最後更新:2026年10月22日蝕刻中國大陸:深宽比相关刻蚀(ARDE)

ARDE是什麼(深寬比相依蝕刻)

Aspect Ratio Dependent Etching (ARDE)

ARDE(深寬比相依蝕刻)是乾式蝕刻中,孔或溝槽的深寬比越大、蝕刻越慢的現象,也稱為 RIE lag。主要原因是在又細又深的孔中,反應所需的自由基與離子撞到側壁,不容易到達底部。是3D NAND 等高深寬比加工最大的課題之一。

目錄7 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關企業
  5. 相關用語
  6. 比較文章
  7. 資料來源

定義與原理

ARDE(Aspect Ratio Dependent Etching,深寬比相依蝕刻)是乾式蝕刻中,孔或溝槽的深度與寬度之比(深寬比)越大,蝕刻推進速度越慢的現象。即使在同一片晶圓上,細圖形也只能挖得比粗圖形淺,而且越往深處挖速度越慢,也稱為 RIE lag。

原因是到達孔底的粒子減少。蝕刻所需的自由基(容易反應的中性粒子)飛行方向雜亂,在又細又深的孔中會撞到側壁而在途中被消耗,到達底部的量減少。離子也一樣,稍微斜飛的離子會撞到側壁而到不了底部。此外,底部產生的反應生成物不容易排出孔外,以及絕緣膜側壁累積電荷使離子軌道彎曲(充電效應,charge-up),也是使速度下降的因素。

ARDE 大時,細孔與粗孔、晶圓上不同位置的深度會不一致,造成孔沒有打穿,或只有粗孔過度蝕刻到下層膜的不良。在堆疊數百層的3D NAND 通道孔這類深寬比達數十到接近100的加工中,是最大的課題之一。可以藉由提高離子能量、降低壓力讓粒子直進、調整氣體組成與溫度、以脈衝電漿釋放電荷等方法抑制。

圖解

自由基與離子到不了底部、生成物排不出去、充電效應等4種 ARDE 原因

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實際加工中多種原因會同時出現,也會與微負載效應同時發生。

ARDE(深寬比相依蝕刻)的常見問題

ARDE 和微負載效應(micro-loading)有什麼不同?
ARDE 是蝕刻速度隨個別孔或溝槽的深寬比而變化的現象。微負載效應則是圖形密集處與稀疏處蝕刻氣體的消耗量不同,使速度改變的現象。兩者都會造成不同位置的深度不一致,實際上常同時出現。
反向 ARDE 是什麼?
與一般情況相反,細孔比粗孔蝕刻得快的現象。發生在形成保護膜的成分不容易到達細孔深處,而粗孔底部保護膜附著較厚、蝕刻變慢等情況。也有調整條件,在 ARDE 與反向 ARDE 之間找出深度剛好一致的點的做法。

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資料來源

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