刻蚀作者

刻蚀微负载与深宽比效应:区分邻域与通路

图形密度与单个结构的深宽比都可能影响刻蚀。理解时可以分开两个问题:附近有多少暴露面积共同影响局部环境,以及物种进入或离开单个结构有多容易。两种效应可以相互作用,部分术语体系还会把深宽比效应归入微负载。[T1]

先定义术语,再划分问题

本文用“图形密度负载”描述邻近暴露面积的影响,用“深宽比相关刻蚀”即 ARDE 描述单个结构几何改变内部可达性的行为。它们是分析维度,不是所有文献都严格互斥的分类。

部分教材中的微负载含义更广,也包含 ARDE。因此,不能要求所有参考资料都按照本文方式划分。明确比较哪些变量,比争论标签更有用。

Process checkpoint · 工艺坐标

28nmM2Step 218
工艺截面示意图 · 28nm Planar Flow · 步骤 218

理解 V1M2 Etch 的工艺作用

以通孔与沟槽刻蚀为实例,考虑反应物可达性与局部几何。

与「刻蚀微负载与深宽比效应:区分邻域与通路」相关的流程位置:28nm Planar Flow · M2 · Step 218

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邻域会改变局部环境

暴露目标材料较多的区域,与暴露较少的区域,对活性物种的消耗可能不同;反应产物和局部物种平衡也可能改变。结果与具体过程有关,不能只凭密度标签给出普遍速率规律。

同时,物种进入窄而深的结构,与到达开放表面不同。反应物消耗、产物排出、角度通路及充电都可能影响内部。随着刻蚀几何演化,同一个结构的可达性也在变化。[T1]

比较方式重点变量概念上应尽量保持可比的条件
相同开口,不同邻域附近暴露面积开口几何与膜栈
相似邻域,不同进入通路深宽比与可达性周围图形环境
同一结构,较早与较晚阶段内部几何演化明确认识深度已经改变

为什么不能只说“多刻一会儿”

不同结构不一定同时到达目标边界。为了清除较慢结构而延长操作,也会增加其它位置的暴露。较快位置此时可能已经露出需要保护的掩膜、侧壁或下层材料。

这涉及清除完整性与非预期损失的集成权衡。平均速率降低并不能描述全部局部差异,整片膜结果也不能完整代表图形化结构。

用匹配比较建立假设

设想把相同沟槽放在稀疏与密集邻域,差异支持进一步考虑邻域负载。再在相似邻域中比较不同可达性的开口,差异则支持考虑内部通路因素。

真实版图中,这些变量经常一起变化。最窄结构刻得慢,不足以把全部结果归给深宽比,尤其当它同时位于最密集区域时。解释必须说明哪些条件实际可比、哪些仍然耦合。

原始资料链接

参考来源

[T1] 教科书2000

Silicon VLSI Technology - Full

James D. Plummer, Michael D. Deal, Peter B. Griffin

Silicon VLSI Technology · ISBN 978-0130850379

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常见问题

ARDE 一定表示越深越慢吗?
这是常见情形,不是适用于所有化学和结构的普遍规律,应说明真实观察。
微负载与 ARDE 完全分开吗?
并非所有术语体系如此。本文分开解释变量,同时承认用词可能重叠。
全片平均均匀能排除这些效应吗?
不能。平均结果良好时,局部图形依赖仍可能存在。

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