最後更新:2026年10月8日薄膜沉積(CVD / ALD / PVD)薄膜沉積(CVD/PVD/ALD)中國大陸:台阶覆盖率

階梯覆蓋率(Step Coverage)是什麼

Step Coverage

階梯覆蓋率(step coverage)是表示在薄膜沉積製程中,薄膜對晶圓表面凹凸能附著得多均勻的指標。溝槽或孔洞的頂部、側壁與底部膜厚越一致,階梯覆蓋率越好,稱為共形(conformal)。ALD 最為優異,PVD 因方向性強而較差,不同沉積方式的差異很大。

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

定義與原理

階梯覆蓋率(Step Coverage)是表示在薄膜沉積製程中,薄膜對晶圓表面的凹凸(段差)能附著得多均勻的指標。溝槽或孔洞的頂部、側壁與底部膜厚越一致,階梯覆蓋率越好,稱為共形(conformal)。微縮化與高深寬比化越進展,這項成膜品質就越重要。

階梯覆蓋率因沉積方式而有很大差異。原料以直線方式飛來的 PVD(濺鍍)容易在頂面較厚、側壁與底部較薄,階梯覆蓋率較差。另一方面,利用氣相反應的 CVD,特別是交替供應前驅物、每次堆積1層的 ALD,具有極高的階梯覆蓋率,即使是高深寬比結構也能均勻成膜。

若階梯覆蓋率不佳,深溝槽或孔洞的底部與側壁膜層會變薄,或是開口先被封住而在內部留下空隙(void),成為絕緣不良或導線不良的原因。因此會依用途選擇階梯覆蓋率高的沉積方式。

階梯覆蓋率左右層間介電層、阻障層、晶種層、閘極絕緣層等所有薄膜沉積製程的良窳。可搭配 ald、cvd、pvd、aspect-ratio、層間介電層(ILD) 各條目一起閱讀,以理解各種沉積方式的使用時機。相關設備由應用材料(Applied Materials)、科林研發(Lam Research)、ASM International 等公司提供。

階梯覆蓋率(Step Coverage)的常見問題

階梯覆蓋率不佳會有什麼問題?
溝槽或孔洞的側壁與底部膜層會變薄;若是阻障層就無法防止擴散,若是絕緣層會耐壓不足,若是導線則有斷線風險。此外,若只有開口處沉積較厚,孔洞會被封住,內部會殘留空洞(void)。
不同沉積方式的差異有多大?
ALD 因屬自我限制反應,即使深寬比超過50:1 也能得到接近100%的覆蓋率。CVD(特別是 PECVD)相對良好;PVD(濺鍍)因直進性強,側壁與底部容易變薄,在高深寬比下明顯較差。
覆蓋率如何評估?
以 TEM 或 SEM 觀察剖面,用側壁或底部膜厚相對於頂部(top)膜厚的比率(%)來表示。越接近100%越共形(conformal),在高深寬比結構中,底部覆蓋率是特別重要的指標。

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