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。