Die beim physikalischen Ätzen entstehenden nichtflüchtigen Produkte können sich an Seitenwänden der zu ätzenden Struktur ablagern und damit die nachfolgende Ätzung beeinflussen [Leh77], [Sze88], [Sch91c]. Beim Ionenstrahlätzen von Metallen ist dies besonders störend, denn das redeponierte Material kann elektrische Kurzschlüsse verursachen und damit zerstörend auf das Bauelement wirken. Ein zusätzliches Problem entsteht dadurch, daß sich die deponierte Materialschicht anschließend nur schwer ätzen läßt und in den meisten Fällen nach dem Entfernen des Fotolackes in vollständiger Form in der Struktur bestehen bleibt. Abbildung 6.1 veranschaulicht die mit der Redeposition verbundenen Schwierigkeiten.
Abbildung 6.1: Redeposition von geätztem Material während des
Ionenstrahlätzens; (a) Geometrie vor der Ätzung, (b)
Redeposition von geätztem Material,
(c) Geometrie nach dem Entfernen des Fotolacks.
Die folgenden Abbildungen zeigen den Effekt der Redeposition anhand von Simulationsergebnissen und Messungen [Str94a]. Die Geometrie besteht aus mehreren Materialschichten, Tabelle 6.1 gibt einen Überblick über die Ätzraten und die Parameter der Sputterertragsfunktionen.
Tabelle 6.1: Ätzraten und Parameter der Sputterertragsfunktionen.
Der Substrathalter kann geneigt werden, um den Ätzabtrag zu verändern.
Abbildung 6.2 zeigt ein Simulationsergebnis für 
Einfallswinkel des Ionenstrahls und 
Ätzzeit. Abhängig von der
Oberflächenorientierung überwiegt entweder Ätzung oder Deposition. An der
Seitenwand der Maske entsteht eine Materialschicht des rückgestreuten und
redeponierten Materials. In anderen Bereichen dominiert die Ätzung
gegenüber der Deposition. Die Maskenoberkante zeigt entsprechend der
Sputterertragsfunktion die Ausbildung einer ausgeprägten Ätzfront, die eine
Abschrägung der Kante bewirkt. Dieser für das Ionenstrahlverfahren
bekannte Effekt (engl: faceting) [Smi86] und die
Beschichtung der Maskenseitenwand sind auch gut im entsprechenden
Meßergebnis des Experiments (Abbildung 6.3) zu erkennen.
Eine Möglichkeit, die Redeposition zu verringern oder sogar zu unterbinden,
besteht darin, mit rotierendem und geneigtem Substrathalter zu ätzen. Für
die Simulation bedeutet dies, daß sich die Ätzrate eines
Oberflächenpunktes aus Beiträgen zusammensetzt, die sich für bestimmte
dem Zeitschritt entsprechende Richtungen einer Umdrehung ergeben. Geht man
von einer ruhenden Halbleiterscheibe aus, so bewegt sich der Ionenstrahl auf
dem Mantel eines auf die Spitze gestellten Kegels; alle Richtungen die nicht
durch andere Teile der Geometrie schattiert werden, liefern einen Beitrag
entsprechend der lokalen
Oberflächenorientierung. Abbildung 6.4 zeigt ein
Simulationsergebnis für 
Substratneigung und rotierende
Halbleiterscheibe. Abbildung 6.5 stellt das entsprechende
Meßergebnis des Experiments dar. Die Ätzzeit beträgt 
. Im Ergebnis
wird keine Redeposition mehr sichtbar. Durch die Rotation des Substrats
kommt es zu einer erhöhten Ätzung der Maskenseite, wodurch deponiertes
Material unmittelbar nach der Anlagerung wieder weggeätzt wird.
Sowohl beim Simulations- als auch beim Meßergebnis fällt auf, daß es
nahe der Maske zu einem Zurückbleiben der Ätzfront kommt. Der Grund
dafür ist, daß es in diesem Bereich für bestimmte Einfallsrichtungen zu
Schattierungseffekten durch die Maske kommt und daher die Menge der
einfallenden Ionen geringer ist als an Stellen weiter rechts der Geometrie.
Abbildung 6.2: Redeposition von geätztem Material bei Ionenstrahlätzen
unter Einfallswinkel.
Abbildung 6.3: Entsprechendes Meßergebnis des Experiments.
Abbildung 6.4: Ionenstrahlätzen mit rotierendem und geneigtem Substrathalter.
Abbildung 6.5: Entsprechendes Meßergebnis des Experiments.
Die Geometrie wurde durch 
Zellen beschrieben, die
benötigten Simulationszeit lag bei beiden Beispielen bei fünf
Minuten auf einem HP 9000/755 Arbeitsplatzrechner.