コンテンツにスキップ

エッチング

最終更新日
出典方針
公式資料・公開資料を優先
対象範囲
front-end / unit-process

エッチングは、露光で描いたパターンを実際の膜構造へ変える工程です。
言い換えると、回路の設計図を立体形状に変換する工程 です。

薬液を使って材料を除去します。 装置や条件によっては扱いやすい一方で、微細化では方向性制御が難しい場合があります。

プラズマを用いて除去します。 微細加工で重要な異方性制御がしやすく、前工程の中核技術です。

観点ウェットエッチングドライエッチング
方向性横方向にも進みやすい縦方向に制御しやすい
主な強み材料選択性、加工の単純さ、バッチ加工微細パターン転写、側壁形状、エンドポイント制御
注意点アンダーカット、薬液管理、乾燥時の欠陥プラズマダメージ、チャンバー状態、マスク消費
判定する工程洗浄、犠牲膜除去、材料選択性が重要な工程ゲート、コンタクト、配線溝、High-NA世代のパターン転写
判定すること影響
選択比削りたい膜と残したい膜の削れやすさ下地ダメージ、マスク消費、寸法ばらつき
異方性縦方向にどれだけまっすぐ削れるか線幅、側壁形状、パターン転写精度
エンドポイント削り完了をどう検知するかオーバーエッチ、残膜、歩留まり
ダメージプラズマや薬液が材料へ与える影響リーク、信頼性、後工程の接合品質
  • 欲しい材料だけ削りたい
  • 横方向に削れすぎると寸法が崩れる
  • 下地まで傷つけると特性が悪化する
  • 微細化でマージンが急激に減る
  • 選択比
  • 異方性
  • エンドポイント
  • プラズマダメージ
  • チャンバー内の汚染

エッチング不良は、形状、残膜、損傷、汚染に分けると追いやすくなります。 寸法が太る、細る、側壁が丸まる、下地が削れる、残渣が残る、膜が荒れるなど、見えている現象によって疑う条件が変化します。 露光由来のパターン問題なのか、エッチング条件由来なのか、洗浄後の残渣なのかを切り分けることが工程判断を左右します。

量産では、1回のエッチングだけでなく、前後の膜厚、ハードマスク、レジスト、洗浄、計測のフィードバック方まで含めて条件を選定します。 そのため、装置単体の性能だけでなく、工程全体でどこにマージンが残っているかを突き合わせます。 数nmの差が配線抵抗、リーク、歩留まりに影響するため、形状と電気特性をセットで判定材料にします。

形ができたあと、必要に応じて導電性や接合特性を与えるために イオン注入 が行われます。

エッチング条件は、前の 露光とリソグラフィ で作ったパターン、後の 洗浄と表面準備CMP とつながって決まります。 微細化世代では、High-NA EUVのパターニング課題歩留まりと欠陥管理 と合わせて判定すると、工程間の上限が分かりやすくなります。