カーボンナノチューブ 分散 書籍
 
No.1518
 
 
 

★半導体、FPD、太陽電池、透明導電膜、MEMS、多くの技術に必須なエッチング!
★加工、材料、目的にあわせた最適なエッチングレートを探るための必携書

ドライ・ウエットエッチング技術全集

〜微細・高速化・低ダメージ・高アスペクト比・ノッチフリー・加工均一性〜

The complete works of dry / wet etching technology

発刊 2009年3月31日   体裁:B5判 425頁 上製本   定価 80,000円(税抜)
※書籍絶版 オンデマンド版 30,000円(税抜)   (上製本ではありません)

■本書のポイント

■ ウエットエッチング技術 ■ 

 エッチング液の最適選定法・濃度管理/シミュレーション/メカニズム

◎ウエットエッチングの等方性・異方性の解析・メカニズム!
◎エッチャントの迅速分析・定量方法!
◎常時適正のためのエッチャント濃度の管理・分析!
◎エッチング液に用いる添加剤選定の条件とは?
◎ITOエッチング時の残渣原因とその解決法は?
◎コスト等の条件からみるエッチング液の最適選定法!
◎マイクロピラミッドの発生原因は?
◎ウエットエッチング形状シミュレーションはどうやるのか?
◎エッチングレートの決定因子とは?解析方法は?

■ ドライエッチング技術 ■

  微細・高速加工/エッチングガスの最適選定/反応生成物の汚染対策

◎エッチング等における製造ライン加工の寸法変動を抑えるために!
◎超微細・高速処理Siプラズマエッチング技術!
◎プラズマエッチング時のパーティクル・反応性生物における汚染対策!
◎各種化合物半導体に適したエッチングガスの選択と組み合わせとは?
◎サイドエッチングの抑制対策!
◎異種材料における同時・同一条件エッチング技術!
◎デバイス信頼性向上のためのエッチング時の損傷と表面汚染低減!
◎高速,高マスク選択比のエッチング技術!
◎プラズマ密度分布の均一性を保ち、加工形状の差をなくすには?
◎深さ方向にエッチングが進行しなくなる問題を解決!
◎パターン側壁に付着するエッチング生成物の除去と対策!

■ 各応用技術 ■

  各種合金積層・透明導電膜/TFT電極/LCD/銅・ポリイミド、化合物半導体…など

◎MEMS加工技術を用いた各種デバイスの応用事例!
◎各種low-k材料に最適なエッチング!微細化と低誘電率化への要求に応えるダメージ低減・修復技術!
◎PZT強誘電体・high-k材に有効なエッチング技術!
◎有機膜の平滑エッチングを可能にするには?
◎ITO最適エッチャント&エッチングメカニズムとは?
◎IZO,ZnO透明導電膜でのエッチング手法!
◎Si貫通エッチングによる光MEMSスイッチ加工! 他

■ 執筆者(敬称略)

関東化学(株)
林純薬工業(株)
旭硝子(株)
ものつくり大学
八戸工業高等専門学校
日立化成工業(株)
東レエンジニアリング(株)
大分県産業科学技術センター
筑波大学
東京都立産業技術研究センター
横浜国立大学
(株)日立製作所
名古屋大学
オムロン(株) 
関東化学(株)
関東化学(株)
東洋クロス(株)
吉田 勇喜
青山 哲男
竹中 敦義
平井 聖児
松本 克才
高井 健次
小国 隆志
江田 善昭
山部 紀久夫
楊 振
荒川 太郎
篠田 和典
式田 光宏
西尾 英俊
石川 典夫
村上 豊
石井原 耕一
大阪大学
(株)ルネサステクノロジ
京都大学
パナソニック(株)
(株) リコー
(株) リコー
(株) リコー
(独)物質・材料研究機構
(株)東芝
名古屋大学
住友精密工業(株)
東北大学
東京大学
(株)アルバック
大日本印刷(株)
(株)アルバック
浜口 智志
花崎 稔
斧 高一
奥村 智洋
吉田 典生
今井 善之 
橋本 泰典
浅川 潔
小島 章弘
林 俊雄
村上 彰一
羽根 一博
三田 吉郎
小風 豊
倉持 悟
竹井日出夫
■ 目  次
(クリックするとご覧になりたい章の項目に移動します)

第1章
ウエットエッチング液の特性・開発と液管理

第1章 ウエットエッチング液の特性・開発と液管理 



第1節 ウェットエッチング液の開発動向と課題
1.エッチング液について
 1.1 エッチングメカニズム
 1.2 Alエッチングメカニズム
2.エッチング液開発動向
 2.1 Ti/Al/Ti積層膜一括エッチング液開発
 2.2 Ti/Al/Ti積層膜一括エッチング液課題

