FIN을 만드는 SADP 공정에 대해서 (Self Aligned double patterning) - SADP 장점 단점

안녕하세요!

 

오늘은 FINFET을 만드는 Photo 공정 기술 중 하나인 SADP에 대해 말씀드리려고 합니다.

일단, 첫번째로 SADP 공정에 대해서 말씀드리도록 하겠습니다.

 

SADP는 Self Aligned Double Patterning의 준말로

알아서 align 되어 패턴을 형성하는데, 이 때 들어가는 photo mask의 수가 2개라고 생각하시면 됩니다.

이를 응용해서 SAQP (Self Aligned Quadraple Patterning)도 있을 수 있겠죠?

 

공정은 아래와 같이 진행 됩니다.

SADP Process flow - 1

1. Si 기판 위에 절연체와 Mandrel Material 물질을 쌓아 올립니다.

2. 그 위에 PR을 올리고

3. Photo 공정을 진행해하여 Mandrel Material에 pattern을 새겨줍니다.

4. 이때 핵심적인 공정으로, MOSFET에서 사용하는 기술과 비슷한 Spacer를 만들어 줍니다.

Oxide를 Depo하여 준다라고 생각하시면 됩니다.

 

SADP Process flow -2

SADP Process flow -3

 

5. 그 후 Depo 된 Oxide를 Etch해 주는데, 이 때 중요한 것은 Etch rate를 잘 조절해서, Lateral Etch보다 Vertical Etch 가 잘 진행되는 Etch를 진행하여 mandrel Pattern 좌우에 oxide가 남을 수 있게 공정을 진행해줍니다.

6. 그 후 Mandrel Pattern과 Spacer의 선택비를 이용하여 Mandrel Pattern만 etch해 없애주어야 합니다.

7. Etch 할 수 있는 MASK를 다시 쌓아주고

8. MASK를 이용해 원하는 Pattern을 Etch해줍니다.

 

이러한 공정 기법을 SADP라고 부릅니다.

SADP의 가장 큰 장점은 아래와 같이 우리가 ArF 노광기로 뜰 수 있는 물리적 한계를 넘어서서 minimum size의 pattern을 Patterning 할 수 있다는 점입니다.

 

SADP의 장점

하지만 이러한 SADP는 단점도 많습니다.

무엇보다 설계하기가 어렵습니다.

Spacer로 패턴을 만들다 보니 설계의 자유도가 부족합니다.

따라서 단순하게 만들 수 있는 Pattern을 먼저 진행을 해서 쭉 깐다음에

아래와 같이 SADP에 Cut 공정을 추가해서 패턴을 잘라주기도 합니다.

이러한 Cut 공정을 통해 설계의 자유도를 조금 더 올려줄 수 있는거죠

SADP Cut

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