オックスフォード・インストゥルメンツー事業部ページ
拡張

シリコン深堀リアクティブイオンエッチング (DRIE)

シリコン深堀リアクティブイオンエッチング (DRIE)、またはシリコン深堀エッチング (DSiE)は、ウェハや基板に深い穴や溝を形成するために用いられる高度な異方性エッチングプロセスで、一般的に高いアスペクト比のプロセスで用いられます。

Estrelas® DSiE システムにより、究極的にフレキシビリティの高いプロセスが実現し、MEMSやアドバンスパッケージング、ナノテクノロジーなどのマーケットに多数のプロセスソリューションが提供されます。


シリコン深堀エッチングプロセス

MEMS (Micro Electro-Mechanical System) の製造において深堀エッチングを実現するために使用される二つの技術は、ボッシュプロセスとクライオプロセスです。長年にわたるシステムとプロセスの開発により、この2つの技術は進化してきましたが、それぞれの基本的な部分に変わりはありません:

  • ボッシュプロセス は、高いエッチングレートや選択性、異方性を実現し、一般的には、1 μm を超える形状、10 μm を超える深さの場合に使用さ れます。
  • クライオ シリコン深堀エッチング (Cryo-DSiE) では、一般的にマイクロモールドなどのアプリケーションで、平滑なサイドウォールやナノエッチング、テーパープロファイルに使用されます。
  • 混合プロセスオプションでは、浅く低アスペクト比の微細構造が実現します。

メリット

あらゆるシリコンエッチングデバイスの製造を可能にするために設計されたシリコン深堀エッチングにより、以下が実現されます:

  • 柔軟性の高いプロセス
  • 高エッチングレート
  • フォトレジスト (PR) や酸化物に対する高い選択性
  • ​高アスペクト比
  • 平滑なサイドウォール
  • マスクアンダーカットを最小化
  • SOI 製造
  • シリコン薄膜化および高露出化​
  • SiO2 エッチング
お問い合わせ カタログダウンロード

ボッシュプロセス

ボッシュシリコン深堀エッチング

MEMS、マイクロフルイディクス、医療系などの代表的なアプリケーション

ボッシュプロセスでは、フッ素ベースのプラズマケミストリーを使用してシリコンをエッチングし、フルオロカーボンプラズマプロセスと組み合わせて、側壁パッシベーションとエッチングマスクの選択性を向上さ せます。完全なエッチングプロセスでは、エッチングとデポジションの工程を何度か繰り返し、深く垂直なエッチングプロファイルを実現します。これは、ウェハに到達する前に高密度のプラズマ領域で分解されるソースガスに依存しています。

リアクティブイオンエッチング装置 (RIE) では、イオンとフリーラジカル種のバランスが悪いため、この技術を実行することはできません。このバランスは、高密度プラズマ装置 (HDP) によって実現することができます。最も広く使われているHDPは、誘導結合を利用して高密度プラズマ領域を生成するため、ICP(Inductively Coupled Plasma: 誘導結合プラズマ)と呼ばれます。


ボッシュプロセスの各ステージ

シリコン深堀エッチングボッシュプロセス
マイクロフルイディクス(深さ200mm)、ビア(深さ400mm以上)など、高レートで制御されたスカロップ

マイクロフルイディクス(深さ200mm)、ビア(深さ400mm以上)など、高レートで制御されたスカロップ

シリコン深堀エッチングボッシュプロセス

ボッシュプロセスを用いて製造したマイクロニードル

クライオプロセス

 

シリコン深堀エッチング クライオプロセス

MEMS, Photonics and BiomedicalMEMS、フォトニクス、医療系MEMSなどの代表的なアプリケーション

ボッシュプロセスと同様に、この技術も SF6 を使用してシリコンエッチング用のフッ素ラジカルを供給します。シリコンは揮発性のある SiF4 の形で除去されます。

大きな違いは、サイドウォールのパッシベーションとマスク保護のメカニズムにあります。このプロセスでは、フッ素ポリマーを使用するのではなく、サイドウォールに酸化物/フッ化物 (SiOxFy) のブロッキング層 (厚さ約 10~20 nm) を形成します。この層は極低温で形成され、フッ素ラジカルによる下のシリコン層へのダメージを抑制することができます。

また、低温・低バイアス動作は、マスク材料 (通常はフォトレジストまたは SiO2) のエッチングレートを低下させるのに効果があります。


クライオプロセスを用いて作製したマイクロモールド

クライオプロセスを用いて作製したマイクロモールド

エッチング加工したシリコン導波路

エッチング加工したシリコン導波路

クライオDSEによる平滑サイドウォール(スカロップなし)。 提供:TU Twente

クライオDSEによる平滑サイドウォール(スカロップなし)。
提供:TU Twente

PlasmaPro 100 Estrelas DSiE

フレキシビリティの高いプロセス | プラズマ

PlasmaPro 100 Estrelas は、MEMSやアドバンスパッケージング、ナノテクノロジーマーケット全体に適用される DSiE (シリコン深堀エッチング) アプリケーションにあらゆる柔軟性をもたらします。

  • 機械的または静電的なクランピング
  • 再現性の向上
  • 高アスペクト比プロセス
  • 平均クリーニング間隔 (MTBC) の拡大
カタログダウンロード
PlasmaPro 100 Estrelas Cluster for Deep Silicon Etch

関連製品