건식 에칭 중에 측벽이 구부러지는 이유

건식 에칭은 일반적으로 물리적 및 화학적 작용을 결합하는 프로세스이며, 이온 충격은 중요한 물리적 에칭 기술입니다. 에칭 중에는 이온의 입사각과 에너지 분포가 고르지 않을 수 있습니다.

이온 입사각이 측벽의 이온 위치에 따라 달라지면 에칭 효과도 달라집니다. 이온 입사각이 더 큰 영역에서는 측벽에 대한 이온 에칭 효과가 더 강해 해당 영역에서 더 많은 측벽 에칭이 발생하고 측벽 굽힘이 발생합니다. 더욱이, 고르지 못한 이온 에너지 분포도 비슷한 효과를 낳습니다. 에너지가 높은 이온은 재료를 더 효과적으로 제거하여 측벽의 여러 위치에서 에칭 수준이 일관되지 않게 되어 측벽이 휘게 됩니다.

포토레지스트는 건식 에칭에서 마스크 역할을 하여 에칭할 필요가 없는 영역을 보호합니다. 그러나 포토레지스트도 에칭 중 플라즈마 충격과 화학 반응의 영향을 받아 그 특성이 바뀔 수 있습니다.

고르지 못한 포토레지스트 두께, 식각 중 일관되지 않은 소비율 또는 서로 다른 위치에서 포토레지스트와 기판 사이의 접착력 변화는 모두 식각 중 측벽 보호가 고르지 않게 될 수 있습니다. 예를 들어, 포토레지스트 접착력이 더 얇거나 약한 영역에서는 기본 재료가 더 쉽게 에칭될 수 있으며, 이로 인해 이러한 위치에서 측벽이 구부러질 수 있습니다.

기판 재료 특성 차이점

에칭되는 기판 재료는 다양한 영역에서 결정 방향 및 도핑 농도의 변화와 같은 특성의 차이를 나타낼 수 있습니다. 이러한 차이는 에칭 속도와 선택도에 영향을 미칩니다.

결정질 실리콘을 예로 들면, 실리콘 원자의 배열은 결정 방향에 따라 다르므로 에칭 가스와의 반응성 및 에칭 속도가 달라집니다. 에칭 중에 재료 특성의 이러한 차이로 인해 측벽의 서로 다른 위치에서 에칭 깊이가 일관되지 않게 되어 궁극적으로 측벽 굽힘이 발생합니다.

장비 관련 요소

에칭 장비의 성능과 상태도 에칭 결과에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 반응 챔버 내의 불균일한 플라즈마 분포와 불균일한 전극 마모는 에칭 중 웨이퍼 표면의 이온 밀도 및 에너지와 같은 매개변수의 불균일한 분포를 유발할 수 있습니다.

또한 불균일한 온도 제어와 가스 유량의 사소한 변동도 에칭 균일성에 영향을 미쳐 측벽 굽힘에 더욱 기여할 수 있습니다.

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