プラズマエッチャーとは？

プラズマエッチャーは、プラズマを使用して半導体集積回路に必要な回路経路を作成するデバイスです。 プラズマエッチャーは、正確に狙ったプラズマジェットをシリコンウェーハに照射することでこれを行います。 プラズマとウェーハが互いに接触すると、ウェーハの表面で化学反応が起こります。 この反応は、ウェーハ上に二酸化ケイ素を堆積させて電気経路を作成するか、すでに存在する二酸化ケイ素を除去して電気経路のみを残します。

プラズマエッチャーが使用するプラズマは、二酸化ケイ素を除去するか堆積させるかによって、酸素またはフッ素のいずれかを含むガスを過熱することによって生成されます。 これは、最初にエッチャー内に真空を確立し、高周波電磁界を生成することにより達成されます。 ガスがエッチャーを通過すると、電磁場がガス内の原子を励起し、過熱状態になります。

ガスが過熱すると、その基本成分原子に分解されます。 極端な熱は、原子のいくつかから外側の電子を取り除き、それらをイオンに変えます。 ガスがプラズマエッチャーノズルを出てウェーハに到達するまでに、ガスとしては存在しなくなりますが、プラズマと呼ばれるイオンの非常に薄い過熱ジェットになります。

酸素を含むガスを使用してプラズマを生成すると、ウェーハ上のシリコンと反応して、導電性材料である二酸化ケイ素が生成されます。 プラズマのジェットが正確に制御された方法でウェーハの表面を通過すると、非常に薄いフィルムに似た二酸化ケイ素の層がその表面に蓄積します。 エッチングプロセスが完了すると、シリコンウェーハには一連の正確な二酸化シリコントラックが形成されます。 これらのトラックは、集積回路のコンポーネント間の導電経路として機能します。

プラズマエッチャーは、ウェーハから材料を除去することもできます。 集積回路を作成する場合、特定のデバイスが二酸化シリコンであるために必要なウエハの表面積を必要とする場合があります。 この場合、すでに材料でコーティングされたウェーハをプラズマエッチャーに入れて、不要な二酸化ケイ素を除去する方が速くて経済的です。

これを行うために、エッチャーはフッ素ベースのガスを使用してプラズマを生成します。 フッ素プラズマがウェーハをコーティングする二酸化ケイ素と接触すると、二酸化ケイ素は化学反応で破壊されます。 エッチャーの作業が完了すると、集積回路に必要な二酸化ケイ素経路のみが残ります。