最後更新:2026年10月8日蝕刻蝕刻中國大陸:微负载效应

微負載效應是什麼

Microloading Effect

微負載效應是指乾式蝕刻中,蝕刻速率依圖案密度或開口大小而局部改變的現象。圖案密集處反應物種不足,細而深的孔洞中反應物種難以到達底部,因此蝕刻變慢。這會造成溝槽或孔洞深度不一致,可透過氣體壓力、脈衝電漿、虛擬圖案(dummy pattern)等方式抑制。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

微負載效應(Microloading Effect)是指乾式蝕刻中,因圖案密度或開口大小不同,使蝕刻速率局部改變的現象。即使在同一片晶圓上以相同條件處理,圖案密集處與稀疏處、開口寬處與窄處的蝕刻深度與速度也會出現差異。相對於速率隨整片晶圓開口面積而改變的(巨觀)負載效應,這是晶片內微小區域的差異,因此稱為「微」負載。

成因在於蝕刻所用反應物種(自由基或離子)的局部消耗與傳輸方式。在開口密集的區域,大量表面同時消耗反應物種,因此反應物種比周圍不足,蝕刻速率下降。此外,在細而深的孔洞或溝槽中,反應物種難以到達底部,反應生成物也難以排出,因此深寬比越高,速率越低。這種伴隨開口狹窄或深度而來的速率下降,也稱為RIE lag或ARDE(Aspect Ratio Dependent Etching:深寬比相依蝕刻),在廣義上歸入微負載效應處理。依條件不同,也可能反過來發生狹窄開口蝕刻較快的逆微負載效應。

存在微負載效應時,在需要深度一致的溝槽或接觸窗孔中,會出現某處蝕刻不足、另一處蝕刻過度的不均勻情形。若為了防止蝕刻殘留而增加過蝕刻,先蝕穿處的底層就會被蝕刻。對策包括降低氣體壓力以改善反應物種的傳輸、以脈衝電漿創造排出反應生成物的時間、交替切換蝕刻與保護膜形成,以及在設計階段加入虛擬圖案使密度一致等方法。在3D NAND的深記憶體孔等高深寬比蝕刻中,這是特別重要的課題。

微負載效應的常見問題

微負載效應與RIE lag有何不同?
原本的區分是:微負載效應指因圖案密度造成的速率差,RIE lag(ARDE)指因開口狹窄或深度(深寬比)造成的速率差。不過在實務上,兩者也常統稱為微負載效應。
微負載效應為何是個問題?
因為蝕刻深度隨位置而不同,在希望深度一致的溝槽或孔洞中會產生蝕刻殘留或過度蝕刻。若為防止蝕刻殘留而增加過蝕刻,先蝕刻完成處的底層會受損,兩者難以兼顧。

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