JP2009135400A - 半導体素子のハードマスクパターン及びその形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】平面上で垂直方向と水平方向にライン状のパターニング工程のみを行って露光装備の解像度以下に稠密に配列されたハードマスクパターンを形成すること。
【解決手段】半導体基板上に第2のハードマスクパターン107aを形成する段階と、第2のハードマスクパターン107aと交差する第1のパターン115aと第2のハードマスクパターン107a間に位置する第2のパターン115bを含む第3のハードマスクパターンを形成する段階と、第1のパターン115a間に第4のハードマスクパターン123aを形成する段階と、を含む半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
【選択図】図10
【解決手段】半導体基板上に第2のハードマスクパターン107aを形成する段階と、第2のハードマスクパターン107aと交差する第1のパターン115aと第2のハードマスクパターン107a間に位置する第2のパターン115bを含む第3のハードマスクパターンを形成する段階と、第1のパターン115a間に第4のハードマスクパターン123aを形成する段階と、を含む半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
【選択図】図10
Description
本発明は、半導体素子のハードマスクパターン及びその形成方法に関するものであり、マトリックス状に配列された多数のコンタクトホールを形成するためのエッチング工程時に用いられる半導体素子のハードマスクパターン及びその形成方法に関するものである。
半導体基板には、トランジスタのような多数の半導体素子が形成され、半導体素子を電気的に連結させるために金属配線が形成される。金属配線と半導体基板の接合領域(例えば、トランジスタのソースまたはドレイン)は、コンタクトプラグにより電気的に連結される。
DRAM素子の場合には、半導体基板にトランジスタを形成し、ストレージノードコンタクトプラグを形成し、このために、コンタクトプラグを形成する前に層間絶縁膜を形成した後、コンタクトホールを形成する。
DRAMは、トランジスタとキャパシタの配列に従って様々に区分されるが、4F4 DRAM素子はストレージノードコンタクトプラグがセル領域でマトリックス状に配列される。即ち、トランジスタを形成した後、層間絶縁膜を形成し、セル領域で層間絶縁膜に多数のコンタクトホールがマトリックス状に配列されて形成される。一方、素子の集積度が高くなるにつれて4F4 DRAM素子においてコンタクトホールの配列は、露光装備の解像度(resolution)の限界以下のピッチを有するようになる。これにより、コンタクトホールが形成される領域を定義するためのフォトレジストパターン形成時にフォトレジスト膜に対する露光工程を2回に渡って実施しなければならない。これにより、工程単価が高くなり、解像度の尺度であるk1を0.20以下に減少させ難い。
本発明の目的は、平面上で垂直方向と水平方向にライン状のパターニング工程のみを行って露光装備の解像度以下に稠密に配列されたハードマスクパターンを形成することである。
本発明の実施例による半導体素子のハードマスクパターン形成方法は、半導体基板上に第1のハードマスクパターンを形成する段階と、第1のハードマスクパターンと交差する第1のパターンと第1のハードマスクパターン間に位置する第2のパターンを含む第2のハードマスクパターンを形成する段階、及び第1のパターン間に第3のハードマスクパターンを形成する段階を含む。
前記において、第1のハードマスクパターンを形成する前に、半導体基板上に下部膜及び第1のハード膜がさらに形成され得る。第1のハード膜は、SOC(Spin On Carbon)膜で形成することができる。第1のハードマスクパターンは、Si含有BARC膜で形成することができる。
第2のハードマスクパターンを形成する段階は、第1のハードマスクパターンによる段差が維持された厚さで第1の補助膜を形成する段階と、段差により発生した第1の補助膜の間の空間が満たされるように第1の補助膜上に第2のハード膜を形成する段階、及び第2のハード膜が第1の補助膜の間の空間に残留し、第1の補助膜上で第2のハード膜が第1のハードマスクパターンと交差する方向に残留するようにパターニング工程を行って第1及び第2のパターンを形成する段階を含む。第1の補助膜は、カーボンポリマーで形成することができる。第2のハード膜上に反射防止膜がさらに形成され得る。第1の補助膜の膜厚により第1のハードマスクパターンと第2のパターンの間隔が決定される。第2のハードマスクパターンは、Si含有BARC膜で形成することができる。
