Mikrosystemtechnik

Deep Reactive Ion Etch (DRIE)

Das reaktive Ionentiefenätzen ist eine Weiterentwicklung des reaktiven Ionenätzens und wurde ursprünglich Anfang der 1990er Jahre von der Robert Bosch GmbH entwickelt. Deshalb wird das Verfahren auch als „Bosch-Prozess“ bezeichnet. Es wurde in den Folgejahren weiterentwickelt und kommerziell verfügbar gemacht. Dieser verbesserte Prozess wird zusammen mit der Anlagentechnik unter dem Namen „Advanced Silicon Etching“ (ASE) vermarktet. Beim DRIE-Verfahren handelt es sich um einen hoch anisotropen Trockenätzprozess für die Herstellung von Silizium-Mikrostrukturen. Das Verfahren ist iterativ und basiert auf dem Einsatz einer Passivierschicht, die in Verbindung mit einer überlagerten Gleichspannung eine Anisotropie im Ätzprozess bewirkt. Das Ziel besteht darin, möglichst anisotrop senkrecht zur Substratoberfläche zu ätzen.

Merkmale
Selektivität, Anisotropie und Ätzrate sind durch Gase und Prozessparameter (RF-Leistung, Druck, Gasfluss, Substrat-Kühlung usw.) einstellbar. Die Anisotropie wird durch eine Seitenwandpassivierung erreicht.

Verfahrensschritte
- Schritt 1: Passivierung mit Polymeren (C4F8)
- Schritt 2: Öffnen des Polymers durch gerichteten Teilchenbeschuss (SF6)
- Schritt 3: Isotropes Ätzen des Siliziums am Ätzgrund
Anwendungsgebiete
- Sensorik
- Aktorik
- Mikrooptik
- Mikrofluidik

Anlage
- SPTS Pegasus, Hochratenätzer auf dem ASE betrieben wird
- Nur SF6 und C4F8 im Prozess
- Angeschlossene Gase: SF6, C4F8, O2, Ar
- HF-Einkopplung durch eine Spule (ICP)
- Heliumrückseitenkühlung
- Clamping durch elektrostatischen Chuck
- Randschutz möglich

Leistungsdaten

Aspektverhältnis (Tiefe:Breite) bis 30:1
Flankenwinkel 90° +/- 2°
Ätzrate bis zu 10µm
Maximale Ätztiefe Durchätzung von Wafern möglich (725µm)