Trockenätzen (Dry Etch)

Mit unserem DRIE-(Deep Reactive Ion Etching)-Prozess erzeugen wir extrem tiefe, anisotrope Siliziumstrukturen mit höchsten Aspektverhältnissen – ideal für MEMS, Sensortechnik, Aktortechnik, TSVs und komplexe Mikrosysteme.

Der bewährte Bosch-Prozess ermöglicht die Kombination aus hohen Ätzraten, steilen Seitenwänden und hervorragender Selektivität – selbst bei sehr kleinen Strukturbreiten oder großen Ätztiefen.

Technologie und Prinzip

Unser DRIE basiert auf einem zyklischen Plasmaätzprozess mit alternierenden Schritten:

• Siliziumätzung
• Seitenwandpassivierung durch Polymer
• Direktionales Entfernen von Material am Boden

Diese Wechselwirkung ermöglicht:

• Nahezu vertikale Profile
• Hohe Aspektverhältnisse von über 30:1
• Tiefen von mehreren hundert Mikrometern
• Reproduzierbare Ergebnisse auch bei komplexen Layouts

Prozesskompetenz & Leistungsdaten

Hohe Performance:

• Hohe Ätzraten für wirtschaftliche Durchsatzzeiten
• Sehr gute Selektivität gegenüber Resist- oder Hartmasken (SiO₂, Al₂O₃ etc.)
• Stabile Profile über verschiedene offene Flächen hinweg

Präzise Geometrien:

• Tiefe Gräben und Kavitäten
• Schmale Strukturen mit hohen Aspektverhältnissen (~30:1)
• Kontrollierte Seitenwandqualität
• Minimiertes Unterätzen

Flexibles Prozessdesign:

• Einsatz von Resist- oder Hartmasken
• Kleine bis große Strukturflächen
• Designs mit niedriger und hoher offener Fläche
• Mehrstufige oder gestoppte Ätzprozesse (z. B. auf BOX oder Metall)

Anwendungen

• Isolationsgräben
• Strukturfreisetzung und MEMS-Mechaniken
• TSVs (Through-Silicon Vias)
• Aperturen und Durchbrüche
• Tiefe Kavitäten und Gruben
• Taschenstrukturen bis in Tiefen von bis zu 300 µm
• Filter- und Gitterstrukturen
• Dickwafer-Ätzungen bis 400–650 µm
• Vollflächiger Schichtabtrag

Unsere Vorteile im Überblick

• Extrem tiefe Siliziumätzungen mit hoher Präzision
• Hohe Aspektverhältnisse (~30:1) und vertikale Seitenwände
• Saubere, trockene Prozesse ohne Nasschemie
• Sehr gute Maskenselektivität
• Hohe Reproduzierbarkeit und Serienfähigkeit
• Flexible Prozessentwicklung für kundenspezifische Designs
• Geeignet für MEMS, Sensortechnik, Aktortechnik, Packaging und 3D-Integration

Mit unseren Plasma-Ashing-Prozessen entfernen wir Photoresists, Polymere und organische Rückstände schnell, rückstandsfrei und mit minimaler Materialschädigung. Die Technologie ist sowohl für Single-Wafer- als auch für Batch-Prozesse geeignet und ermöglicht eine optimale Vorbereitung für nachfolgende Schritte wie Metallisierung, Ätzen oder Bonden. Das Ergebnis: saubere, aktivierte Oberflächen und maximale Prozesssicherheit.

Technologie & Prinzip

Unsere Prozesse basieren auf mikrowellengestütztem Sauerstoffplasma:

• Chemische Zersetzung organischer Materialien
• Hohe Abtragsraten bei minimaler Bauteilschädigung
• Selbstlimitierender Stopp auf anorganischen Schichten
• Gleichmäßiger Abtrag auch auf komplexen Topographien

Eine temperaturgeregelte Prozessführung mit IR-Überwachung gewährleistet hohe Abtragsleistung ohne thermische Belastung empfindlicher Strukturen. Je nach Anwendung werden zusätzlich spezielle Gase (z. B. CF₄ oder N₂) eingesetzt, um Abtrag, Selektivität oder Temperatur gezielt anzupassen.

Unsere Prozessmodule

Photoresist-Entfernung (Resist Strip):

• Vollständige Entfernung von Photoresist mittels O₂-Plasma
• Hohe Homogenität
• Ideal nach Lithografie-, Implantations- oder Ätzprozessen
• Batch-Betrieb für kosteneffiziente Serienproduktion
• Beidseitige Reinigung möglich

Descumming / Flash Strip:

• Entfernung extrem dünner Restschichten (Scum)
• Saubere Lackkanten
• Rückstandsfreie Substratoberfläche
• Optimale Vorbereitung für Galvanik, Lift-off und Metallabscheidung

Oberflächenaktivierung:

• Umwandlung von hydrophoben zu hydrophilen Oberflächen
• Deutlich reduzierte Kontaktwinkel
• Verbesserte Benetzung und Haftung
• Ideal vor Nassätzen, Beschichtungs-, Bonding- oder Klebeprozessen

Polymerentfernung nach dem Bosch-Prozess:

