チップの製造プロセスでは、リソグラフィー装置、エッチング装置、フォトレジスト、シリコンウエハーなどの基幹設備や材料だけでなく、電子ガスと呼ばれる業界で特殊なガスも必要となります。特殊な電子ガスは、産業チェーンの上流原材料の 1 つとして、エッチング、クリーニング、エピタキシャル成長、イオン注入などのさまざまなリンクに関与しています。チップ製造業界全体に欠かせないものであり、半導体の「血液」とも呼ばれています。
電子ガスは集積回路の性能、集積度、歩留まり、その他の重要な指標に影響を与えるため、電子ガスの純度には高い要求があります。プロセスに大きな問題があるため、電子ガスは 2 番目に大きな材料となっており、そのコストシェアはシリコン ウェーハに次いで 2 番目です。
半導体によく使われるエッチングガス
1. フッ素ガス：
六フッ化硫黄 SF6 は、半導体ドライ エッチングで最も一般的に使用されるフッ化物ガスの 1 つです。高い選択比と強いエッチング速度が特徴です。酸化シリコン、フッ化シリコン、窒化シリコンなどの低誘電率材料のエッチングに適しています。
四フッ化炭素(CF4)
四フッ化炭素である CF4 も、さまざまなウェーハのエッチングプロセスで使用されます。 CF4 は現在、マイクロエレクトロニクス産業で最も広く使用されているプラズマ エッチング ガスです。シリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、リンケイ酸ガラス、タングステンなどの薄膜材料のエッチングや、電子機器や太陽電池の表面洗浄に広く使用できます。また、レーザー技術、気相絶縁、低温冷凍、漏れ検出剤、宇宙ロケットの姿勢制御、プリント回路製造における除染剤の製造にも広く使用されています。
三フッ化窒素 NF3 ガスはフッ化物ガスの中でエッチング速度が最も遅いですが、選択性は良好です。異なる材料が互いに分離されている場合にうまく機能し、有機材料のエッチングにも適しています。
2. 酸化ガス:
O2
O2 は半導体ドライエッチングで一般的な酸化ガスであり、酸化物や金属材料を酸化するために使用できます。 O2 はエッチング速度が遅いですが選択性が高いため、ほとんどの酸化物材料のエッチングに適しています。
H2O
H2O は緩和性に優れた酸化ガスであり、ハードフォトレジストや有機樹脂のエッチングに使用できます。ただし、フッ化物ガスと混合すると、反応の選択性に影響します。
N2O
N2O は、水素化シリコンや金属材料の酸化に使用できます。エッチング速度は O2 より速いですが、選択性は O2 より劣ります。
以上が半導体ドライエッチングで一般的に使用されるガスの種類と特徴です。エッチングプロセスにおけるそれらの応用は非常に重要です。材質やエッチング目的が異なると、適切なエッチングガスを選択する必要があります。
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