深反応性イオンエッチング（DRIE）とは何か？

深反応性イオンエッチング（DRIE）は、エッチングとパッシベーションを交互に繰り返すサイクル（いわゆる「ボッシュ法」）または極低温冷却を用いて、ほぼ垂直な側壁と極めて高い深さ対直径比を備えた高度に異方性の材料除去を実現する、プラズマを用いた先進的なドライエッチングプロセスである。ボッシュ法では、六フッ化硫黄（SF₆）プラズマエッチングサイクルによって材料が等方的に除去された後、直ちにC₄F₈パッシベーションサイクルが実施され、すべての表面に保護用ポリマー層が堆積される。プラズマからのイオン衝突により、水平面（エッチングフロント）のパッシベーション層が優先的に除去される一方で、側壁の保護層はそのまま残るため、結果として、横方向のアンダーカットを最小限に抑えながら垂直方向に進行する方向性エッチングが実現される。このサイクルは、深さ 1 ミクロンごとに数百回繰り返され、ボッシュ法 DRIE 特有のスカラップ状の側壁テクスチャが形成されます。ガラスや溶融石英の場合、通常はボッシュサイクルを伴わないフッ素系 ICP-RIE が使用され、アスペクト比がわずかに低くなる代わりに、より滑らかな側壁が得られます。 DRIEは、MEMS加速度計、圧力センサー、マイクロ流体デバイス、シリコン貫通ビア（TSV）、ガラス貫通ビア（TGV）、および半導体や光学基板に深く、狭く、垂直な微細構造を必要とするあらゆる用途を実現する基盤技術である。.

プロセス能力

Etch Systems： ICP-RIE（ガラス／SiO₂） · ボッシュDRIE（シリコン） · 極低温DRIE（Si／ポリマー）
最小特徴サイズ： 1 µm（リソグラフィーによる限界）
最大エッチング深さ： 500 µm（シリコン、ボッシュ） · 200 µm（ガラス、ICP-RIE）
深さ対直径比： 最大50:1（Bosch Si） · 最大30:1（ガラスICP-RIE）
サイドウォール角度： 88° – 90°（ボッシュ） · 85° – 88°（ガラス ICP-RIE）
エッチング速度： 2～10 µm/min（ガラス ICP-RIE） · 5～20 µm/min（Si Bosch）
深さの均一性： 150 mmウェハー上で±2%

対応素材

1	溶融石英	コーニング 7980 / 東ソー ES-2000
2	石英ガラス	SCHOTT Lithosil Q / Heraeus Suprasil 1
3	ホウケイ酸ガラス	パイレックス 7740 / ボロフロート 33
4	シリコン	フロートゾーン／チョクラルスキー法 — 単結晶／多結晶
5	サファイア	C面／A面
6	結晶化ガラス	ZERODUR / PYROCERAM 9606
7	SiO₂薄膜	熱酸化膜／PECVD酸化膜
8	Si₃N₄	LPCVD／PECVD窒化物
9	CaF₂	UV対応グレード
10	光学ガラス	BK7 / N-BK7
11	工業用セラミックス	Al₂O₃ / AlN

プロセス戦略の選定

ボッシュ・プロセス（Si）： SF₆エッチングとC₄F₈パッシベーションのサイクルを交互に繰り返す — 最高のアスペクト比（50:1）、わずかなスカロッピング（50～200 nm）、深層シリコンMEMSおよびTSVに最適
ガラス用ICP-RIE（SF₆/Ar または C₄F₈/SF₆）： 連続フッ素プラズマ — 側壁の平滑化、最大30:1のAR（反射率比）、融着石英製のTGVおよびマイクロ流体構造に最適
極低温DRIE（Si、–100°C）： 低温凝縮法がC₄F₈パッシベーションに取って代わる――ボッシュ製よりも側壁が滑らかで、サブミクロンレベルの微細構造に適している
ハードマスクの選択： フォトレジスト（深さ ≤ 20 µm） · SiO₂（≤ 100 µm） · Ni/Cr メタル（≤ 500 µm）
ARDEの補償： 異なる特徴サイズの混合領域において均一なエッチング深さを確保するために、アスペクト比に応じたエッチング補正を適用した

代表的な用途

ガラス貫通ビア（TGV）： 3D ICおよび先進パッケージング向けガラスインターポーザーにおける垂直相互接続ビア
MEMS構造： シリコンおよびガラス製のプルーフマス、コーム駆動装置、カンチレバー、および膜の解放
マイクロ流体デバイス： 高圧ラボオンチップ用フューズドシリカ製垂直壁チャネルおよびチャンバー
フォトニック部品： リッジ型導波路、フォトニック結晶構造、およびグレーティング結合器
ノズルプレート： 精密な内径形状を有する高密度インクジェットおよびディスペンシングノズルアレイ
慣性センサー： ガラス上シリコン（Si-on-glass）における加速度計およびジャイロスコープの証明質量構造

カスタム仕様

GDS-IIまたはDXF形式のマスク設計に基づくカスタムDRIEのご注文を承っており、ウェーハレベルおよびパネルレベルの加工の両方に対応しています。カスタマイズ可能なパラメータには、エッチング深さ、サイドウォール角度、スカラップ振幅、ハードマスクの選択、および異なるフィーチャーサイズが混在する場合でも深さを均一にするためのアスペクト比依存エッチング（ARDE）補正が含まれます。フォトリソグラフィ、DRIE、マスク剥離、およびエッチング後の計測（SEM断面検査、プロファイル測定、ウェーハ反り測定を含む）を組み合わせた統合ワークフローを、完全なターンキーサービスとして提供しています。 TGVおよびTSV用途向けに、下流工程のビア充填（無電解Cu／ポリマープラグ）およびCMP平坦化も提供可能です。処理済みの基板はすべて、完全なエッチング深度マップ、SEM画像、およびプロセス文書を添付して納品されます。.