请问3D NAND如何进行台阶刻蚀呢？

本文介绍了3D NAND如何进行台阶刻蚀。

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，channel蚀刻以及接触孔蚀刻。那么我们本期就来详细讲解一下台阶蚀刻。

 

3D NAND的阶梯是什么？

在制程的最开始，使用化学气相沉积（CVD）等工艺，在硅片上交替沉积氧化硅层与氮化硅层，形成一个个堆叠结构。为了连接位于垂直堆栈中的每一层存储单元的控制栅，简单的水平连接方式无法使用，因此需要通过刻蚀出阶梯型状露出每一层结构，使后续工艺制备的接触孔结构分别将不同的控制栅层连接出去，以便实现电流的接通。

台阶如何刻蚀？

阶梯的刻蚀是一个交替刻蚀氧化硅与氮化硅的过程。如下图：

 

第一次光刻和蚀刻：首先进行光刻，形成需要刻蚀的图形，然后进行第一次蚀刻，去除未被光阻覆盖区域的材料。

第一次trimming和清洗：对剩余的光阻进行trimming，调整第一次刻蚀后光阻的宽度，并清洗以去除蚀刻产生的残留物。

循环蚀刻：重复trimming、蚀刻和清洗步骤，以形成多级台阶。

但是光刻胶也会在蚀刻中被消耗而变薄，一般经历几次循环后就需要重新洗去光刻胶，重新匀胶做光刻，再重复循环蚀刻的步骤。目前最先进的3D NAND有128层，都是通过这种方法蚀刻出来的。如下图：

 

去除光阻和最终形态：一旦形成所需数量的台阶，将去除剩余的光阻。现在每层氮化硅和氧化硅都暴露出来，再对其每层的台阶进行trimming，使同一层的台阶的高度也不相同。 这样3D NAND的台阶全部制作完毕。

用什么气体进行刻蚀？

循环刻蚀的每次终点需要停在SiO2层，因此在进行SiN刻蚀时，需要选择合适的气体，使其对SiO2有很高的选择比，以免对SiO2层造成破坏。因此氧化硅刻蚀选用的气体为CF4/CHF3，而氮化硅则选用CH2F2等气体为宜。



审核编辑：刘清