Hvorfor bøyer sideveggene seg under tørretsing?

Ikke-ensartethet i ionbombardement

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

Hvis ionenes innfallsvinkel er forskjellig på forskjellige steder på sideveggen, vil også etsingseffekten av ioner på sideveggen være forskjellig. I områder med større ioninnfallsvinkler er etsingseffekten av ioner på sideveggen sterkere, noe som vil føre til at sideveggen i dette området etses mer, noe som får sideveggen til å bøye seg. I tillegg vil den ujevne fordelingen av ionenergi også gi lignende effekter. Ioner med høyere energi kan fjerne materialer mer effektivt, noe som resulterer i inkonsekventeetsinggrader av sideveggen i forskjellige posisjoner, noe som igjen fører til at sideveggen bøyer seg.

Innflytelsen av fotoresist

Fotoresist fungerer som en maske i tørretsing, og beskytter områder som ikke trenger å etses. Fotoresisten påvirkes imidlertid også av plasmabombardement og kjemiske reaksjoner under etseprosessen, og ytelsen kan endre seg.

Hvis tykkelsen på fotoresisten er ujevn, forbrukshastigheten under etseprosessen er inkonsekvent, eller adhesjonen mellom fotoresisten og substratet er forskjellig på forskjellige steder, kan det føre til ujevn beskyttelse av sideveggene under etseprosessen. For eksempel kan områder med tynnere fotoresist eller svakere adhesjon gjøre det underliggende materialet lettere å etse, noe som fører til at sideveggene bøyer seg på disse stedene.

Forskjeller i substratmaterialets egenskaper

Selve det etsede substratmaterialet kan ha forskjellige egenskaper, som for eksempel 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 etsehastighetene forårsaket av forskjeller i materialegenskaper gjøre etsedybden til sideveggene på forskjellige steder inkonsekvent, noe som til slutt fører til bøying av sideveggene.

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 gasstrømmen også påvirke etsingens ensartethet, noe som kan føre til bøying av sideveggene.