文章來(lái)源：半導(dǎo)體與物理

原文作者：jjfly686

本文介紹了自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與步驟。

在芯片制造中，光刻技術(shù)在硅片上刻出納米級(jí)的電路圖案。然而，當(dāng)制程進(jìn)入7納米以下，傳統(tǒng)光刻的分辨率已逼近物理極限。這時(shí)，自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化（SADP）的技術(shù)登上舞臺(tái)，氧化物間隔層切割掩膜，確保數(shù)十億晶體管的精確成型。

光刻的困境

傳統(tǒng)光刻機(jī)使用193 nm波長(zhǎng)的深紫外光（DUV），理論上最小只能刻出約50 nm寬的線(xiàn)條。但現(xiàn)代5納米芯片的晶體管鰭片（Fin）寬度已縮至10 nm，這相當(dāng)于要用一把“鈍刀”刻出比刀刃更細(xì)的紋路。

SADP技術(shù)的突破：通過(guò)兩次圖案化，將光刻分辨率提升一倍。其核心在于利用氧化物間隔層（Oxide Spacer）作為“模板的模板”，但若不對(duì)間隔層進(jìn)行精細(xì)修剪，最終結(jié)構(gòu)可能扭曲變形。

SADP技術(shù)

1.第一步：制作核心模板（Mandrel）

材料選擇：無(wú)定形碳膜因其易刻蝕、耐高溫，成為理想模板材料。光刻成型：在硅片上涂覆光刻膠，曝光顯影后刻蝕出初始線(xiàn)條。

2.第二步：包裹氧化物間隔層

沉積工藝：通過(guò)原子層沉積（ALD）在碳模板兩側(cè)包裹一層均勻的二氧化硅（SiO?），厚度精確控制。去除核心：用氧等離子體刻蝕掉中間的碳模板，留下成對(duì)的氧化物間隔層，間距縮小至目標(biāo)尺寸。

3.缺陷

若不對(duì)間隔層兩端進(jìn)行修剪，后續(xù)刻蝕硅形成鰭片時(shí)，邊緣會(huì)因應(yīng)力不均變成橢圓形。

4.切割掩膜

為了將彎曲的間隔層變成筆直的線(xiàn)條，工程師引入切割掩膜（Cut Mask）技術(shù)：

1.光刻定位：在間隔層兩端涂覆光刻膠，通過(guò)光刻機(jī)曝光，定義需要修剪的區(qū)域。

2.刻蝕：用等離子體刻蝕精確切除間隔層兩端多余部分，確保直線(xiàn)結(jié)構(gòu)。

3.定向擴(kuò)展：修剪后的間隔層作為硬掩膜，刻蝕下方的硅襯底，形成筆直的鰭片陣列。