Hvorfor bøyer sideveggene seg under tørr etsing?

Uensartethet av ionebombardement

Tørkeetsinger vanligvis en prosess som kombinerer fysiske og kjemiske effekter, der ionebombardement er en viktig fysisk etsemetode. I løpet avetseprosess, kan innfallsvinkelen og energifordelingen til ioner være ujevn.

Hvis ioneinnfallsvinkelen er forskjellig ved forskjellige posisjoner på sideveggen, vil også etseeffekten av ioner på sideveggen være forskjellig. I områder med større ioneinnfallsvinkler er etsningseffekten av ioner på sideveggen sterkere, noe som vil føre til at sideveggen i dette området blir etset mer, noe som får sideveggen til å bøye seg. I tillegg vil den ujevne fordelingen av ioneenergi også gi lignende effekter. Ioner med høyere energi kan fjerne materialer mer effektivt, noe som resulterer i inkonsistenteetsinggrader av sideveggen i forskjellige posisjoner, noe som igjen får sideveggen til å bøye seg.

Påvirkningen av fotoresist

Fotoresist spiller rollen som en maske ved tørr etsing, og beskytter områder som ikke trenger å etses. Imidlertid påvirkes fotoresisten også av plasmabombardement og kjemiske reaksjoner under etseprosessen, og ytelsen kan endres.

Hvis tykkelsen på fotoresisten er ujevn, forbrukshastigheten under etseprosessen er inkonsekvent, eller adhesjonen mellom fotoresisten og underlaget er forskjellig på forskjellige steder, kan det føre til ujevn beskyttelse av sideveggene under etseprosessen. For eksempel kan områder med tynnere fotoresist eller svakere vedheft gjøre det underliggende materialet lettere etset, noe som får sideveggene til å bøye seg på disse stedene.

Forskjeller i underlagets materialegenskaper

Det etsede substratmaterialet i seg selv kan ha forskjellige egenskaper, slik som forskjellige krystallorienteringer og dopingkonsentrasjoner i forskjellige regioner. Disse forskjellene vil påvirke etsehastigheten og etseselektiviteten.
For eksempel, i krystallinsk silisium, er arrangementet av silisiumatomer i forskjellige krystallorienteringer forskjellig, og deres reaktivitet og etsehastighet med etsegassen vil også være forskjellig. Under etseprosessen vil de forskjellige etsningshastighetene forårsaket av forskjellene i materialegenskaper gjøre etsedybden til sideveggene på forskjellige steder inkonsekvente, noe som til slutt fører til at sideveggen bøyes.

Utstyrsrelaterte faktorer

Ytelsen og statusen til etseutstyret har også en viktig innvirkning på etseresultatene. For eksempel kan problemer som ujevn plasmafordeling i reaksjonskammeret og ujevn elektrodeslitasje føre til ujevn fordeling av parametere som ionetetthet og energi på waferoverflaten under etsing.

I tillegg kan ujevn temperaturkontroll av utstyret og små svingninger i gassstrømmen også påvirke jevnheten til etsningen, noe som fører til bøyning av sideveggen.