在3D NAND的制造过程中,一般会有3个工序会用到干法蚀刻,即:台阶蚀刻,沟道通孔蚀刻以及接触孔蚀刻。上期,我们介绍了台阶蚀刻,见文章:《3D NAND的台阶蚀刻(刻蚀)》 本期,我们来聊聊沟道通孔蚀刻。 什么是沟道通孔? 沟道通孔(Channel Hole)指的是从顶层到底层垂直于晶圆表面,穿过多层存储单元的细长孔洞。这些通孔贯穿整个堆叠结构,并填充了导电材料,它们在每个存储层之间形成导电通道,从而使电子能够在在存储单元间移动,进行读取、写入和擦除操作。 通孔的深度与控制栅的层数有关,如果是400层以上,通孔的深度在10微米左右,而通孔的直径仅为100nm,因此通孔蚀刻是一种高深宽比的蚀刻。 沟道通孔刻蚀工艺步骤 刻蚀分为三步:无定形碳膜的沉积==》碳膜的刻蚀==》通孔的刻蚀 为什么要沉积无定形碳膜?因为碳具有很高的耐蚀刻性能。在刻蚀高深宽比的通孔时,碳掩模能够抵抗刻蚀过程中的化学气体,保护碳膜下面的叠层结构不被蚀刻。 无定形碳膜的刻蚀:该工序用ICP-RIE进行刻蚀,刻蚀气体以O2为主。 通孔的刻蚀:该工序采用CCP-RIE进行蚀刻,刻蚀气体以含氟气体为主。 沟道通孔刻蚀需要考虑哪些方面? 通孔直径的均匀性:所有通孔直径要一致,防止存储效率的不一致性。侧壁平滑度:通孔侧壁的粗糙度会影响后续材料的填充质量。刻蚀深度控制: 要求每个通孔都达到相同的深度,以确保每层存储单元均匀可靠。掩模侵蚀:硬掩模在刻蚀过程中的耐用性,以防在长时间刻蚀过程中被侵蚀掉。特 征畸变:防止由于应力而引起的通孔弯曲、扭曲和倾斜。 清洁和去除残留物:刻蚀过程中,需要及时排除通孔底部的刻蚀生成物。 |