第2節 液晶パネル製造プロセスを中心としたウェットエッチング液の特性
1. 液晶パネル製造プロセスを中心としたウェットエッチング液の特性
 1.1 クロム薄膜のウェットエッチング技術
  1.2 各種金属薄膜積層膜の一括ウェットエッチング技術
  1.2.1 アルミニウム及びアルミニウム合金積層膜の一括ウェットエッチング
   1.2.1.1 モリブデン(Mo)又はモリブデン合金/アルミニウム(Al)又はアルミニウム合金/モリブンデン(Mo)又はモリブデン合金積層膜の一括エッチング
   1.2.1.2 チタン(Ti)/アルミニウム(Al)/チタン(Ti)積層膜の一括エッチング
 1.3 銅(Cu)積層膜の一括ウェットエッチング技術
 1.4 透明導電膜のウェットエッチング技術
  1.4.1 結晶質ITO薄膜のウェットエッチング技術
  1.4.2 非晶質ITO薄膜のウェットエッチング加工技術

第3節 Cr系ブラックマトリックスのエッチング液の性能評価と液管理
1. 液管理
 1.1 試薬
 1.2 Ce4+定量法
 1.3 全Ce定量法(Ce3+定量法)
 1.4 Cr(Y)定量法
 1.5 測定例

第4節 異方性エッチングプロセスのモデル化とその解析
1. 除去加工における異方性エッチングの位置づけ
2. 異方性エッチングにおける研究状況
3. エッチングプロセスモデル化に関する実験
 3.1 エッチング条件の選定
 3.2 マイクロピラミッドの形成過程の観察
 3.3 側面形状の規則性
 3.4 凸形および凹形コーナの仕上がり形状の規則性
4. 反応メカニズムによるエッチングレートの解析
 4.1 仮定した化学反応経路
 4.2 エッチングレートの解析式
 4.3 各エッチングレートの解析例

 


第2章:用途別にみるウェットエッチング技術と応用事例  

【プリント基板】

第1節 回路用銅箔のウェットエッチングメカニズム
1. 速度支配過程(律速段階)
 1.1 物質移動過程
 1.2 化学反応過程
2. 銅のウェットエッチング
 2.1 エッチング溶液
 2.2 攪拌槽実験
  2.2.1 塩化第二銅溶液によるウェットエッチング
  2.2.2 塩化第二鉄溶液によるウェットエッチング
 2.3 スプレー実験
  2.3.1 塩化第二鉄溶液によるウェットエッチング

第2節 銅エッチング液の特性と速度支配因子
1. プリント配線板の製造方法とエッチング液
 1.1 各種配線形成方法
  1.1.1 プリント配線板で用いられる銅のエッチング液について
 1.2 セミアディティブ法とサブトラクティブ法のエッチング液の違い
2. 各種エッチング液の速度支配因子
  2.1 物質移動係数
  2.2 各種エッチング液の攪拌依存性
3. 硫酸/過酸化水素系エッチング液
 3.1 硫酸と過酸化水素の濃度依存性
 3.2 銅の種類の影響
 3.3 塩素濃度の影響
4. ペルオキソ二硫酸アンモニウム系エッチング液
 4.1 添加剤の影響
 4.2 各添加剤が攪拌依存性に与える影響
 4.3 エッチング速度が液攪拌に依存しないエッチング液に関する考察

第3節 ウエットエッチングによるポリイミドの加工
1. ポリイミドのエッチング加工方法
 1.1 機械加工
 1.2 レーザー加工
 1.3 ケミカルエッチング
 1.4 複合加工(レーザー加工+ウエットエッチング)
 1.5 まとめ
2.エッチングのメカニズムとエッチング速度
 2.1 エッチングのメカニズム
 2.2 エッチング速度
3.エッチング加工プロセス
 3.1 ドライフィルムマスク工法
 3.2 銅マスク工法
 3.3 銅マスク工法(両面エッチング)
4.アプリケーション例
 4.1 ヴィア加工
 4.2 HDDサスペンション加工例
 4.3 混在パターン一括加工
 4.4 液晶ポリマーへの応用
 4.5 その他の用途

