半導体 (ドライ/ウェット) エッチングの基礎とプロセス制御・最新技術

半導体集積回路の開発や製造において、エッチングは必要不可欠な技術である。モノのインターネット (IoT) の普及により、データ処理を担う半導体集積回路の高密度集積化が益々進んでいる。加工寸法の微細化は原子層レベルに到達し、また、三次元構造化と積層化による集積度向上が加速している。このような、微細な三次元構造をもつ今後の半導体デバイスでは、原子層レベルの制御性でエッチングする技術が求められる。また、微細化限界後のポストスケーリング時代に向けて、新トランジスタ構造や新チャネル材料が検討されており、III-V族化合物半導体など様々な新材料の微細加工技術が鍵を握る。 　本講座では、ドライエッチングおよびウェットエッチングについて、エッチング反応の原理から装置、微細加工技術のトレンド、シリコン系材料やIII-V族化合物半導体のエッチング技術、そして最先端の原子層エッチング技術までを、メーカで化合物半導体光デバイスの製造プロセスやシリコンLSI向けエッチング装置の開発に携わってきた講師が、実経験を交えながら分かり易く解説する。

1. 半導体デバイスのトレンド/構造/製造プロセス
   1. 半導体デバイスのトレンド
      1. ロジックデバイス
      2. メモリーデバイス
      3. 光デバイス
   2. 半導体デバイスの構造
      1. ロジックデバイス
      2. メモリーデバイス
      3. 光デバイス
   3. 半導体デバイスの製造プロセス
      1. 半導体レーザ
      2. CMOSトランジスタ
2. デバイス製造プロセスにおけるエッチング
   1. エッチングプロセスの種類
   2. エッチングにおけるプロセス制御
      1. 高アスペクト比エッチング
      2. 難エッチング材のエッチング
      3. 高選択比エッチング
   3. エッチングプロセスの課題
      1. 3D-NANDエッチングの課題
      2. ナノワイヤFETエッチングの課題
      3. 光デバイスエッチングの課題
3. ドライエッチングの基礎及びプロセス技術
   1. ドライエッチング装置の種類及び特徴
   2. ドライエッチングの原理
   3. ドライエッチングにおけるプロセス制御
      1. エッチング反応
      2. エッチング速度
      3. エッチング選択比
      4. エッチング形状
   4. ドライマエッチング損傷
      1. 損傷のメカニズム
      2. 損傷の評価法
      3. 損傷の低減策
      4. ドライエッチングとウェットエッチングの損傷比較
   5. 各種材料のドライエッチング及びプロセス制御
      1. Si
      2. SiO2
      3. Si3N4
      4. GaAs
      5. InP
      6. GaN
4. ウェットエッチングの基礎及びプロセス技術
   1. ウェットエッチングの原理
      1. エッチング液の構成と化学反応
      2. 酸化剤および標準酸化還元電位
      3. エッチング液に用いられる各種試薬
   2. ウェットエッチングの律速過程
      1. 反応律速と拡散律速
      2. 半導体結晶構造と面方位依存性
   3. ウェットエッチングにおけるプロセス制御
      1. エッチング反応
      2. エッチング速度
      3. エッチング選択比
      4. エッチング形状
   4. 各種半導体のウェットエッチング及びプロセス制御
      1. Si
      2. SiO2
      3. Si3N4
      4. GaAs
      5. InP
      6. GaN
5. 原子層エッチングの基礎と最新技術
   1. 原子層プロセス技術のトレンド
   2. 原子層エッチングの基礎
   3. 等方性原子層エッチングの各種手法
      1. 有機金属錯体反応
      2. プラズマアシスト熱サイクル
   4. 異方性原子層エッチングの各種手法
      1. ハロゲンとイオン照射
      2. フルオロカーボンアシスト
6. 実プロセスにおけるトラブル事例と対策
   1. 半導体レーザのエッチング工程における凹凸発生
7. 今後の課題
• 質疑応答