第3のハードマスクパターンを形成する段階は、第2のハードマスクパターンによる段差が維持された厚さで第2の補助膜を形成する段階、段差により発生した第2の補助膜の間の空間が満たされるように第2の補助膜上に第3のハード膜を形成する段階、及び第3のハード膜が第2の補助膜の間の空間に残留するようにパターニング工程を行って第3のハードマスクパターンを形成する段階を含む。第2の補助膜はカーボンポリマーで形成することができる。第2の補助膜の膜厚により第1のパターンと第3のハードマスクパターンの間隔が決定される。第3のハードマスクパターンは、Si含有BARC膜で形成することができる。
第1乃至第3のハードマスクパターンが同一の物質で形成されることが望ましく、第1乃至第3のハードマスクパターンは互いに異なる層に形成される。第2のハードマスクパターンの第1及び第2のパターンが互いに異なる層に形成される。
第1乃至第3のハードマスクパターン間の空間がコンタクトホールが形成されるコンタクト領域と定義され、第1のハードマスクパターンのピッチがコンタクト領域のピッチの2倍となり、第1のパターンのピッチがコンタクト領域のピッチの2倍となり、第2のパターンのピッチがコンタクト領域のピッチの2倍となり、第3のハードマスクパターンのピッチがコンタクト領域のピッチの2倍となる。
本発明の実施例による半導体素子のハードマスクパターンは、半導体基板上に形成された第1のハードマスクパターンと、第1のハードマスクパターンと交差する第1のパターンと第1のハードマスクパターン間に対応する領域に形成された第2のパターンを含む第2のハードマスクパターン、及び第1のパターン間に対応する領域に形成された第3のハードマスクパターンを含む。
前記において、第1乃至第3のハードマスクパターンが同一の物質で形成されることができ、第1乃至第3のハードマスクパターンがSi含有BARC膜で形成することができる。第1乃至第3のハードマスクパターンが互いに異なる層に形成される。第2のハードマスクパターンの第1及び第2のパターンが互いに異なる層に形成される。
半導体基板上に下部膜及びハード膜がさらに形成されることができ、ハード膜がSOC(Spin On Carbon)膜で形成することができる。
第2のハードマスクパターンの第2のパターンと第1のハードマスクパターン間の間隔がコンタクトホールの横幅に対応し、第2のハードマスクパターンの第1のパターンと第4のハードマスクパターン間の間隔がコンタクトホールの縦幅に対応する。第1乃至第3のハードマスクパターンの互いの間隔が同一であり得る。
従来は、マトリックス状に配列されるコンタクトホールが形成される領域を定義するために、奇数番目の行と奇数番目の列に位置するコンタクトホールを定義するための第1のマスクと偶数番目の行と偶数番目の列に位置するコンタクトホールを定義するための第2のマスクを用いて露光工程を実施した。これにより、2つのマスクを用いるために、整列誤差に問題が発生することがある。しかし、本発明では垂直方向と水平方向のパターニング工程でコンタクトホールを形成するため、整列誤差に関する問題を解決することができる。
また、DRAMにおいてコンタクトアレイをDEET(Double Expose & Etch Tech)で具現するためには、チェックボード(Check board)の形態でマスクを2枚に分離しなければならない。チェックボードタイプのコンタクトアレイを露光装備でデファイン(define)するためには、2次元で対称である形態の照明(Illumination)を適用しなければならないため、解像度が落ちる。これにより、DEETで具現することができるk1は0.20以上である。しかし、本発明ではライン状を露光装備でデファイン(define)するため、双極子(dipole)のような強い照明を適用してk1を0.14まで具現することができる。
以下、添付した図面を参照し、本発明の望ましい実施例を説明する。しかし、本発明は以下で開示される実施例により限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されることができ、本発明の範囲が次に詳述する実施例により限定されるものではない。単に、本実施例は本発明の開示が完全であるようにし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明の範囲は、本願の特許請求の範囲により理解されなければならない。
一方、ある膜が他の膜または半導体基板の「上」にあると記載される場合に、前記ある膜は前記他の膜または半導体基板に直接接触して存在することができ、またはその間に第3の膜が介在されることもできる。また、図面において各層の厚さや大きさは説明の便宜及び明確性のために適宜拡大している。図面上において同一符号は同一の要素を指す。
図1乃至図11は、本発明の実施例による半導体素子のハードマスクパターン形成方法を説明するための図面である。