【半導体関連】

第4節 TMAHによるシリコンのウェットエッチング−化学の目で見たウェットエッチング−
 1. ウェットエッチングの化学
  1.1 エッチング全般
   1.1.2 結晶異方性エッチング
    1.1.3 等方性エッチング
  1.2 シリコンとは?
   1.2.1概論
 1.3 シリコンの化学反応
  1.3.1 シリコンの自然酸化
  1.3.2 シリコンの酸との反応
  1.3.3 シリコンのアルカリとの反応
 1.4 金属の化学反応
  1.4.1 金属の酸との反応
  1.4.2 金属とアルカリとの反応
 1.5 シリコン用エッチング液
 1.6 マイクロピラミッド
 1.7 TMAHとは?
 1.8 撹拌
2. 事例紹介(TMAHによるシリコンのウェットエッチング)
 2.1 序論
 2.2 実験
  2.2.1 パターニング
  2.2.2 ウェットエッチング
 2.3 結果・考察
  2.3.1 エッチング速度
  2.3.2 エッチング面の観察

第5節 ウェットエッチングによるシリコン表面ステップ形状操作
1. 背景
2. シリコン(111)面の特徴
3. 純水中でのシリコン表面のエッチング
4. ステップフリー領域
5. 原子ステップの直線化

第6節 アンモニアを用いたシリコンの高速鏡面異方性エッチング技術
1. 基本現象
2. アンモニア・エッチャントの特性
3. アンモニア・エッチャントの問題点
4. エッチングによる面粗いの改善方法
 4.1 酸化剤As2O3の添加量
 4.2 アンモニア濃度の安定化方法

第7節 ウェハにおけるエッチャントからの表面保護の方法
1. ウェットエッチングにおける表面の保護方法
 1.1 無機保護薄膜
 1.2 機械式クランプ
  1.2.1 真空吸着治具
  1.2.2 ねじ止め式治具
 1.3.有機系保護材
  1.3.1 耐アルカリ・レジン
  1.3.2 保護テープ

第8節 化合物半導体を中心としたウェットエッチング技術
1. ウェットエッチングの基礎
 1.1 ウェットエッチングとは
 1.2 ウェットエッチングの反応機構
 1.3 等方性エッチングと異方性エッチング
 1.4 オーバーエッチング
 1.5 異方性エッチングが生じる理由
 1.6 拡散律速型と反応律速型
2. 化合物半導体のウェットエッチング
 2.1 概要
 2.2 GaAs系(V族がAs)材料のウェットエッチング
 2.2.1 硫酸系エッチング液
 2.2.2 リン酸系エッチング液
 2.2.3 化合物半導体の異方性エッチング
 2.3 InP系(V族がPである)材料のウェットエッチング
 2.4 その他の材料のウェットエッチング
3. ウェットエッチング関連技術
 3.1 概要
 3.2 選択エッチング
 3.3 結晶欠陥評価のためのエッチング

第9節 化合物半導体のウェットエッチング技術とその応用
1. ウェットエッチング液の組成
2. ウェットエッチング形状
3. GaAsのウェットエッチング
4. InPのウェットエッチング

【MEMS加工】

第10節 MEMSにおけるウエットエッチング技術
1. MEMSにおけるウエットエッチング技術
 1.1 MEMSデバイスにおけるウエットエッチング加工
 1.2 単結晶Siの結晶異方性エッチングにおける基本特性
  1.2.1 Siの結晶異方性エッチング
  1.2.1 表面粗さの結晶方位依存性
  1.2.2 エッチング速度の結晶方位依存性
  1.2.3 エッチング液濃度および温度依存性
  1.2.4 表面粗さの結晶方位依存性
 1.3 エッチピット及びマイクロピラミッドの発生
  1.3.1 エッチピット発生メカニズムとその対策
  1.3.2 マイクロピラミッド発生メカニズムとその対策

第11節 ウェットエッチングによるMEMSデバイスの加工技術とウェット洗浄技術
1. MEMS市場動向
2. MEMSで利用するプロセス
3.  ウェットプロセス技術
 3.1 ウェット洗浄技術
 3.2 ウェットエッチング技術
  3.2.1 異方性エッチング技術
  3.2.2 エッチングストップ技術
  3.3 ドライエッチング技術
4.MEMSデバイスにおけるウェットエッチングの適用例
 4.1 オムロンのMEMSデバイス
 4.2 RF MEMS スイッチ
 4.3 シリコンMEMSマイクロフォン

