッチングおよびフォトレジスト剥離

一般的な3層メタルエッチング(Tri-metal-etch)プロセスでは、最大限の装置構成が必要となります。当社の装置は最大4つの薬液槽(ケミカルタンク)を搭載しており、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)などで構成される複雑な積層膜(スタック)を、手動での移載工程なしで処理することが可能です。

実証された効率性の向上

セミオート式のウェットベンチ4台とスピン・リンス・ドライヤー(SRD)2台を、わずか1台の「BATCHSPRAY® Acid」システムに置き換えることで、半導体工場は極めて大きなオペレーションの改善を達成できます。

0%
作業時間の短縮*
0%
メンテナンスコストの削減*

※セミオート式ウェットベンチ4台とBATCHSPRAY® Acid 1台の比較

0%
排気消費量の削減*

*従来のプロセスとの比較。数値はアプリケーションによって異なります。

銀エッチング
第1槽
銀エッチング
第2槽
ニッケルエッチング
第3槽
チタンエッチング
第1槽
2回目 銀エッチング(プルバック)
第4槽
有機系レジスト剥離
エッチング例

アルミニウムエッチング

ウェットプロセスによりあらゆる金属のタイプのエッチングを容易に実現します。正確なエッチングを確実に行うには、BATCHSPRAY®のアプローチをとることが不可欠です。この方法は、アルミニウムおよびその合金(AlCu、AlSi、AlSiCuなど)で特に一般的です。ウェーハ内およびウェーハ間の化学反応の均一性を最適化することにより、ばらつきを3%未満に抑えることができます。

エッチング例

フレックルエッチング

AlSiエッチングを実行すると、合金からのシリコン(Si)粒子がエッチングされたエリアに残ることになります。これらのSi残滓を除去するために、フレックルエッチングが行われます。

エッチング例

バリアーエッチング

バリアー層は、シリコンまたはその下の層をアルミニウムの拡散から保護します。これらは、AlSiエッチングおよびフレックルエッチングのプロセスに続くフォローアップステップとしてエッチングできます。

エッチング例

PRストリップ

最後に、フォトレジストはSicOzoneプロセスまたは溶剤ベースの媒体によってストリップされます。

適切な装置

エッチング用途向けの装置

BATCHSPRAY® Autoload Acid

BATCHSPRAY® Autoload Multi

BATCHSPRAY® Autoload Multi

BATCHSPRAY® Acid

よくあるご質問

高い均一性は、ウェーハ表面全体における薬液の置換効率(化学交換レート)を最適化することで実現されます。流体ダイナミクスと温度を厳密に制御することで、エッチングレートの非線形なばらつきを最小限に抑え、3%未満(酸化膜エッチングでは1%未満を頻繁に達成)の均一性を安定して提供します。

要求される選択比に応じて、H₂SO₄、HF、NH₄OH、KOH、HNO₃、BHF、BOE、TMAH、および各種金属エッチング用の混酸など、幅広い薬液プロセスに対応しています。

多くのアプリケーションにおいて代替可能です。高度なプロセス制御により、ウェットエッチングはドライエッチングに代わる高選択比かつ優れたコストパフォーマンスの選択肢となります。特にエッチング後の残渣除去(クリーニング)を組み合わせることで、欠陥のない(欠陥フリーの)表面状態を保証します。

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