第1章 半導体の製造プロセスと市場動向

第1節 半導体製造プロセスの概要とエッチングの位置づけ

• 1 半導体の製造プロセス
• 2 エッチングの役割と要求性能の変遷
• 3 様々なエッチング工程
  • 3.1 全面エッチングと洗浄
  • 3.2 エッチバック
  • 3.3 サイドウォール形成
  • 3.4 セルフアラインコンタクト
  • 3.5 CMPの登場とエッチングとの組合せ技術

第2節 先端半導体製造におけるシリコンウェーハ洗浄技術

• 1 はじめに
• 2 半導体微細化に向けた洗浄の課題と対策
  • 2.1 バッチ浸漬式から枚葉スピン式への移行
  • 2.2 異種新材料への対応
  • 2.3 物理的補助手段によるダメージ
  • 2.4 ウェーハ乾燥時のパターン倒壊
• 3 ドライエッチングの応用としてのドライ洗浄への期待
  • 3.1 ドライクリーニングによる薄膜状汚染除去
  • 3.2 ドライ洗浄によるパーティクル除去
  • 3.3 ドライ洗浄の長所と問題点
• 4 Si ウェーハ大口径化に向けた洗浄
• 5 おわりに

第3節 半導体デバイスおよびエッチング関連の市場動向と展望

• 1 半導体市場の動向
• 2 シリコンサイクルについて
• 3 半導体製造装置市場の動向
• 4 エッチャーの出荷動向

第2章 ウェットエッチング技術

第1節 単結晶Siの結晶異方性ウエットエッチング

• 1 単結晶Siのウエットエッチング
• 2 結晶異方性ウエットエッチング
  • 2.1 エッチング条件
  • 2.2 エッチング速度分布
  • 2.3 エッチングメカニズム
  • 2.4 水酸化カリウムと水酸化テトラメチルアンモニウム
• 3 結晶異方性ウエットエッチングによる微細構造体作製
  • 3.1 ダイアフラム構造
  • 3.2 ニードル構造

第2節 III-V族化合物半導体のウェットエッチング

• 1 はじめに
• 2 典型的なウェットッチング液
• 3 エッチング形状
• 4 GaAsのウェットエッチング
• 5 InPのウェットエッチング
• 6 GaNのウェットエッチング
• 7 選択エッチング
• 8 デジタルエッチング

第3節 ウェットエッチングの高精度化とトラブル対策

• 1 はじめに
• 2 ウェットエッチングの基本プロセス
• 3 エッチングプロセス
  • 3.1 エッチング機構
  • 3.2 レジストマスク形成
  • 3.3 レジスト除去
• 4 アンダーカット形状の高精度化
  • 4.1 アンダーカット異常
    • 4.1.1 凹凸パターン
    • 4.1.2 開口パターン
    • 4.1.3 ラインパターン
    • 4.1.4 表面硬化層
  • 4.2 マスク耐性不良
  • 4.3 パターン欠陥
• 5 計測技術
• 6 おわりに

第3章 ドライエッチング技術

第1節 ドライプロセス基礎

• 1 ドライプロセスの歴史
  • 1.1 半導体プラズマエッチング
  • 1.2 プラズマ物理化学の勃興とプラズマエッチングの幕開け
• 2 半導体プラズマエッチングの原理
  • 2.1 プラズマエッチングの基本原理
  • 2.2 化学的ドライエッチング
  • 2.3 物理的エッチング
  • 2.4 反応性イオンエッチング
• 3 反応性イオンエッチングプロセス
  • 3.1 反応性イオンエッチングにおける形状制御
  • 3.2 反応性イオンエッチングの微視的なモデル
• 4 粒子制御
  • 4.1 イオンエネルギー制御
  • 4.2 ラジカル制御
• 5 ドライエッチングの基礎科学の発展の必要性

第2節 非シリコン分野のプラズマエッチング

• 1 はじめに _{非シリコン分野とは}
• 2 プラズマによる微細加工技術
• 3 異方性ドライエッチング装置の構造
  • 3.1 平行平板型RIE装置
  • 3.2 トルネードICP-RIE装置
  • 3.3 下部電極冷却機構と静電チャック
• 4 ドライエッチング装置の非シリコン分野応用
  • 4.1 化合物半導体エッチング技術
  • 4.2 シリコン深堀エッチング技術 _{Boschプロセス}
  • 4.3 サファイアの微細加工
  • 4.4 特殊な金属材料のエッチング
• 5 今後の展望