【透明導電膜・フィルム関連】

第11節 透明導電膜とITO膜エッチング技術
1.透明導電膜とは
2.ITO膜の変遷とエッチング
 2.1低温ポリシリコン結晶化技術の開発
 2.2.結晶質ITOから非晶質ITOへ  2.3非晶質ITO膜のエッチング技術  2.4シュウ酸水溶液によるITO膜エッチング特性
3.シュウ酸によるITO膜エッチングの課題と対策
 3.1 残渣の解析
 3.2 残渣除去技術
   (1)DLVO理論からのアプローチ
   (2)DLVOの拡大
   (3)分散剤の選択
 3.3 エッチング液としての総合的な評価
 3.4 まとめ
4. これからの透明電極膜用エッチング液の課題
 4.1 析出物
  4.1.1 反応生成物の分析
  4.1.2 下地の膜材料
  4.1.3 次世代膜材料

第12節 PETフィルムを中心にしたケミカルエッチング技術
1.アルカリ処理液によるPETフィルムのウェットエッチング工法の原理
2.アルカリエッチングの基本工程
3.アルカリエッチングされたPETフィルムの特徴
4.アルカリエッチングフィルムの詳細説明
 4.1 諸物性
 4.2 粗面形状
 4.3 表面改質
 4.4 アルカリエッチングフィルム粗面形状の原反種類による違い
5.アルカリエッチングフィルムとマット化された他のPETフィルムとの違いについて
 5.1 特徴の違い
 5.2 光学特性、表面粗さの違い
6.アルカリエッチングフィルムの用途

第3章:ドライエッチングの反応機構とモニタリング管理技術  

 

第1節 プラズマエッチングにおける表面反応シミュレーション
1.シミュレーションの概要
2.原子間ポテンシャル関数
 2.1 Stillinger-Weber 型ポテンシャル
 2.2 Tersoff型ポテンシャル
3.エッチングシミュレーション
4.シリコン系材料のエッチングシミュレーション
5.有機ポリマー系材料のエッチングシミュレーション

第2節  機差解消・安定稼動のための装置インピーダンスモニタリング技術
1. 実験装置のインピーダンスモニタリング
 1.1 実験方法
 1.2 実験結果
2. 半導体製造装置のインピーダンスモニタリング
 2.1 半導体製造装置モニタリングの課題
 2.2 半導体製造装置のインピーダンスモニタリング プラズマCVD装置の例
 2.3 半導体製造装置のインピーダンスモニタリング プラズマエッチング装置の例
 2.4 半導体製造装置の部品管理へのインピーダンスモニタリングの適用例

第4章:用途別にみるドライエッチング技術と応用事例  

【半導体関連】

第1節 大気圧マイクロプラズマによる微細線エッチング技術
1. 大気圧マイクロプラズマによる微細線エッチング技術
2. 大気圧プラズマによるエッチング技術
3. 線状マイクロプラズマエッチング装置の構成
4. プラズマの微細線化とフッ素ラジカル生成効率の向上
5. シリコン微細線エッチングプロセス
6. 基板加熱の影響
7. 流体シミュレーションによる考察

第2節 ドライエッチング技術のLSIへの応用
1. LSI各種薄膜のエッチングへの応用
 1.1 ゲート電極形成(多結晶Si、等)
 1.2 配線形成(Al合金)
 1.3 配線間接続孔形成(SiO2)
2. パーティクル対策
 2.1 パーティクルの発生メカニズムと対策
3. プラズマによる不純物汚染、チャージアップ損傷
 3.1 不純物汚染
 3.2 チャージアップ損傷
4. 後処理技術
 4.1 Al配線エッチング後の処理
 4.2 接続孔形成後の処理
5. プロセス安定化
 5.1 温度バラツキ
6. 異常放電対策
7. 終点検出技術
 7.1 終点検出の主な方法
 7.2 プラズマ発光強度変化の検出による終点検出
8. 環境対応技術
 8.1 PFCガスの排出量削減の方法

第3節 化合物半導体のドライエッチングと光デバイスへの応用
1. エッチングガス
2. エッチング装置
3. 異方性エッチング
4. 選択エッチング
5. 損傷と表面汚染

第4節 ドライエッチング損傷・汚染の低減化
1. はじめに
2. ドライエッチング誘起損傷・汚染の分類と評価手段
3. イオン照射損傷の評価
 3.1 ラザフォード後方散乱法によるイオン照射損傷の評価
 3.2 Schottky構造を用いたドライエッチング損傷の電気的評価
 3.3 HEMT構造を用いたドライエッチング特性の電気的評価
 3.4 多重量子井戸構造を用いたドライエッチング損傷の光学的評価
 3.5 バルク結晶を用いたドライエッチング損傷の光学的評価
4.プラズマ誘起汚染と評価
 4.1 メタン系プラズマ照射表面のキャリアの不活性化
 4.2 水素プラズマ照射による酸化膜の除去
5. 深いイオン損傷のメカニズム解明のためのモデル化と実験的検証
6. 損傷・汚染の低減化
 6.1 低速イオンによるイオン損傷の低減化
 6.2 化学活性種のみによる損傷フリー・エッチング
 6.3 電子ビーム支援による損傷フリー・エッチング

