Waarom buigen zijwanden tijdens droog etsen?

Niet-uniformiteit van ionenbombardement

Droogetsenis meestal een proces dat fysische en chemische effecten combineert, waarbij ionenbombardement een belangrijke fysieke etsmethode is. Tijdens deetsproces, kunnen de invalshoek en de energieverdeling van ionen ongelijkmatig zijn.

Als de invalshoek van de ionen op verschillende posities op de zijwand verschillend is, zal het etsende effect van ionen op de zijwand ook anders zijn. In gebieden met grotere invalshoeken van ionen is het etsende effect van ionen op de zijwand sterker, waardoor de zijwand in dit gebied meer zal worden geëtst, waardoor de zijwand zal buigen. Bovendien zal de ongelijkmatige verdeling van ionenenergie ook soortgelijke effecten veroorzaken. Ionen met hogere energie kunnen materialen effectiever verwijderen, wat resulteert in inconsistentieetsengraden van de zijwand op verschillende posities, waardoor de zijwand gaat buigen.

De invloed van fotoresist

Fotoresist speelt de rol van een masker bij droog etsen en beschermt gebieden die niet geëtst hoeven te worden. De fotoresist wordt echter ook beïnvloed door plasmabombardementen en chemische reacties tijdens het etsproces, en de prestaties ervan kunnen veranderen.

Als de dikte van de fotoresist ongelijkmatig is, het verbruik tijdens het etsproces inconsistent is, of de hechting tussen de fotoresist en het substraat op verschillende locaties verschillend is, kan dit leiden tot een ongelijkmatige bescherming van de zijwanden tijdens het etsproces. Gebieden met dunnere fotoresist of een zwakkere hechting kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat het onderliggende materiaal gemakkelijker wordt geëtst, waardoor de zijwanden op deze locaties kunnen buigen.

Verschillen in substraatmateriaaleigenschappen

Het geëtste substraatmateriaal zelf kan verschillende eigenschappen hebben, zoals verschillende kristaloriëntaties en doteringsconcentraties in verschillende gebieden. Deze verschillen zullen de etssnelheid en etsselectiviteit beïnvloeden.
In kristallijn silicium is de rangschikking van siliciumatomen in verschillende kristaloriëntaties bijvoorbeeld anders, en hun reactiviteit en etssnelheid met het etsgas zullen ook verschillend zijn. Tijdens het etsproces zullen de verschillende etssnelheden, veroorzaakt door de verschillen in materiaaleigenschappen, de etsdiepte van de zijwanden op verschillende locaties inconsistent maken, wat uiteindelijk leidt tot buiging van de zijwanden.

Apparatuurgerelateerde factoren

Ook de prestaties en status van de etsapparatuur hebben een belangrijke invloed op de etsresultaten. Problemen zoals een ongelijkmatige plasmaverdeling in de reactiekamer en een ongelijkmatige elektrodeslijtage kunnen bijvoorbeeld leiden tot een ongelijkmatige verdeling van parameters zoals ionendichtheid en energie op het waferoppervlak tijdens het etsen.

Bovendien kunnen ongelijkmatige temperatuurregeling van de apparatuur en kleine fluctuaties in de gasstroom ook de uniformiteit van het etsen beïnvloeden, wat kan leiden tot verbuiging van de zijwand.