什么是SAQP工艺?
SAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning),自对准四重图形化,
一句话总结:
光刻一次 → 利用四重间隔层技术(spacer x2),把线距缩小到原来的 1/4。
例如:
某光刻机只能做 38 nm pitch,
经过 SAQP → 9.5nm pitch 就能实现。
为什么要发明 SAQP?
因为 ArF 光刻(193 nm) 受限于物理分辨率,无法直接做:
14 nm,10 nm,7 nm,5 nm
甚至 3 nm 线宽/线距,而Fin fet电路线、栅极、金属线都要求极窄 pitch。
SAQP 就是用来弥补非EUV时代光刻分辨率不足的“补救方案”。
SAQP的工艺流程?
Step 1 — 1st Spacer Deposition
图中灰色是 core(核心图形),绿色是 spacer 材料。
流程:
先用光刻做出核心图形 core(灰色)
再用 ALD/CVD 沉积 conformal 材料(绿色 spacer)把 core 完整包覆
Step 2 — 1st Spacer Etch
各向异性 RIE
去除水平部分,只保留下侧壁(green spacers)
图中你看到:core 两侧各留下一个绿色 spacer。
Step 3 — Core Removal
刻蚀去掉灰色 core,只留下绿色 spacer lines
Step 4 — 1st Layer Pattern Transfer
用绿色 spacer 作为掩膜
刻蚀转移到底层 HM(紫色)
HM 中形成新的细 pitch 图形(pitch 已变 1/2)
之后绿色 spacer 会被移除或保持,取决于工艺。
Step 5 — 2nd Spacer Deposition
此时紫色线是新的“core 替代物”。
重复第一轮动作:
在紫色线外 conformal 覆盖第二代 spacer(灰色)
Step 6 — 2nd Spacer Etch
与 step 2 完全相同:
方向性刻蚀去除顶部和底部
只留下灰色侧壁 spacer
现在你看到紫色每条线的两侧都有灰色 spacer。
这已经形成 4X pitch-reduction 的关键结构。
Step 7 — Remove Remaining 1st Spacer
把绿色的第一代 spacer 去掉
保留第二代 spacer(灰色)+ HM(紫色)
Step 8 — 1st Layer Removal / Final Transfer
最终以灰色 spacer(第二代)作为掩膜
刻蚀到最底层(红色)
完成超窄线距(最终 pitch = 原 pitch / 4)
这就是 SAQP = Quadruple Patterning 的由来。
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