第5節 半導体デバイスにおける低誘電率絶縁膜加工技術〜修復技術を中心に〜
1.低誘電率膜加工
2.低誘電率材料のダメージ
3. イオン照射損傷の評価
 3.1 材料の変遷
 3.2 低ダメージプロセス
4. ダメージ制御技術
5. 主な問題点

第6節 High-k膜のドライエッチング・クリーニング技術
1.High-k絶縁膜材料のエッチング
2.フルオロカーボンプラズマによるHfO2エッチング
3.BCl3プラズマによるHfO2 エッチング
 3.1 エッチング速度・選択比
 3.2 表面モフォロジー
 3.3 表面化学組成
 3.4 エッチング形状
 3.5 エッチング反応機構 (しきい値エネルギー、温度依存性、反応生成物)
4.メタル電極材料のエッチング

【MEMS加工】

第7節 MEMS用途におけるガラスエッチング

第8節 MEMS用量産対応シリコンディープRIE装置
1.MEMS加工におけるシリコンディープRIE技術
2.ボッシュプロセスとASE
 2.1 ボッシュプロセス
 2.2 ASEプロセス
3.量産対応ASE装置
 3.1 ASE-HRM(X)
 3.2 ASE-PEGASUS
 3.3 高速エッチレート対応プラズマモジュール「S-PEGASUS」
 3.4 量産向けプラットフォーム「VPX-PEGASUS」

第9節 MEMSにおけるドライエッチング技術
1. MEMSと深堀エッチング
2. ボッシュ(Bosch)法による深堀エッチング
3. MEMSへの応用例(光学応用)
 3.1 シリコンの貫通エッチングによる光スイッチの加工
 3.2 SOIウエハを用いた薄膜ミラーと回折格子の加工
 3.3 二段階エッチングによるレンズホルダーの加工
4. XeF2ガスによるシリコンの等方性ドライエッチング加工

第10節 MEMSにおける高アスペクト、ノッチフリーのドライエッチング加工
1. 深掘りエッチング(DRIE)技術の動向
2. 通常のDeep RIEとその限界
3. 高アスペクト比加工技術
 3.1 パラメータの最適化
 3.2 ガス添加によるプロセス改良
4. ノッチング問題とその解決法

第11節 強誘電体MEMS用圧電素子成膜・エッチング技術
1. 強誘電体スパッタリング技術
 1.1 強誘電体量産スパッタリング装置技術
 1.2 強誘電体スパッタリングプロセス技術
 1.2.1 スパッタリングターゲットと成膜速度
  1.2.2 PZTの膜質と成膜温度
  1.2.3 パッタリング法により成膜したPZT膜の圧電特性
2. 強誘電体エッチング技術
 2.1 強誘電体エッチング装置技術
 2.2 強誘電体エッチングプロセス技術
 2.3 圧電素子作製技術

第12節 MEMS作製における各種エッチング技術と異方性エッチングプロセス解析 〜ウエット・ドライエッチング両面側から見た〜
1. MEMSファンダリと要素技術
2. ウェットエッチング技術
3. ドライエッチング技術
 3.1 ノッチの低減
 3.2 スキャロップ低減
 3.3 マイクロローディング低減
 3.4 微細パターン深堀エッチング
 3.5 高アスペクト深堀エッチング
4. 応用製品事例
 4.1 3軸加速度センサ
 4.2 i貫通電極基板

【透明導電膜・フィルム関連】

第13節 ITOにおける各種エッチング技術動向
1. ITOのエッチング技術について
 1.1 緒言
 1.2 ウエットエッチングの動向
 1.3 ウエットエッチングとドライエッチングの比較
2. ITOのドライエッチング
 2.1 ITOのドライエッチング概論
 2.2 有機系ガスによるエッチング
 2.3 ハロゲン系ガスによるエッチング
3. ドライエッチング技術の量産適用
 3.1 量産適用への諸問題
 3.2 低コストかの検討(レーザーエッチングとの比較)
4. ITOエッチング技術のまとめ
 4.1 ITOエッチング技術まとめ
 4.2 ITO以外の透明導電膜のエッチング技術

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