Patrones de espaciadores

El patrón de espaciadores es una técnica empleada para crear patrones con anchos de línea menores que los que se pueden lograr con la litografía convencional . En términos generales, el espaciador es una capa que se deposita sobre un patrón predefinido, a menudo llamado mandril . Posteriormente, el espaciador se graba, de modo que la porción que cubre el mandril se elimina, mientras que la porción del espaciador en la pared lateral permanece. Luego se puede retirar el mandril, dejando dos espaciadores (uno para cada borde) para cada mandril. Los espaciadores se pueden recortar aún más para que tengan un ancho menor, especialmente para que actúen como mandriles para la formación de un segundo espaciador. Por lo tanto, esta es una forma común de creación de patrones múltiples . Alternativamente, se puede retirar uno de los dos espaciadores y recortar el restante para obtener un ancho de línea final mucho menor. Mientras que la litografía de inmersión tiene una resolución de líneas y espacios de aproximadamente 40  nm, el patrón de espaciadores se puede aplicar para alcanzar los 20  nm. Esta técnica de mejora de la resolución también se conoce como Patrón Doble Autoalineado ^{(SADP). SADP se puede volver a aplicar para obtener una resolución aún mayor, y ya se ha demostrado para la memoria flash NAND de 15 nm. [ 1 ]} El patrón de espaciadores también se ha adoptado para nodos lógicos sub ^{- 20} nm , por ejemplo, 14 nm y 10 nm . En nodos avanzados, el patrón basado en espaciadores puede reducir el número de máscaras utilizadas en algunos casos hasta en un factor de dos. ^{[ 2 ]}  

En el caso de que el mandril sea la estructura de compuerta del MOSFET , el mandril no se retira después del grabado del espaciador, dejando únicamente la porción de la pared lateral. El espaciador de pared lateral de nitruro de silicio se conserva para proteger la estructura de compuerta y el óxido de compuerta subyacente durante el procesamiento posterior.

Un método derivado del patrón doble de espaciador autoalineado es el denominado patrón doble "anti-espaciador". En este método, una primera capa que recubre el mandril se elimina, mientras que una segunda capa recubierta sobre la primera se planariza y se conserva. Se ha demostrado un método puramente de centrifugación y procesamiento en húmedo. ^{[ 3 ]}

Los espaciadores que definen las características conductoras deben cortarse para evitar la formación de bucles. En el enfoque alternativo de espaciador dieléctrico (SID), los espaciadores definen espacios dieléctricos entre las características conductoras, por lo que ya no es necesario cortarlos. La definición del mandril se vuelve más estratégica en el diseño, y ya no hay preferencia por las características lineales unidimensionales. El enfoque SID ha ganado popularidad debido a su flexibilidad con mínimas exposiciones adicionales de máscara. ^{[ 4 ]} El enfoque de doble patrón anti-espaciador descrito anteriormente se ajusta naturalmente al enfoque SID, ya que se deposita una capa adicional después del espaciador antes de su eliminación.