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最終更新 2026-10-28

臭化水素とは(HBr)

Hydrogen Bromide (HBr)

臭化水素(HBr)とは、水素と臭素が結びついた気体で、シリコンやポリシリコンを精密に削るドライエッチングのガスです。下の酸化膜をほとんど削らずにシリコンだけを削れ、側壁に保護膜が付いてまっすぐな形になるため、ゲート電極やSTIの加工に使われます。水分と反応して強い酸になるため腐食性が強いガスです。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

臭化水素(HBr)とは、水素と臭素が結びついた無色の気体で、半導体の製造では、シリコンやポリシリコンをドライエッチングで精密に削るためのガスとして使われます。特に、トランジスタのゲート電極のポリシリコンや、シリコンに浅い溝(STI)を掘る工程で重要なガスです。塩素(Cl2)や酸素と混ぜて使うことが多くあります。

HBrが使われる理由は、下の酸化膜をほとんど削らずにシリコンだけを削れる(選択比が高い)ことと、まっすぐな側壁を作りやすいことです。プラズマの中でHBrから生まれた臭素の原子はシリコンと反応しますが、酸化膜とは反応しにくく、薄いゲート絶縁膜の上で止めることができます。また、反応でできたシリコンと臭素の化合物の一部が側壁に付いて保護膜になり、横に削れるのを防ぎます。

HBrは、空気中の水分と反応して強い酸(臭化水素酸)になるため、腐食性が強く、配管や装置の部品を傷めやすいガスです。水分を完全に取り除いた配管で扱い、漏えいの検知と除害の設備が必要です。PFCのような強い温室効果はないため、温室効果ガスの排出を減らす観点から、一部のエッチングでPFCの代わりに使う検討もされています。

図解

プラズマによる分解、シリコンとの反応、側壁の保護膜、酸化膜の上での停止までのHBrエッチングの流れ

図をタップで2倍に拡大

塩素や酸素と混ぜて速さと形を調整する。

よくある質問(FAQ)

HBrと塩素(Cl2)のエッチングの違いは何ですか?
どちらもシリコンを削るガスですが、HBrは塩素より酸化膜を削りにくく、選択比が高いのが特長です。塩素は削る速さが大きい一方、選択比はHBrより低めです。実際の工程では、両方を混ぜたり、工程の途中で切り替えたりして、速さと選択比、形を調整します。
HBrの取り扱いで注意する点は何ですか?
空気中の水分と反応して強い酸の臭化水素酸になり、金属の配管や部品を腐食させます。配管は水分を完全に取り除いて使い、ガスの漏えいを検知する設備と自動の遮断弁を備えます。人体にも刺激が強く有害なため、排気は除害装置で処理します。

設備の製造メーカー

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. SEMI「C00347 - SEMI C3.47 - Specification for Hydrogen Bromide (HBr), 99.98% Quality」(2026/10/28 確認)