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圖1:由於3D NAND堆疊超過128層，造成堆疊高度將近7μm，所需的通道孔和狹縫轉變為具高深寬 比特徵。
高深寬比蝕刻挑戰
首先，高壓可能導致離子消散 於電漿鞘中，並散佈離子能量或通 常為非等向性的角度分布。所以， 離子會錯過孔洞，或者以更大的角 度入射法線，撞擊特徵的頂部或側 壁。這種離子「遮蔽」造成離子-中 性通量比偏離協同作用(圖2)。
3D NAND製程始於氧化物與 氮化物薄膜的交替沉積，接著做 硬遮罩沉積並在其上開孔，則垂 直通道可被蝕刻出來。這就是高 深寬比(HAR)蝕刻挑戰的起點。 隨著業界朝向128層甚至更多層發 展，堆疊深度接近7μm，硬遮罩約 為2~3μm，而通道孔深寬比則接 近90~100。
為了在高深寬的結構特徵下 將離子往下推，可以將離子能量 提高，但此舉會增加光罩消耗， 反而又需要將光罩加厚或者改良 硬遮罩材料。
之後，在挑戰於大量層數中 構成狹縫之前，建立出圖1所示的 「階梯」結構。進行硬遮罩層沉 積、開孔圖形化、並執行單一步 驟的蝕刻以形成穿過所有層的狹 縫。最後，必須去除氮化物層，並 產生鎢字元線。
除 此 之 外，還 有 離 子 轟 擊 通道的側壁、會引起通道某 些地方的關鍵尺寸(Critical dimension，CD) 大於所需尺寸 的問題。當這個通道「彎曲」(圖 2)變得太大時，可能導致兩個孔 洞連在一起。而另一個重大問題 是沿著孔洞的「扭曲」，此現象係 由起於RF電漿系統中高階失真之 電荷效應導致離子角度分佈有些 微的改變。
為了讓高深寬比結構的反應 離子蝕刻(RIE)發揮作用，離子和 中性物質之間必須有協同作用。 然而，在處理高深寬比結構時， 協同作用會因受到數項機制所阻 礙而容易耗失。
2021年11月 | www.eettaiwan.com