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)