図1に示すように、トランジスタを含む半導体素子(図示せず)が形成された半導体基板101上に下部膜103を形成する。ここで、下部膜103は、層間絶縁膜になり得る。下部膜103に多数のコンタクトホールを形成するためのエッチング工程時にエッチングマスクとして用いるために、下部膜103上に第1のハード膜105、第2のハード膜107及び第1の反射防止膜109を順次形成する。第1の反射防止膜109上には、第1のフォトレジストパターン111が形成される。
前記において、コンタクトホールがマトリックス状に配列される場合を例として説明する。マトリックス状に配列されたコンタクトホールを形成する工程は、DRAM製造工程でストレージノードコンタクトホールを形成する工程にも適用されることができる。
一方、第1のハード膜105はSOC(Spin On Carbon)膜で形成し、第2のハード膜107はSi含有BARC(Bottom Anti Reflection Coating)膜で形成し、第1の反射防止膜109は第1のフォトレジストパターン111を形成する過程で乱反射による露光特性が低下するのを防止する役割をする。第2のハード膜107が乱反射防止機能も行える場合、第1の反射防止膜109は省略可能である。
第1のフォトレジストパターン111は、一方向に平行に形成される。具体的に例を挙げて説明すれば、DRAM素子の場合、セル領域でコンタクトホールが形成される領域CAの間に一方向に平行に形成される。第1のフォトレジストパターン111のパターン間のピッチP2(第2のハードマスクパターン107aのピッチ)は、コンタクト領域CA間のピッチP1(コンタクトホール間のピッチ)の2倍となる。
図2に示すように、第1のフォトレジストパターン111を用いたエッチング工程で第1の反射防止膜109及び第2のハード膜107をパターニングして第2のハードマスクパターン107a(請求項では「第1のハードマスクパターン」)を形成する。第1のフォトレジストパターン111の形態により、第2のハードマスクパターン107aもコンタクト領域CAの間で一方向に平行にパターニングされ、第2のハードマスクパターン107aのピッチは、コンタクト領域CAピッチの2倍となる。第2のハードマスクパターン107a間には第1のハード膜105の一部が露出される。その後、第1のフォトレジストパターン111は除去される。
図3に示すように、第1のハード膜105の露出された領域を含む半導体基板101上に第1の補助膜113を形成する。第1の補助膜113は、カーボンポリマーで形成することが望ましい。
第1の補助膜113は、第2のハードマスクパターン107aにより発生した段差が維持される程度の厚さで形成する。特に、第2のハードマスクパターン107aの側壁に形成される第1の補助膜113の厚さは、後続工程でコンタクトホールの一方向幅を決定するため、コンタクトホールの一方向の幅に応じて第1の補助膜113の厚さを調節することが望ましい。第1の補助膜113が段差が維持される程度の厚さで形成されることにより、第2のハードマスクパターン107a間の第1の補助膜113にはコンタクト領域CAの間隔に対応するトレンチのような段差が発生する。即ち、第1の補助膜113の対向する側壁の距離がコンタクトホール間の距離となる。
図4に示すように、第1の補助膜113の間の空間が満たされるように、第1の補助膜113を含む半導体基板101上に第3のハード膜115(請求項では「第2のハード膜」)を形成する。第3のハード膜115上には、第2の反射防止膜117を形成する。第2の反射防止膜117上には、第2のフォトレジストパターン119を形成する。
第3のハード膜115は、後続工程を容易にするために、第2のハードマスクパターン107aと同一の物質で形成することが望ましい。即ち、第3のハード膜115は、Si含有BARC膜で形成することができる。図1で説明した通り、第3のハード膜115が第2のフォトレジストパターン119を形成するための露光工程時に乱反射防止機能を行うことができる場合、第2の反射防止膜117は省略可能である。
第2のフォトレジストパターン119は、第1のフォトレジストパターン111(図1参照)と交差する方向に平行に形成される。具体的に例を挙げて説明すれば、DRAM素子の場合、セル領域でコンタクトホールが形成される領域CA間に第1のフォトレジストパターン111(図1参照)と交差する方向に平行に形成される。第2のフォトレジストパターン119のパターン間ピッチP3(第3のハードマスクパターン、第1及び第2のパターン115a、115bのピッチ)は、コンタクト領域CA間ピッチP1の2倍となる。
図5に示すように、第2のフォトレジストパターン119を用いたエッチング工程で第2の反射防止膜117及び第3のハード膜115をパターニングして第3のハードマスクパターン115a、115b(請求項では「第2のハードマスクパターン」)を形成する。その後、第2のフォトレジストパターン119は除去される。
