STI 填充、平坦化与回蚀可以服务于不同几何目标。填充把隔离材料放入空腔,CMP 建立中间表面,后续回蚀则可能按需要降低介质相对于半导体的高度。因此,后面去掉一部分材料,并不表示前面的填充没有意义。
是否完成,要看下一次交接
填满沟槽解决的是空间占据问题:预定隔离区域里有介质,而不是空腔。但这并不能单独规定后续器件构建需要的所有表面高度。平坦化结果也属于中间状态,不一定是各个有源区域最终需要的暴露状态。
以鳍式器件为例,后续构建可能需要部分半导体结构露出周围隔离介质。此时要求的相对几何,与较早阶段“填满隔离区域”的目标不同。具体何时、怎样形成这种状态,必须以真实流程为准,不能把同样的回蚀顺序自动套到平面晶体管或图像传感器隔离模块。
Process checkpoint · 工艺坐标
理解 Fin Recess Etch 的工艺作用
观察降低STI氧化物如何露出更多鳍侧壁,而非降低硅鳍顶部。
与「STI 已填充并平坦化,为什么还可能需要回蚀?」相关的流程位置:14nm FinFET · FIN_RECESS · Step 66
分开看材料数量与几何任务
| 操作 | 它回答什么问题 | 尚未回答什么问题 |
|---|---|---|
| 填充 | 预定空腔是否被材料占据? | 最终应该露出多高? |
| 平坦化 | 中间表面是否适合下一步? | 哪些区域随后需要暴露? |
| 在需要时选择性回蚀 | 是否建立预期相对隔离高度? | 剩余界面和隔离是否连续? |
隔离结构的上边界移动后,剩余部分仍可能继续发挥作用;反过来,“仍看得到介质”也不能证明它已经提供充分隔离。
预期回蚀不同于意外损失
两张图可能都有降低的介质表面,却对应不同过程:一种是在正确中间状态之后按设计回蚀,另一种是较早工序中的非预期损失。区别来自工序目标与顺序,而不是仅凭最终轮廓判断。
因此,只看到“回蚀”这个词还不够。需要确认去除对象、要保留的边界,以及旁边需要保护的材料。选择性和界面状态也是交接要求,即使图中只画出了高度变化。
一个读图练习:什么变得可接近?
比较回蚀前后的隔离表面时,不要立刻追问去掉了多少材料。先看相邻半导体的哪个表面变得可以接近,再问后续哪一种结构会利用这个表面。
这样就能把材料去除连接到器件任务,也能避免另一种过度推断:教学图中露出的结构更高,并不等于实测驱动电流更大。电学后果仍与完整几何、栅控制、界面及工作条件有关。
原始资料链接
参考来源
Silicon VLSI Technology - Full
James D. Plummer, Michael D. Deal, Peter B. Griffin
Silicon VLSI Technology · ISBN 978-0130850379