Perché le pareti laterali si piegano durante l'incisione a secco

L'incisione a secco è tipicamente un processo che combina azioni fisiche e chimiche, dove il bombardamento ionico è una tecnica di incisione fisica cruciale. Durante l'attacco, l'angolo di incidenza e la distribuzione dell'energia degli ioni possono essere irregolari.

Se l'angolo di incidenza degli ioni varia in diverse posizioni sulle pareti laterali, anche l'effetto dell'attacco sarà diverso. Nelle aree con angoli di incidenza degli ioni maggiori, l'effetto di attacco ionico sulle pareti laterali è più forte, portando a un maggiore attacco delle pareti laterali in quell'area e provocando la flessione delle pareti laterali. Inoltre, anche la distribuzione non uniforme dell'energia ionica produce un effetto simile; gli ioni ad alta energia rimuovono il materiale in modo più efficace, determinando livelli di attacco incoerenti in diverse posizioni sulle pareti laterali, causando ulteriormente la flessione delle pareti laterali.

Il fotoresist agisce come una maschera nell'incisione a secco, proteggendo le aree che non necessitano di essere incise. Tuttavia, il fotoresist è influenzato anche dal bombardamento del plasma e dalle reazioni chimiche durante l'attacco e le sue proprietà possono cambiare.

Lo spessore non uniforme del fotoresist, i tassi di consumo inconsistenti durante l'attacco o le variazioni nell'adesione tra il fotoresist e il substrato in punti diversi possono portare a una protezione non uniforme delle pareti laterali durante l'attacco. Ad esempio, le aree con adesione del fotoresist più sottile o più debole possono consentire al materiale sottostante di essere inciso più facilmente, portando alla flessione delle pareti laterali in queste posizioni.

Differenze nelle caratteristiche del materiale del substrato

Il materiale del substrato da incidere può presentare differenze nelle caratteristiche, come diversi orientamenti dei cristalli e concentrazioni di drogaggio in diverse regioni. Queste differenze influenzano la velocità di attacco e la selettività.

Prendendo come esempio il silicio cristallino, la disposizione degli atomi di silicio differisce a seconda dell'orientamento dei cristalli, con conseguenti variazioni nella reattività con il gas di attacco e nella velocità di attacco. Durante l'incisione, queste differenze nelle proprietà del materiale portano a profondità di incisione incoerenti in diversi punti delle pareti laterali, provocandone infine la flessione.

Fattori relativi alle apparecchiature

Anche le prestazioni e le condizioni dell'attrezzatura per l'incisione influiscono in modo significativo sui risultati dell'incisione. Ad esempio, una distribuzione non uniforme del plasma all'interno della camera di reazione e un'usura non uniforme degli elettrodi possono causare una distribuzione non uniforme di parametri quali la densità ionica e l'energia sulla superficie del wafer durante l'attacco.

Inoltre, anche un controllo non uniforme della temperatura e piccole fluttuazioni della portata del gas possono influenzare l'uniformità dell'incisione, contribuendo ulteriormente alla flessione delle pareti laterali.

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