第3のハードマスクパターン115a、115bは、第1の補助膜113上に第2のハードマスクパターン107aと交差する方向に平行に形成される第1のパターン115aと、第2のハードマスクパターン107a間の第1の補助膜113上に第2のハードマスクパターン107aと平行に形成される第2のパターン115bとを含む。これらは互いに異なる層に形成される。この時、第1の補助膜113の膜厚により第2のハードマスクパターン107aと第2のパターン115bの間隔が決定される。
具体的に説明すれば、第2のフォトレジストパターン119の形態により、コンタクト領域CA間の第1の補助膜113上において第3のハード膜115は第2のハードマスクパターン107aと交差する方向に平行にパターニングされて第1のパターン115aとして形成され、第1の補助膜113上において第1のパターン115aのピッチは、コンタクト領域CAピッチの2倍となる。また、第3のハード膜115は、第2のハードマスクパターン107a間の第1の補助膜113に発生した段差部位にも残留し、第2のパターン115bとなる。第2のパターン115bは、第1の補助膜113に発生した段差部位に自動整列されて形成され、露光マスクを用いないため、整列誤差が発生せず、第2のパターン115bと第2のハードマスクパターン107aの間隔は、第1の補助膜113の膜厚により自動的に決定される。
これにより、第3のハードマスクパターンは、第1のパターン115a及び第2のパターン115bを含み、第1の補助膜113を四角形の形態で露出させる。第1の補助膜113が露出される一つの四角形の領域ごとに4つのコンタクト領域CAが含まれ、4つのコンタクト領域CAは四角形の領域の四つの片隅にそれぞれ位置する。
図6に示すように、第3のハードマスクパターン115a、115bを含む半導体基板101上に第2の補助膜121を形成する。第2の補助膜121は、第1の補助膜113と同一の物質、即ちカーボンポリマーで形成することが望ましい。
第2の補助膜121は、第3のハードマスクパターン115a、115bにより発生した段差が維持される程度の厚さで形成する。特に、第3のハードマスクパターン115a、115bのうち、第1のパターン115aの側壁に形成される第2の補助膜121の厚さは、後続工程でコンタクトホールの他方向の幅を決定するため、コンタクトホールの他方向の幅に応じて第2の補助膜121の厚さを調節することが望ましい。第2の補助膜121が段差が維持される程度の厚さで形成されることにより、第3のハードマスクパターン115a、115bの第1のパターン115a間の第2の補助膜121には、コンタクト領域CAの間隔に対応するトレンチと同様な段差が発生する。即ち、第2の補助膜121の対向する側壁の距離がコンタクトホール間の距離となる。
一方、第3のハードマスクパターンのうち第2のパターン115bは、第2の補助膜121により覆われる。
図7に示すように、第2の補助膜121に発生した段差が完全に満たされるように第2の補助膜121を含む半導体基板101上に第4のハード膜123を形成する。第4のハード膜123は、後続工程が容易であるように、第3のハード膜115または第2のハード膜107と同一の物質、即ち、Si含有BARC膜で形成することが望ましい。
図8に示すように、第4のハード膜が第2の補助膜121に発生した段差部にのみ残留するようにエッチング工程を行って第4のハードマスクパターン123a(請求項では「第3のハードマスクパターン」)を形成する。この時、第2の補助膜121の厚さにより第4のハードマスクパターン123aと第1のパターン115aの間隔が決定される。
エッチング工程は、第2の補助膜121が露出されるまで化学的機械的研磨工程を行う方式で進めることができる。また、エッチング工程は、エッチバック工程のような全面エッチング方式で実施され得る。これにより、第4のハードマスクパターン123aは、第3のハードマスクパターンのうち第1のパターン115a間の第2の補助膜121上に第1のパターン115aと平行な方向に形成される。第4のハードマスクパターン123aのパターン間ピッチP4は、コンタクト領域CA間ピッチP1の2倍となる。
第4のハードマスクパターン123aは、第2の補助膜121に発生した段差部位にのみ第4のハード膜が残留して形成されるため、第1のパターン115a間に自動整列される。従って、露光マスクを用いないため、整列誤差が発生せず、第1のパターン115aと第4のハードマスクパターン123aの間隔は、第2の補助膜121の厚さにより自動的に決定される。
図9に示すように、第1の補助膜113及び第2の補助膜121が、第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aの下部にのみ残留するように第1の補助膜113及び第2の補助膜121をエッチングする。これにより、コンタクト領域CAの第1のハード膜105が露出される。
