ドライエッチングとは何ですか？

ドライエッチングは、マイクロエレクトロニクスおよびいくつかの半導体処理で使用される2つの主要なエッチングプロセスの1つです。 ウェットエッチングとは異なり、ドライエッチングは、エッチングされる材料を液体化学物質に浸しません。 代わりに、ガスまたは物理プロセスを使用して、材料にエッチングまたは小さなカットチャネルを作成します。 ドライエッチングはウェットエッチングよりも高価ですが、作成されるチャネルのタイプの精度を高めることができます。

多くの場合、製造業者は、最初にエッチングされたチャネルに必要な精度に基づいて、ドライエッチング技術とウェットエッチング技術のどちらを使用するかを決定します。 チャネルが特に深くなければならない場合、または特定の形状（垂直側面を持つなど）の場合、ドライエッチングが必要です。 ただし、ドライエッチングはウェットエッチングよりもかなり高いため、コストも考慮する必要があります。

ウェットエッチングとドライエッチングの両方で、製造者がエッチングしたくない材料上の領域（通常、マイクロエレクトロニクス処理ではウェーハと呼ばれます）は、非反応性物質で覆われるか、マスクされます。 マスクされた材料は、フッ化水素などのガス状化学物質にさらされるプラズマエッチングにかけられるか、ガスを使用せずにエッチングを行うイオンビームミリングなどの物理プロセスにかけられます。

プラズマエッチングには3つのタイプがあります。 最初の反応イオンエッチング（RIE）は、プラズマ内のイオンとウェーハの表面との間に発生する化学反応によってチャネルを作成し、少量のウェーハを除去します。 RIEは、ほぼ真っ直ぐなものから完全に丸みを帯びたものまで、さまざまなチャネル構造を可能にします。 プラズマエッチングの2番目のプロセスである気相は、その簡単なセットアップのみがRIEと異なります。 ただし、気相では、生成されるチャネルのタイプの変動が少なくなります。

3番目の手法であるスパッタエッチングも、イオンを使用してウェーハをエッチングします。 RIEおよび気相のイオンは、ウェーハの表面に位置し、材料と反応します。 対照的に、スパッタエッチングは、指定されたチャネルを切り開くために材料にイオンを照射します。

製造業者は、エッチングプロセス中に生成される副産物を常に迅速に除去する必要があります。 これらの副産物は、ウェーハの表面に凝縮した場合に完全なエッチングが行われないようにします。 多くの場合、エッチングプロセスが完了する前にガス状態に戻すことで除去されます。

ドライエッチングの1つの属性は、化学反応が一方向にのみ発生する能力です。 異方性と呼ばれるこの現象により、反応がウェーハのマスクされた領域に触れることなく、チャネルをエッチングできます。 通常、これは反応が垂直方向に起こることを意味します。