第3節 反応性イオンエッチング (RIE) の数値シミュレーション

• 1 はじめに
• 2 表面現象の分子動力学シミュレーション
  • 2.1 古典的原子間ポテンシャル
    • 2.1.1 多体ポテンシャル関数
    • 2.1.2 原子挿入法ポテンシャル
    • 2.1.3 Tersoffポテンシャル
    • 2.1.4 Stillinger-Weber ポテンシャル
• 3 分子動力学シミュレーション法
• 4 シミュレーション例
• 5 むすび

第4節 ガスクラスターイオンビームによるエッチング

• 1 はじめに
• 2 ガスクラスターイオンビームの特徴
  • 2.1 低エネルギー照射
  • 2.2 高密度エネルギー付与
  • 2.3 表面平坦化効果
• 3 ガスクラスターイオンビーム装置
• 4 ガスクラスターイオンビームによるエッチング
• 5 ガスクラスターイオンビームを用いた原子層プロセスへの応用

第5節 イオン・ラジカルビームを用いたエッチング表面反応解析

• 1 はじめに
• 2 ビーム実験によるエッチング反応の研究
  • 2.1 ビーム実験の特徴
  • 2.2 マルチビーム実験装置
• 3 フルオロカーボンイオンによるSiO2エッチング反応
  • 3.1 エッチングイールド
  • 3.2 エッチング反応による脱離物
  • 3.3 イオン照射後の表面の変化
  • 3.4 CFX +イオンよるSiO2エッチング反応
• 4 まとめ

第6節 プラズマエッチングのダメージについて

• 1 はじめに
• 2 プラズマダメージとは
  • 2.1 3つの代表的機構
  • 2.2 プラズマダメージの歴史
• 3 代表的なPID機構とその評価手法
  • 3.1 プラズマ誘起チャージングダメージ (PCD) とその評価手法
  • 3.2 プラズマ誘起物理ダメージ (PPD) とその評価手法
• 4 おわりに～今後の展望

第4章 新しいエッチング技術の研究開発動向

第1節 原子層無損傷プラズマエッチング技術

• 1 プラズマエッチングとは
• 2 中性粒子ビーム源とプラズマエッチングにおける紫外線照射効果
• 3 22 nm世代以降の縦型フィントランジスタへの応用
• 4 無欠陥ナノ構造の作製と量子効果デバイス
• 5 原子層レベル表面化学反応の制御
• 6 まとめ

第2節 プラズマと熱サイクルを用いた原子層エッチング

• 1 はじめに
• 2 原子層エッチングの概要
• 3 プラズマと熱サイクルを用いた等方性ALE
• 4 表面原子層反応の解析
  • 4.1 プラズマ照射による表面改質層の生成
  • 4.2 ランプ加熱による表面改質層の除去
• 5 原子層エッチングの開発事例
  • 5.1 装置およびプロセスシーケンス
  • 5.2 TiNの選択エッチング
  • 5.3 Wの選択エッチング

第3節 GaNの光電気化学 (PEC) エッチング

• 1 はじめに
• 2 光電気化学エッチングの原理
  • 2.1 GaNと電解液界面の電気化学反応
  • 2.2 光電気化学エッチング装置
• 3 GaN系電子デバイスプロセスへの適用例
  • 3.1 GaN表面ダメージの除去
  • 3.2 AlGaN/GaNヘテロ構造の加工とトランジスタ応用
• 4 光電気化学エッチングの普及に向けて
• 5 おわりに

第4節 触媒アシストエッチング

• 1 はじめに
  • 1.1 ウェットエッチングとドライエッチング
  • 1.2 触媒アシストエッチングの歴史と概要
  • 1.3 本節の特徴
• 2 Ge表面を用いた金属アシストエッチングの基礎特性
  • 2.1 実験方法
    • 2.1.1 試料の準備方法
    • 2.1.2 表面観察方法
  • 2.2 実験結果と考察
    • 2.2.1 金属微粒子を用いたエッチング実験
    • 2.2.2 金属被覆探針を用いた表面選択領域の加工実験
• 3 金属の触媒効果を援用した半導体表面の平坦化
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 Ge表面の平坦化
    • 3.2.1 試料の処理方法
    • 3.2.2 実験結果と考察
  • 3.3 SiC表面の平坦化
    • 3.3.1 試料の処理方法
    • 3.3.2 実験結果と考察
• 4 ナノカーボン触媒を用いた化学エッチングと表面加工への展開
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 実験方法
    • 4.2.1 異なる種類のナノカーボン材料の準備・合成方法
    • 4.2.2 ナノカーボンを用いた半導体表面のエッチング方法
  • 4.3 実験結果と考察
    • 4.3.1 ナノカーボンと接触した半導体表面の選択エッチング
    • 4.3.2 異なるナノカーボンを用いた時のエッチング特性の比較と考察
    • 4.3.3 ナノカーボン膜をテンプレートとした半導体表面の溝加工
• 5 おわりに