図10に示すように、第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aを用いたエッチング工程で第1のハード膜をパターニングしてコンタクト領域CAに開口部を有する第1のハードマスクパターン105aを形成する。次いで、図面には示されていないが、第1のハードマスクパターン105aを用いたエッチング工程で下部膜103をエッチングする。これにより、下部膜103(例えば、層間絶縁膜)にはコンタクトホールが形成され、4F4 DRAM素子の場合、ストレージノードコンタクトプラグが形成される領域にコンタクトホールが形成される。コンタクトホールは、全体的にマトリックス状に配列される。
前記において、カーボンポリマーを含む補助膜、Si含有BARC膜を含むハード膜及び反射防止膜の形成工程やこれらのエッチング工程は、同一のチャンバ内で真空の破壊なしに連続的に行うイン−サイチュ(In-situ)方式で進めることができる。
一方、前記では第1のハード膜105を形成する場合を例として説明したが、第1のハード膜105を省略し、互いに異なる層に形成される第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aを用いたエッチング工程で下部膜103をパターニングすることができる。
下部膜103のエッチングマスクとして用いるために形成された第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aの形態を詳察すれば、次の通りである。
図11に示すように、第2のハードマスクパターン107aは一方向に平行に形成され、第2のハードマスクパターン107aのピッチは、コンタクト領域CAのピッチの2倍となる。第3のハードマスクパターン115a、115bのうち、第1のパターン115aは第2のハードマスクパターン107aと交差する方向に形成され、第1のパターン115aのピッチは、コンタクト領域CAのピッチの2倍となる。第3のハードマスクパターン115a、115bのうち、第2のパターン115bは第2のハードマスクパターン107a間に平行に形成され、第2のパターン115bのピッチは、コンタクト領域CAのピッチの2倍となる。第4のハードマスクパターン123aは第2のハードマスクパターン107aと交差する方向に第3のハードマスクパターン115a、115bのうち、第1のパターン115a間に形成され、第4のハードマスクパターン123aのピッチは、コンタクト領域CAのピッチの2倍となる。
第2のハードマスクパターン107aと第2のパターン115bの間隔は、第1の補助膜113の膜厚により決定され(図5を参照)、第4のハードマスクパターン123a及び第1のパターン115aの間隔は、第2の補助膜121の厚さにより決定される(図8を参照)。従って、第1の補助膜113及び第2の補助膜121の厚さが同一であれば、第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aの互いの間隔が同一になる。これは、第1の補助膜113及び第2の補助膜121の厚さによりコンタクトホールの横幅と縦幅が決定されることを意味し、厚さが同一であれば、理論的に正方形のコンタクトホールが形成される。
前記構造からなる第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aを形成するために用いられる第1及び第2のフォトレジストパターン111、119は、垂直方向と水平方向のライン状がそれぞれ定義された第1及び第2露光マスクを用いた第1及び第2露光工程によりそれぞれ形成される。この時、パターンのピッチは、露光マスクに遮光パターン(または透光パターン)の形態で定義されるため、整列誤差が発生しても、ハードマスクパターンのピッチに対する誤差は発生しない。このような理由により、水平または垂直に対する整列誤差が発生しても、コンタクトホールのサイズは変わらない。その結果、整列誤差に対する問題を解決することができる。
一方、第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aを透明なSi含有BARC膜で形成することにより、マスク整列に用いられるオーバーレイバーニアを露出させるためのキーマスクオープン工程を省略することができる。即ち、工程の段階を簡素化することができる。それだけでなく、Si含有BARC膜はスピンオン方式で形成されるため、第1及び第2の補助膜間の空間に第3〜第4のハードマスクパターン115a、115b、123aを容易に形成し得る長所がある。特に、CVD法やPVD法に比べてスピンオン方式は低温(例えば、常温)で実施されるため、ハードマスクパターンを形成する過程で既に形成された下部要素に熱の負担が加えられるのを最小化することができる。
第2〜第4のハードマスクパターン107a、115a、115b、123aをSi含有BARC膜で形成し、第1〜第2の補助膜113、121をカーボンポリマーで形成する場合、いずれもカーボン成分を含む。この時、第1〜第2の補助膜113、121をO2プラズマエッチング工程で除去すれば、O2成分がハードマスクパターンのSiと反応してSiO2が形成され、エッチングバリアの役割をする。従って、ハードマスクパターンと補助膜のエッチング選択比が大きくなる。
