半導体製造におけるウェット/ドライエッチング技術

第1章 半導体の製造プロセスと市場動向

第1節 半導体製造プロセスの概要とエッチングの位置づけ  1 半導体の製造プロセス  2 エッチングの役割と要求性能の変遷  3 様々なエッチング工程   3.1 全面エッチングと洗浄   3.2 エッチバック   3.3 サイドウォール形成   3.4 セルフアラインコンタクト   3.5 CMPの登場とエッチングとの組合せ技術 第2節 先端半導体製造におけるシリコンウェーハ洗浄技術  1 はじめに  2 半導体微細化に向けた洗浄の課題と対策   2.1 バッチ浸漬式から枚葉スピン式への移行   2.2 異種新材料への対応   2.3 物理的補助手段によるダメージ   2.4 ウェーハ乾燥時のパターン倒壊  3 トライエッチングの応用としてのドライ洗浄への期待   3.1 ドライクリーニングによる薄膜状汚染除去   3.2 ドライ洗浄によるパーティクル除去   3.3 ドライ洗浄の長所と問題点  4 Si ウェーハ大口径化に向けた洗浄  5 おわりに 第3節 半導体デバイスおよびエッチング関連の市場動向と展望  1 半導体市場の動向  2 シリコンサイクルについて  3 半導体製造装置市場の動向  4 エッチャーの出荷動向 第2章 ウェットエッチング技術
第1節 単結晶Siの結晶異方性ウエットエッチング  1 単結晶Siのウエットエッチング  2 結晶異方性ウエットエッチング   2.1 エッチング条件   2.2 エッチング速度分布   2.3 エッチングメカニズム   2.4 水酸化カリウムと水酸化テトラメチルアンモニウム  3 結晶異方性ウエットエッチングによる微細構造体作製   3.1 ダイアフラム構造   3.2 ニードル構造 第2節 III-V族化合物半導体のウェットエッチング  1 はじめに  2 典型的なウェットッチング液  3 エッチング形状  4 GaAsのウェットエッチング  5 InPのウェットエッチング  6 GaNのウェットエッチング  7 選択エッチング  8 デジタルエッチング 第3節 ウェットエッチングの高精度化とトラブル対策  1 はじめに  2 ウェットエッチングの基本プロセス  3 エッチングプロセス   3.1 エッチング機構   3.2 レジストマスク形成   3.3 レジスト除去  4 アンダーカット形状の高精度化   4.1 アンダーカット異常    4.1.1 凹凸パターン    4.1.2 開口パターン    4.1.3 ラインパターン    4.1.4 表面硬化層   4.2 マスク耐性不良   4.3 パターン欠陥  5 計測技術  6 おわりに 第3章 ドライエッチング技術
第1節 ドライプロセス基礎  1 ドライプロセスの歴史   1.1 半導体プラズマエッチング   1.2 プラズマ物理化学の勃興とプラズマエッチングの幕開け  2 半導体プラズマエッチングの原理   2.1 プラズマエッチングの基本原理   2.2 化学的ドライエッチング   2.3 物理的エッチング   2.4 反応性イオンエッチング  3 反応性イオンエッチングプロセス   3.1 反応性イオンエッチングにおける形状制御   3.2 反応性イオンエッチングの微視的なモデル  4 粒子制御   4.1 イオンエネルギー制御   4.2 ラジカル制御  5 ドライエッチングの基礎科学の発展の必要性 第2節 非シリコン分野のプラズマエッチング  1 はじめに ~非シリコン分野とは~  2 プラズマによる微細加工技術  3 異方性ドライエッチング装置の構造   3.1 平行平板型RIE装置   3.2 トルネードICP-RIE装置   3.3 下部電極冷却機構と静電チャック  4 ドライエッチング装置の非シリコン分野応用   4.1 化合物半導体エッチング技術   4.2 シリコン深堀エッチング技術 ~Boschプロセス~   4.3 サファイアの微細加工   4.4 特殊な金属材料のエッチング  5 今後の展望 第3節 反応性イオンエッチング(RIE)の数値シミュレーション  1 はじめに  2 表面現象の分子動力学シミュレーション   2.1 古典的原子間ポテンシャル    2.1.1 多体ポテンシャル関数    2.1.2 原子挿入法ポテンシャル    2.1.3 