自對準雙重成像技術(Self-aligned Double Patterning , SADP)即，一次光刻完成後，相繼使用非光刻工藝步驟(薄膜沉積、刻蝕等)實現對光刻圖形的空間倍頻。最後，使用另外一次光刻和刻蝕把多餘的圖形去掉。
基本介紹
- 中文名：自對準雙重成像技術
- 外文名：Self-aligned Double Patterning
- 英文縮寫：SADP
自對準雙重成像技術(Self-aligned Double Patterning , SADP)即，一次光刻完成後，相繼使用非光刻工藝步驟(薄膜沉積、刻蝕等)實現對光刻圖形的空間倍頻。最後，使用另外一次光刻和刻蝕把多餘的圖形去掉。
因此，SADP工藝的難度主要是如何對光刻、刻蝕和薄膜沉積等工藝做集成。對設計工程師也有新的挑戰，設計的版圖必須符合一定的規則：換言之，只有符合一定規則的設計才適合使用SADP工藝。
工藝流程
圖1 SADP關鍵工藝流程示意圖
SADP的關鍵工藝流程如圖1所示：先在襯底表面沉積一層犧牲材料(sacrifice layer)，一般是CVD材料；然後進行光刻和刻蝕，把掩模上的圖形轉移到犧牲材料層上。犧牲材料上的圖形又被稱為“mandrel”或“core"。使用原子層沉積技術(atomic layer deposition, ALD)在“mandrel”的表面和側面沉積一層厚度相對比較均勻的薄膜(稱為“spacer”材料)。使用反應離了刻蝕工藝把沉積的“spacer”材料再刻蝕掉，這個步驟被稱為“etch back”。由於“mandrel”側壁的幾何效應，沉積在圖形兩側的材料會殘留下來，形成所謂的“spacer”。使用選擇性強的腐蝕液把“mandrel”去掉，只留下“spacer”在襯底表面。“spacer”圖形的周期是光刻圖形的一半，實現了空間圖形密度的倍增。最後，再使用等離子刻蝕把“spacer”圖形轉移到襯底里的硬掩模上。有些文獻又把這種技術叫做側壁成像工藝(sidewall imaging process, SIP)。
“mandrel”、“spacer”和硬掩模材料的選取是工藝成功的關鍵，它們必須保證有較好的刻蝕選擇性。例如，“mandrel”材料可以是多晶矽，“spacer”材料可以SiO2，而襯底上的硬掩模可以是SiN。掩模上的圖形可以設計成占空比(線寬：間距)為1：3的圖形；通過精確調整ALD和“etch back”的工藝參數，可以使得“spacer”的寬度與“mandrel”線寬一樣，最後在硬掩模上形成1:1的圖形，實現空間頻率加倍。
套刻對準
圖2 套刻偏差
套準精度(也稱做套準)是測量對準系統把版圖套準到矽片上圖形的能力。套準容差描述要形成的圖形層和前層的最大相對位移(見圖2)。一般而言，套準容差大約是關鍵尺寸的三分之一。對於0.15um的設計規則，套準容差預計為50nm。