101:半導体基板
103:下部膜
105:第1のハード膜
105a:第1のハードマスクパターン
107:第2のハード膜
107a:第2のハードマスクパターン(請求項では第1のハードマスクパターン)
109:第1の反射防止膜
111:第1のフォトレジストパターン
113:第1の補助膜
115:第3のハード膜
115a:第1のパターン
115b:第2のパターン
117:第2の反射防止膜
119:第2のフォトレジストパターン
121:第2の補助膜
123:第4のハード膜
123a:第4のハードマスクパターン(請求項では第3のハードマスクパターン)
P1:コンタクトホール間のピッチ
P2:第2のハードマスクパターンのピッチ
P3:第3のハードマスクパターンのピッチ
P4:第4のハードマスクパターンのピッチ
103:下部膜
105:第1のハード膜
105a:第1のハードマスクパターン
107:第2のハード膜
107a:第2のハードマスクパターン(請求項では第1のハードマスクパターン)
109:第1の反射防止膜
111:第1のフォトレジストパターン
113:第1の補助膜
115:第3のハード膜
115a:第1のパターン
115b:第2のパターン
117:第2の反射防止膜
119:第2のフォトレジストパターン
121:第2の補助膜
123:第4のハード膜
123a:第4のハードマスクパターン(請求項では第3のハードマスクパターン)
P1:コンタクトホール間のピッチ
P2:第2のハードマスクパターンのピッチ
P3:第3のハードマスクパターンのピッチ
P4:第4のハードマスクパターンのピッチ
Claims (31)
- 半導体基板上に第1のハードマスクパターンを形成する段階と、
前記第1のハードマスクパターンと交差する第1のパターンと前記第1のハードマスクパターン間に位置する第2のパターンを含む第2のハードマスクパターンを形成する段階と、
前記第1のパターン間に第3のハードマスクパターンを形成する段階と、
を含む半導体素子のハードマスクパターン形成方法。 - 前記第1のハードマスクパターンを形成する前に、
前記半導体基板上に下部膜及び第1のハード膜がさらに形成される請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。 - 前記第1のハード膜は、SOC(Spin On Carbon)膜で形成される請求項2に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1のハードマスクパターンは、Si含有BARC膜で形成される請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第2のハードマスクパターンを形成する段階は、
前記第1のハードマスクパターンによる段差が維持された厚さで第1の補助膜を形成する段階と、
前記段差により発生した前記第1の補助膜の間の空間が満たされるように前記第1の補助膜上に第2のハード膜を形成する段階と、
前記第2のハード膜が前記第1の補助膜の間の前記空間に残留し、前記第1の補助膜上で前記第2のハード膜が前記第1のハードマスクパターンと交差する方向に残留するようにパターニング工程を行って前記第1及び前記第2のパターンを形成する段階と、
を含む請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。 - 前記第1の補助膜は、カーボンポリマーで形成される請求項5に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第2のハード膜上に反射防止膜がさらに形成される請求項5に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1の補助膜の膜厚により前記第1のハードマスクパターンと前記第2のパターンの間隔が決定される請求項5に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第2のハードマスクパターンは、Si含有BARC膜で形成される請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第3のハードマスクパターンを形成する段階は、
前記第2のハードマスクパターンによる段差が維持された厚さで第2の補助膜を形成する段階と、
前記段差により発生した前記第2の補助膜の間の空間が満たされるように前記第2の補助膜上に第3のハード膜を形成する段階と、
前記第3のハード膜が前記第2の補助膜の間の前記空間に残留するようにパターニング工程を行って前記第3のハードマスクパターンを形成する段階と、