Tersoffポテンシャル    2.1.4 Stillinger-Weber ポテンシャル  3 分子動力学シミュレーション法  4 シミュレーション例  5 むすび 第4節 ガスクラスターイオンビームによるエッチング  1 はじめに  2 ガスクラスターイオンビームの特徴   2.1 低エネルギー照射   2.2 高密度エネルギー付与   2.3 表面平坦化効果  3 ガスクラスターイオンビーム装置  4 ガスクラスターイオンビームによるエッチング  5 ガスクラスターイオンビームを用いた原子層プロセスへの応用 第5節 イオン・ラジカルビームを用いたエッチング表面反応解析  1 はじめに  2 ビーム実験によるエッチング反応の研究   2.1 ビーム実験の特徴   2.2 マルチビーム実験装置  3 フルオロカーボンイオンによるSiO2エッチング反応   3.1 エッチングイールド   3.2 エッチング反応による脱離物   3.3 イオン照射後の表面の変化   3.4 CFX +イオンよるSiO2エッチング反応  4 まとめ 第6節 プラズマエッチングのダメージについて  1 はじめに  2 プラズマダメージとは   2.1 3つの代表的機構   2.2 プラズマダメージの歴史  3 代表的なPID機構とその評価手法   3.1 プラズマ誘起チャージングダメージ(PCD)とその評価手法   3.2 プラズマ誘起物理ダメージ(PPD)とその評価手法  4 おわりに〜今後の展望 第4章 新しいエッチング技術の研究開発動向
第1節 原子層無損傷プラズマエッチング技術  1 プラズマエッチングとは  2 中性粒子ビーム源とプラズマエッチングにおける紫外線照射効果  3 22 nm世代以降の縦型フィントランジスタへの応用  4 無欠陥ナノ構造の作製と量子効果デバイス  5 原子層レベル表面化学反応の制御  6 まとめ 第2節 プラズマと熱サイクルを用いた原子層エッチング  1 はじめに  2 原子層エッチングの概要  3 プラズマと熱サイクルを用いた等方性ALE  4 表面原子層反応の解析   4.1 プラズマ照射による表面改質層の生成   4.2 ランプ加熱による表面改質層の除去  5 原子層エッチングの開発事例   5.1 装置およびプロセスシーケンス   5.2 TiNの選択エッチング   5.3 Wの選択エッチング 第3節 GaNの光電気化学(PEC)エッチング  1 はじめに  2 光電気化学エッチングの原理   2.1 GaNと電解液界面の電気化学反応   2.2 光電気化学エッチング装置  3 GaN系電子デバイスプロセスへの適用例   3.1 GaN表面ダメージの除去   3.2 AlGaN/GaNヘテロ構造の加工とトランジスタ応用  4 光電気化学エッチングの普及に向けて  5 おわりに 第4節 触媒アシストエッチング  1 はじめに   1.1 ウェットエッチングとドライエッチング   1.2 触媒アシストエッチングの歴史と概要   1.3 本節の特徴  2 Ge表面を用いた金属アシストエッチングの基礎特性   2.1 実験方法    2.1.1 試料の準備方法    2.1.2 表面観察方法   2.2 実験結果と考察    2.2.1 金属微粒子を用いたエッチング実験    2.2.2 金属被覆探針を用いた表面選択領域の加工実験  3 金属の触媒効果を援用した半導体表面の平坦化   3.1 はじめに   3.2 Ge表面の平坦化    3.2.1 試料の処理方法    3.2.2 実験結果と考察   3.3 SiC表面の平坦化    3.3.1 試料の処理方法    3.3.2 実験結果と考察  4 ナノカーボン触媒を用いた化学エッチングと表面加工への展開   4.1 はじめに   4.2 実験方法    4.2.1 異なる種類のナノカーボン材料の準備・合成方法    4.2.2 ナノカーボンを用いた半導体表面のエッチング方法   4.3 実験結果と考察    4.3.1 ナノカーボンと接触した半導体表面の選択エッチング    4.3.2 異なるナノカーボンを用いた時のエッチング特性の比較と考察    4.3.3 ナノカーボン膜をテンプレートとした半導体表面の溝加工  5 おわりに
 
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