自對準雙重圖案化(SADP:Self-Aligned Double Patterning)是在 1 次曝光形成的核心圖案側壁沉積間隔物(spacer)膜並進行回蝕,藉此形成密度為解析極限 2 倍之線條圖案的多重圖案化技術。透過去除核心、只留下間隔物的「以間隔物作為遮罩」做法,不是靠曝光,而是以自對準製程將間距減半。
SADP 之所以重要,是因為它能形成超越 DUV(ArF 浸潤式)曝光機解析極限(半間距約 38nm)的圖案。作為 10nm~5nm 節點的量產技術,被應用於 FinFET 閘極間距・金屬導線・DRAM 字元線・3D NAND 的許多層。微縮再進一步時,也會使用以 SAQP(自對準四重圖案化)將間距縮為 1/4 的技術。
SADP 製程需要一連串步驟:核心材料的沉積・微影・蝕刻、間隔物材料(氧化矽等)的 ALD 成膜、非等向性回蝕(形成間隔物)、去除核心。各步驟的尺寸精度(CD 均勻性、間隔物厚度均勻性)決定最終的圖案品質,因此 ALD 設備・蝕刻設備・量測設備(CD-SEM)之間的協同不可或缺。
SADP 的主要優點是能精密形成 L/S(線條-間距)圖案,但切割・晶片端圖案需要另外進行微影(切割光罩)。因此在 EUV 曝光機普及之後,結合 SADP 與 EUV 的混合圖案化策略仍是主流。台積電的 N3 製程在主要金屬層結合了 EUV+SADP。
從設備・材料的角度來看,艾司摩爾的浸潤式掃描機(NXT:2100i 等)、科林研發的蝕刻機・ALD 設備、應用材料的成膜設備、科磊的 CD-SEM・疊對量測設備支撐著 SADP 製程。對間隔物材料的均勻性要求(1σ 在 0.1nm 以下)已逼近設備性能的極限。