を含む請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。 - 前記第2の補助膜は、カーボンポリマーで形成される請求項10に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第2の補助膜の膜厚により前記第1のパターンと前記第3のハードマスクパターンの間隔が決定される請求項10に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第3のハードマスクパターンは、Si含有BARC膜で形成される請求項10に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターンが同一の物質で形成される請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターンは、互いに異なる層に形成される請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第2のハードマスクパターンの前記第1及び第2のパターンが互いに異なる層に形成される請求項15に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターン間の空間がコンタクトホールが形成されるコンタクト領域で定義される請求項1に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1のハードマスクパターンのピッチが前記コンタクト領域のピッチの2倍である請求項17に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第1のパターンのピッチが前記コンタクト領域のピッチの2倍である請求項17に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第2のパターンのピッチが前記コンタクト領域のピッチの2倍である請求項17に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 前記第3のハードマスクパターンのピッチが前記コンタクト領域のピッチの2倍である請求項17に記載の半導体素子のハードマスクパターン形成方法。
- 半導体基板上に形成された第1のハードマスクパターンと、
前記第1のハードマスクパターンと交差する第1のパターンと前記第1のハードマスクパターン間に対応する領域に形成された第2のパターンを含む第2のハードマスクパターンと、
前記第1のパターン間に対応する領域に形成された第3のハードマスクパターンと、
を含む半導体素子のハードマスクパターン。 - 前記第1乃至第3のハードマスクパターンが同一の物質で形成される請求項22に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターンがSi含有BARC膜で形成される請求項22に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記半導体基板上に下部膜及びハード膜がさらに形成される請求項22に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記ハード膜がSOC(Spin On Carbon)膜で形成される請求項25に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターンが互いに異なる層に形成された請求項22に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記第2のハードマスクパターンの前記第1及び第2のパターンが互いに異なる層に形成される請求項23に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターンのうち、前記第1のハードマスクパターンが最下部層に該当し、前記第2のハードマスクパターンの前記第2のパターンが前記第1のハードマスクパターンより高い層に該当し、前記第1のパターンが前記第2のパターンより高い層に該当し、前記第3のハードマスクパターンが前記第1のパターンより高い最上部層に該当する請求項28に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記第2のハードマスクパターンの前記第2のパターンと前記第1のハードマスクパターン間の間隔がコンタクトホールの横幅に対応し、前記第2のハードマスクパターンの前記第1のパターンと前記第3のハードマスクパターン間の間隔がコンタクトホールの縦幅に対応する請求項22に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
- 前記第1乃至第3のハードマスクパターンの互いの間隔が同一である請求項30に記載の半導体素子のハードマスクパターン。
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