• Zuverlässige Entfernung von Seitenwandpolymeren nach dem Deep-Silicon-Etching
• Geeignet für Strukturen mit hohem Aspektverhältnis und tiefe Gräben
• Saubere Oberflächen für nachfolgende Prozessschritte

Unsere Vorteile im Überblick

• Schnelle und rückstandsfreie Lack- und Polymerentfernung
• Materialschonende Prozesse mit kontrollierter Temperaturführung
• Hohe Homogenität und Reproduzierbarkeit
• Batch- oder Single-Wafer-Betrieb möglich
• Verbesserte Haftung und Oberflächenqualität
• Optimale Vorbereitung für Metallisierung, Ätzen und Packaging
• Wirtschaftliche Serienproduktion

Unser RIE05-Cluster-System ist eine spezialisierte Produktionsanlage für das Trockenätzen von Metallen und Metalloxiden.

Wir bieten hochpräzises, reproduzierbares Plasmaätzen für anspruchsvolle metallische Schichtsysteme und dielektrische Stapel auf Metallbasis. Unser Fokus liegt auf präzisen Profilen, hoher Prozessstabilität und maximaler Bauteilsicherheit – sowohl für I-Line- als auch für DUV-Lithografie.

Technologie & Ausstattung

Cluster-Tool mit 2 ICP/TCP®-Ätschkammmern und integriertem Asching
Induktiv gekoppeltes High-Density-Plasma bei niedrigem Prozessdruck zur Strukturierung kleinster Geometrien
Separate Bias-Steuerung für präzise Ionenbeschleunigung und Profilkontrolle
Bipolarer ESC mit Heliumkühlung für stabile Temperaturführung
In-situ-Asching und Passivierung für maximalen Korrosionsschutz
Automatische Endpunktdetektion (OES) für reproduzierbare Ergebnisse

Materialien & Anwendungen

Standardmaterialien:

• AlSiCu, Al, AlSiTi, AlCu
• Ti, TiN, TiAl
• Al₂O₃
• Metall-/Dielektrik-Stapel (Siliziumoxid, amorphes Silizium)

Spezialmaterialien:

• Ta, Ta₂O₅, Nb, Nb₂O₅
• inklusive Reinigungsregime zur Einhaltung von Kontaminationsgrenzen

Anwendungen

• Leiterbahnen (mit und ohne Barriere)
• MEMS-Strukturen (vielfältige Designs und Öffnungsflächen)
• Dicke Metallschichten bis über 3 µm

Prozesskompetenz

• Anisotropes Ätzen / minimiertes Unterätzen
• Nahezu vertikale Seitenwände (bei geeigneter Layoutauslegung)
• Prozesserfahrung mit hohen offenen Flächenanteilen
• Einhaltung von Kontaminationsgrenzen trotz Prozessmix und Bearbeitung spezieller Materialien

Hohe Prozesssicherheit

• Automatische Endpunktdetektion oder zeitgesteuerte Prozesse
• Konsistente Ergebnisse über unterschiedliche Layouts hinweg
• Optimiert für kleine und große offene Flächen
• Korrosionsschutz integriert

Unmittelbar nach dem Ätzen erfolgen eine In-situ-Wasserdampf-Plasma-Passivierung sowie eine vollständige Lackentfernung. In Kombination mit einer nachfolgenden EKC-Nassreinigung werden chlorinduzierte Korrosion und Rückstände verhindert und eine maximale Bauteilsicherheit gewährleistet.

Unsere Vorteile im Überblick

• Breites Spektrum an strukturierbaren Materialien
• Reproduzierbare Ergebnisse (Profile, Überätzung)
• Prozessentwicklung für anspruchsvolle Geometrien/Schichtstapel
• Cluster-Betrieb ohne Vakuumbrech, maximaler Korrosionsschutz der Strukturen
• Sicherer Umgang mit korrosiven Chemikalien
• Qualifizierte Serienprozesse und kundenspezifische Anpassungen
• Produktion gemäß definierter Kontaminationsklassen

Prozess

• Metallätzen (Al / Al-Legierungen)
• Dielektrik- und Polysilizium-Ätzen (SiO₂, Si₃N₄, Poly-Si, a-Si)
• Tiefes Siliziumätzen (Aspektverhältnisse bis zu 30)

Ätzmechanismen

• 4 Schritte: Generierung, Adsorption, Reaktion, Desorption
• Ätzrate, Selektivität, Anisotropie

Reaktionen:
Plasma: CF₄ + e⁻ → CF₃⁺ + F* + 2e⁻
Si-Oberfläche: Si + 4F → SiF₄
SiO₂-Oberfläche: SiO₂ + 4F → SiF₄ + O₂

Anlagen

Tokyo Electron- und Applied Materials-Mainframes für 12"-Wafer (BEOL und FEOL)

• ICP- und CCP-Reaktoren mit RF-Pulsing-Optionen
• Gas-Pulsing und ALE-Prozesse
• Hochtemperatur-Ätzen (bis zu 250 °C)
• Hochflexible Prozessgasauswahl
• Optional 8"-Wafer-Verarbeitung
• In-situ-Plasma-Analytik (QMS, SEERS, HROES)