當(dāng)NAND閃存的半間距（half-pitch）達(dá)到20 nm時(shí)，非易失性存儲(chǔ)容量達(dá)到64 Gb 。到達(dá)14 nm 后，NAND閃存的半節(jié)距不再減少，現(xiàn)在更是已經(jīng)進(jìn)入了3D時(shí)代。但是，最近3D XPoint已在Optane平臺(tái)中發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用程序。用于圖案化構(gòu)成這些存儲(chǔ)器的20 nm半節(jié)距線的光刻技術(shù)是另一個(gè)機(jī)會(huì)，可以查看行業(yè)中當(dāng)前已知的光刻方法的基本方面和局限性。

　　圖案化20 nm半間距線的方法是自對(duì)準(zhǔn)雙圖案（SADP）。這種方法從80 nm的間距線開始，實(shí)際上僅用于支撐被稱為間隔物的側(cè)壁層（圖1）。垂直蝕刻間隔物僅留下側(cè)壁部分。然后去除原始線，并且間隔物形成40nm的節(jié)距線圖案。

　　圖1.使用SADP（自對(duì)準(zhǔn)雙圖案）時(shí)，側(cè)壁間隔物定義的線是起始光刻膠的兩倍。

　　對(duì)于SADP，特征尺寸由間隔物寬度決定，而間隔物寬度又由沉積控制。光刻不影響特征尺寸，但是誤差可能會(huì)產(chǎn)生交替的間距誤差（“俯仰行走”）；這可以通過(guò)使光刻與隨后的間隔物沉積和蝕刻同步來(lái)補(bǔ)償。

　　40 nm線距光刻注意事項(xiàng)

　　可以使用具有1.35數(shù)值孔徑和193 nm波長(zhǎng)的掃描儀通過(guò)浸沒(méi)式光刻法形成80 nm的間距線。盡管在此工具上可以實(shí)現(xiàn)此分辨率，但必須限制照明。光源在y方向上距中心的距離會(huì)影響80 nm間距的第0和第1衍射級(jí)之間的相位差，該相位差也與散焦距離成比例。此外，為了獲得最佳結(jié)果，應(yīng)限制極化。

　　圖2.采用浸沒(méi)式光刻的80 nm間距需要非常有限的照明。排除偶極子的橙色部分將改善散焦窗口。

　　EUV工具也可以直接實(shí)現(xiàn)40 nm的間距，而無(wú)需使用SADP。但是，照明仍然限于葉形偶極子區(qū)域。

　　圖3. EUV光刻的40 nm間距直接受到旋轉(zhuǎn)的影響。標(biāo)簽以度為單位指示0階和1階之間的相位差范圍。紅色空心圓圈表示原始目標(biāo)源點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)（邊緣相對(duì)于中心）。有些被旋轉(zhuǎn)到無(wú)法再產(chǎn)生任何圖像的位置。其他人則受到更大的散焦影響。

　　這里的主要困難是EUV照明的旋轉(zhuǎn)（因?yàn)镋UV投影系統(tǒng)必須使用離軸反射鏡），其旋轉(zhuǎn)是從弧形縫隙的中心（即，曝光場(chǎng)）到邊緣。在NXE：3400上，它的高度超過(guò)18度。如圖3所示，在散焦為30 nm時(shí)，旋轉(zhuǎn)可以將0階和1階之間的相位差范圍從所選源點(diǎn)集的30度擴(kuò)展到超過(guò)60度。這是可以預(yù)期的，因?yàn)樾D(zhuǎn)自然會(huì)在y方向上移動(dòng)一段距離。如此大的范圍將導(dǎo)致圖像進(jìn)一步退化，并且還會(huì)將光子劃分為更多的相位差倉(cāng)，從而導(dǎo)致更差的隨機(jī)性。此外，由于將一階從數(shù)值孔徑中推出，某些點(diǎn)甚至旋轉(zhuǎn)到不再能夠產(chǎn)生圖像的位置。

　　40 nm線間距的選項(xiàng)總結(jié)如下：

　　交叉點(diǎn)注意事項(xiàng)

　　3D XPoint具有一個(gè)新組件，即x和y間距為40 nm的選擇器存儲(chǔ)器堆棧。假設(shè)通過(guò)SADP對(duì)40 nm的間距線進(jìn)行了圖案化，則堆疊的圖案化具有三種選擇。首先，可以使用2D SADP方法將堆棧圖案化為2D陣列。或者，堆棧可以從兩個(gè)交叉的1D SADP步驟中自動(dòng)出現(xiàn)，一個(gè)用于x線，一個(gè)用于y線，如以下所示。當(dāng)然，這需要一個(gè)額外的光罩。最后，堆疊甚至可能沒(méi)有單獨(dú)地圖案化。但是，由于輪廓不是筆直的，此選項(xiàng)存在交叉點(diǎn)堆棧下部合并的風(fēng)險(xiǎn)圖4）。如果選擇堆疊之間的電介質(zhì)與堆疊一起蝕刻而不是選擇保留，則當(dāng)然可以避免這種情況。

　　圖4.在第一個(gè)方向進(jìn)行蝕刻之后，回填電介質(zhì)，然后在另一個(gè)方向上進(jìn)行切割。然而，對(duì)于傾斜的堆疊輪廓，堆疊的下部被電介質(zhì)的上部屏蔽以免切割。

　　交叉點(diǎn)堆棧制造選項(xiàng)總結(jié)如下：

　　假設(shè)3D XPoint使用X-SADP + Y-SADP選項(xiàng)，則兩層結(jié)構(gòu)將需要7個(gè)SADP實(shí)例：底線，底交叉點(diǎn)X，底交叉點(diǎn)Y，中線，頂交叉點(diǎn)X，頂交叉點(diǎn)Y，頂線。轉(zhuǎn)到四層，這將增加到13（之間的交叉點(diǎn)層為5組線+ 4對(duì)SADP對(duì)）。但是，與生產(chǎn)線SADP集成可能只能使用SADP 5次才能獲得四層。

　　3D NAND中的SADP

　　由于20 nm位線半間距，3D NAND也最終使用了SADP。如果需要將位線半節(jié)距減小到20 nm以下，則可能需要自對(duì)準(zhǔn)四重圖案（SAQP）。