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DRIE · RIE · KOH · HF Vaporエッチング技術
AR > 30:1最大アスペクト比
500μm+最大深さ
Dry & Wet Processesプロセス範囲

概要

エッチングはウェーハ表面から材料を選択的に除去する減法パターニングプロセスです。GINECHIPは湿式化学エッチング、DRIE、RIE、ICP-RIEプラットフォームを運用し、MEMS・半導体製造に必要な全スペクトルのエッチングを提供します。

KOH異方性湿式エッチングからBosch DRIE(アスペクト比30:1超、深さ200μm超)、ICP-RIE化合物半導体エッチング(GaAs、InP、SiC、GaN)まで、エッチング化学とプラズマ条件を材料系と形状に適合させます。

エッチング技術

KOH / TMAH 湿式エッチング

(100)Siにおける54.7°側壁角の異方性シリコンエッチング。エッチング速度:70~90°Cで0.5~2μm/min。TMAHはCMOS互換(カリウム不使用)。メンブレンリリース、キャビティ形成、バルクマイクロマシニング。

Etch rate: 2–20μm/min (Si)Aspect ratio: up to 30:1Sidewall: 89° ± 0.5°Scallop: < 50nm (optimized)Depth: up to 500μm+Mask: photoresist or SiO₂

BOE / HF 湿式エッチング

SiO₂および珪酸塩ガラスの等方性エッチング。制御速度用バッファード酸化膜エッチング(BOE 6:1、7:1)。HF蒸気によるスティクションフリーMEMSリリース。犠牲酸化膜除去、ガラスウェーハ構造化。

Temperature: −100 to −130°CEtch rate: 3–10μm/minSidewall: smooth, no scallopsAspect ratio: up to 20:1Selectivity to SiO₂: up to 100:1Depth: up to 200μm

Bosch DRIE(深堀り反応性イオンエッチング)

垂直シリコンエッチングのためのサイクリックSF₆エッチング/C₄F₈パッシベーション。アスペクト比30:1超。深さ10~500μm。スカロップ< 200nm。貫通ビア(TSV)、櫛歯駆動MEMS、マイクロニードル。

KOH: 30 wt%, 80°CTMAH: 25 wt%, 80°CSi(100) etch rate: ~1μm/minSi(111)etch stop: < 0.01μm/minSi₃N₄ and SiO₂ hard masksElectrochemical etch-stop option

RIE / ICP-RIE

フッ素系(CF₄、CHF₃、SF₆)Si、SiO₂、Si₃N₄用。塩素系(Cl₂、BCl₃)GaAs、InP、GaN用。Arイオンミリング貴金属(Au、Pt)用。独立RF/ICP電力制御の低ダメージICP-RIE。

Etchant: anhydrous HF vaporSelectivity SiO₂:Si > 1000:1No stiction (dry release)Compatible with Al metallizationProcess time: 5–60 minIdeal for inertial sensors

蒸気HFリリースエッチング

蒸気HF(vHF)を使用したスティクションフリーMEMS構造リリース。液体表面張力効果のない犠牲SiO₂除去。高アスペクト比・低剛性懸架構造対応。カンチレバービーム、メンブレンリリース。

Dielectric: CF₄/CHF₃/Ar chemistryNitride: SF₆ or CF₄/O₂Resist strip: O₂ plasma (ashing)Metal etch: Cl₂/BCl₃ (Al)Ion milling: Ar (Au, Pt, Cr)Etch rate: 10–500nm/min

金属エッチング(湿式・乾式)

Al(H₃PO₄/HNO₃/HAc)、Au(KI/I₂)、Cr(硝酸セリウムアンモニウム)、Ti(希釈HF)の湿式化学エッチング。塩素系ICP-RIEによるAl、TiN、Wのドライエッチング。金属配線パターニング用。

SiO₂: BOE (6:1, 7:1), HFSi₃N₄: hot H₃PO₄ (160°C)Si isotropic: HNA mixtureAl: H₃PO₄:HNO₃:CH₃COOHAu: KI:I₂ solutionCr: Ce(NH₄)₂(NO₃)₆ based

代表的な用途

MEMS慣性センサー

高アスペクト比櫛歯駆動・プルーフマス構造用DRIE。スティクションフリーリリース用蒸気HF。ビア相互接続用貫通エッチング。加速度計、ジャイロスコープ。

シリコン貫通ビア (TSV)

高アスペクト比貫通ビア用Bosch DRIE。直径10~200μm、深さ50~500μm。側壁角90° ± 1°。エッチング後スカロップ平滑化。3D-IC、インターポーザー。

マイクロ流体・バイオMEMS

マイクロ流体チャネル・チャンバー・ノズル用DRIEおよびKOHエッチング。流体相互接続用貫通ポート。透明流体デバイス用ガラスエッチング(BOE/HF)。層流用平滑側壁。

パワーデバイス (SiC、GaN)

トレンチMOSFET用SiC ICP-RIEエッチング(SF₆/O₂)。GaN HEMTメサ分離用Cl₂/BCl₃/Arエッチング。Ni/Auハードマスクへの高選択比。ショットキーダイオード、HEMT。

フォトニクス・導波路

垂直側壁・低側壁粗さ(< 5nm RMS)のSi₃N₄・SOI導波路エッチング用ICP-RIE。フォトニック回路用STI。光ファイバアライメント溝用深堀りエッチング。

ハードマスク・テンプレート製造

再利用可能なナノインプリントスタンプ・PDMS鋳型用シリコン厚膜DRIEエッチング。シャドウマスク・ステンシルリソグラフィ用貫通エッチング。最小マスクアンダーカットの精密垂直側壁。

エッチング選択比

選択比の段落

エッチング計測・検査

エッチング後の計測には、SEM断面分析、深さおよび側壁角度測定のための光学プロファイロメトリー、欠陥検査のための光学顕微鏡検査が含まれます。各ロットに詳細な測定レポートを提供します。

臨界点乾燥

臨界点乾燥は、高アスペクト比MEMS構造のスティクションフリーリリースに使用されます。ウェットエッチング後、ウェーハは一連の溶媒交換を経て、超臨界CO₂を用いて乾燥され、構造崩壊を引き起こす可能性のある表面張力を排除します。

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