リフトオフはまずレジストをパターニングし、ウェーハ全面に金属を成膜した後、レジストを溶解させてレジスト上の不要金属を除去することで金属フィーチャーを定義します。下地材料のエッチングは不要です。
ポジ型フォトレジストをウェーハにスピンコートし、必要なフィーチャーサイズに適した露光ツールで露光。シングルレイヤーポジ型レジスト、アンダーカットプロファイル。コンタクトアライナー・ステッパー対応。4〜12インチウェーハ。
露光レジストを現像して金属成膜ウィンドウを開口。側壁プロファイル（わずかに再入射型）がリフトオフの清潔さを決定します。SEM側壁プロファイル確認で清潔な窓開口とブリッジなしを確認。
PVD（スパッタリングまたは蒸着）でパターニング済みウェーハ全面に金属を成膜。成膜は指向性が高い必要があります - レジスト側壁への金属被覆を最小化してリフトオフを容易にします。スパッタリング・蒸着両対応。Au・Pt・Ti・TiN、AuSn 80/20共晶。
ウェーハをNMP（N-メチル-2-ピロリドン）またはアセトン溶剤浴に浸漬。標準フォトレジストにはアセトン、特殊厚膜レジストや困難なリフトオフには高温NMPを使用します。金属エッチング化学不要 - 下地材料は化学的に攻撃されません。超音波アシスト対応で清潔なエッジ定義を確保。レジスト上の金属が溶解と同時に剥離し、所望の金属フィーチャーのみが残ります。
リフトオフは金属をウェットエッチングできない場合に適したパターニング方式です。実用的なエッチャントが存在しないか、エッチングが下地層を攻撃するリスクがある場合に最適です。
| 条件 | リフトオフ | ウェットエッチング | ドライ（プラズマ）エッチング |
|---|---|---|---|
| Au · Pt · Ir · AuSn | ✓ 最良の選択肢 - 信頼できるエッチャントなし | ✗ 実用的なエッチャントなし | ✗ 非常に低速、再成膜、チャンバー汚染 |
| Al · Ni · Cr | ✓ 有効 | ✓ 信頼性高く、高速 | ✓ 良好な選択肢 |
| 精細ピッチ電極（<5µm） | ✓ 優秀 - シャープな側壁、アンダーカットなし | ✗ 等方的エッチングでフィーチャーにアンダーカット | △ 良好（ただしマスク必要） |
| 厚い金属（>2µm） | ✗ 困難 - 金属厚さ < レジストアンダーカットが必要 | ✓ 厚さ制限なし | ✓ 厚さ制限なし |
| 敏感な下地層 | ✓ プラズマダメージなし、化学的攻撃なし | ✗ エッチャントが下地材料を攻撃する場合あり | ✗ プラズマがゲート酸化膜・センサーを損傷する可能性 |
| 多層金属スタック | ✓ 全層を1回のPVDランで成膜、まとめてリフトオフ | ✗ 各層に個別のエッチングステップが必要 | ✗ 各層に個別のエッチングステップが必要 |
| エッジ鋭さ | ✓ エッチング等方性でなくレジストで定義 | ✗ アンダーカットがエッジ定義を劣化 | △ 良好な垂直側壁が可能 |
AuとPtには、フォトレジストと共存できる実用的なウェットエッチャントがありません。王水はAuをエッチングしますが、ほぼすべての下地材料とフォトレジストを侵食します。リフトオフがAu電極・Ptコンタクト・ボンドパッドの唯一の実用的なパターニング方式です。
AuSn 80/20共晶はんだは、278°Cリフローに必要な正確なAu:Sn比を破壊せずにウェットエッチングできません。PVD + リフトオフがSiPhoフリップチップ接合向けウェーハレベルAuSnバンプ定義の標準方式です。
エッチングケミストリーが以前に成膜した層（III-V族化合物半導体表面・圧電材料・バイオインターフェース）を攻撃するデバイスでは、プラズマダメージも化学的攻撃もないリフトオフが最適です。
リフトオフとエッチングは一方が常に優れているわけではありません。適切な選択は金属・フィーチャー形状・下地スタック・量産規模によって異なります。
すべての金属は材料とターゲット膜特性に応じてPVD（スパッタリングまたは蒸着）で成膜します。リクエストに応じてその他の金属とカスタムスタックも対応可能。最小フィーチャーサイズと最大膜厚は相互に依存します。
| 金属 / スタック | 成膜方式 | 典型厚さ | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| Ti/Au | スパッタ（Ti）+ スパッタまたは蒸着（Au） | Ti 10〜50nm / Au 50〜500nm | ボンドパッド・電極・RFコンタクト・オーミックコンタクト |
| Ti/Pt | スパッタ（Ti）+ スパッタ（Pt） | Ti 10〜30nm / Pt 50〜200nm | 生体医療電極・MEA・神経プローブ・MEMSセンサー |
| AuSn 80/20 | PVD マルチレイヤー（Au/Sn積層） | 合計スタック 1〜5µm | フリップチップ向け共晶バンプ定義・気密封止 |
| Ti/TiN | 反応性スパッタ | Ti 20〜100nm / TiN 50〜200nm | 拡散バリア・UBM密着層 |
| NiCr | スパッタまたは蒸着 | 50〜500nm | 薄膜抵抗・UBM・はんだ付け可能表面 |
| AlCu | スパッタ | 100nm〜2µm | 相互接続金属・MEMS構造層 |
| TiW/Au | スパッタ | TiW 50nm / Au 100〜300nm | AuSnとSnAgはんだ向けUBM・RDLシード層 |
神経記録・網膜インプラント・ラボオンチップバイオセンサー向けAuとPtマイクロ電極アレイ（MEA）。Ti/AuとTi/Pt積層リフトオフパターニング。生体適合金属にはウェットエッチャントが存在せず、リフトオフが唯一の実用的パターニング方式です。
RF MEMSスイッチ・SAW/BAWレゾネーターコンタクトパッド、GaAsとGaNデバイスのオーミックコンタクトにAuまたはTi/Auリフトオフパターニング。III-V族表面はウェットエッチャントに敏感なためリフトオフが最適。
SiPhoPICへのレーザーダイオードフリップチップ接合・MEMS気密封止・RF MMICフリップチップのウェーハレベルAuSn共晶バンプ。PVDマルチレイヤーリフトオフで正確な80/20 Au:Sn比を定義。
アンダーバンプメタライゼーション（UBM）と再配線層（RDL）シード層はTi/AuまたはTiW/Auリフトオフで定義されることが多い。50µm以下のピッチ対応。精細ピッチパッケージング。
AuとPtには実用的なウェットエッチャントが存在しません。これらの金属のパターニングにはリフトオフが唯一の実用的な方式です。王水はAuをエッチングしますが、ほぼすべての下地材料とフォトレジストを侵食します。ニューラルMEA・MEMS接触パッド・ボンドパッドで標準的に使用。
AuSn 80/20共晶はウェットエッチングできません。フリップチップと気密パッケージング向けAuSnバンプ定義の標準方法はPVD + リフトオフです。
リフトオフはPVD金属成膜と直接連携しています。スパッタリング・Eビーム蒸着・溶剤リフトオフのすべてを一施設で提供。クロスベンダー転送リスクなし。
リフトオフはフォトリソグラフィ・薄膜成膜・先端パッケージングを結びつけます。最も関連する隣接サービスページ：
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