ウェットエッチングとドライエッチングの違い：方向性・選択比・用途を比較
エッチングは、ウェハから材料を取り除いてパターンを作る工程です。ウェットエッチングは、材料を薬液に溶かして取り除きます。簡単で速く、選択比も高いのですが、深さ方向だけでなく横方向にも削れやすく(等方性)、微細な加工には向きません。ドライエッチングは、真空チャンバー内で反応性ガスのプラズマを使います。イオンの働きで強い方向性(異方性)を持たせることができ、現代のチップに必要な、細くて垂直な形を彫るのに欠かせません。
| 項目 | ウェットエッチング | ドライエッチング |
|---|---|---|
| 媒体 | 薬液。酸化膜にはHF、窒化膜には熱リン酸、シリコンにはKOHなど | 真空チャンバー内の反応性ガスのプラズマ(RIEなど) |
| 方向性 | 多くは等方性。横方向にも削れ、マスクの下まで入り込む(KOHによるシリコンのエッチングは、結晶面に沿う例外) | 強い異方性にできる。イオンの衝突と側壁の保護で、ほぼ垂直な側壁が得られる |
| 選択比 | 多くは非常に高い。薬液の化学反応が特定の材料に限られるため | ウェットより低く、ガスの種類やプラズマの条件で調整する |
| 最小の寸法 | サイドエッチで制限される。大きなパターンや膜の除去に使う | ナノメートル級のパターンに必須 |
| スループット | 高い。槽で多数のウェハをまとめて処理できる | 低め。多くは1枚ずつ処理する |
| プロセスの制御 | 槽の温度、濃度、時間に左右される | 精密。プラズマの発光で終点を検出できる |
| ダメージ | プラズマによるダメージはない | プラズマによるダメージや帯電(アンテナ効果)の可能性がある |
| 装置と廃棄物 | 装置は簡単だが、廃液が出る | 複雑な真空装置と排ガスの処理が必要で、コストが高い |
| 主な用途 | ウェハの洗浄、膜(酸化膜・窒化膜)の除去、MEMSのバルクのシリコンエッチング | 先端ICのゲート、コンタクト、トレンチ、ビアのパターニング |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。