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离子束刻蚀机厂家分享台阶高度对多晶硅栅极蚀刻的影响

离子束刻蚀机厂家分享台阶高度对多晶硅栅极蚀刻的影响:

        除了蚀刻本身对多晶硅栅尺寸的影响外,浅沟槽隔离带来的表面形貌起伏( Topography)也对多晶硅栅尺寸具有明显的影响2。如前节所述,沟槽隔离的台阶高度表征了多晶硅生长前的晶片表面形貌。如图3.37所示,由于炉管多晶硅的平坦化生长,正的台阶高度(浅沟槽隔离氧化硅上表面高于体硅有源区)会导致靠近浅沟槽隔离区的多晶硅变厚,进而影响最终多晶硅栅的侧壁角度。正的台阶高度下,在经过多晶硅栅蚀刻的主蚀刻步骤后,位于浅沟槽隔离区的多晶硅栅的侧壁明显要比有源区倾斜,特征尺寸也明显比有源区大。即使主蚀刻步骤采用了产生较少聚合副产物的气体,仍然无法在浅沟槽隔离区形成垂直的栅极侧壁,并且这种侧壁的差异会保留到全部蚀刻完成。如图3.38所示,最终发现靠近浅沟槽隔离的多晶硅栅的侧壁角度只有86°,而位于有源区中央的多晶硅栅侧壁角度达到89°。因此,多晶硅膜厚度差异导致最终栅极侧壁角度的差异,而栅极侧壁角度的差异导致了特征尺寸的差异。不同有源区的特征尺寸下,浅沟槽隔离的台阶高度会呈现差异,如图3.39所示,在浅沟槽隔离后的化学机械研磨存在由于有源区密度的差异而造成的负载,从而引起了台阶高度的差异,进而影响多晶硅蚀刻时的特征尺寸及角度的差异。图3.40给出了不同有源区宽度下多晶硅高度及台阶高度的关系,可见有源区尺寸大小和栅极蚀刻时的台阶高度存在紧密的关系。表3.4给出了不同有源区宽度下,光板多晶硅及有表面形貌的多晶硅在曝光及蚀刻前后特征尺寸的差异,可见有源区宽度不同,蚀刻过程的蚀刻偏差( Etch Bias)也会存在差异。