Vad är torretsning?

Torretsning är en av två stora etsningsprocesser som används inom mikroelektronik och viss halvledarbearbetning. Till skillnad från våtetsning nedsänker inte torretsning materialet som ska etsas till flytande kemikalier. Istället använder den gas eller fysiska processer för att etsa, eller skapa små skurna kanaler, i materialet. Torr etsning är dyrare än våt etsning men möjliggör större precision i den typ av kanaler som skapas.

Tillverkare väljer ofta mellan att använda torr- eller våtetsningstekniker baserade först på den precision som krävs i de etsade kanalerna. Om kanalerna måste vara särskilt djupa eller av en specifik form – som att ha vertikala sidor – är torretsning önskvärd. Kostnaden är dock också en faktor, eftersom torretsning kostar betydligt mer än våtetsning.

Vid både våt och torr etsning täcks området på materialet som tillverkaren inte vill etsas – vanligtvis kallad en wafer i mikroelektronisk bearbetning – med ett icke-reaktivt ämne, eller maskeras. När det väl är maskerat utsätts materialet antingen för en typ av plasmaetsning, som utsätter det för en gasformig kemikalie som vätefluorid, eller utsätts för en fysisk process, såsom jonstrålefräsning, som skapar etsningen utan användning av gas.

Det finns tre typer av plasmaetsning. Den första, reaktion jonetsning (RIE), skapar kanaler genom en kemisk reaktion som sker mellan jonerna i plasman och waferns yta, vilket tar bort små mängder av wafern. RIE tillåter en variation i kanalstruktur, från nästan rak till helt rundad. Den andra processen för plasmaetsning, ångfas, skiljer sig från RIE endast i sin enkla uppsättning. Ångfas tillåter dock mindre variation i den typ av kanaler som produceras.

Den tredje tekniken, sputteretsning, använder också joner för att etsa skivorna. Jonerna i RIE och ångfas sitter på ytan av wafern och reagerar med materialet. Sputteretsning, däremot, bombarderar materialet med joner för att skära ut de specificerade kanalerna.

Tillverkare måste alltid snabbt ta bort biprodukter som produceras under etsningsprocessen. Dessa biprodukter kan förhindra att den fullständiga etsningen äger rum om de kondenserar på waferns yta. Ofta avlägsnas de genom att återföra dem till ett gasformigt tillstånd innan etsningsprocessen är klar.
En egenskap hos torretsning är förmågan för den kemiska reaktionen att ske i bara en riktning. Kallas anisotropi, detta fenomen tillåter kanaler att etsas utan att reaktionen vidrör de maskerade områdena på skivan. Vanligtvis innebär detta att reaktionen sker i vertikal riktning.